在線式UPS的控制與保護(hù)技術(shù)

(5)三角波發(fā)生器

CPU送出的38.4kHz方波,經(jīng)由運(yùn)算放大器組成的二分頻電路后,變成19.2kHz的方波,再經(jīng)積分器積分成三角波。

(6)標(biāo)準(zhǔn)正弦波發(fā)生器

CPU送出以128點(diǎn)平均分割的模仿正弦波,經(jīng)過二階低通濾波器濾波后,生成標(biāo)準(zhǔn)正弦波。

(7)PWM信號

標(biāo)準(zhǔn)正弦波與逆變輸出電壓的正弦波反饋信號進(jìn)行比較，其結(jié)果被三角波切割，生成PWM信號。

(8)逆變電壓調(diào)整

CPU每16ms讀取一次逆變電壓值,并與設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較,當(dāng)差值高于10V時(shí),CPU立即調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)正弦波,從而調(diào)整PWM信號,使輸出電壓相應(yīng)加減5V,以縮小差值;當(dāng)差值低于10V時(shí),CPU累積差值,當(dāng)累積值達(dá)到30V時(shí),CPU調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)正弦波,使輸出電壓相應(yīng)加減2V。

(9)CPU的A/D讀取

CPU每半周期讀一次電池電壓、正負(fù)BUS電壓和機(jī)內(nèi)溫度,每隔8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正弦波點(diǎn)讀一次市電電壓、逆變電壓和逆變電流(在每個(gè)周期開始,CPU變更讀點(diǎn)的初始位置,使每隔8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正弦波點(diǎn)讀一次,通過128個(gè)點(diǎn)的A/D讀取達(dá)到掃描效果,讀取值存入RAM內(nèi))。

(10)CPU的計(jì)算

CPU每隔2個(gè)周期計(jì)算一次市電電壓的均方根值(RMS),每隔1個(gè)周期計(jì)算一次逆變電壓的均方根值,每隔32個(gè)周期計(jì)算一次逆變電流的均方根值,每隔32個(gè)周期計(jì)算一次輸出功率的均方根值。

3 保護(hù)技術(shù)

(1)逆變輸出短路和過電壓保護(hù)

當(dāng)逆變輸出電壓的正弦波反饋信號連續(xù)64ms無過零信號時(shí),視為逆變輸出短路,UPS關(guān)閉輸出并報(bào)警;當(dāng)逆變輸出電壓值連續(xù)80ms低于160V或高于280V時(shí),視為逆變輸出過電壓,UPS立即轉(zhuǎn)到旁路并報(bào)警。

(2)輸出限流保護(hù)

保護(hù)電路偵測逆變輸出的電流值,當(dāng)其超過額定值的3.6倍時(shí),限流保護(hù)電路立即關(guān)閉PWM,只有在輸出電流值小于額定值的3.6倍后,PWM才重新工作。

(3)BUS過電壓保護(hù)

當(dāng)BUS電壓的絕對值連續(xù)64ms超過440V時(shí),UPS實(shí)施BUS過電壓保護(hù),轉(zhuǎn)入旁路并報(bào)警。

(4)電池過壓和欠壓保護(hù)

當(dāng)每個(gè)電池電壓高于15V時(shí)，視為電池過壓,UPS自動(dòng)轉(zhuǎn)入電池逆變狀態(tài)，在每個(gè)單體電池電壓下降到13.5V后，UPS重新回到原工作狀態(tài)。市電異常，UPS轉(zhuǎn)入電池逆變狀態(tài)，電池開始放電,CPU控制蜂鳴器4s鳴叫一次。當(dāng)每個(gè)單體電池電壓下降到10V時(shí),UPS自動(dòng)關(guān)機(jī)。市電恢復(fù)正常時(shí),UPS會(huì)自動(dòng)重啟。

(5)負(fù)載保護(hù)

如果UPS在從旁路轉(zhuǎn)入逆變輸出前,偵測到負(fù)載超過110%,UPS不能轉(zhuǎn)入逆變輸出,CPU控制蜂鳴器每0.5s鳴叫一次;如果開機(jī)后負(fù)載加至110%～130%,CPU控制蜂鳴器每0.5s鳴叫一次,UPS在10s后轉(zhuǎn)入旁路;如果開機(jī)后負(fù)載加至130%以上,UPS會(huì)立即轉(zhuǎn)入旁路。

雖然UPS種類繁多,但是其控制和保護(hù)技術(shù)的基本原理大致相同。