下载后可任意编辑并联冗余 UPS 系统静态转换开关的设计与实现引言 不间断供电系统( Uninterruptible Power System, UPS) 的出现是为了适应信息社会的到来。为了保证对重要负载供电的连续性, 满足高新技术产品和设备对供电质量提出的越来越严格的技术要求。应用模块化并联冗余技术的UPS 系统进一步提高了对负载供电的可靠性, 同时也扩大供电容量, 是国内外讨论的热门技术。 利用多台 UPS 模块并联运行, 都是以 UPS 扩容或提高 UPS 可靠性为目的。不论采纳何种并联冗余连接技术, 都是将多台 UPS 单机的输出端直接进行连接。一般的 UPS 因为都有逆变供电主回路和旁路供电回路两条供电回路, 因此对负载来说相当于有两个电源。任何两个电源之间的转换开关都是一个单点故障点, 即使两个上游的电源再可靠, 只要转换开关一出现故障, 都可能造成负载断电, 由于这种开关的造价比较高, 再加之其它技术因素, 往往不能冗余并联, 专门作为一个模块, 有较高的可靠性要求。利用静态转换开关( Static Transfer Switch, STS) 统一集中控制并联系统的主-旁路切换功能, 实现快速切换和系统保护等一系列控制功能, 是比较理想的控制方案。 本文主要介绍模块化并联冗余 UPS 系统静态转换开关模块的设计方案, 模块控制采纳 DSP 实现。经过设计和完成一台两路( 并联系统输出与旁路) 220V单相输入、 10kVA/220V 单相输出的 STS 功能样机, 验证了该方案的有效性。 1.并联组合式切换开关结构 当前的静态转换开关大多是采纳微处理器数字控制技术的, 能够称为数字下载后可任意编辑型静态转换开关( Digital Static Transfer Switch, DSTS) 。当前美国德州仪器( Texas Instruments, TI) 公司的 TMS320 系列 DSP 已成为中大功率电力电子应用场合的主流控制芯片, 它的突出特点是采纳了先进的多总线并行结构和流水线的工作方式, 从而极大地提高了系统的运行速度和数字信号的处理能力。本系统采纳的是 TMS320LF2407A 作为主控 DSP 芯片。 静态转换开关包括两类沟通切换开关: 静态旁路开关和静态并联系统总输出开关。从快速切换的角度出发, 每个切换开关与 UPS 单机的静态旁路开关结构能够完全一样, 采纳一对可控硅背靠背连接或直接用三端双向可控硅器件的可控硅型双向开关结构。但为了增容需要而采纳并联冗余结构, 在大功率输出的情况下单用可控硅型 STS 损耗过大, 发热严重, 恶劣条件下甚至...
