專(zhuān)利名稱(chēng)：電源的同步鎖相方法及電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電源的同步鎖相方法及電源。
背景技術(shù)：
目前，在采用數(shù)字控制技術(shù)的逆變電源系統(tǒng)中，常用的電源的同步鎖相方法有如下三種方法一，設(shè)定一個(gè)主機(jī)，從機(jī)通過(guò)對(duì)主機(jī)的輸出電壓進(jìn)行整流后，利用控制芯片的捕獲功能獲取主機(jī)的頻率和相位，從而進(jìn)行鎖相；方法二，設(shè)定一個(gè)主機(jī)，從機(jī)通過(guò)對(duì)主機(jī)的輸出電壓進(jìn)行采樣，然后通過(guò)算法獲取主機(jī)的頻率和相位； 方法三，設(shè)定一個(gè)主機(jī)，由主機(jī)在逆變電壓過(guò)零點(diǎn)發(fā)出一個(gè)與自身逆變頻率相同的脈沖信號(hào)，從機(jī)通過(guò)捕獲該脈沖信號(hào)獲得主機(jī)的頻率和過(guò)零時(shí)刻。然而，前兩種方法存在一個(gè)相同的缺點(diǎn)從機(jī)獲取主機(jī)的頻率和相位的條件是首先得到主機(jī)的輸出電壓，但是，在某些應(yīng)用場(chǎng)合(例如，模塊化不間斷電源(Uninterruptible PowerSupply,簡(jiǎn)稱(chēng)為UPS))中，這種條件不一定能夠滿足；第三種方法雖然不需要得到主機(jī)的輸出電壓，但由于主機(jī)僅在過(guò)零點(diǎn)發(fā)出脈沖信號(hào)，從機(jī)在一個(gè)周期內(nèi)只能獲得一次主機(jī)頻率相位信息，因此導(dǎo)致鎖相的速度慢、精度低。針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種電源的鎖相方法及電源，以至少解決上述問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電源的同步鎖相方法，所述電源包括主機(jī)和從機(jī)，所述主機(jī)和所述從機(jī)并聯(lián)連接，包括以下步驟所述主機(jī)發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，其中，= Π1 · fINV, fPWM為所述PWM信號(hào)的頻率，fINV為所述主機(jī)輸出電壓的頻率，m為整數(shù)，所述主機(jī)的每個(gè)輸出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWMtl,PWM1,……,PWMy ;所述從機(jī)獲取所述PWM信號(hào)，并根據(jù)所述PWM信號(hào)的頻率和相位得到所述主機(jī)的頻率和相位。在上述方法中，所述主機(jī)發(fā)出一個(gè)帶有自身相位和頻率的PWM信號(hào)包括所述主
機(jī)在第k個(gè)周期結(jié)束、第k+Ι個(gè)周期開(kāi)始的時(shí)刻發(fā)出所述PWM信號(hào)，在所述時(shí)刻，所述主機(jī)
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的輸出電壓相彳AA為Q k，其中，A ~ 々，k = 0，l，...，m_ I ο
m在上述方法中，所述PWM信號(hào)為不對(duì)稱(chēng)信號(hào)，所述m個(gè)PWM周期中的每個(gè)PWM周期發(fā)出的PWM信號(hào)的占空比均不相同，所述不同的占空比對(duì)應(yīng)不同的所述主機(jī)的輸出電壓的相位。
^ + I在上述方法中，第k個(gè)PWM周期的占空比Dk與為:Dk=~-k = 0，1，. . .，m_l。
/77 + 1在上述方法中，在所述PWM信號(hào)為高電平有效的情況下，所述主機(jī)發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)包括如下步驟在所述主機(jī)的輸出電壓的相位為θ η的時(shí)刻，發(fā)出所述PWM信號(hào)的下降沿，計(jì)算第k個(gè)PWM周期的占空比Dk ;在所述主機(jī)的輸出
O JT
電壓的相位為I +--(1- )時(shí)刻，發(fā)出所述PWM信號(hào)的上升沿；在逆變輸出電壓相位Qk
m
時(shí)刻，發(fā)出所述PWM信號(hào)的下降沿，開(kāi)始下一個(gè)PWM周期；所述從機(jī)獲取所述PWM信號(hào)，并根據(jù)所述PWM信號(hào)的頻率和相位得到所述主機(jī)的頻率和相位包括如下步驟所述從機(jī)捕獲所述PWM信號(hào)的下降沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻h ;捕獲所述PWM信號(hào)的上升沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻t2 ；捕獲所述PWM信號(hào)的第二次下降沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻t3，則PWM周期Tpwm = t3-t1；占空比為
D =^，得到所述主機(jī)輸出電壓的頻率//,=$·^^及所述主機(jī)UPS的輸出電壓在t3 Z3 — λ", 1PWM，
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時(shí)刻的相位％_=—伽+1)^ -1]。
m在上述方法中，t3時(shí)刻之后，第三次PWM下降沿之前的任意時(shí)刻t，所述主機(jī)UPS在所述任思時(shí)刻t輸出電壓的相位為Θ = Θ主機(jī)t3+2 π flNY · t。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種電源，包括主機(jī)和從機(jī)，所述主機(jī)和所述從機(jī)并聯(lián)連接，所述主機(jī)包括發(fā)出模塊，用于發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，其中，fPWM = m *fINV, fPWM為所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的頻率，fINV為所述主機(jī)輸出電壓的頻率，m為整數(shù)，所述主機(jī)的每個(gè)輸出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWMtl，PWM1，……，PWMffl-!;所述從機(jī)包括獲取模塊，用于所述從機(jī)獲取所述PWM信號(hào)；得到模塊，用于根據(jù)所述PWM信號(hào)的頻率和相位得到所述主機(jī)的頻率和相位。所述發(fā)出模塊用于在第k個(gè)周期結(jié)束、第k+Ι個(gè)周期開(kāi)始的時(shí)刻發(fā)出所述PWM信
O JT
號(hào)，在所述時(shí)刻，所述主機(jī)的輸出電壓相位為0,，其中，& =一·A，k = 0，1，...，m-l。
m所述PWM信號(hào)為不對(duì)稱(chēng)信號(hào)，所述m個(gè)PWM周期中的每個(gè)PWM周期發(fā)出的PWM信號(hào)的占空比均不相同，所述不同的占空比對(duì)應(yīng)不同的所述主機(jī)的輸出電壓的相位。在所述PWM信號(hào)為高電平有效的情況下，所述發(fā)出模塊包括第一發(fā)出模塊，用于在所述主機(jī)的輸出電壓的相位為Θη的時(shí)刻，發(fā)出所述PWM信號(hào)的下降沿；計(jì)算模塊，用于計(jì)算第k個(gè)PWM周期的占空比Dk ;第二發(fā)出模塊，用于在所述主機(jī)的輸出電壓的相位為
ek_x +—·(1- )時(shí)刻，發(fā)出所述PWM信號(hào)的上升沿；所述第一發(fā)出模塊還用于在逆變輸出 m
電壓相位Θ k時(shí)刻，發(fā)出所述PWM信號(hào)的下降沿，開(kāi)始下一個(gè)PWM周期；所述獲取模塊包括第一捕獲模塊，用于捕獲所述PWM信號(hào)的下降沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻A ;第二捕獲模塊，用于捕獲所述PWM信號(hào)的上升沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻t2 ;第一捕獲模塊還用于捕獲所述PWM信號(hào)的第二次下降沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻t3 ;所述得到模塊用于計(jì)算PWM周
期Tpwm = t3-t1；占空比為D =爿^，并得到所述主機(jī)UPS的輸出電壓在t3時(shí)刻的相位為
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—
。m根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，還提供了一種電源，包括主機(jī)和從機(jī)，所述主機(jī)和所述從機(jī)并聯(lián)連接，所述主機(jī)，用于發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，其中，fPWM = m · fINV, fPWM為所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的頻率，fINV為所述主機(jī)輸出電壓的頻率，m為整數(shù)，所述主機(jī)的每個(gè)輸出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWMtl,PWM1,……,PWMnri ;所述從機(jī)，用于所述從機(jī)獲取所述PWM信號(hào)，并根據(jù)所述PWM信號(hào)的頻率和相位得到所述主機(jī)的頻率和相位。通過(guò)本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)中從機(jī)在一個(gè)周期內(nèi)只能獲得一次主機(jī)頻率相位信息而導(dǎo)致的鎖相速度慢、精度低的問(wèn)題，從而提高了從機(jī)的鎖相速度與精度。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源的同步鎖相方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在PWM信號(hào)為高電平的情況下電源的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種電源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的主機(jī)發(fā)出的PWM信號(hào)的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的根據(jù)PWM信號(hào)的特征主機(jī)發(fā)出PWM信號(hào)的流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的從機(jī)通過(guò)捕獲PWM信號(hào)的上升沿和下降沿獲取主機(jī)UPS逆變輸出電壓的頻率和相位的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的主機(jī)UPS的逆變輸出波形及并聯(lián)線上的PWM波形示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的計(jì)算PWM周期的主機(jī)UPS的逆變輸出波形及并聯(lián)線上的PWM波形特征值的流程圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的從機(jī)UPS通過(guò)捕獲PWM信號(hào)的上升沿和下降沿獲取PWM信號(hào)的周期與占空比的流程圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的三相逆變輸出電壓、旋轉(zhuǎn)矢量及PWM波形關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。以下以逆變電源系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明，在逆變電源系統(tǒng)中，目前有兩類(lèi)系統(tǒng)需要進(jìn)行頻率相位跟蹤在UPS系統(tǒng)和逆變器系統(tǒng)，以下實(shí)施例可以適用于這兩個(gè)系統(tǒng)，但并不限于此。在以下實(shí)施例中，在需要并聯(lián)的各逆變電源中，設(shè)定一個(gè)主機(jī)，其它設(shè)置為從機(jī)。主機(jī)根據(jù)自身逆變輸出電壓的頻率和相位，發(fā)出一個(gè)帶有自身頻率相位的脈沖寬度調(diào)制(Pulseffidth Modulation，簡(jiǎn)稱(chēng)為PWM)信號(hào)。從機(jī)通過(guò)捕獲主機(jī)發(fā)出的PWM信號(hào)獲取其頻率和相位。在以下實(shí)施例中還提供了比較優(yōu)的實(shí)施方式可以通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算獲得任意時(shí)刻的相位，進(jìn)行鎖相。在以下實(shí)施例中，主機(jī)發(fā)出的PWM信號(hào)的頻率可以根據(jù)鎖相精度的不同要求可以進(jìn)行調(diào)整。以下實(shí)施例中的PWM信號(hào)可以為數(shù)字信號(hào)，從而具有很強(qiáng)的抗干擾能力。圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源的同步鎖相方法的流程圖，該電源包括并聯(lián)的主機(jī)和從機(jī)，如圖I所示，該方法包括以下步驟步驟S102，主機(jī)發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，其中，fPWM =m · fINV, fPWM為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的頻率,fINV為主機(jī)輸出電壓的頻率，m為整數(shù)，主機(jī)的每個(gè)輸出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWM0, PWM1,……，PWMnri ；步驟S104，從機(jī)獲取該P(yáng)WM信號(hào)，并根據(jù)該P(yáng)WM信號(hào)的頻率和相位得到主機(jī)的頻率和相位。通過(guò)本實(shí)施例，主機(jī)可以在多個(gè)時(shí)刻發(fā)出脈沖信號(hào)，使得從機(jī)在一個(gè)周期內(nèi)可以獲得多次主機(jī)頻率相位信息,相比于現(xiàn)有技術(shù),主機(jī)發(fā)出的PWM信號(hào)的頻率可以根據(jù)鎖相精度的不同要求可以進(jìn)行調(diào)整，從而提高了從機(jī)的鎖相速度與精度。
在實(shí)施時(shí)，可以通過(guò)在特定的相位來(lái)發(fā)送PWM信號(hào)，這樣從機(jī)在接收到該P(yáng)WM信號(hào)
時(shí)就可以獲得該特定的相位，例如，主機(jī)在第k個(gè)周期結(jié)束、第k+Ι個(gè)周期開(kāi)始的時(shí)刻發(fā)出
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PWM信號(hào)，在時(shí)刻，主機(jī)的輸出電壓相位為9,，其中，&=一·k k = 0，1，. . .，m-l。這樣的
/77 ,
實(shí)現(xiàn)方式可以使從機(jī)比較容易獲得主機(jī)的相位。當(dāng)然，從機(jī)獲得主機(jī)相位的方式還可以有其他的方式，在本實(shí)施例中就提供了一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在該優(yōu)選實(shí)施方式中，PWM信號(hào)為不對(duì)稱(chēng)信號(hào)，m個(gè)PWM周期中的每個(gè)PWM周期發(fā)出的PWM信號(hào)的占空比均不相同，不同的占空比對(duì)應(yīng)不同的主機(jī)的輸出電壓的相位。通過(guò)這種方式也可以使從機(jī)獲得主機(jī)的相位。例如，第k個(gè)PWM周期的占空比Dk與
為Dk = —7，k = O, I, · · · , m-1。m + I更優(yōu)的，可以將上述兩個(gè)優(yōu)選方式相結(jié)合，例如，在PWM信號(hào)為高電平有效地情況下，在主機(jī)的輸出電壓的相位為θ η的時(shí)刻，發(fā)出PWM信號(hào)的下降沿，計(jì)算第k個(gè)PWM周期
O JT
的占空比Dk ;在主機(jī)的輸出電壓的相位為L(zhǎng) +--(1- )時(shí)刻，發(fā)出PWM信號(hào)的上升沿；在
m
逆變輸出電壓相位Θ k時(shí)刻，發(fā)出PWM信號(hào)的下降沿，開(kāi)始下一個(gè)PWM周期。從機(jī)捕獲PWM信號(hào)的下降沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻^ ;捕獲PWM信號(hào)的上升沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻〖2 ;捕獲PWM信號(hào)的第
二次下降沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻t3,則PWM周期Tpw = t3-t1；占空比為D = D，得到主機(jī)輸出
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電壓的頻率//, =-~~，及主機(jī)UPS的輸出電壓在〖3時(shí)刻的相位0_3=—[(w+ 1)/)-1] O
m 1PWMm通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例方式，不僅能獲得t3時(shí)刻的相位，還可以計(jì)算任意時(shí)刻的相位，例如，t3時(shí)刻之后，第三次PWM下降沿之前的任意時(shí)刻t，主機(jī)UPS在任意時(shí)刻t輸出電壓的相似為Θ主機(jī)t = 9主機(jī)t3+2nfINV · tο從而進(jìn)一步提聞了鎖相精度。在本發(fā)明實(shí)施例中，還提供了一種電源，該電源用于實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例及其優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)進(jìn)行過(guò)說(shuō)明的不再贅述，下面對(duì)該電源中涉及到模塊進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，如以下所使用的，術(shù)語(yǔ)“模塊”可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實(shí)施例所描述的系統(tǒng)和方法較佳地以軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實(shí)現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，該電源包括主機(jī)20和從機(jī)22，主機(jī)20和從機(jī)22并聯(lián)連接，下面對(duì)該電源的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。主機(jī)20包括發(fā)出模塊200，用于發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，其中，fP* = m · fINV, fPWM為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的頻率，fINV為主機(jī)輸出電壓的頻率，m為整數(shù)，主機(jī)的每個(gè)輸出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWMtl, PWM1,……，PWMlrt ；從機(jī)22包括獲取模塊220，用于從機(jī)獲取PWM信號(hào)；得到模塊，用于根據(jù)PWM信號(hào)的頻率和相位得到主機(jī)的頻率和相位。在本實(shí)施例中，發(fā)出模塊200用于在第k個(gè)周期結(jié)束、第k+Ι個(gè)周期開(kāi)始的時(shí)刻發(fā)
出PWM信號(hào)，在時(shí)刻，主機(jī)的輸出電壓相位為0k，其中, =——·Lk = 0，1，. . .，m-l。在本實(shí)施例中，PWM信號(hào)為不對(duì)稱(chēng)信號(hào)，m個(gè)PWM周期中的每個(gè)PWM周期發(fā)出的PWM信號(hào)的占空比均不相同，不同的占空比對(duì)應(yīng)不同的主機(jī)的輸出電壓的相位。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在PWM信號(hào)為高電平的情況下電源的結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，發(fā)出模塊200包括第一發(fā)出模塊2002和第二發(fā)出模塊2004，獲取模塊220包括第一捕獲模塊2202和第二捕獲模塊2204，以及得到模塊24。下面對(duì)在PWM信號(hào)為高電平的情況下電源的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。第一發(fā)出模塊2002,用于在主機(jī)的輸出電壓的相位為Θ Jrf的時(shí)刻,發(fā)出PWM信號(hào)的下降沿；計(jì)算模塊，用于計(jì)算第k個(gè)PWM周期的占空比Dk;第二發(fā)出模塊2004，用于在主
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機(jī)的輸出電壓的相位為Am+——·(1- )時(shí)刻，發(fā)出PWM信號(hào)的上升沿；第一發(fā)出模塊還用
m
于在逆變輸出電壓相位Θ k時(shí)刻，發(fā)出PWM信號(hào)的下降沿，開(kāi)始下一個(gè)PWM周期；獲取模塊220包括第一捕獲模塊2202，用于捕獲PWM信號(hào)的下降沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻^ ;第二捕獲模塊2204，用于捕獲PWM信號(hào)的上升沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻〖2 ;第一捕獲模塊還用于捕獲PWM信號(hào)的第二次下降沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻t3 ；得到模塊222，用于計(jì)算PWM周期Tpwm= t3_t1;占空比為D并得到主機(jī)輸出電壓的頻率//, = — ·^—，主機(jī)UPS的輸出電壓在t3時(shí)刻的相位為+ 1)/)-1]。
m IPWMJfl圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種電源的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，該電源包括主機(jī)40和從機(jī)42，主機(jī)40和從機(jī)42并聯(lián)連接。正如上述所述的，以下主機(jī)40和從機(jī)42的功能可以通過(guò)軟件編程的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，同樣也是使用硬件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，硬件實(shí)現(xiàn)發(fā)送信號(hào)和捕獲信號(hào)可以參照現(xiàn)有技術(shù)中已有的方式，在本實(shí)施例中不再贅述。下面對(duì)該電源的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。主機(jī)40，用于發(fā)出帶有自身相位和頻率的PWM信號(hào)，其中，fPWM = m · fINV, fPWM為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的頻率，fray為主機(jī)輸出電壓的頻率為整數(shù)，主機(jī)的每個(gè)輸出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWMcpPWM1,……，PWMnri;從機(jī)42，用于從機(jī)獲取該P(yáng)WM信號(hào)，并根據(jù)該P(yáng)WM信號(hào)的頻率和相位得到主機(jī)的頻率和相位。下面結(jié)合一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，該優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合上述實(shí)施例及其優(yōu)選實(shí)施方式。
在優(yōu)選實(shí)施例中，僅需要一個(gè)并聯(lián)線用于連接各逆變電源，本優(yōu)選實(shí)施例中的主要功能可以由軟件算法完成。需要說(shuō)明的是，該方法可同時(shí)應(yīng)用于單相及三相逆變系統(tǒng)，但是并不限于此。圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的主機(jī)發(fā)出的PWM信號(hào)的示意圖，下面結(jié)合圖5對(duì)該主機(jī)發(fā)出的PWM信號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。該P(yáng)WM信號(hào)的頻率代表逆變輸出電壓的頻率，其頻率fPWM為主機(jī)輸出電壓頻率fINV
的整數(shù)倍，即fPWM = m*fINV，其中，m為整數(shù)，該P(yáng)WM信號(hào)的周期滿足= ^，每個(gè)逆變輸
m
出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWMtl,PWM1,……,PWMnri ;該P(yáng)WM信號(hào)為不對(duì)稱(chēng)、高電平有效形式，其中第k個(gè)周期的上升沿(即第k個(gè)周期結(jié)束，第k+Ι個(gè)周期開(kāi)始的時(shí)刻)在Ojr
逆變輸出電壓相位為91;時(shí)刻發(fā)出，其中，&=——·k,k = 0,1, , m-1 ;該P(yáng)WM信號(hào)的占
m
空比代表逆變輸出電壓的相位，其第k個(gè)周期的占空比Dk與輸出電壓相位ek有如下關(guān)系
L· + I
Dk=~= 0，1，...，m-Ι。需要說(shuō)明的是，在應(yīng)用中，根據(jù)不同需要可占空比進(jìn)行不同 m + I
設(shè)置，只需要滿足在一個(gè)逆變周期內(nèi)的每個(gè)PWM周期的占空比不相同即可。圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的根據(jù)PWM信號(hào)的特征主機(jī)發(fā)出PWM信號(hào)的流程圖，如圖6所示，該流程包括以下步驟步驟S602，在逆變輸出電壓相位Θ 時(shí)刻，發(fā)出PWM下降沿，計(jì)算第k個(gè)PWM周期的占空比Dk；
1IJT步驟S604，在逆變輸出電壓相位€ =U — ·(1- )時(shí)刻，發(fā)出PWM上升沿；
m步驟S606，在逆變輸出電壓相位0k時(shí)刻，發(fā)出PWM下降沿，開(kāi)始下一個(gè)PWM周期。圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的從機(jī)通過(guò)捕獲PWM信號(hào)的上升沿和下降沿獲取主機(jī)UPS逆變輸出電壓的頻率和相位的流程圖，如圖7所示，該流程包括如下步驟步驟S702，捕獲PWM信號(hào)下降沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻L ；步驟S704，捕獲PWM信號(hào)上升沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻t2 ；步驟S706，捕獲PWM信號(hào)第二次下降沿，記錄當(dāng)前時(shí)刻丨3，則PWM周期Tpwm = t3_t1;占空比D 由此可得到主機(jī)UPS逆變輸出電壓的頻率及在t3時(shí)刻的
Km tPWM
Ojr
相位％機(jī),3 = —Km+1)^ -1]；m需要說(shuō)明的是，如果上述主機(jī)PWM信號(hào)占空比計(jì)算公式不同，則這里只需要改變相應(yīng)公式就可以得到主機(jī)相位。步驟S708，計(jì)算t3時(shí)刻之后，下一次PWM下降沿之前(即兩次下降沿之間)的任意時(shí)刻t的逆變輸出電壓的相位。t3時(shí)刻之后，下一次PWM下降沿之前(即兩次下降沿之間)的任意時(shí)刻t，從機(jī)UPS可以通過(guò)下面計(jì)算公式計(jì)算得到主機(jī)UPS在任意時(shí)刻t的逆變輸出電壓的相位^主機(jī)t = Θ主機(jī)t3+2 τι fINV · to以下以在單相UPS系統(tǒng)中應(yīng)用為例進(jìn)行說(shuō)明。圖8是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的主機(jī)UPS的逆變輸出波形及并聯(lián)線上的PWM波形示意圖，需要說(shuō)明的是，在應(yīng)用中，m的取值可以是任意整數(shù)，m的值越大，其鎖相的速度越快，精度也越高。為了更清楚的對(duì)該過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明，在本優(yōu)選實(shí)施例中取η = 6。下面結(jié)合圖8對(duì)主機(jī)UPS的逆變輸出波形及并聯(lián)線上的PWM波形進(jìn)行說(shuō)明。第I個(gè)PWM周期的逆變輸出電壓的初始相位和結(jié)束相位為第I個(gè)PWM周期的
逆變輸出電壓的初始相位為
權(quán)利要求
1.一種電源的同步鎖相方法，所述電源包括主機(jī)和從機(jī)，所述主機(jī)和所述從機(jī)并聯(lián)連接， 其特征在于包括以下步驟 所述主機(jī)發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，其中，fPM = m · fINV, fPWM為所述PWM信號(hào)的頻率，fINV為所述主機(jī)輸出電壓的頻率,m為整數(shù)，所述主機(jī)的每個(gè)輸出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWMtl, PWM1,……，PWMnri ； 所述從機(jī)獲取所述PWM信號(hào)，并根據(jù)所述PWM信號(hào)的頻率和相位得到所述主機(jī)的頻率和相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述主機(jī)發(fā)出一個(gè)帶有自身相位和頻率的PWM信號(hào)包括 所述主機(jī)在第k個(gè)周期結(jié)束、第k+Ι個(gè)周期開(kāi)始的時(shí)刻發(fā)出所述PWM信號(hào)，在所述時(shí) 亥|J，所述主機(jī)的輸出電壓相位為0,，其中
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述PWM信號(hào)為不對(duì)稱(chēng)信號(hào)，所述m個(gè)PWM周期中的每個(gè)PWM周期發(fā)出的PWM信號(hào)的占空比均不相同，所述不同的占空比對(duì)應(yīng)不同的所述主機(jī)的輸出電壓的相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，第k個(gè)PWM周期的占空比Dk與為
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，在所述PWM信號(hào)為高電平有效的情況下， 所述主機(jī)發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)包括如下步驟在所述主機(jī)的輸出電壓的相位為θ η的時(shí)刻，發(fā)出所述PWM信號(hào)的下降沿，計(jì)算第k個(gè)PWM周期的 O JT占空比Dk;在所述主機(jī)的輸出電壓的相位為
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，t3時(shí)刻之后，第三次PWM下降沿之前的任意時(shí)刻t，所述主機(jī)UPS在所述任意時(shí)刻t輸出電壓的相位為Θ主機(jī)t = Θ主機(jī)t3+2 JI fINV .t。
7.一種電源，包括主機(jī)和從機(jī)，所述主機(jī)和所述從機(jī)并聯(lián)連接，其特征在于 所述主機(jī)包括發(fā)出模塊，用于發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，其中，fPWM = m · fINV, fPWM為所述PWM信號(hào)的頻率，fINV為所述主機(jī)輸出電壓的頻率，m為整數(shù)，所述主機(jī)的每個(gè)輸出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWMtl, PWM1,……，PWMlrt ； 所述從機(jī)包括獲取模塊，用于所述從機(jī)獲取所述PWM信號(hào)；得到模塊，用于根據(jù)所述PWM信號(hào)的頻率和相位得到所述主機(jī)的頻率和相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源，其特征在于，所述發(fā)出模塊用于在第k個(gè)周期結(jié)束、第k+Ι個(gè)周期開(kāi)始的時(shí)刻發(fā)出所述PWM信號(hào)，在所述時(shí)刻，所述主機(jī)的輸出電壓相位為0k，其 中，
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電源，其特征在于，所述PWM信號(hào)為不對(duì)稱(chēng)信號(hào)，所述m個(gè)PWM周期中的每個(gè)PWM周期發(fā)出的PWM信號(hào)的占空比均不相同，所述不同的占空比對(duì)應(yīng)不同的所述主機(jī)的輸出電壓的相位。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源，其特征在于，在所述PWM信號(hào)為高電平有效的情況下，所述發(fā)出模塊包括第一發(fā)出模塊，用于在所述主機(jī)的輸出電壓的相位為9^的時(shí)刻，發(fā)出所述PWM信號(hào)的下降沿；計(jì)算模塊，用于計(jì)算第k個(gè)PWM周期的占空比Dk;第二發(fā)出模塊， 用于在所述主機(jī)的輸出電壓的相位為
11.一種電源，包括主機(jī)和從機(jī)，所述主機(jī)和所述從機(jī)并聯(lián)連接，其特征在于 所述主機(jī)，用于發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，其中，fPWM =m*fINV, fPWM為所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的頻率，fINV為所述主機(jī)輸出電壓的頻率，m為整數(shù)，所述主機(jī)的每個(gè)輸出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWMtl, PWM1,……，PWMnri ； 所述從機(jī)，用于所述從機(jī)獲取所述PWM信號(hào)，并根據(jù)所述PWM信號(hào)的頻率和相位得到所述主機(jī)的頻率和相位。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電源的同步鎖相方法及電源，電源包括主機(jī)和從機(jī)，主機(jī)和從機(jī)并聯(lián)連接，該方法包括以下步驟主機(jī)發(fā)出帶有自身相位和頻率的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，其中，fPWM＝m·fINV，fPWM為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的頻率，fINV為主機(jī)輸出電壓的頻率，m為整數(shù)，主機(jī)的每個(gè)輸出電壓周期內(nèi)有m個(gè)PWM周期，分別為PWM0，PWM1，……，PWMm-1；從機(jī)獲取PWM信號(hào)，并根據(jù)PWM信號(hào)的頻率和相位得到主機(jī)的頻率和相位。通過(guò)本發(fā)明提高了從機(jī)的鎖相速度與精度。
文檔編號(hào)H03K5/13GK102801403SQ201110137798
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者陳景熙 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司