并聯(lián)逆變器系統(tǒng)的故障檢測的制作方法
【專利摘要】根據(jù)一方面，本發(fā)明的實施例提供一種操作具有第一UPS和第二UPS的UPS系統(tǒng)的方法，該方法包括：在第一UPS和第二UPS之間耦合至少一條控制線，以并聯(lián)操作模式來運(yùn)行第一UPS和第二UPS；從第一UPS和第二UPS中的每一個給負(fù)載提供輸出電力；檢測UPS系統(tǒng)中的故障狀態(tài)；去耦合至少一條控制線；以診斷操作模式運(yùn)行第一UPS；以及確定故障狀態(tài)是否與第一UPS相關(guān)。
【專利說明】并聯(lián)逆變器系統(tǒng)的故障檢測
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]依照本發(fā)明的至少一個實施例通常涉及不間斷電源的并聯(lián)控制。
【背景技術(shù)】
[0002]不間斷電源(UPS)通常被用來給敏感的和/或關(guān)鍵的負(fù)載提供穩(wěn)定的及不間斷的電力。對UPS系統(tǒng)提供更大的容量和/或可靠性的需求正在增長。例如，為了提供增強(qiáng)的可擴(kuò)展性和/或冗余度，兩個UPS可以被電連接以形成單個的帶有一個輸出的并聯(lián)的UPS系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，兩個UPS的組合可以提供增強(qiáng)的電力容量給連接到并聯(lián)的UPS系統(tǒng)的負(fù)載。并且，如果并聯(lián)耦合的UPS中的第一個發(fā)生故障，則并聯(lián)耦合的UPS中的第二個可以作為故障的UPS的備用電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]依據(jù)本發(fā)明的方面針對一種操作具有第一 UPS和第二 UPS的UPS系統(tǒng)的方法。在一方面，本發(fā)明的方法的特征在于包括在所述第一 UPS和所述第二 UPS之間耦合至少一條控制線，以并聯(lián)操作模式來運(yùn)行所述第一 UPS和所述第二 UPS ;從所述第一 UPS和所述第二UPS中的每一個給負(fù)載提供輸出電力；檢測所述UPS系統(tǒng)中的故障狀態(tài)；去耦合所述至少一條控制線；以診斷操作模式運(yùn)行所述第一 UPS ;以及確定所述故障狀態(tài)是否與所述第一 UPS相關(guān)。
[0004]根據(jù)一實施例，該方法還包括:以診斷操作模式運(yùn)行所述第二 UPS ；以及確定所述故障狀態(tài)是否與所述第二 UPS相關(guān)。在另一實施例中，確定所述故障狀態(tài)是否與所述第二UPS相關(guān)包括將診斷模塊耦合到所述第二 UPS。
[0005]根據(jù)另一實施例，在所述第一 UPS和所述第二 UPS之間耦合至少一條控制線包括在所述第一 UPS和所述第二 UPS之間耦合連接模塊，以及其中，去耦合所述至少一條控制線還包括從所述第一 UPS去耦合所述連接模塊以及將診斷模塊耦合到所述第一 UPS。在一實施例中，在所述第一 UPS和所述第二 UPS之間耦合至少一條控制線包括在所述第一 UPS和所述第二 UPS之間耦合連接模塊，以及其中，去耦合所述至少一條控制線包括將所述連接模塊的狀態(tài)從操作狀態(tài)改變到診斷狀態(tài)。
[0006]根據(jù)一實施例，以診斷操作模式運(yùn)行所述第一 UPS包括禁用所述第一 UPS的旁路操作模式。在一實施例中，以診斷操作模式運(yùn)行所述第一 UPS包括進(jìn)行所述第一 UPS的逆變器的自測試。
[0007]在另一方面,本發(fā)明的特征在于一種UPS系統(tǒng)，其包括:第一 UPS和第二 UPS，所述第一 UPS和所述第二 UPS中的每一個包括:第一輸入端，其從第一電源接收輸入電力；電池，其被配置為提供電池電力；輸出端，其被耦合以提供輸出電力；輸出電力電路，其耦合到所述輸出端且被配置為提供來自于所述第一電源和所述電池中的至少一個的輸出電力；第一 I/O ;第二 I/O ;以及控制電路，其耦合到所述第一 I/O和所述第二 I/O ;以及連接模塊，其耦合到所述第一 UPS的所述第一 I/O、所述第二 I/O和所述輸出端，并耦合到所述第二UPS的所述第一 I/O、所述第二 I/O和所述輸出端，所述連接模塊具有提供來自所述第一UPS和所述第二UPS中的至少一個的輸出電力的輸出端；其中，所述第一UPS被配置為基于在所述第一 UPS的所述第二 I/O檢測到的信號運(yùn)行在診斷模式，并且被配置為在診斷模式確定所述UPS系統(tǒng)的故障是否與所述第一 UPS相關(guān)。
[0008]根據(jù)一實施例，所述連接模塊被配置為運(yùn)行在診斷模式以將所述第一 UPS的所述第一 I/o耦合到所述第一UPS的所述第二 I/O。在另一實施例中，系統(tǒng)還包括診斷模塊，所述診斷模塊被配置為在所述診斷模式耦合到所述第一 UPS，并且被配置為將所述第一 UPS的所述第一 I/o耦合到所述第一 UPS的所述第二 I/O。
[0009]根據(jù)另一實施例，所述第一 UPS包括逆變器，并且其中，所述第一 UPS被配置為在所述診斷模式進(jìn)行逆變器測試。在一實施例中，所述第一 UPS還被配置為運(yùn)行在旁路操作模式，并且其中，所述控制電路被配置為在所述診斷模式禁用所述旁路操作模式。在另一實施例中，所述第二 UPS被配置為基于在所述第二 UPS的所述第二 I/O檢測到的信號運(yùn)行在診斷模式，并且被配置為在診斷模式確定所述UPS系統(tǒng)的故障是否與所述第二 UPS相關(guān)。
[0010]根據(jù)一實施例，所述連接模塊被配置為運(yùn)行在診斷模式，以將所述第二 UPS的所述第一 I/o耦合到所述第二 UPS的所述第二 I/O。在另一實施例中，系統(tǒng)還包括診斷模塊，所述診斷模塊被配置為在所述診斷模式耦合到所述第二 UPS，并且被配置為將所述第二 UPS的所述第一 I/o耦合到所述第二 UPS的所述第二 I/O。
[0011]在一方面，本發(fā)明的特征在于一種UPS系統(tǒng)，其包括:第一 UPS和第二 UPS，所述第
一UPS和所述第二 UPS中的每一個包括:第一輸入端，其從第一電源接收輸入電力；電池，其被配置為提供電池電力；輸出端，其被耦合以提供輸出電力；輸出電力電路，其耦合到所述輸出端且被配置為提供來自于所述第一電源和所述電池中的至少一個的輸出電力；第一I/o ;第二 I/O ;以及控制電路，其耦合到所述第一 I/O和所述第二 I/O ;以及連接模塊，其耦合到所述第一 UPS的所述第一 I/O、所述第二 I/O和所述輸出端，并耦合到所述第二 UPS的所述第一 I/o、所述第二 I/O和所述輸出端，所述連接模塊具有提供來自所述第一 UPS和所述第二 UPS中的至少一個的輸出電力的輸出端；以及用于檢測所述UPS系統(tǒng)的故障并且用于將所述故障隔離到所述第一 UPS和所述第二 UPS中的一個的裝置。
[0012]根據(jù)一實施例，所述用于檢測故障的裝置包括用于在檢測到故障后禁用所述第一UPS的輸出端和所述第二 UPS的輸出端的裝置。在一實施例中，所述第一 UPS和所述第二UPS中的每一個包括用于在并聯(lián)操作模式運(yùn)行所述第一 UPS和所述第二 UPS的并聯(lián)控制電路，并且其中，所述用于檢測故障的裝置包括用于檢測所述第一 UPS和所述第二 UPS中的一個的所述并聯(lián)控制電路中的故障的裝置。
[0013]根據(jù)另一實施例，系統(tǒng)還包括用于將所述第一 UPS和所述第二 UPS中的一個確立為所述UPS系統(tǒng)的主UPS的裝置。在一實施例中，所述主UPS被配置為控制所述第一 UPS中的逆變器的輸出端和所述第二 UPS中的逆變器的輸出端。
[0014]在一方面，本發(fā)明的特征在于一種操作具有第一 UPS的UPS系統(tǒng)的方法，這種方法包括給第一 UPS上電，使用第一 UPS的第一檢測電路檢測第一 UPS的第一 I/O處的第一信號，使用第一 UPS的第二檢測電路檢測第一 UPS的第二 I/O處的第二信號，基于第一信號的狀態(tài)和第二信號的狀態(tài)，配置第一 UPS運(yùn)行在主操作模式和受控操作模式之一。
[0015]根據(jù)一實施例，該方法還包括使第一 UPS運(yùn)行在主操作模式，在主操作模式中，在第一UPS中產(chǎn)生輸出控制信號并且將該輸出控制信號提供到第一UPS的第三1/0，以及使用該輸出控制信號控制第一 UPS的輸出逆變器的操作。根據(jù)另一實施例，該方法還包括使第
一UPS運(yùn)行在受控操作模式，在受控操作模式中，在第一 UPS的第四I/O處接收輸入控制信號，以及使用輸入控制信號控制第一 UPS的輸出逆變器的操作。
[0016]根據(jù)一實施例，UPS系統(tǒng)還包括與第一 UPS以并聯(lián)配置耦合的第二 UPS，并且其中，該方法還包括給第二 UPS上電，使用第二 UPS的第一檢測電路檢測第二 UPS的第一 I/O處的第三信號，使用第二 UPS的第二檢測電路檢測第二 UPS的第二 I/O處的第四信號，基于第三信號的狀態(tài)和第四信號的狀態(tài)，配置第二 UPS運(yùn)行在主操作模式和受控操作模式之一。
[0017]根據(jù)另一實施例，該方法還包括配置第一、第二、第三和第四信號，這樣在任何給定的時間第一 UPS和第二 UPS中只有一個被配置為處于主操作模式，并且第一 UPS和第二UPS中只有一個被配置為處于受控操作模式。根據(jù)一實施例，該方法還包括將第一UPS的第
二I/O耦合到第二 UPS的第一 1/0，以及使用第一 UPS產(chǎn)生的控制信號控制第二 UPS的輸出逆變器的操作。在一實施例中，該方法還包括檢測在第一 UPS的第五I/O處的第五信號，并且配置第一 UPS運(yùn)行在獨(dú)立操作模式。
[0018]在另一個方面，本發(fā)明的特征在于一種UPS，其包括從第一電源接收輸入電力的第一輸入端，從第二電源接收輸入電力的第二輸入端，被I禹合以提供輸出電力的輸出端，I禹合到輸出端并且被配置為提供來自第一電源和第二電源中的至少一個的輸出電力的輸出電力電路，第一 I/O,第二 I/O,以及稱合到第一 I/O和第二 I/O并且被配置為基于在第一 I/O和第二 I/o處的第一和第二控制信號控制UPS運(yùn)行在主操作模式和受控操作模式之一的控制電路，其中控制電路在主操作模式中被配置為生成控制信號以控制輸出電力電路，并且在受控操作模式中被配置為從外部設(shè)備接收控制信號以控制輸出電力電路。
[0019]根據(jù)一實施例，UPS還包括耦合到控制電路并且被配置為接收第三控制信號的第三1/0，并且其中，控制電路還被配置為基于第三控制信號的狀態(tài)在獨(dú)立模式和并聯(lián)模式之一運(yùn)行UPS。在另一實施例中，UPS還包括稱合到第一輸入端、輸出端和控制電路的旁路開關(guān)，并且在控制電路的控制下可操作，以選擇性地將第一輸入端耦合到輸出端，以在旁路操作模式旁路掉輸出電力電路而在輸出端提供來自第一電源的輸入電力。
[0020]根據(jù)另一實施例，UPS還包括耦合到控制電路并且被配置為接收第四控制信號的第四1/0，并且其中，控制電路還被配置為基于第四控制信號的狀態(tài)抑制旁路操作模式。在另一實施例中，UPS還包括耦合到控制電路并且被配置為接收來自并聯(lián)連接的UPS的狀態(tài)信號的第五1/0，并且其中，控制電路被配置為基于狀態(tài)信號的狀態(tài)將UPS的操作模式從受控操作模式改變到主操作模式。
[0021]在一個方面，本發(fā)明的特征在于一種UPS系統(tǒng)，其包括:第一 UPS和第二 UPS，所述第一 UPS和所述第二 UPS中的每一個包括:第一輸入端，其從第一電源接收輸入電力；電池，其被配置為提供電池電力；輸出端，其被耦合以提供輸出電力；輸出電力電路，其耦合到所述輸出端且被配置為提供來自所述第一電源和所述電池中的至少一個的輸出電力；第
一I/O ;第二 I/O ;以及控制電路，該控制電路耦合到所述第一 I/O和所述第二 1/0，并且被配置為基于在第一 I/o和第二 I/O處的第一和第二控制信號設(shè)置操作模式為主操作模式和受控操作模式之一；其中控制電路在主操作模式中被配置為生成控制信號以控制輸出電力電路，并且在受控操作模式被配置為從外部設(shè)備接收控制信號以控制輸出電力電路；以及連接模塊，其耦合到所述第一 UPS的第一 I/O、第二 I/O和輸出端，并且耦合到第二 UPS的第
一I/O、第二 I/O和輸出端，該連接模塊具有提供來自所述第一 UPS和所述第二 UPS中的至少一個的輸出電力的輸出端。
[0022]根據(jù)一實施例，連接模塊被配置為將第一 UPS的第二 I/O耦合到第二 UPS的第一I/o,以配置第一 UPS運(yùn)行在主操作模式，并且配置第二 UPS運(yùn)行在受控操作模式。在另一實施例中，連接模塊被耦合到第一 UPS和第二 UPS的每一個的控制輸入端和控制輸出端，并且被配置為將第一 UPS的控制輸入端耦合到第二 UPS的控制輸出端，并且將第一 UPS的控制輸出端I禹合到第二 ups的控制輸入端。
[0023]根據(jù)另一實施例，第一 UPS和第二 UPS中的每一個還包括被配置為在受控操作模式從連接模塊接收控制信號的控制輸入端，以及在主操作模式提供控制信號的控制輸出端。在一實施例中，第一 UPS和第二 UPS中的每一個包括稱合到輸入端、輸出端和控制電路的芳路開關(guān)，并且在控制電路的控制下可?呆作，以選擇性地將輸入端f禹合到輸出端，以在芳路操作模式旁路掉輸出電力電路而在輸出端提供來自第一電源的輸入電力。
[0024]根據(jù)一實施例，第一 UPS和第二 UPS中的每一個包括耦合到控制電路并且被配置為接收旁路控制信號的旁路輸入端，并且其中，控制電路還被配置為基于第四控制信號的狀態(tài)抑制旁路操作模式。在另一個實施例中，第一 UPS和第二 UPS中的每一個包括旁路輸出端，并且其中，連接模塊被配置為將第一 UPS的旁路輸入端耦合到第二 UPS的旁路輸出端，并且將第一 UPS的旁路輸出端耦合到第二 UPS的旁路輸入端。在一實施例中，第一 UPS和第二 UPS中的每一個包括耦合到控制電路并且被配置為從連接模塊接收狀態(tài)信號的狀態(tài)輸入端，并且其中，控制電路被配置為基于狀態(tài)信號的狀態(tài)將UPS的操作模式從受控操作模式改變到主操作模式。 [0025]在一個方面，本發(fā)明的特征在于一種操作具有并聯(lián)耦合在一起以將來自電源的輸出電力提供到負(fù)載的第一 UPS和第二 UPS的UPS系統(tǒng)的方法，第一 UPS和第二 UPS中的每一個具有逆變器并且具有旁路開關(guān)，其中每個UPS被配置成運(yùn)行在逆變器模式和旁路模式中的一種，在逆變器模式，輸出電力通過逆變器從電源取得，在旁路模式，輸出電力繞過逆變器從電源取得，該方法包括在逆變器操作模式中給第一 UPS和第二 UPS上電，指定第一 UPS和第二 UPS中的一個為主UPS，并且使用主UPS控制第一 UPS的旁路開關(guān)和第二 UPS的旁路開關(guān)。
[0026]根據(jù)一實施例，該方法還包括使用主UPS控制第一 UPS的逆變器的輸出電流和第
二UPS的逆變器的輸出電流。在另一實施例中，該方法還包括檢測旁路模式對第一 UPS不可用，并且作為響應(yīng)，阻止第一 UPS進(jìn)入旁路模式。在一實施例中，該方法還包括將連接模塊耦合在第一 UPS和第二 UPS之間。
[0027]根據(jù)另一實施例，稱合連接模塊包括將第一和第二旁路控制線稱合在第一 UPS和第二 UPS之間。在一實施例中，指定第一 UPS和第二 UPS中的一個為主UPS包括指定第一UPS為主UPS，并且其中，該方法還包括檢測第一 UPS中的故障，并且作為響應(yīng)，指定第二 UPS為主UPS，并且使用由第二 UPS生成的至少一個控制信號控制第二 UPS中的逆變器的輸出電流。在另一實施例中，指定第一 UPS和第二 UPS中的一個為主UPS包括指定第一 UPS為主UPS，并且其中，該方法還包括在第一 UPS接收來自第二 UPS的運(yùn)行在旁路模式的請求，控制第一 UPS進(jìn)入旁路模式，并且給第二 UPS提供控制信號以控制第二 UPS進(jìn)入旁路模式。[0028]在另一方面,本發(fā)明的特征在于一種UPS,其包括:第一輸入端,其從第一電源接收輸入電力；第二輸入端，其從第二電源接收輸入電力；輸出端，其被耦合以提供輸出電力；逆變器，其耦合到所述輸出端且被配置為提供來自所述第一電源和所述第二電源中的至少一個的輸出電力；旁路開關(guān)，其耦合到第一輸入端和第二輸入端，并且被配置為在旁路操作模式旁路掉該逆變器；第一 I/O ;第二 I/O ;以及控制電路，該控制電路被配置為控制UPS運(yùn)行在主操作模式和受控操作模式之一，且被配置為在主操作模式控制旁路開關(guān)并在第一 I/o提供信號以控制第二 UPS，并且被配置為在受控操作模式基于在第二 I/O處接收到的控制信號控制旁路開關(guān)。
[0029]根據(jù)一實施例，控制電路還被配置為在主操作模式控制逆變器的輸出電流，并且在主操作模式提供輸出信號以控制第二 UPS的輸出電流。在一實施例中，控制電路被配置為檢測旁路模式對第二 UPS不可用，并且作為響應(yīng)，阻止該UPS進(jìn)入旁路操作模式。在另一實施例中，控制電路被配置成從第二 UPS接收表明第二 UPS出現(xiàn)故障的輸入信號，并且作為響應(yīng)，將UPS的操作模式從受控操作模式改變到主操作模式。在另一實施例中，控制電路還被配置為從第二 UPS接收運(yùn)行在旁路模式的請求，并且作為響應(yīng)，控制UPS進(jìn)入旁路模式，并且給第二 UPS提供控制信號以控制第二 UPS進(jìn)入旁路模式。
[0030]在一個方面，本發(fā)明的特征在于包括第一 UPS和第二 UPS的UPS系統(tǒng)，第一 UPS和第二 UPS中的每一個包括:第一輸入端，其從第一電源接收輸入電力；第二輸入端，其從第二電源接收輸入電力；輸出端，其被耦合以提供輸出電力；逆變器，其耦合到所述輸出端且被配置為提供來自所述第一電源和所述第二電源中的至少一個的輸出電力；旁路開關(guān)，其耦合到第一輸入端和第二輸入端，并且被配置為在旁路操作模式旁路掉該逆變器；第一 I/
O;第二 I/O ;以及控制電路，該控制電路被配置為設(shè)置操作模式為主操作模式和受控操作模式之一，且被配置為在主操作模式控制旁路開關(guān)并且在第一 I/o處提供信號以控制第二UPS，并且被配置為在受控操作模式基于在第二 I/O處接收到的控制信號控制旁路開關(guān)；以及耦合到第一 UPS的第一 I/O、第二 I/O和輸出端且耦合到第二 UPS的第一 I/O、第二 I/O和輸出端的連接模塊，該連接模塊具有提供來自第一 UPS和第二 UPS中的至少一個的輸出電力的輸出端。
[0031]根據(jù)一實施例，第一 UPS和第二 UPS中的每一個的控制電路被配置為在主操作模式控制第一 UPS中的逆變器的輸出電流，并且控制第二 UPS中的逆變器的輸出電流。在一實施例中，第一 UPS的控制電路還被配置為檢測第二 UPS運(yùn)行在主模式并且不能運(yùn)行在旁路模式，并且作為響應(yīng)，阻止第一 UPS進(jìn)入旁路模式。
[0032]根據(jù)另一實施例，連接模塊被配置成接收輸入電力并且給第一 UPS和第二 UPS提供輸入電力。在一實施例中，第二 UPS的控制電路被配置為檢測第一 UPS的故障，并且作為響應(yīng)，指定第二 UPS為主UPS，并且控制第二 UPS中的逆變器的輸出電流。在另一實施例中，第一 UPS中的控制電路被配置為檢測第二 UPS的故障，并且作為響應(yīng)，指定第一 UPS為主UPS,并且控制第一 UPS中的逆變器的輸出電流。
[0033]根據(jù)一實施例，第二 UPS中的控制電路還被配置為檢測第一 UPS運(yùn)行在主模式并且不能運(yùn)行在旁路模式，并且作為響應(yīng)，阻止第二 UPS進(jìn)入旁路模式。在另一實施例中，第
一UPS的控制電路還被配置為接收來自第二 UPS的運(yùn)行在旁路模式的請求，控制第一 UPS進(jìn)入旁路模式，并且給第二 UPS提供控制信號以控制第二 UPS進(jìn)入旁路模式?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0034]附圖并非按比例繪制。在附圖中，在多個附圖中圖示的每個相同的或者幾乎相同的組件用相同的數(shù)字表示。為了清晰的目的，并不是每個組件都標(biāo)注在每個附圖中。在附圖中:
[0035]圖1是根據(jù)本發(fā)明的方面的并聯(lián)UPS系統(tǒng)的電路圖；
[0036]圖2是根據(jù)本發(fā)明的方面的主/受控檢測電路的電路圖；
[0037]圖3是根據(jù)本發(fā)明的方面的旁路控制邏輯電路的原理圖；
[0038]圖4是根據(jù)本發(fā)明的方面的帶有并聯(lián)診斷連接的在診斷模式的UPS的電路圖。
[0039]具體實施模式
[0040]本發(fā)明的實施例不局限于在下文所述或附圖圖示的組件的構(gòu)造以及布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明的實施例能用多種方式被實踐或者實現(xiàn)。此外，在此使用的措詞和術(shù)語用于描述的目的并且不應(yīng)該被認(rèn)為是限制。在此使用的“包括(including)”或者“包含(comprising) ”、“具有”、“包含”、“涉及”以及其變形，意在包含其后列出的項目、其同等物以及附加項目。
[0041]如上所述，為了提供增強(qiáng)的可擴(kuò)展性和/或冗余度，兩個UPS可以被電連接以形成單個的帶有配置為耦合到負(fù)載的一個輸出的并聯(lián)的UPS系統(tǒng)。在該典型的并聯(lián)UPS系統(tǒng)中，兩個UPS可以彼此通信(例如，通過總線)，以管理在該并聯(lián)UPS系統(tǒng)中的它們的聯(lián)合操作。在這個系統(tǒng)中，在并聯(lián)的UPS系統(tǒng)能夠運(yùn)行之前，兩個UPS可能需要交換初始啟動信息以定義該兩個UPS將會怎樣交互。這些初始啟動通信可以導(dǎo)致延遲并聯(lián)的UPS系統(tǒng)的操作過程，并且可能在每個UPS中需要復(fù)雜的通信電路。
[0042]這里描述的至少一些實施例提供并聯(lián)的UPS系統(tǒng)，其中第一 UPS和第二 UPS并聯(lián)耦合在一起，其可以使用主/受控模式給負(fù)載提供電力，而不需要在兩個UPS之間發(fā)生復(fù)雜的通信。這樣，并聯(lián)的UPS系統(tǒng)可以給負(fù)載提供更直接的電力。另外，如下所述，本發(fā)明的至少一些并聯(lián)的UPS系統(tǒng)也提供額外的增強(qiáng)的功能。
[0043]圖1是根據(jù)本發(fā)明的方面的并聯(lián)UPS系統(tǒng)100的電路圖。并聯(lián)的UPS系統(tǒng)100包括第一 UPS102和第二 UPS202。第一 UPS102和第二 UPS202都被配置成通過連接模塊106 (例如，SBP (服務(wù)旁路面板)或者PSBP (并聯(lián)服務(wù)旁路面板))耦合在一起。根據(jù)一實施例，該連接模塊106包括配置為耦合到外部電源的第一輸入端101。該外部電源可以是單相或者三相的電源。連接模塊106也包括配置成耦合到旁路外部電源的第二輸入端197，然而，在其他實施例中，該旁路電源可以是三相源。在一個實施例中，旁路外部電源是單相電源。在一個實施例中，第一輸入端101和第二輸入端197可以被稱合到相同的單相或者三相電源。
[0044]連接模塊106被耦合到第一 UPS102的輸出端103和第二 UPS202的輸出端203。連接模塊106的輸出端108被耦合到第一 UPS的輸出端103和第二 UPS的輸出端203。該輸出端108也被耦合到外部負(fù)載109。連接模塊106起著給每個UPS提供電力，從每個UPS接收輸出電力，并且給一個或多個負(fù)載提供輸出電力的作用。如下所討論的，連接模塊106也提供與每個UPS的控制相關(guān)的額外的功能。
[0045]第一 UPS102的具體組件現(xiàn)在將被詳細(xì)地描述。第一 UPS102實質(zhì)上與第二 UPS202相同并且相似的組件被使用相似的參考編號標(biāo)記，除了用于第一 UPS的組件的參考編號從數(shù)字一開始及用于第二 UPS的組件的參考編號從數(shù)字二開始之外。
[0046]第一 UPS102包括耦合到電流參考選擇控制電路120的主/受控檢測電路110。該電流參考選擇控制電路120也被耦合到UPS可用檢測電路152和電流參考選擇開關(guān)組122。電流參考選擇開關(guān)組122被耦合到電壓誤差放大器(Vea) 124和電流誤差放大器(Cea) 130。該Veal24通過直流阻隔和濾波電路168和逆變器163被耦合到數(shù)字信號處理器(DSP) 170。該Ceal30通過濾波器和緩沖電路180及逆變器163被耦合到該DSP170。該DSP170也被耦合到旁路控制電路160。該Ceal30被耦合到逆變器控制器182，并且該逆變器控制器182被耦合到該逆變器163。該逆變器被耦合到土直流總線199，以及UPS102的輸出端103。
[0047]主/受控檢測電路110被配置成通過耦合到連接模塊106的四個跳線感測輸入端/輸出端(I/o)(例如，A感測112、B感測114、C感測116以及D感測118)接收四個跳線感測信號。如此所述，該主/受控檢測電路110從四個跳線感測I/O接收四個跳線感測信號；然而，在其他實施例中，該主/受控檢測電路可以被配置成從任何數(shù)量的跳線感測I/O接收任何數(shù)量的跳線感測信號。在第一 UPS102通過第一連接器105被耦合到連接模塊106和第二 UPS202通過第二連接器107被耦合到連接模塊106時，B感測1/0114被耦合到A感測1/0212，并且兩個C感測1/0116和216被耦合接地。
[0048]該電流參考選擇開關(guān)組122包括三個開關(guān)(例如，SW1122a、SW2122b和SW3122C)，每個都耦合到該電流參考選擇控制電路120。然而，在其他實施例中，電流選擇開關(guān)組122可以包括任何數(shù)量的開關(guān)。SWl 122a被耦合到電壓誤差放大器(Vea) 124的輸出端126和主總線傳輸1/0128之間。當(dāng)SW1112a閉合時，Veal24的輸出端126被耦合到該主總線傳輸1/0128。第一 UPS102也包括耦合到接地131的主總線傳輸返回1/0129。
[0049]SW2122b被耦合到電流誤差放大器(Cea) 130的負(fù)的輸入端子132和主總線傳輸1/0128之間。當(dāng)SW2122b閉合時，Ceal30的負(fù)的輸入端子132被耦合到主總線傳輸I/0128。SW3122C被耦合到放大器136的輸出端134和Ceal30的負(fù)的輸入端子132之間。當(dāng)SW3122C閉合時，放大器136的輸出端134被耦合到Ceal30的負(fù)的輸入端子132。放大器136的負(fù)的輸入端子138被耦合到放大器136的輸出端134和主總線接收1/0142。放大器136的正的輸入端子140被耦合到主總線接收返回1/0144以及接地146。
[0050]在第一 UPS102通過第一連接器105被耦合到連接模塊106和第二 UPS202通過第二連接器107被耦合到連接模塊106時，主總線傳輸1/0128被耦合到主總線接收1/0242，主總線傳輸返回1/0129被耦合到主總線接收返回1/0244，主總線接收1/0142被耦合到主總線傳輸1/0228，并且主總線接收返回1/0144被耦合到主總線傳輸返回1/0229。
[0051]根據(jù)一實施例，該主總線傳輸1281/0被配置成將來自Veal24的輸出端126的PRIM_BUS_TX信號提供給第二 UPS202。根據(jù)一實施例，主總線接收1/0142被配置成接收來自第二 UPS202的PRM_BUS_RX信號并且將PRM_BUS_RX信號提供到Ceal30。
[0052]UPS可用檢測電路152被耦合到UPS可用傳輸1/0150和電流參考選擇控制電路120。根據(jù)一實施例，UPS可用傳輸1/0150被配置成將來自UPS可用檢測電路152的UPS_AVAIL_TX信號提供到電流參考選擇控制電路120和第二 UPS202。UPS可用接收1/0148被耦合到電流參考選擇控制電路120。根據(jù)一實施例，UPS可用接收1/0148被配置成接收來自第二 UPS202的UPS_AVAIL_RX信號并且將該UPS_AVAIL_RX信號提供到電流參考選擇控制電路120。UPS可用檢測電路152也被配置成接收UPS故障信號154。在第一 UPS102通過第一連接器105被耦合到連接模塊106和第二 UPS202通過第二連接器107被耦合到連接模塊106時，該UPS可用接收1/0148被耦合到UPS可用傳輸1/0250，并且UPS可用傳輸1/0150被耦合到UPS可用接收1/0248。
[0053]旁路控制電路160被耦合到DSP170、旁路控制傳輸1/0156和旁路控制接收I/0158。根據(jù)一實施例，旁路控制傳輸1/0156被配置成提供來自旁路控制電路160的BYP_CNTL_TX信號到第二 UPS202。根據(jù)一實施例，旁路控制接收I/O被配置成接收來自第二UPS202的BYP_CNTL_RX信號并且提供該BYP_CNTL_RX信號給旁路控制電路160。在第一UPS102通過第一連接器105被耦合到連接模塊106和第二 UPS202通過第二連接器107被耦合到連接模塊106時，該旁路控制傳輸1/0156被耦合到旁路控制接收1/0258并且旁路控制接收1/0158被耦合到旁路控制傳輸1/0256。
[0054]Veal24的負(fù)的輸入端子162從逆變器163耦合到逆變器電壓感測線164且通過直流阻隔和濾波電路168被耦合到DSP170。Veal24的正的輸入端子172被耦合到接地174。除開關(guān)SW2122b和SW3122C之外，Ceal30的負(fù)的輸入端子162也從逆變器163耦合到逆變器電流感測線176且通過濾波及緩沖電路180耦合到DSP170。
[0055]Ceal30的輸出端181被耦合到逆變器控制器182。根據(jù)一實施例，該逆變器控制器182是磁滯控制器；然而，在其他實施例中，變頻控制器182可以是任何已知的控制器組合?？刂破?82被耦合到逆變器163，并且該逆變器的輸出端184通過第一 UPS102的輸出端103和連接模塊106的輸出端108被耦合到負(fù)載109。
[0056]根據(jù)一實施例，并聯(lián)的UPS系統(tǒng)100包括耦合在第一 UPS102、第二 UPS102和連接模塊106之間的控域網(wǎng)總線(CAN總線)。例如，CAN高速總線186和CAN低速總線188可以通過連接模塊106被耦合在第一 UPS102和第二 UPS202之間。CAN總線186和188還可以被耦合到連接模塊106內(nèi)的控制器(未示出)。
[0057]并聯(lián)的UPS系統(tǒng)100通過使用主/受控UPS方法運(yùn)行，其中一個UPS被指定為主UPS，且另一 UPS被指定為受控UPS。主UPS負(fù)責(zé)對提供給負(fù)載109的電力的總體控制，并且任何受控UPS作為電流源逆變器起作用，以及分享由主UPS要求的負(fù)載電流。在一實施例中，任一 UPS可以作為主或受控UPS,并且如果需要的話，UPS可以動態(tài)地改變其作為主或受控UPS的指定；然而，在任何規(guī)定的時間只有一個UPS可以被指定為主UPS。
[0058]在連接到連接模塊106時，第一 UPS102和第二 UPS202可以通過CAN總線186和188開始交換信息。該信息可以包括但是不局限于:
[0059]UPS設(shè)置(輸出電壓、頻率和其他用戶設(shè)置)的同步；
[0060]并聯(lián)單元中的固件兼容性檢查；
[0061]系統(tǒng)數(shù)據(jù)的用戶視圖；
[0062]并聯(lián)系統(tǒng)的狀態(tài)圖控制(以保證單元在正確的狀態(tài)，并且保證適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)操作)；
[0063]其他對時間要求不太嚴(yán)格的數(shù)據(jù)傳輸。
[0064]除通過CAN總線186和188交換信息之外，UPS102和202也確定哪個UPS將作為主UPS以及哪個UPS將作為受控UPS。然而，因為并聯(lián)的UPS系統(tǒng)100的操作取決于主/受控的決定，所以需要相對快地做出該決定。使用CAN總線186和188在UPS之間聯(lián)合做出這樣的決定可以造成給負(fù)載109提供電力時具有延遲。因此，這里描述的至少一些實施例利用離散的模擬和數(shù)字I/O信號，用于有效并且及時的單獨(dú)的主/受控分配。[0065]在第一 UPS102通過第一連接器105被耦合到連接模塊106和第二 UPS202通過第二連接器107被耦合到連接模塊106時，每個UPS102和202利用通過跳線感測輸入端/輸出端(I/O)(例如，A感測112、B感測114、C感測116以及D感測118)接收到的跳線感測信號，以做出其被配置為主或受控UPS以及該UPS連接到連接器105和107中的哪個的決定。由于每個UPS能夠基于跳線感測信號做出獨(dú)立的評估，與主/受控決定相關(guān)的UPS102和202之間的通彳目不是必須的。
[0066]如圖1所示，每個UPS102和202都能通過跳線感測輸入端/輸出端(I/O)(例如，A感測112、B感測114、C感測116以及D感測118)監(jiān)控四個跳線感測信號。跳線感測信號的配置確定一個UPS是作為主UPS還是受控的UPS。根據(jù)一實施例，在UPS被耦合到連接模塊106且并聯(lián)的UPS系統(tǒng)100上電時，跳線感測信號由主/受控檢測電路110(例如，DSP或者復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD))檢測。根據(jù)這些感測信號，每個UPS102和202將單獨(dú)地決定它自己的被分配的配置。
[0067]圖2是根據(jù)本發(fā)明的方面的主/受控檢測電路110和210的電路圖。第一 UPS102的主/受控檢測電路Iio的具體組件現(xiàn)在將被詳細(xì)地描述。第一 UPS102的主/受控檢測電路110實質(zhì)上與第二 UPS202的主/受控檢測電路210相同，并且相似的組件被使用相似的參考編號標(biāo)記，除了用于第一 UPS102的主/受控檢測電路110的組件的參考編號從數(shù)字一開始和用于第二 UPS202的主/受控檢測電路210的組件的參考編號從數(shù)字二開始之外。
[0068]主/受控檢測電路110包括A感測1/0112、B感測1/0114、C感測1/0116和D感測1/0118。A感測1/0112被耦合到電流參考選擇控制電路120，并且通過開關(guān)115耦合到12V直流源123。B感測1/0114被耦合到電流參考選擇控制電路120及5V直流源127。C感測1/0116被耦合到5V直流源135。C感測1/0116也被耦合到電流參考選擇控制電路120，并且通過開關(guān)139耦合到3.3V直流源147。D感測1/0118被耦合到電流參考選擇控制電路120及5V直流源151。
[0069]例如，根據(jù)一實施例，A感測1/0112被耦合到晶體管115的基極113。晶體管115的發(fā)射極117被耦合接地119。晶體管115的集電極121被耦合到12V直流源123及電流參考選擇控制電路120。B感測1/0114被耦合到5V直流源127及電流參考選擇控制電路120。此外，如上所述，在將第一 UPS102耦合到連接模塊106且將第二 UPS202耦合到連接模塊106時，B感測1/0114被耦合到A感測1/0212。
[0070]C感測1/0116被耦合到5V直流源135，并且耦合到晶體管139的基極137。晶體管139的發(fā)射極141被耦合接地143。晶體管139的集電極145被耦合到3.3V直流源147，并且耦合到電流參考選擇控制電路120。此外，在將第一 UPS102耦合到連接模塊106且將第二 UPS202耦合到連接模塊106時，C感測1/0116被耦合到接地155和接地255，并且C感測1/0216被耦合到接地157和接地257。D感測1/0118被耦合到5V直流源151，并且耦合到電流參考選擇控制電路120。
[0071]如下所示，表格I示出關(guān)于主/受控決定的并聯(lián)的UPS系統(tǒng)100的不同的操作狀態(tài)或者模式。如圖2和表格I所示，高C感測信號149和249向相應(yīng)的電流參考選擇控制電路120和220指示UPS正確耦合到連接模塊106。例如，如果第一 UPS102正確耦合到連接模塊106，3.3V直流源147將驅(qū)動C感測信號149變高電平。如果第一 UPS102沒有正確耦合到連接模塊106，則5V直流源135將接通晶體管139并且驅(qū)動C感測信號149變低電
【權(quán)利要求】
1.一種操作具有第一 UPS和第二 UPS的UPS系統(tǒng)的方法，所述方法包括: 在所述第一 UPS和所述第二 UPS之間耦合至少一條控制線，以并聯(lián)操作模式來運(yùn)行所述第一 UPS和所述第二 UPS ； 將來自所述第一 UPS和所述第二 UPS中的每一個的輸出電力提供給負(fù)載； 檢測所述UPS系統(tǒng)中的故障狀態(tài)； 去耦合所述至少一條控制線； 在診斷操作模式運(yùn)行所述第一 UPS ；以及 確定所述故障狀態(tài)是否與所述第一 UPS相關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在診斷操作模式運(yùn)行所述第二 UPS ；以及 確定所述故障狀態(tài)是否與所述第二 UPS相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述第一UPS和所述第二 UPS之間耦合至少一條控制線包括在所述第一 UPS和所述第二 UPS之間耦合連接模塊，以及其中，去耦合所述至少一條控制線還包括從所述第一 UPS去耦合所述連接模塊以及將診斷模塊耦合到所述第一 UPS。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，確定所述故障狀態(tài)是否與所述第二UPS相關(guān)包括將診斷模塊耦合到所述第二 UPS。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述第一UPS和所述第二 UPS之間耦合至少一條控制線包括在所述第一 UPS和所述第二 UPS之間耦合連接模塊，以及其中，去耦合所述至少一條控制線包括將所述連接模塊的狀態(tài)從操作狀態(tài)改變到診斷狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在診斷操作模式運(yùn)行所述第一UPS包括禁用所述第一 UPS的旁路操作模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在診斷操作模式運(yùn)行所述第一UPS包括進(jìn)行所述第一 UPS的逆變器的自測試。
8.一種UPS系統(tǒng)，包括: 第一 UPS和第二 UPS，所述第一 UPS和所述第二 UPS中的每一個包括: 第一輸入端，其從第一電源接收輸入電力； 電池，其被配置為提供電池電力； 輸出端，其被耦合以提供輸出電力； 輸出電力電路，其耦合到所述輸出端且被配置為提供來自于所述第一電源和所述電池中的至少一個的輸出電力； 第一 I/O； 第二 I/O;以及 控制電路，其耦合到所述第一 I/O和所述第二 I/O ;以及 連接模塊，其耦合到所述第一 UPS的所述第一 I/O、所述第二 I/O和所述輸出端，并耦合到所述第二 UPS的所述第一 I/O、所述第二 I/O和所述輸出端，所述連接模塊具有提供來自所述第一 UPS和所述第二 UPS中的至少一個的輸出電力的輸出端； 其中，所述第一 UPS被配置為基于在所述第一 UPS的所述第二 I/O檢測到的信號運(yùn)行在診斷模式，并且被配置為在診斷模式中確定所述UPS系統(tǒng)的故障是否與所述第一 UPS相關(guān)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的UPS系統(tǒng)，其中，所述連接模塊被配置為在診斷模式運(yùn)行以將所述第一 UPS的所述第一 I/O耦合到所述第一 UPS的所述第二 I/O。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的UPS系統(tǒng)，還包括診斷模塊，所述診斷模塊被配置為在所述診斷模式耦合到所述第一 UPS，并且被配置為將所述第一 UPS的所述第一 I/O耦合到所述第一UPS的所述第二 I/O。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的UPS系統(tǒng)，其中，所述第一UPS包括逆變器，并且其中，所述第一 UPS被配置為在所述診斷模式進(jìn)行逆變器測試。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的UPS系統(tǒng)，其中，所述第一UPS還被配置為運(yùn)行在旁路操作模式，并且其中，所述控制電路被配置為在所述診斷模式禁用所述旁路操作模式。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的UPS系統(tǒng)，其中，所述第二UPS被配置為基于在所述第二UPS的所述第二 I/o檢測到的信號運(yùn)行在診斷模式，并且被配置為在診斷模式確定所述UPS系統(tǒng)的故障是否與所述第二 UPS相關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的UPS系統(tǒng)，其中，所述連接模塊被配置為運(yùn)行在診斷模式，以將所述第二 UPS的所述第一 I/O耦合到所述第二 UPS的所述第二 I/O。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的UPS系統(tǒng)，還包括診斷模塊，所述診斷模塊被配置為在所述診斷模式耦合到所述第二 UPS，并且被配置為將所述第二 UPS的所述第一 I/O耦合到所述第二UPS的所述第二 I/O。
16.一種UPS系統(tǒng)，包括: 第一 UPS和第二 UPS，所述第一 UPS和所述第二 UPS中的每一個包括: 第一輸入端，其從第一電源接收輸入電力； 電池，其被配置為提供電池電力； 輸出端，其被耦合以提供輸出電力； 輸出電力電路，其耦合到所述輸出端且被配置為提供來自于所述第一電源和所述電池中的至少一個的輸出電力； 第一 I/o ； 第二 I/o;以及 控制電路，其耦合到所述第一 I/o和所述第二 I/O ;以及 連接模塊，其耦合到所述第一UPS的所述第一 I/O、所述第二 I/O和所述輸出端，并耦合到所述第二 UPS的所述第一 I/O、所述第二 I/O和所述輸出端，所述連接模塊具有提供來自所述第一 UPS和所述第二 UPS中的至少一個的輸出電力的輸出端；以及 用于檢測所述UPS系統(tǒng)的故障并且用于將所述故障隔離到所述第一 UPS和所述第二UPS中的一個的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的UPS系統(tǒng)，其中，用于檢測故障的所述裝置包括用于在檢測到故障后禁用所述第一 UPS的輸出端和所述第二 UPS的輸出端的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的UPS系統(tǒng)，其中，所述第一UPS和所述第二 UPS中的每一個包括用于在并聯(lián)操作模式運(yùn)行所述第一 UPS和所述第二 UPS的并聯(lián)控制電路，并且其中，用于檢測故障的所述裝置包括用于檢測所述第一 UPS和所述第二 UPS中的一個UPS的所述并聯(lián)控制電路中的故障的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的UPS系統(tǒng)，還包括用于將所述第一UPS和所述第二 UPS中的一個確定為所述UPS系統(tǒng)的主UPS的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的UPS系統(tǒng)，其中，所述主UPS被配置為控制所述第一UPS中的逆變器的輸出端和所述第二 UPS中的逆變器的輸出端。
【文檔編號】G06F1/30GK103946768SQ201280056485
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月19日
【發(fā)明者】M·A·比格 申請人:施耐德電氣It公司