在線式UPS的控制與保護技術

(5)三角波發生器

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

(6)標準正弦波發生器

CPU送出以128點平均分割的模仿正弦波,經過二階低通濾波器濾波后,生成標準正弦波。

(7)PWM信號

標準正弦波與逆變輸出電壓的正弦波反饋信號進行比較，其結果被三角波切割，生成PWM信號。

(8)逆變電壓調整

CPU每16ms讀取一次逆變電壓值,并與設定的電壓值進行比較,當差值高于10V時,CPU立即調整標準正弦波,從而調整PWM信號,使輸出電壓相應加減5V,以縮小差值;當差值低于10V時,CPU累積差值,當累積值達到30V時,CPU調整標準正弦波,使輸出電壓相應加減2V。

(9)CPU的A/D讀取

CPU每半周期讀一次電池電壓、正負BUS電壓和機內溫度,每隔8個標準正弦波點讀一次市電電壓、逆變電壓和逆變電流(在每個周期開始,CPU變更讀點的初始位置,使每隔8個標準正弦波點讀一次,通過128個點的A/D讀取達到掃描效果,讀取值存入RAM內)。

(10)CPU的計算

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

3 保護技術

(1)逆變輸出短路和過電壓保護

當逆變輸出電壓的正弦波反饋信號連續64ms無過零信號時,視為逆變輸出短路,UPS關閉輸出并報警;當逆變輸出電壓值連續80ms低于160V或高于280V時,視為逆變輸出過電壓,UPS立即轉到旁路并報警。

(2)輸出限流保護

保護電路偵測逆變輸出的電流值,當其超過額定值的3.6倍時,限流保護電路立即關閉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

當BUS電壓的絕對值連續64ms超過440V時,UPS實施BUS過電壓保護,轉入旁路并報警。

(4)電池過壓和欠壓保護

當每個電池電壓高于15V時，視為電池過壓,UPS自動轉入電池逆變狀態，在每個單體電池電壓下降到13.5V后，UPS重新回到原工作狀態。市電異常，UPS轉入電池逆變狀態，電池開始放電,CPU控制蜂鳴器4s鳴叫一次。當每個單體電池電壓下降到10V時,UPS自動關機。市電恢復正常時,UPS會自動重啟。

(5)負載保護

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

雖然UPS種類繁多,但是其控制和保護技術的基本原理大致相同。