提高基于6脉冲整流的ups经济运行模式效率的方法
【专利摘要】本发明涉及UPS【技术领域】，具体公开了一种提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法，当UPS从正常模式切换到经济运行模式时，控制板同时发出控制信号SCR_DRV_S和SCR_DRV_T使S相和T相的晶闸管截止，整流器由三相6脉冲整流变为单相桥式整流，需要工作的晶闸管数量减少，整流器的损耗随之降低，同时整流器的输出电压降低约2.6倍，升压器的损耗也随之降低，从而使得UPS系统的效率提高约1%，节省一笔可观的电费，还能降低热量的排放并节约散热系统的成本。
【专利说明】提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及UPS【技术领域】，尤其涉及一种提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法。
【背景技术】
[0002]UPS作为核心供电设备之一，高效节能是衡量其优劣的一个重要指标。在线式UPS正常运行时效率一般在90%左右，部分模块化UPS正常运行时效率可以达到95%。然而，在一些中大功率应用场合，即使是95%的效率，UPS所产生的热量也是很可观的，会给机房的散热系统带来很大的压力，从而增加机房散热系统的成本。为了获取更高的效率，可以使在线式UPS工作于经济运行模式，UPS经济运行模式的工作原理如下:在市电质量比较良好的时候，UPS从正常模式自动切换至经济运行模式，此时负载由旁路进行供电，UPS的主电路(整流、升压和逆变电路)处于待机工作，逆变电压与旁路电压仍然进行锁相动作，使得两者一直处于同步状态。由于负载电流全部由旁路提供，UPS的主电路处于空载状态，只消耗很少的能量，因此UPS系统的效率得到大大的提高。UPS处于经济运行模式时，其效率可以达到97%，因此UPS经济运行模式可以在一定程度上解决UPS效率低下的问题。
[0003]三相UPS的输入整流部分一般使用三相6脉冲整流器，但是6脉冲整流器比单相桥式整流器的损耗要高。由于6脉冲整流器的输出电压比单相桥式整流器的输出电压较高，相应的升压器的损耗也比较高。这就需要在UPS轻载的情况下提升其运行效率。
【发明内容】
[0004]本发明为解决上述问题，提供一种提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法，其可以使UPS经济运行模式的效率提高约1%，节省一笔可观的电费，还能降低热量的排放并节约散热系统的成本。
[0005]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法，UPS包括控制板、6脉冲整流器、升压器以及逆变器，所述6脉冲整流器包括R相正半周整流晶闸管SCR1、R相负半周整流晶闸管SCR2、S相正半周整流晶闸管SCR3、S相负半周整流晶闸管SCR4、T相正半周整流晶闸管SCR5以及T相负半周整流晶闸管SCR6，UPS的控制板发出SCR_DRV_R、SCR_DRV_S和SCR_DRV_T 3路控制信号，经过晶闸管驱动电路后输出DRV1、DRV2、DRV3、DRV4、DRV5和DRV6 6路驱动信号，6路驱动信号分别对应驱动SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5和SCR6 6个晶闸管，其特征在于，控制方法为:当UPS处于正常模式时，三相6个晶闸管均导通；当UPS从正常模式切换到经济运行模式时，控制板同时发出控制信号SCR_DRV_S和SCR_DRV_T使S相和T相的晶闸管截止，整流器由三相6脉冲整流变为R相单相桥式整流，需要工作的晶闸管数量减少，整流器的损耗随之降低，UPS运行效率提高，此时负载由旁路供电，主电路处于空载状态；当UPS从经济运行模式切换到正常模式时，控制板同时发出控制信号SCR_DRV_S和SCR_DRV_T使S相和T相的晶闸管导通，UPS恢复6脉冲整流并可正常带载。
[0006]其中，所述6脉冲整流器的输出电压Urecl=2.34Ui，单相桥式整流的输出电压Urec2=0.9Ui，整流器的输出电压降低了 2.6倍，升压器的损耗随之降低，UPS运行效率提闻。
[0007]优选地，所述升压器为双Boost升压器。
[0008]优选地，所述逆变器为半桥两电平逆变器。
[0009]优选地，所述逆变器为一字型或T字型半桥三电平逆变器。
[0010]本发明所述提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法，其有益效果为:
在UPS轻载时，控制板发出控制信号SCR_DRV_S和SCR_DRV_T使S相和T相的晶闸管截止，需要工作的晶闸管数量减少，因此整流器的损耗会降低，从而使得UPS系统的效率得到提高；同时整流器的输出电压降低约2.6倍，升压器的损耗随之降低，UPS运行效率提高。
[0011]经试验，通过此控制技术可将UPS的运行效率提高约1%，可以节省一笔可观的电费，还能降低热量的排放并节约散热系统的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法中UPS的结构框图；
图2为本发明实施例提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法中整流器和升压器的拓扑图；
图3为本发明实施例提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法中关闭S相和T相晶闸管后的等效电路图；
图4为本发明实施例提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法中晶闸管的控制信号回路图。
【具体实施方式】
[0013]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
[0014]实施例:
参照图1，本发明所述提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法，其中的UPS包括控制板、6脉冲整流器、升压器、逆变器以及旁路部分，升压器为带中线的双Boost升压器，逆变器为半桥两电平逆变器，也可以是一字型或T字型半桥三电平逆变器，UPS可以是三进单出或三进三出UPS。
[0015]参照图2，6脉冲整流器包括R相正半周整流晶闸管SCR1、R相负半周整流晶闸管SCR2、S相正半周整流晶闸管SCR3、S相负半周整流晶闸管SCR4、T相正半周整流晶闸管SCR5以及T相负半周整流晶闸管SCR6。参照图4，UPS的控制板发出SCR_DRV_R、SCR_DRV_S和SCR_DRV_T 3路控制信号，经过晶闸管驱动电路后输出DRV1、DRV2、DRV3、DRV4、DRV5和DRV6 6路驱动信号，6路驱动信号分别对应驱动SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5和SCR6 6个晶闸管。
[0016]具体控制方法为:当UPS处于正常模式时，三相6个晶闸管都是导通的。
[0017]当UPS从正常模式切换到经济运行模式时，控制板同时发出控制信号SCR_DRV_S和SCR_DRV_T使S相的晶闸管SCR3、SCR4和T相的晶闸管SCR5、SCR6截止，这样整流器就由三相6脉冲整流变为只有R相单相全桥整流了，需要工作的晶闸管数量减少，整流器的输出电压大大降低，从而UPS系统的运行效率得到提高。且6脉冲整流器的输出电压Urecl=2.34Ui，单相全波整流器的输出电压Urec2=0.9Ui (Urecl、Urec2为REC+对REC-的电压，Ui为输入相电压的有效值)，整流器的输出电压降低约2.6倍，因此升压器的损耗会降低，从而使得UPS系统的效率得到提高。参照图3，此时负载由旁路供电，主电路处于空载状态，因此流过三相晶闸管的电流是很小的，只保留一相晶闸管导通也不影响主电路的的正常运行。
[0018]当UPS从经济运行模式切换到正常模式时，控制板同时发出控制信号SCR_DRV_S和SCR_DRV_T使S相和T相的晶闸管导通，UPS恢复6脉冲整流并可正常带载。
[0019]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法，UPS包括控制板、6脉冲整流器、升压器以及逆变器，所述6脉冲整流器包括R相正半周整流晶闸管SCR1、R相负半周整流晶闸管SCR2、S相正半周整流晶闸管SCR3、S相负半周整流晶闸管SCR4、T相正半周整流晶闸管SCR5以及T相负半周整流晶闸管SCR6，UPS的控制板发出SCR_DRV_R、SCR_DRV_S和SCR_DRV_T 3路控制信号，经过晶闸管驱动电路后输出DRV1、DRV2、DRV3、DRV4、DRV5和DRV6 6路驱动信号，6路驱动信号分别对应驱动SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5和SCR6 6个晶闸管，其特征在于，控制方法为: 当UPS处于正常模式时，三相6个晶闸管均导通； 当UPS从正常模式切换到经济运行模式时，控制板同时发出控制信号SCR_DRV_S和SCR_DRV_T使S相和T相的晶闸管截止，整流器由三相6脉冲整流变为R相单相桥式整流，需要工作的晶闸管数量减少，整流器的损耗随之降低，UPS运行效率提高，此时负载由旁路供电，主电路处于空载状态； 当UPS从经济运行模式切换到正常模式时，控制板同时发出控制信号SCR_DRV_S和SCR_DRV_T使S相和T相的晶闸管导通，UPS恢复6脉冲整流并可正常带载。
2.根据权利要求1所述提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法，其特征在于:6脉冲整流器的输出电压Urecl=2.34Ui，单相桥式整流的输出电压Urec2=0.9Ui，整流器的输出电压降低了 2.6倍，升压器的损耗随之降低，UPS运行效率提高。
3.根据权利要求1所述提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法，其特征在于:所述升压器为双Boost升压器。
4.根据权利要求1所述提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法，其特征在于:所述逆变器为半桥两电平逆变器。
5.根据权利要求1所述提高基于6脉冲整流的UPS经济运行模式效率的方法，其特征在于:所述逆变器为一字型或T字型半桥三电平逆变器。
【文档编号】H02M7/219GK104333243SQ201410604723
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】杨俊杰, 官守城, 胡高宏 申请人:广东易事特电源股份有限公司