專利名稱：不間斷電源模塊并聯(lián)控制方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不間斷電源模塊并聯(lián)控制方法及其系統(tǒng)，尤指一種不間斷電源可對(duì)設(shè)備提供電力功率并進(jìn)行保護(hù)的控制方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在這個(gè)信息與速度越來越重要的時(shí)代，計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)變?yōu)槿粘Ｉ詈徒?jīng)濟(jì)工業(yè)不可或缺的產(chǎn)品。然而，無論是計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)等重要的電子設(shè)備往往是緊急而敏感的，即使是一秒鐘電力的中斷，都有可能使得正在處理或傳輸?shù)馁Y料中斷，導(dǎo)致不可估計(jì)的損失，因此一個(gè)高可靠的電源需求便應(yīng)運(yùn)而生。為了因應(yīng)這個(gè)需求，不間斷電源系統(tǒng)的需求便與日劇增。
一個(gè)不間斷電源的基本架構(gòu)為交流和直流輸入提供系統(tǒng)能量，一般交流輸入電源多為市電，或是發(fā)電機(jī)等，直流輸入能量則多為電池，交流輸出提供電子負(fù)載能量，以及一個(gè)控制器控制系統(tǒng)的工作，當(dāng)主要交流電源失效時(shí)，轉(zhuǎn)換至備份直流電源，繼續(xù)對(duì)緊急而敏感的負(fù)載提供能量。在交流輸出正常時(shí)，連接輸入端子的部分首先是輸入濾波器，過濾輸入產(chǎn)生的高階干擾噪聲，與輸入濾波器連接的一般是一個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器連接到內(nèi)部的直流能量貯存庫(kù)(DC bus bank)，連接著直流能量貯存庫(kù)的是一個(gè)DC/AC逆變器(Inverter)，經(jīng)由可選擇性的輸出濾波器，對(duì)負(fù)載提供能量。當(dāng)交流輸入異常時(shí)，備份的直流電源會(huì)經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到直流能量貯存庫(kù)，替代交流輸入而對(duì)直流能量貯存庫(kù)產(chǎn)生能量，使得所提到的逆變器可以通過直流能量貯存庫(kù)將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，持續(xù)對(duì)負(fù)載提供不間斷的能量。同時(shí)，這樣的不間斷電源通常也會(huì)包含一個(gè)充電器，當(dāng)直流電源為電池，其能量耗盡時(shí)，可以在交流電源回復(fù)后，對(duì)電池充電。由于上述的機(jī)制，可以使得緊急而敏感的電子設(shè)備受到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。然而，隨著負(fù)載設(shè)備演進(jìn)，規(guī)格差異越來越大，當(dāng)負(fù)載需要擴(kuò)增時(shí)，原本的不間斷電源能力可能不足，或隨著可靠度的要求越來越高，將不間斷電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)成模塊化，具有并聯(lián)且冗余的需求也是必然的趨勢(shì)。
然而，這樣模塊化的不間斷電源系統(tǒng)，需要能夠表現(xiàn)出一個(gè)不間斷電源系統(tǒng)的特性，一方面可以增加模塊以擴(kuò)充容量，另一方面，在其中有部分組件損壞時(shí)，也必須能夠馬上更替以保證系統(tǒng)的可靠度；這些需求，在控制技術(shù)需要嚴(yán)密的要求不同功率模塊間不能夠產(chǎn)生過大的環(huán)流，以致導(dǎo)致系統(tǒng)的損壞，又由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)上需要極力避免單點(diǎn)失效的可能性，并要盡可能將產(chǎn)品的每一部分做好備份管理。由是衍生出的技術(shù)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在學(xué)術(shù)界或工業(yè)界，都是被廣泛討論，作為系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)。
一般而言，這一種控制設(shè)計(jì)不外乎有線的并聯(lián)方式，如美國(guó)第5,257,180號(hào)發(fā)明專利案「具環(huán)流限制的交流輸出逆變器的并聯(lián)操作控制系統(tǒng)」。另一方面，則是無線的并聯(lián)控制方式，如美國(guó)第5,745,356號(hào)發(fā)明專利案「并聯(lián)交流電源系統(tǒng)的獨(dú)立負(fù)載分配」，或是美國(guó)第6,118,680號(hào)發(fā)明專利案「在一個(gè)交流電源供應(yīng)器中并聯(lián)的逆變器，其負(fù)載分配的方法及設(shè)備」等。
在有線的控制方法中，多半采用主動(dòng)分流法，以一般所熟知的技巧，利用一個(gè)時(shí)序信號(hào)使得所有的功率模塊的輸出電壓相位同步，在利用諸如個(gè)別負(fù)載電流訊息的交換等手段，使得負(fù)載分配平衡并如所預(yù)期。然而，這樣的方法，并聯(lián)所運(yùn)用的接線本身即可能造成單點(diǎn)失效。
在美國(guó)第6,121,695號(hào)發(fā)明案中，每一個(gè)功率模塊雖可看成是一個(gè)個(gè)別的不間斷電源模塊，也可以拆下來獨(dú)立使用，然而，在作為并聯(lián)時(shí)，機(jī)箱內(nèi)每一個(gè)模塊還需要另外再分別對(duì)應(yīng)一個(gè)別的控制器，以進(jìn)行并聯(lián)的計(jì)算，同時(shí)由于直流貯存庫(kù)也相連接，一旦直流貯存庫(kù)損壞，整個(gè)系統(tǒng)也不能使用，又造成另一個(gè)單點(diǎn)失效的設(shè)計(jì)；同時(shí)不間斷電源模塊在系統(tǒng)中也不是真正獨(dú)立運(yùn)作；更有甚者，由于其電池并沒有并聯(lián)，可能造成因電池特性不同而使得各個(gè)模塊間放電備份時(shí)間不同，也無法經(jīng)由直接增加外加電池而增加放電備份的時(shí)間，同時(shí)，其所有模塊間的轉(zhuǎn)態(tài)，是經(jīng)由一個(gè)所謂大多數(shù)原則的方法，功率模塊間的信號(hào)經(jīng)由阻抗匹配平均而得到，因而無法得到一個(gè)有系統(tǒng)的管理，也無法通過外界的設(shè)定而變更。
再者，美國(guó)第6,201,319號(hào)發(fā)明專利案利用一個(gè)外部的控制中心(Main Intelligence Module，MIM)來管理，同時(shí)以冗余智能模塊(RIM，Redundant Intelligence Module)作為備份管理，然而，RIM在正常情況下，只是閑置而導(dǎo)致系統(tǒng)的浪費(fèi)，同時(shí)，由于每一個(gè)功率模塊所需的重要訊息，如輸入電壓、頻率、輸出電壓、頻率、電流等都放置在控制中心(MIM)上，無論是MIM或RIM失效，甚至是在連接MIM/RIM與個(gè)別模塊上的聯(lián)機(jī)開路，都會(huì)造成系統(tǒng)的單點(diǎn)失效。
最后，在美國(guó)第6,396,170號(hào)發(fā)明專利案提出了選擇虛擬中心的方法，雖然可以避免上述智能模塊RIM的浪費(fèi)以及降低單點(diǎn)失效的可能性。然而，其所提出的辦法，因需要另外產(chǎn)生一副主控模塊，因此當(dāng)系統(tǒng)只存在一部不間斷電源模塊時(shí)即不能使用。且因同步觸發(fā)線的存在，又增加一個(gè)單點(diǎn)失效的可能性。同時(shí)，所提出冗余管理模式(RMB)的硬件和軟件架構(gòu)，需要繁復(fù)的判斷其輸入和輸出方向，和決定主控模塊、副主控模塊和同輩模塊；另外，其同步觸發(fā)線也需要占用一個(gè)高等級(jí)的中斷資源，并使得系統(tǒng)需要應(yīng)付一個(gè)高通信速度的管理方式；更有甚者，當(dāng)個(gè)別不間斷電源模塊因組件或連接接口故障，處于不能轉(zhuǎn)態(tài)的狀態(tài)，卻受制于主控模塊的強(qiáng)行轉(zhuǎn)態(tài)，反而會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)更大的故障可能。
由上述可知，既有并聯(lián)系統(tǒng)仍無法有效解決單點(diǎn)失效的問題，因而無法確保并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性，故，有關(guān)不間斷電源模塊的并聯(lián)控制顯然有待進(jìn)一步改進(jìn)，以謀求可行的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明主要目的在提供一種可確保擴(kuò)充容量、并增進(jìn)冗余性與可靠度的不間斷電源模塊并聯(lián)控制方法。
為達(dá)成該目的采取的主要技術(shù)手段，令并聯(lián)系統(tǒng)中所有不間斷電源模塊具備相同的自我角色檢測(cè)、主控模塊競(jìng)爭(zhēng)、并聯(lián)運(yùn)算處理等功能，并可分別執(zhí)行下列工作模式功能角色檢測(cè)暨設(shè)定用以檢測(cè)并設(shè)定模塊本身為新模塊、主控模塊或從屬模塊；新模塊工作模式，將檢查并聯(lián)系統(tǒng)中是否存在主控模塊，當(dāng)主控模塊存在時(shí)，即等候主控模塊發(fā)布從屬模塊要求的命令，并據(jù)以轉(zhuǎn)換工作模式為從屬模塊；如主控模塊不存在，即進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)模式以產(chǎn)生主控模塊；主控模塊工作模式，先依序檢查系統(tǒng)中的新模塊、從屬模塊狀態(tài)，并依序查詢已存在從屬模塊的反應(yīng)，并收集其信息，作為并聯(lián)控制的依據(jù)；從屬模塊工作模式，其先檢查主控模塊是否存在，如不存在時(shí)，會(huì)將本身變更為新模塊，再經(jīng)競(jìng)爭(zhēng)以重新選出主控模塊；利用該方法，將使并聯(lián)系統(tǒng)中只存在一個(gè)主控模塊，惟當(dāng)主控模塊故障或者關(guān)機(jī)等情況而造成主控模塊丟失，其它的新模塊和從屬模塊，均可檢測(cè)到主控模塊丟失，然后由從屬模塊自設(shè)為新模塊，以競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)先級(jí)開始進(jìn)行主控模塊競(jìng)爭(zhēng)；在此狀況下，可有效降低單點(diǎn)失效的可能性，提高系統(tǒng)的可靠度。
該不間斷電源模塊進(jìn)一步具有一同步轉(zhuǎn)態(tài)模式，主要在檢查到系統(tǒng)是否需要轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，即廣播同步轉(zhuǎn)態(tài)的命令，進(jìn)而在預(yù)設(shè)的選擇點(diǎn)上同步轉(zhuǎn)態(tài)。
該不間斷電源模塊進(jìn)一步具有一個(gè)可選擇性(optional)的緊急轉(zhuǎn)態(tài)模式，當(dāng)模塊間的控制通信線出現(xiàn)某些故障，可轉(zhuǎn)換為無線控制并聯(lián)的操作模式。
該無線控制并聯(lián)操作模式采用所謂下降法(droop method)，其通過檢測(cè)個(gè)別不間斷電源模塊所獲知的有效功率和無效功率，對(duì)不間斷電源模塊進(jìn)行相位和幅值的控制。
本發(fā)明次一目的在于提供一種具有高可靠度的不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)。
為達(dá)成本發(fā)明的目的采取的主要技術(shù)手段，令該并聯(lián)系統(tǒng)至少包括一個(gè)或一個(gè)以上的不間斷電源模塊，每一個(gè)不間斷電源模塊內(nèi)設(shè)具有獨(dú)立并聯(lián)運(yùn)算控制功能的控制器，又將交流輸入、直流輸入和交流輸出與其它不間斷電源模塊相并聯(lián)，并使其控制器經(jīng)由一并聯(lián)控制總線(PCB，Parallel Control Bus)與其它模塊的控制器構(gòu)成信號(hào)聯(lián)機(jī)并交換訊息，進(jìn)而達(dá)成負(fù)載平均分配，系統(tǒng)穩(wěn)定操作的功能。
該不間斷電源模塊由一輸入濾波器、一AC/DC轉(zhuǎn)換器、一直流能量貯存庫(kù)、一DC/AC逆變器等組成；并進(jìn)一步包含有一DC/DC轉(zhuǎn)換器，連接直流電源輸入與直流能量貯存庫(kù)；一具備可選擇性的充電器；一電源單元，提供各個(gè)模塊工作的工作電源；一控制器，可控制不間斷電源模塊工作和并聯(lián)控制所需的線路；其中每一個(gè)不間斷電源模塊的控制器負(fù)責(zé)控制整個(gè)模塊的功能及所需狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。該控制器可由一數(shù)字信號(hào)處理器(Digital SignalProcessor，DSP)構(gòu)成，負(fù)責(zé)接收交流輸入電壓、頻率檢測(cè)線路傳回的信號(hào)，并提供直流電壓檢測(cè)、直流能量貯存庫(kù)電壓檢測(cè)、交流電壓輸出電壓/頻率檢測(cè)，負(fù)載電流檢測(cè)和電感電流檢測(cè)線路所傳回的信號(hào)。
該并聯(lián)控制總線用來負(fù)責(zé)各不間斷電源模塊間的并聯(lián)控制，其包含一由光耦構(gòu)成雙向的控制線、一組通信總線和一由所有不間斷電源模塊電流合成的模擬信號(hào)合成線路。在光耦雙向控制線中有一條被用來作為主控模塊設(shè)定線，當(dāng)主控模塊不存在時(shí)，為高電位，反之，當(dāng)系統(tǒng)存在主控模塊時(shí)，即成為低電位；另有一組線路用來作為同步時(shí)序的信號(hào)。
該控制器進(jìn)一步包含了一微處理器，該微處理器運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor，DSP)，除了包含一般所熟知的輸入/輸出控制外，并利用直流貯存庫(kù)的電壓、交流輸出電壓、電流以及逆變器的電感電流等作為回授的參數(shù)，利用適當(dāng)?shù)目刂萍记墒沟媒涣鬏敵龅碾妷杭半娏鞣闲枨蟆?br> 該微處理器另提供功率計(jì)算的保護(hù)，判別環(huán)流的大小，環(huán)流所衍生的功率大小，及不間斷電源模塊逆向回收的能量，對(duì)設(shè)備做進(jìn)一步的保護(hù)。


圖1本發(fā)明的并聯(lián)系統(tǒng)示意圖。
圖2本發(fā)明并聯(lián)系統(tǒng)中的不間斷電源模塊示意圖。
圖3本發(fā)明不間斷電源模塊中的控制器方塊圖。
圖4該控制器中所設(shè)雙向光耦線路的電路圖。
圖5本發(fā)明并聯(lián)系統(tǒng)中所設(shè)模擬信號(hào)合成線路的示意圖。
圖6本發(fā)明并聯(lián)系統(tǒng)中不間斷電源模塊的功能角色設(shè)定工作流程7本發(fā)明并聯(lián)系統(tǒng)中新模塊的工作流程圖。
圖8本發(fā)明并聯(lián)系統(tǒng)中從屬模塊的工作流程圖。
圖9本發(fā)明并聯(lián)系統(tǒng)中主控模塊的部分工作流程圖。
圖10本發(fā)明并聯(lián)系統(tǒng)中主控模塊的其它工作流程圖。
圖11本發(fā)明并聯(lián)系統(tǒng)的無線控制并聯(lián)的方塊圖。
圖12本發(fā)明并聯(lián)系統(tǒng)判斷有線或無線控制并聯(lián)的工作流程圖。
圖中符號(hào)說明10 不間斷電源模塊100 不間斷電源系統(tǒng)101 內(nèi)部電池模塊102 旁路開關(guān) 103 顯示暨通信中心104 充電器105 外部電池11A C/DC轉(zhuǎn)換器12 直流能量貯存庫(kù)13 DC/AC逆變器 14 DC/DC轉(zhuǎn)換器15 充電器16 工作電源單元17 控制器171 微處理器172 雙向耦合通信線路173 模擬信號(hào)合成線路174 一般功能I/O電路175 模擬轉(zhuǎn)數(shù)字檢測(cè)電路176 逆變器功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明一較佳實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖，其由至少一個(gè)不間斷電源模塊10所組成的不間斷電源系統(tǒng)100，每一個(gè)不間斷電源模塊10內(nèi)設(shè)具有多重工作模式及并聯(lián)運(yùn)算控制功能的控制器17，又將交流輸入、直流輸入和交流輸出與其它不間斷電源模塊10相并聯(lián)，再利用其控制器17經(jīng)由一并聯(lián)控制總線(PCB，Parallel ControlBus)與其它模塊的控制器17構(gòu)成信號(hào)聯(lián)機(jī)并交換訊息，進(jìn)而達(dá)成負(fù)載平均分配，系統(tǒng)穩(wěn)定操作的功能。
由于系統(tǒng)中的不間斷電源模塊10具備相同的自我角色檢測(cè)、主控模塊競(jìng)爭(zhēng)、并聯(lián)運(yùn)算處理等功能；故可在并聯(lián)系統(tǒng)中分別執(zhí)行下列工作模式功能角色檢測(cè)與設(shè)定；新模塊工作模式；主控模塊工作模式；從屬模塊工作模式；其中該「功能角色檢測(cè)暨設(shè)定」的具體工作流程如圖6所示(步驟611～615，當(dāng)程序開始后，不間斷電源模塊10將依序確認(rèn)其本身為主控模塊(Master)、從屬模塊(Slave)或新模塊(New)，并進(jìn)入被設(shè)定的角色。
該新模塊工作模式的具體流程如圖7所示，其包含一主控模塊競(jìng)爭(zhēng)與單模塊運(yùn)作的機(jī)制，當(dāng)一個(gè)新的不間斷電源模塊被插入系統(tǒng)中，電源啟動(dòng)/激活后，在沒有取得角色設(shè)定前，即先自我設(shè)定為新模塊。一個(gè)新模塊，首先會(huì)檢查并聯(lián)系統(tǒng)中是否存在主控模塊711，如果系統(tǒng)中已存在主控模塊，即等候主控模塊發(fā)布從屬模塊要求的命令712，該查詢命令是一種定期查詢，并以中斷的形式進(jìn)行當(dāng)新模塊收到主控模塊的要求命令時(shí)，會(huì)把自己的角色變更設(shè)定從屬模塊713，并結(jié)束此流程。反之，如果中斷時(shí)間未到，新模塊就會(huì)直接結(jié)束本次的操作流程，并等待主控模塊的查詢。另一方面，當(dāng)一個(gè)新模塊在電源激活的時(shí)候，如未發(fā)現(xiàn)主控模塊的存在，即表示這個(gè)系統(tǒng)存在一個(gè)或一個(gè)以上的模塊，這個(gè)模塊必須確認(rèn)是否只有一個(gè)模塊或與其它模塊進(jìn)行主控模塊競(jìng)爭(zhēng)714。新模塊都會(huì)發(fā)布一串含有生產(chǎn)辨識(shí)碼的數(shù)據(jù)群組715，并檢查接收回來的資料是否與發(fā)出的是否相同，在本實(shí)施例中，可以利用CAN(Control Area Network)本身的硬件特性，在系統(tǒng)存在兩個(gè)以上模塊的狀態(tài)，并同時(shí)發(fā)出識(shí)別碼的狀況下，低電位的會(huì)勝出，成功的收回本身的數(shù)據(jù)群組而成為主控模塊，其余的則成為從屬模塊。如果是系統(tǒng)中只有一個(gè)模塊存在的話，也無法回收本身的數(shù)據(jù)群組，此時(shí)，經(jīng)過大于一個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間的嘗試716～718，系統(tǒng)中仍沒有主控模塊出現(xiàn)時(shí)，即認(rèn)定系統(tǒng)中只有存在一個(gè)模塊，于是設(shè)定本身為主控模塊719。
由于主控模塊的競(jìng)爭(zhēng)只需要辨別識(shí)別碼，不需要乘數(shù)，可節(jié)省無謂時(shí)間的浪費(fèi)，所以檢測(cè)所需要的時(shí)間，于本實(shí)施例中約為1.5ms，即為交流輸入正常時(shí)主控模塊競(jìng)爭(zhēng)所需的時(shí)間，即使考量電池模式，也只需要將時(shí)間延長(zhǎng)至3.0ms，在適當(dāng)?shù)淖儞Q速度(slew rate)安排下，對(duì)輸出完全不會(huì)產(chǎn)生任何影響，是一個(gè)快速又可靠的方式，也不需要過度浪費(fèi)微處理器的資源。
如圖8所示，則揭示一從屬模塊的工作流程。在系統(tǒng)中，被設(shè)定從屬模塊的不間斷電源模塊，首先會(huì)檢查主控模塊是否存在811，如果主控模塊因某些原因以不存在，會(huì)立刻將自己變更為新模塊812，經(jīng)過競(jìng)爭(zhēng)以重新選出主控模塊；反之，如果，主控模塊存在，則會(huì)依主控模塊的詢問要求而應(yīng)答813。
該主控模塊工作模式的具體流程如圖9所示，當(dāng)一個(gè)不間斷電源模塊在系統(tǒng)中被設(shè)定為主控模塊，首先會(huì)依序檢查是否有新模塊加入系統(tǒng)911，如果有，會(huì)判斷目前在系統(tǒng)中的從屬模塊是否小于預(yù)設(shè)數(shù)量912，如果小于預(yù)設(shè)數(shù)量，則賦予新加入模塊的角色為從屬模塊913，但如已經(jīng)大于預(yù)設(shè)的數(shù)量，則忽略并拒絕新模塊加入系統(tǒng)的可能914；由于新加入模塊以及系統(tǒng)可加入模塊的數(shù)量可能不止一個(gè)，所以必須進(jìn)行到系統(tǒng)不能再加入任何一個(gè)模塊為止。
當(dāng)檢查新模塊的工作結(jié)束后，會(huì)開始檢查從屬模塊的狀態(tài)915主控模塊也是依序查詢已存在從屬模塊的反應(yīng)916，當(dāng)從屬模塊響應(yīng)資料時(shí)917，表示從屬模塊存在，否則，會(huì)再詢問一次918，以確認(rèn)從屬模塊是否被移除919。接著，會(huì)檢查主控模塊的優(yōu)先等級(jí)以及是否存多個(gè)主控模塊920，前者是為了如果主控模塊因某些原因轉(zhuǎn)態(tài)至電池模式，而系統(tǒng)中卻有其它從屬模塊是在市電模式的情況下，即重新進(jìn)行主控模塊競(jìng)爭(zhēng)921，使得在市電模式的不間斷電源模塊可以成為系統(tǒng)的主控模塊；后者，則為了系統(tǒng)發(fā)生異常狀況而作防備。當(dāng)所有的從屬模塊都應(yīng)答完畢922，即結(jié)束流程。
除該工作模式外，不間斷電源模塊10進(jìn)一步具有一同步轉(zhuǎn)態(tài)工作模式，其具體流程如圖10所示，首先，主控模塊會(huì)先檢查是否系統(tǒng)是否需要轉(zhuǎn)態(tài)并做好轉(zhuǎn)態(tài)的準(zhǔn)備411，如果不是，則結(jié)束流程。如果系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)態(tài)，則由執(zhí)行主控模塊工作模式的模塊對(duì)其本身、從屬模塊以及新模塊廣播同步轉(zhuǎn)態(tài)的命令412，接著在預(yù)設(shè)的選擇點(diǎn)上同步轉(zhuǎn)態(tài)413。所謂的預(yù)設(shè)選擇點(diǎn)多半會(huì)是利用電壓的零點(diǎn)切換處作為觸發(fā)點(diǎn)同步轉(zhuǎn)態(tài)，然后結(jié)束流程。此處的同步轉(zhuǎn)態(tài)，本實(shí)施例中是將狀態(tài)分為緊急和不緊急兩種狀態(tài)，由主控模塊決定，或是由個(gè)別的模塊自行決定轉(zhuǎn)態(tài)所謂的緊急狀態(tài)是指例如過載的情況發(fā)生，當(dāng)主控模塊在判斷負(fù)載已經(jīng)過載，并且此時(shí)市電也在可容許的范圍內(nèi)，必須使得系統(tǒng)中所有的模塊都從逆變器轉(zhuǎn)到旁路；在此實(shí)施例中的不間斷電源模塊若是兩層式架構(gòu)，市電與電池間的轉(zhuǎn)態(tài)并不會(huì)直接影響到斷電時(shí)間，進(jìn)而造成負(fù)載電源中斷，所以，不間斷電源模塊間市電/電池模式轉(zhuǎn)態(tài)，可以由每一個(gè)模塊個(gè)別判斷是否能在市電模式或電池模式下正常工作，自行決定是否轉(zhuǎn)態(tài)，否則可能發(fā)生某一個(gè)模塊的部分區(qū)塊已經(jīng)故障，卻被主控模塊強(qiáng)行轉(zhuǎn)態(tài)，導(dǎo)致更多故障等不可靠的結(jié)果。
再者，系統(tǒng)中的不間斷電源模塊進(jìn)一步提供一個(gè)可選擇性(optional)的轉(zhuǎn)態(tài)模式，當(dāng)控制線上出現(xiàn)了某些故障，可轉(zhuǎn)換為無線控制并聯(lián)的操作模式。一般而言，所謂的無線控制并聯(lián)原理多半如圖11所示，在逆變器輸出串聯(lián)一個(gè)電感，利用電感的作用，可以利用有功(active power)和無功(reactive power)計(jì)算出所需的電壓差和頻率差值，計(jì)算原理如下，(方程式和文字重疊)
Pi=ViVoXs1sinδi,i=1,2,...,n]]>Qi=ViVocosδi-Vo2Xs1,i=1,2,...,n]]>δi為輸出Vo與Vi間的夾角。
根據(jù)上式，可以發(fā)現(xiàn)有功和輸出相位角有關(guān)，而無功與輸出幅值有關(guān)，于是可以再利用如下的預(yù)設(shè)關(guān)式，以構(gòu)成對(duì)并聯(lián)時(shí)相位及幅值控制的穩(wěn)定負(fù)回授系統(tǒng)。
(方程式和文字重疊)ωi＝ω0i-k1·Pi，i＝1，2，...，nVi＝V0，i-k2·Qi，i＝1，2，...，n以上描述者即所謂的下降法(droop method)無線控制并聯(lián)方式，其通過檢測(cè)個(gè)別不間斷電源模塊所獲知的有功和無功，對(duì)不間斷電源模塊進(jìn)行相位和幅值的控制。其控制流程如圖12所述在無線并聯(lián)控制模式下，首先會(huì)檢測(cè)并聯(lián)控制總線(PCB)是否正常511，尤其是指主控模塊設(shè)定線、同步時(shí)序信號(hào)線或/和模擬合成信號(hào)線路是否正常如果正常，則維持有線并聯(lián)操作的模式并結(jié)束流程512；如果所提到的控制用總線異常，則會(huì)進(jìn)入所提到的無線控制并聯(lián)模式513，但仍維持通過通信總線選出一個(gè)主控模塊，以利顯示，或轉(zhuǎn)旁路的協(xié)調(diào)控制等工作，按照上述的方程式調(diào)整幅值和相位，接著會(huì)檢查交流輸入的電壓幅值和頻率是否在范圍內(nèi)514，如果是的話，輸出會(huì)對(duì)交流輸入鎖相515，同時(shí)在內(nèi)部發(fā)生異常516，但通信總線正常時(shí)517，可具有轉(zhuǎn)旁路518的能力，否則都進(jìn)入到結(jié)束步驟。在程序中，如果交流輸入電壓幅值和/或頻率不在預(yù)期范圍內(nèi)，則輸出不對(duì)輸入鎖相，在內(nèi)部發(fā)生異常時(shí)519，無論通信總線是否正常，都無法轉(zhuǎn)態(tài)至旁路，所以必須將本模塊關(guān)閉520；再或者，交流輸入電壓幅值和頻率雖在預(yù)期范圍內(nèi)，但通信總線異常，則確認(rèn)設(shè)定是在內(nèi)部發(fā)生異常時(shí)，亦會(huì)關(guān)閉模塊。
由上所提出的方式，本發(fā)明除了上述所提到的主控模塊所提供可靠的并聯(lián)模式外，在部分通信控制總線異常時(shí)，更進(jìn)一步提供了緊急轉(zhuǎn)入無線控制并聯(lián)的模式，是其它所有并聯(lián)操作所不能提供，結(jié)合有線和無線控制并聯(lián)的方式，提供負(fù)載可靠的電源，大大提高了負(fù)載可靠度的需求。
以上所述者即本發(fā)明所強(qiáng)調(diào)的混合式中央控制方法，通過如是的局部分散的控制方法，可以使得系統(tǒng)較一般完全中央控制式或完全分散控制式提供更高的可靠度，同時(shí)，由于如是系統(tǒng)的冗余性，即為不間斷電源模塊數(shù)目，其冗余性較外接控制中心者明顯為高，也沒有任何控制線路在外部的控制中心上，其可靠度更是大大地提高；更進(jìn)一步，由于系統(tǒng)中只存在主控模塊與從屬模塊(不需要所謂的副主控模塊)，所以，即使只有一個(gè)不間斷電源模塊，亦可正常操作，且具備較佳的靈活性；顯見本發(fā)明提出了一個(gè)兼顧冗余性、可靠度以及靈活性的控制方法。
至于執(zhí)行該控制方法的系統(tǒng)，其一較佳實(shí)施例如圖1所示該不間斷電源系統(tǒng)100進(jìn)一步包含至少一電池模塊101，提供該的直流電源；一旁路開關(guān)102，作為維修操控開關(guān)；一個(gè)顯示及通信中心103，方便使用者了解內(nèi)部情況和外部軟件監(jiān)控；一具備可選擇性的充電器104，增加充電電流；一具備可選擇性的輸出變壓器(圖中未示)，用以改變輸出電壓。
于本實(shí)施例中，輸出部分并聯(lián)，可提供負(fù)載擴(kuò)充容量和提供冗余性。且在該架構(gòu)中，也可以在交流輸出總線上再串聯(lián)一個(gè)隔離變壓器(圖中未示)，再連接到負(fù)載上，該隔離變壓器較佳的運(yùn)用作為降壓的用，使得在低壓輸出的應(yīng)用下，輸入和機(jī)器內(nèi)部其配線和電流的需求可以降低，亦較符合實(shí)際應(yīng)用情形。
交流輸入的部分，較佳者是同時(shí)可以接收至少一相以上的交流輸入，方便使用者在容量較大時(shí)的配線需求。此處所提到的不間斷電源模塊10可以通過配線或開關(guān)的方式，使得交流輸入無論是在大于一相和單相的時(shí)候，都使用相同的不間斷電源模塊。
直流輸入的部分，于本實(shí)施例中采電池輸入，可以選擇內(nèi)部存在的至少一個(gè)內(nèi)部電池模塊101，也可以在不間斷電源模塊10內(nèi)部設(shè)一單位放電時(shí)間所需的電池。在不需要增加或延長(zhǎng)放電時(shí)間的情況下，這些電池不一定需要并聯(lián)，也不會(huì)影響到本發(fā)明令輸出并聯(lián)的精神；因而，本發(fā)明的較佳實(shí)施例是將所有不間斷電源模塊10的直流輸入端相連，并使其與一外部電池105連接，以延長(zhǎng)放電時(shí)間。
該的顯示及通信中心103，用以與各個(gè)不間斷電源模塊10中選出的虛擬控制中心(主控模塊)溝通，并通過LED或LCD等顯示方式讓使用者可以了解系統(tǒng)操縱的情況，同時(shí)該顯示及通信中心103還負(fù)責(zé)作為與外界接口通信的連接接口，可以讓使用者通過RS232、RS485或是SNMP等方式對(duì)系統(tǒng)部分功能重新格式化(configuration)，或是可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控(remote control)的功能，另同時(shí)亦具有發(fā)布同步時(shí)序信號(hào)的能力，作為一個(gè)外部同步時(shí)序的來源。
該外接的充電器104，在需要提升充電能力的情況下，可以與每一個(gè)不間斷電源模塊10內(nèi)部的充電器(本圖中未示)并聯(lián)，以提高電池的充電電流。
再者，該的可操縱旁路開關(guān)102在必要的情況下，例如所有的不間斷電源模塊都必須移除時(shí)，提供負(fù)載一個(gè)外部轉(zhuǎn)旁路的路徑。
如圖2所示，揭示有該不間斷電源模塊10的方塊圖，其包括有一具備可選擇性的輸入濾波器(圖中未示)，位于輸入端上；
一AC/DC轉(zhuǎn)換器11，其輸入端連接輸入濾波器的輸出端，將交流輸入電源轉(zhuǎn)換為直流；一直流能量貯存庫(kù)(DC bus bank)12，位于AC/DC轉(zhuǎn)換器11的輸出端上；一DC/AC逆變器(Inverter)13，其輸入端為AC/DC轉(zhuǎn)換器11的輸出端及之直流能量貯存庫(kù)12；一DC/DC轉(zhuǎn)換器14，其輸入端連接直流電源輸入，輸出端則連接直流能量貯存庫(kù)12；一具備可選擇性的充電器15；一工作電源單元16，供應(yīng)不間斷電源模塊10的工作電源；一控制器17，分別與DC/AC逆變器13、AC/DC轉(zhuǎn)換器11及DC/DC轉(zhuǎn)換器14連接，用以控制不間斷電源模塊10工作及作并聯(lián)控制。
在該架構(gòu)下，當(dāng)主要交流電源(Main-power)正常時(shí)，能量由主要交流電源提供，經(jīng)由AC/DC轉(zhuǎn)換器11轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)的直流電壓連接到直流能量貯存庫(kù)12，再經(jīng)由DC/AC逆變器13將能量由直流轉(zhuǎn)為交流，連接到交流輸出總線(AC Output Bus)，而構(gòu)成一般所謂的兩層式在線式架構(gòu)(double-conversion on-line frame)。
當(dāng)主要交流電源異常時(shí)，能量會(huì)改由備份直流電源提供，經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器14轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)的直流電壓連接到直流能量貯存庫(kù)12，再經(jīng)由DC/AC逆變器13將能量從直流轉(zhuǎn)為交流，連接到交流輸出總線(AC Output Bus)。
而該的工作電源，其輸入是連接到充電器15和內(nèi)部電池模塊101或外部電池105，使得無論是由交流輸入或直流輸入都不受到影響，可以提供不間斷電源模塊所需的工作電源，如風(fēng)扇，微處理器，以及功率開關(guān)所需的工作電源。
而在圖上所揭示的開關(guān)SWA是指由DC/AC逆變器13所提供的交流電源和從交流輸入連接器所引入的交流電源的切換，是一個(gè)可以提供內(nèi)部旁路切換的開關(guān)，同時(shí)，這個(gè)開關(guān)的速度，也就是這些模態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間。而每一個(gè)模塊，首先是將交流輸入、直流輸入和交流輸出與其它不間斷電源模塊10相并聯(lián)，再利用控制器17通過并聯(lián)控制總線(PCB，Parallel Control Bus)與其它模塊的控制器17互相溝通及交換訊息，進(jìn)而達(dá)成負(fù)載平均分配，系統(tǒng)穩(wěn)定操作的功能。
如圖3所示，揭示有該控制器17的一可行實(shí)施例，其包括有一微處理器171，可由數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)構(gòu)成，其內(nèi)建有該圖6至圖10所示的各種工作模式，另分別連接有一一般功能I/O電路174、模擬轉(zhuǎn)數(shù)字檢測(cè)線路175、逆變器功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路176，而供分別與AC/DC轉(zhuǎn)換器11、DC/DC轉(zhuǎn)換器14、充電器15及DC/AC逆變器13等連接；一雙向光耦通信線路172；一模擬信號(hào)合成線路173，與該微處理器171連接，以合成輸入各不間斷電源模塊10的電流信號(hào)(模擬)；于本實(shí)施例中，該微處理器171采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為不間斷電源模塊10的主要中央控制器，為了使得負(fù)載均衡分配，須由不間斷電源模塊10中檢測(cè)DC/AC逆變器13的輸出電壓、輸出電流及其上的電感電流，在內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算及處理，運(yùn)算出所需的PWM責(zé)任周期，經(jīng)由控制該逆變器功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路176以驅(qū)動(dòng)DC/AC逆變器13中的功率開關(guān)，而獲得所需的輸出電壓和輸出電流。該微處理器171計(jì)算逆變器功率開關(guān)責(zé)任周期的方法，利用電壓外循環(huán)及電流內(nèi)循環(huán)，并加上交流輸出電流和交流輸出電壓兩個(gè)前饋控制量所決定。
基本上，每一不間斷電源模塊10的控制器17，其包含的微處理器171可以獲得總負(fù)載電流的數(shù)據(jù)，將各個(gè)模塊的負(fù)載電流數(shù)據(jù)，以適當(dāng)?shù)淖杩蛊ヅ浣Y(jié)合并傳回，每一個(gè)不間斷電源模塊10的控制器17即利用所包含的微處理器171進(jìn)行上述的運(yùn)算。
該雙向光耦通信線路172可作為主控模塊設(shè)定線、同步時(shí)序線等用途。其一可行的具體線路如圖4所示，主要由兩組光耦合器配合晶體管、電阻所組成，而分別與不間斷電源模塊10內(nèi)的微處理器171的輸入/輸出端連接，讓包含在不間斷電源模塊10內(nèi)的微處理器171可以雙向同步傳輸和接收所需的信號(hào)。即使是有一點(diǎn)時(shí)間的延遲，也可以在程序中預(yù)先扣除，并且，發(fā)出信號(hào)的微處理器171亦可同步接收到自己發(fā)出的信號(hào)。而作為主控模塊的不間斷電源模塊10在其雙向光耦通信線路172中，利用其中一條作為時(shí)序同步信號(hào)，該時(shí)序同步信號(hào)直接連接到控制器17的輸入捕捉(Input Capture)接口，以作為頻率的檢測(cè)，而使得所有的不間斷電源模塊10可以幾乎相同的相位操作運(yùn)行。
又如圖5所示，其揭示有一模擬信號(hào)合成線路173的可行實(shí)施例。每一個(gè)不間斷電源模塊10可以利用比流器(CT，current transformer)將電流波形取出，經(jīng)由適當(dāng)?shù)淖杩?Z1～Zn)匹配合成所需的并聯(lián)負(fù)載分配信號(hào)，傳回上述的微處理器171，并加以運(yùn)算。該模擬信號(hào)合成線路173更進(jìn)一步包含一個(gè)開關(guān)(SW-1～SW-N)，當(dāng)系統(tǒng)中只存在一臺(tái)不間斷電源模塊10或進(jìn)入無線控制并聯(lián)的模式，可利用該開關(guān)(SW-1～SW-N)使對(duì)應(yīng)的不間斷電源模塊10切離并聯(lián)控制用總線(PCB)。
該的并聯(lián)控制總線(PCB)，用以在系統(tǒng)中由至少一臺(tái)以上并聯(lián)操作的不間斷電源模塊10中以一定的方法選出一個(gè)主控模塊，使得整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定的操作，其方法已在圖6至圖10中詳細(xì)敘述。
由上述說明可看出本發(fā)明的具體技術(shù)手段，其導(dǎo)入了所謂的混合式中央控制方法，其利用系統(tǒng)中每一不間斷電源模塊本身具備模態(tài)自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換功能，以自動(dòng)產(chǎn)生唯一的主控模塊，并在主控模塊失效時(shí)，由線上的模塊再經(jīng)競(jìng)爭(zhēng)以產(chǎn)生另一主控模塊，藉此可有效降低單點(diǎn)失效的可能性，故具有較高的可靠度；且本發(fā)明所設(shè)計(jì)并聯(lián)系統(tǒng)的冗余性，即為不間斷電源模塊數(shù)目，其冗余性較外接控制中心者明顯為高，且由于本發(fā)明未將任何控制線路設(shè)于外部的控制中心，其可靠度因而顯著提升，相較于美國(guó)第者，美國(guó)第6,201,319號(hào)發(fā)明專利案利用一個(gè)外部的控制中心管理，同時(shí)配合冗余智能模塊(RIM)作為備份管理，及美國(guó)第6,396,170號(hào)發(fā)明專利案所提出選擇虛擬中心的方法，在系統(tǒng)架構(gòu)上更趨單純，且單點(diǎn)失效的可能性更低。更進(jìn)一步，由于系統(tǒng)中只存在主控模塊與從屬模塊(不需要所謂的副主控模塊)，所以，即使只有一個(gè)不間斷電源模塊，亦可正常操作，且具備較佳的靈活性，其相較于雖選出主控模塊，但仍須配合副主控模塊運(yùn)作，故單機(jī)時(shí)即無法運(yùn)作的美國(guó)第6,396,170號(hào)發(fā)明專利案已具備顯著功效增進(jìn)；顯見本發(fā)明提出了一個(gè)兼顧冗余性、可靠度以及靈活性的并聯(lián)控制方法及系統(tǒng)，并符合發(fā)明專利要件，依法提起申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種不間斷電源模塊并聯(lián)控制方法，其特征在于，該并聯(lián)系統(tǒng)中所有不間斷電源模塊具備相同的功能角色自我定義、主控模塊競(jìng)爭(zhēng)、并聯(lián)運(yùn)算處理等功能，并由并聯(lián)的不間斷電源模塊中在一競(jìng)爭(zhēng)模式下產(chǎn)生唯一的主控模塊，與其它模塊進(jìn)行溝通，作為并聯(lián)控制的依據(jù)；當(dāng)主控模塊失效時(shí)，線上的不間斷電源模塊將重新進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)模式，產(chǎn)生新的主控模塊，以維持并聯(lián)系統(tǒng)的運(yùn)作。
2.如權(quán)利要求1所述的不間斷電源模塊并聯(lián)控制方法，其特征在于，每一不間斷電源模塊至少具備下列工作模式功能角色檢測(cè)暨設(shè)定用以檢測(cè)并設(shè)定模塊本身為新模塊、主控模塊或從屬模塊；新模塊工作模式，將檢查并聯(lián)系統(tǒng)中是否存在主控模塊，當(dāng)主控模塊存在時(shí)，即等候主控模塊發(fā)布從屬模塊要求的命令，并據(jù)以轉(zhuǎn)換工作模式為從屬模塊；如主控模塊不存在，即進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)模式以產(chǎn)生主控模塊；主控模塊工作模式，先依序檢查系統(tǒng)中的新模塊、從屬模塊狀態(tài)，再依序查詢已存在從屬模塊的反應(yīng)，并收集其信息，作為并聯(lián)控制的依據(jù)；從屬模塊工作模式，其先檢查主控模塊是否存在，如不存在時(shí)，會(huì)將本身變更為新模塊，再經(jīng)競(jìng)爭(zhēng)以重新選出主控模塊。
3.如權(quán)利要求2項(xiàng)所述的不間斷電源模塊并聯(lián)控制方法，其特征在于，該不間斷電源模塊進(jìn)一步具有一同步轉(zhuǎn)態(tài)模式，主要在檢查到系統(tǒng)是否需要轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，即廣播同步轉(zhuǎn)態(tài)的命令，進(jìn)而在預(yù)設(shè)的選擇點(diǎn)上同步轉(zhuǎn)態(tài)。
4.如權(quán)利要求3項(xiàng)所的不間斷電源模塊并聯(lián)控制方法，其特征在于，該不間斷電源模塊進(jìn)一步具有一個(gè)可選擇性的轉(zhuǎn)態(tài)模式，當(dāng)模塊間的控制通信線出現(xiàn)故障，即轉(zhuǎn)換為無線控制并聯(lián)的操作模式。
5.如權(quán)利要求4所述的不間斷電源模塊并聯(lián)控制方法，其特征在于，該無線控制并聯(lián)操作模式采用所謂下降法，其通過檢測(cè)個(gè)別不間斷電源模塊所獲知的有效功率和無效功率，對(duì)不間斷電源模塊進(jìn)行相位和幅值的控制。
6.如權(quán)利要求2所述的不間斷電源模塊并聯(lián)控制方法，其特征在于，該新模塊工作模式中的主控模塊競(jìng)爭(zhēng)主要是指新模塊利用生產(chǎn)時(shí)所分配的生產(chǎn)識(shí)別碼送到連接各模塊的通信總線上，當(dāng)輸出和讀回的識(shí)別號(hào)碼相同時(shí)，便決定自己為主控模塊。
7.一種不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，其包括至少一個(gè)的不間斷電源模塊，該不間斷電源模塊包含至少一相交流輸入或直流輸入、至少一相交流輸出、一負(fù)責(zé)整個(gè)不間斷電源模塊并聯(lián)操作的控制器及一并聯(lián)控制總線；該并聯(lián)的不間斷電源模塊可使輸出并聯(lián)連接到負(fù)載供給能量，提供增加容量或冗余的功能；其中每一不間斷電源模塊的控制器具有模態(tài)自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換功能，并通過一并聯(lián)控制總線與其它不間斷電源模塊構(gòu)成聯(lián)機(jī)，以通過競(jìng)爭(zhēng)模式自動(dòng)產(chǎn)生主控模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)中進(jìn)一步包括有一個(gè)顯示與通信中心，與至少一個(gè)不間斷電源模塊的控制器連接；一個(gè)可選擇性外接電池連接器，與該直流輸入連接，以外接電池延長(zhǎng)供電時(shí)間；一個(gè)可選擇性充電器，用以對(duì)各并聯(lián)不間斷電源模塊連接的電池充電；一個(gè)可選擇性的輸出隔離變壓器，設(shè)于不間斷電源模塊并聯(lián)的總輸出端；一個(gè)可選擇性旁路維護(hù)開關(guān)，設(shè)于各并聯(lián)不間斷電源模塊共接的輸入/輸出之間。
9.如權(quán)利要求7所述的不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，該交流輸入至少一相以上的交流輸入，該不間斷電源模塊，可通過配線或開關(guān)的方式，使得交流輸入無論是在大于一相和單相時(shí)，都使用相同的不間斷電源模塊。
10.如權(quán)利要求7所述的不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，該直流輸入為電池，其可內(nèi)含于不間斷電源模塊中，也可以是在不間斷電源模塊以外的電池模塊。
11.如權(quán)利要求7所述的不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，該不間斷電源模塊的控制器包含一般不間斷電源模塊所需的輸入/輸出控制線路，其可以檢測(cè)交流輸入的電壓、頻率、直流輸入的電壓、交流輸出的電壓、電流和頻率，同時(shí)可以時(shí)時(shí)控制交流輸出的功率開關(guān)，以及并聯(lián)所需的并聯(lián)控制總線。
12.如權(quán)利要求11所述的不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，該控制器進(jìn)一步包含一個(gè)微處理器，除作一般輸入/輸出控制外，并利用交流輸出的電壓、電流等時(shí)時(shí)控制交流輸出的功率開關(guān)，同時(shí)控制不間斷電源模塊并聯(lián)時(shí)，交換訊息所利用的開關(guān)。
13.如權(quán)利要求11所述的模塊化電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該并聯(lián)控制總線更進(jìn)一步包含由光耦構(gòu)成的雙向控制線路、一組通信總線與一由所有不間斷電源模塊電流合成的模擬信號(hào)合成線路。
14.如權(quán)利要求13所述的不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，該光耦構(gòu)成的雙向控制線路，其中一組線用來作為主控模塊設(shè)定線，供判斷系統(tǒng)是否已經(jīng)存在主控模塊；另一組線供主控模塊發(fā)送時(shí)序信號(hào)作為同步信號(hào)。
15.如權(quán)利要求13所述的不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，該光耦構(gòu)成的雙向控制線路，包含有輸入輸出阻抗匹配設(shè)計(jì)。
16.如權(quán)利要求14或15所述的不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，該時(shí)序同步信號(hào)直接連接到控制器的輸入捕捉接口。
17.如權(quán)利要求13項(xiàng)所述的不間斷電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，該模擬合成信號(hào)線由至少一個(gè)不間斷電源模塊的負(fù)載電流按一定比例所合成，其進(jìn)一步包含一個(gè)開關(guān)。
19.一種不間斷電源模塊，包含，一個(gè)功率單元，包含一AC/DC轉(zhuǎn)換器、一DC/DC轉(zhuǎn)換器、一直流能量貯存庫(kù)(DC bus bank)、一DC/AC逆變器；一個(gè)控制單元，其內(nèi)建自我功能角色定義功能及新模塊/主控模塊/從屬模塊等工作模式，且包含不間斷電源模塊所需的輸入/輸出控制線路及并聯(lián)所需的并聯(lián)控制總線(Parallel Control Bus，PCB)。
20.如權(quán)利要求19所述的不間斷電源模塊，其特征在于，該不間斷電源模塊含有可以選擇性的一個(gè)充電器。
21.如權(quán)利要求19所述的不間斷電源模塊，其特征在于，該控制單元進(jìn)一步包含一個(gè)微處理器，負(fù)責(zé)所需的逆變器單獨(dú)運(yùn)行與并聯(lián)操作時(shí)，所需的功率開關(guān)責(zé)任周期的計(jì)算，一般不間斷電源模塊所需的功能，如交流輸入，直流輸入電壓幅值與頻率的檢測(cè)等功能，以及并聯(lián)示所需并聯(lián)控制的通信。
22.如權(quán)利要求19所述的不間斷電源模塊，其特征在于，該控制單元包含的并聯(lián)控制總線，包括一模擬合成信號(hào)線路、一光耦合成雙向線路及一組通信總線；使該不間斷電源模塊可通過并聯(lián)控制總線與其它不間斷電源模塊并聯(lián)。
23.如權(quán)利要求22所述的不間斷電源模塊，其特征在于，該光耦合成雙向線路其中一組線是作為同步時(shí)序信號(hào)，必須連接到控制器中所包含微處理器的輸入捕捉接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種不間斷電源模塊并聯(lián)控制方法及其系統(tǒng)，該并聯(lián)系統(tǒng)每一個(gè)不間斷電源模塊內(nèi)設(shè)具有獨(dú)立并聯(lián)運(yùn)算控制功能的控制器，又將交流輸入、直流輸入和交流輸出與其它不間斷電源模塊相并聯(lián)，并使其控制器經(jīng)由一并聯(lián)控制總線與其它模塊的控制器構(gòu)成信號(hào)聯(lián)機(jī)并交換訊息，進(jìn)而達(dá)成負(fù)載平均分配。該控制方法令并聯(lián)系統(tǒng)中所有不間斷電源模塊具備相同的模塊角色檢測(cè)、主控模塊競(jìng)爭(zhēng)及并聯(lián)運(yùn)算處理等功能，當(dāng)主控模塊失效或關(guān)機(jī)時(shí)，其它模塊將再自動(dòng)執(zhí)行角色檢測(cè)與競(jìng)爭(zhēng)功能，以產(chǎn)生另一主控模塊持續(xù)并機(jī)運(yùn)作，以達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定操作的功能。
文檔編號(hào)H02J7/00GK1581633SQ0315232
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月30日
發(fā)明者蔡嘉明, 田壽龍, 劉剛, 羅漢生, 陽(yáng)岳豐 申請(qǐng)人:飛瑞股份有限公司