UPS是如何保证10mS内可靠地切换接续-光伏/逆变/UPS/变频器-世纪电源网社区

晶纲禅诗

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2010-2-19 10:13:43

10问答币

请教各位：
如DC/DC(AC)逆变部分平时是停止工作的，则检测到市电跌落或断电时再开始启动，
10mS内接续输出是否来得及？如DC/DC(AC)平时是工作的，则静态功耗不小......

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		2 tanknet tanknet 离线 LV6 高级工程师积分：1668 \| 主题：33 \| 帖子：475 访问空间发消息积分:1668 LV6 高级工程师 2010-2-20 13:33:52
		10ms肯定来得及，除非你反馈环路速度低于1s/10ms=100Hz. 一般采用36V或者48V电池，1MHz全桥逆变，LC滤波器截止频率100Khz左右，反馈环路速度1~20Khz，已经很足够了。回复 \| 举报 \|

			3 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93850 \| 主题：115 \| 帖子：27405 访问空间发消息积分:93850 版主 2010-2-21 10:19:16
			因为词不达意，所以答非所问回复 \| 举报 \|

		4 晶纲禅诗晶纲禅诗离线 LV7 版主积分：15504 \| 主题：220 \| 帖子：6445 访问空间发消息积分:15504 版主 2010-2-21 21:19:42
		我感觉检测50Hz是否下跌超过某个临界值，或检测是否50Hz断电，就这一环节就会用掉不少时间吧？再者继电器（或双向可控硅）的切换也得不少时间吧？接下去DC/DC（AC）整个系统的启动..... 回复 \| 举报 \|

			5 中华电源中华电源离线 LV0 禁止发言积分：3162 \| 主题：109 \| 帖子：1102 访问空间发消息积分:3162 LV0 禁止发言 2010-2-21 21:51:10
			如果是继电器基本是在5mS,但确如上述所说，交流掉电至检出要一定时间，所以系统要有20mS保持才可能安全。回复 \| 举报 \|

				9 XIAOTU80 XIAOTU80 离线 LV7 版主积分：17601 \| 主题：395 \| 帖子：5620 访问空间发消息积分:17601 版主 2010-2-23 10:20:20
				继电保护电源要求至少是20MS的保持时间回复 \| 举报 \|

			6 周挺巧周挺巧离线 LV7 版主积分：12475 \| 主题：17 \| 帖子：4949 访问空间发消息积分:12475 版主 2010-2-22 15:14:22
			50Hz一般半个周波取个平均值10个mS就已经过去了，除非你能在半个周期内检出信号及与DCDC起动时间相加不超过你的要求回复 \| 举报 \|

				7 伟林电源伟林电源离线 LV7 版主积分：24194 \| 主题：199 \| 帖子：8434 访问空间发消息积分:24194 版主 2010-2-22 20:43:52
				同意楼上意见，如果是50-60Hz那么10ms是不足以维持输出的。回复 \| 举报 \|

					8 晶纲禅诗晶纲禅诗离线 LV7 版主积分：15504 \| 主题：220 \| 帖子：6445 访问空间发消息积分:15504 版主 2010-2-22 21:58:54
					可能是我搞错了，应该是20mS。也许10mS是不可能的任务..... 回复 \| 举报 \|

						11 周挺巧周挺巧离线 LV7 版主积分：12475 \| 主题：17 \| 帖子：4949 访问空间发消息积分:12475 版主 2010-2-23 13:13:45
						做到10mS内不是不可以，只是相当的复杂，首先要产生一个与电源同步的交流基准源然后再进行比较。另外一种方式可以用一个过零检测，然后逐时刻检测幅值。回复 \| 举报 \|

							15 晶纲禅诗晶纲禅诗离线 LV7 版主积分：15504 \| 主题：220 \| 帖子：6445 访问空间发消息积分:15504 版主 2010-2-23 19:14:06
							说得很在理！回复 \| 举报 \|

							18 斜阳古道斜阳古道离线 LV7 版主积分：5341 \| 主题：92 \| 帖子：1592 访问空间发消息积分:5341 版主 2010-2-24 18:01:16
							过零检测是所有UPS的必备电路。另外，继电器本身的切换也需要几个ms的时间。回复 \| 举报 \|

		10 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93850 \| 主题：115 \| 帖子：27405 访问空间发消息积分:93850 版主 2010-2-23 10:56:11
		UPS一般是在线式的，因此没有连续不连续的问题，输出都是经过逆变的（有与电源侧同步和不同步的区别），其好处是连续和稳压。离线式的才有你们说的连续问题，由于最起码需要一个半波（10ms）的检测才能判断是否掉电，因此肯定不能做到输出波形的连续，但是最好做到相位的连续（三相还必须做到相序的连续）。这意味着输出波形至少要丢失一个半波，实际上这也很困难，多数不只1个半波的丢失而是更多。最多的输出中断达到秒数量级，也就是EPS。回复 \| 举报 \|

			12 micropower micropower 离线 LV7 版主积分：7357 \| 主题：49 \| 帖子：2717 访问空间发消息积分:7357 版主 2010-2-23 14:48:38
			凡事都有可能现在还有很多是方波输出的UPS，继电器响应就需要5mS，那还有5mS是否够用于检测市断电？我认为完全可以，如果市从一个电压突然掉到零，那么可以认为市电已没了。如果市电正好过零，但经过1mS后检不到有输入电压，这也可以认为市已掉。回复 \| 举报 \|

				13 周挺巧周挺巧离线 LV7 版主积分：12475 \| 主题：17 \| 帖子：4949 访问空间发消息积分:12475 版主 2010-2-23 16:16:01
				市电一下子掉到零的可能性不太，单机是可以。很多负载都有反电动势，在断电的瞬间电压到零的机率很小，所以我们不能检测零点。回复 \| 举报 \|

					14 leon5 leon5 离线 LV3 助理工程师积分：293 \| 主题：0 \| 帖子：34 访问空间发消息积分:293 LV3 助理工程师 2010-2-23 17:25:19
					把输出保持时间做足够是最好的方法了。回复 \| 举报 \|

						46 沧浪一生沧浪一生离线 LV6 高级工程师积分：441 \| 主题：14 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:441 LV6 高级工程师 2010-3-9 11:35:53 倒数6
						这个方法也不错回复 \| 举报 \|

				17 tanknet tanknet 离线 LV6 高级工程师积分：1668 \| 主题：33 \| 帖子：475 访问空间发消息积分:1668 LV6 高级工程师 2010-2-24 15:16:54
				问题是市电很多时候不是从一个电压突然掉到0，那是线路短路时候的结果。大部分故障是断路，此时因为火---零分布电容的存在，电压是有个下降过程的。回复 \| 举报 \|

					19 micropower micropower 离线 LV7 版主积分：7357 \| 主题：49 \| 帖子：2717 访问空间发消息积分:7357 版主 2010-2-24 23:26:45
					回12楼与16楼 UPS是个大的用电器，输入线上有电容可是有其它电势也维持不了多久。回复 \| 举报 \|

						20 周挺巧周挺巧离线 LV7 版主积分：12475 \| 主题：17 \| 帖子：4949 访问空间发消息积分:12475 版主 2010-2-25 09:04:48
						你只知其一不知其二，电源完全断开只是其中一种现象，容性的负载确实会很快放完，但电路上的感性（如电动机等等）它的反电动势不是短时间可以放完的。再说检测信号的意义不只是针对断电，更应该关注电压跌落（如；大电动机起动等等原因）回复 \| 举报 \|

							21 伟林电源伟林电源离线 LV7 版主积分：24194 \| 主题：199 \| 帖子：8434 访问空间发消息积分:24194 版主 2010-2-25 09:54:52
							说的很对。回复 \| 举报 \|

							22 micropower micropower 离线 LV7 版主积分：7357 \| 主题：49 \| 帖子：2717 访问空间发消息积分:7357 版主 2010-2-25 10:50:57
							"更应该关注电压跌落（如；大电动机起动等等原因）" 大电机启动只是电压降低了，UPS不能因此启动输出。最好有数据可以说明，比如大电机在断电后有什么样的影响？还有电路上的电容能多长电时放完电？再说了，我们的目的只在于检测市电是否掉，不管是电容也好，电机也好，只要市电消失，输入电压波形绝对有变，那么这些变化我相信能在1mS时间里完全可以分析出来，快的话用不到100uS就能检测。我就设由于电机或是电容的影响输入电压波形能像正常那样，UPS也不需要切换啊！反正还有能量提供给负载。回复 \| 举报 \|

								23 周挺巧周挺巧离线 LV7 版主积分：12475 \| 主题：17 \| 帖子：4949 访问空间发消息积分:12475 版主 2010-2-25 10:58:47
								要找数据太过烦琐，国家标准上有对电压跌落试验作详细要求，你自己查一下。回复 \| 举报 \|

									24 micropower micropower 离线 LV7 版主积分：7357 \| 主题：49 \| 帖子：2717 访问空间发消息积分:7357 版主 2010-2-25 11:10:01
									除此之外，不知对上面说法是否认同？特别是指如果寄生能量足以给负载继续供电也是不需要切换的。回复 \| 举报 \|

										26 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93850 \| 主题：115 \| 帖子：27405 访问空间发消息积分:93850 版主 2010-2-26 17:49:54
										市电消失...能在1mS时间里完全可以分析出来，快的话用不到100uS就能检测??? 你太乐观了，需知市电在过零附近的表现就跟你说的情况一样，怎么区别？且不说还有相当不可预知的很多因素在扰乱你的理想思维。我提出半个周期（10ms）基本上是极限值，至少需要连续检测一个半周期求出其平均电压低于某个值，才能判断掉电。我发现这个话题的跟贴诸君均不是搞UPS的，建议实际做过的出来澄清问题。回复 \| 举报 \|

											27 micropower micropower 离线 LV7 版主积分：7357 \| 主题：49 \| 帖子：2717 访问空间发消息积分:7357 版主 2010-2-26 19:36:56
											你好！从上面看来你也不是做UPS的，不过这都没关系。我们不管是不是UPS很多地方都需要用到掉电检测。因为你的理解是取电压并经滤波后获得信号，并需要一个周期的确认，所以需要较长的时间。而我提出是以数字测试来区分掉电电压的。回复 \| 举报 \|

		16 晶纲禅诗晶纲禅诗离线 LV7 版主积分：15504 \| 主题：220 \| 帖子：6445 访问空间发消息积分:15504 版主 2010-2-23 19:17:24
		如12楼周工所说，看来在市电断电时，L、N之间的实际情况与波形是有着一定的复杂性的..... 回复 \| 举报 \|

			25 deltaups deltaups 离线 LV6 高级工程师积分：1192 \| 主题：6 \| 帖子：298 访问空间发消息积分:1192 LV6 高级工程师 2010-2-25 12:50:03
			即使是off-line的ups也可以做到啊,因為在斷電的時候要保證後面的負載不掉電呢回复 \| 举报 \|

				28 lqf537503 lqf537503 离线 LV6 高级工程师积分：1318 \| 主题：11 \| 帖子：299 访问空间发消息积分:1318 LV6 高级工程师 2010-2-27 11:26:30
				我一直想做UPS，对掉电接续时间也很困惑，须知如PC电源之类，它的输入滤波电容就是按1S/60HZ=8MS来设计的，大于8MS就可能续不上来了回复 \| 举报 \|

					29 deltaups deltaups 离线 LV6 高级工程师积分：1192 \| 主题：6 \| 帖子：298 访问空间发消息积分:1192 LV6 高级工程师 2010-2-27 11:31:29
					所以要想保證pc不斷電,ups的切換時間就得小于8ms啊,要不就失去這個電源的意義了! 回复 \| 举报 \|

						30 晶纲禅诗晶纲禅诗离线 LV7 版主积分：15504 \| 主题：220 \| 帖子：6445 访问空间发消息积分:15504 版主 2010-2-27 21:06:49
						我不懂专业的UPS技术，过去也只是业余玩过。综上所说，我最初设想的10mS以内似乎是不为过的..... 回复 \| 举报 \|

							31 micropower micropower 离线 LV7 版主积分：7357 \| 主题：49 \| 帖子：2717 访问空间发消息积分:7357 版主 2010-3-1 10:27:11
							如果只说切换时间的问题，我想还不属于UPS专业技术，后备式逆变输出也有不用继电器的，这种会更快。回复 \| 举报 \|

								32 晶纲禅诗晶纲禅诗离线 LV7 版主积分：15504 \| 主题：220 \| 帖子：6445 访问空间发消息积分:15504 版主 2010-3-2 23:32:22
								其实我是想要搞清楚：从50Hz掉电检测到DC/DC逆变升压再到DC/AC变换并完成切换的总共所需时间，只是觉得掉电检测可能会消耗掉大部分时间。但我坚信采用数字电路的检测方法会使检测速度达到最快。回复 \| 举报 \|

									33 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93850 \| 主题：115 \| 帖子：27405 访问空间发消息积分:93850 版主 2010-3-3 10:47:49
									问题是UPS有很多种，大部分UPU都有稳压功能，这意味着是在线模式，基本上没有你说的问题。你说的那种是离线式，离线式UPS差不多就是EPS了，切换时掉几个周波有什么关系呢？追究这个问题有什么意义呢？如果不能满足使用需要直接买在线式的好了。我虽然不搞UPS，但是经常数字读掉电，虽然比模拟方式快，但是也至少需要连续读半个周期的数据才勉强能够判断。由于交流电环境的复杂性，实际上只读半个周期做出的判断是非常不可靠的。我一般的算法是：数据：上电（掉电）阀值Vf（比如100V）单字节累加器K（半周期数）（比如127）连续读输入电压AD值，每半周期（比如读64个数据）求一个平均值Vin 上电采用累加法：如果Vin>Vf，则K+1，否则K-1，直到(从K=0开始）K>127，上电成功。掉电采用移位算法：如果Vin<Vf，则K>=1(右移1位，相当于除2)。如果K<127，判定欠压。如果K=0，判定掉电（约三、四个连续欠压周期）。回复 \| 举报 \|

										34 micropower micropower 离线 LV7 版主积分：7357 \| 主题：49 \| 帖子：2717 访问空间发消息积分:7357 版主 2010-3-3 12:06:52
										楼上是典形的模拟算法。回复 \| 举报 \|

											35 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93850 \| 主题：115 \| 帖子：27405 访问空间发消息积分:93850 版主 2010-3-3 14:39:46
											模拟算法?? 倒想看看你的数字算法是什么样子？如果你真能在1ms内读出掉电，假设这个掉电信号只是电网上一个干扰造成的，并没有真正掉电，你岂不是误判？回复 \| 举报 \|

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2010-3-4 21:55:13

期待两位高人继续...
又要抗各种干扰，又要快速度，的确难.....

micropower

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2010-3-5 16:18:39

方法是很多的，有些时候没见过别人做的怎么想也想不出来，特别是在中国，很多人根本不会去想，但他们有个很强的意识就是如果你做到了，我一定能抄出来。
回到正题，我想这个问题已不能单从文字表达获得深入理解。

lizlk

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2010-5-7 13:44:52
倒数5

<li style="margin-left: -8px">micropower

<li style="margin-left: -8px">nc965
我也等上面2位大师的精彩解说，我认为

<li style="margin-left: -8px">nc965
的办法是可以的，至于micropower说的模拟算法，难道老兄还动用FFT来做？

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2015-3-23 17:51:40
倒数2

										49 aninstone aninstone 离线 LV6 高级工程师积分：1059 \| 主题：2 \| 帖子：96 访问空间发消息积分:1059 LV6 高级工程师 2015-3-9 17:40:27 倒数3
										确实很典型回复 \| 举报 \|

		37 flashsnow flashsnow 离线 LV6 高级工程师积分：848 \| 主题：9 \| 帖子：47 访问空间发消息积分:848 LV6 高级工程师 2010-3-5 13:13:28
		实际上根据客户的要求，如果非要在10ms甚至更短的时间内完成动作，也是可能的。这个时候就不能依赖传统的继电器了，而是采用STS,即快速静态切换开关，在大功率逆变器里应用的很普遍，切换时间相当短，完全可以满足客户需求。但是STS的成本比起继电器就高很多了，它是由可控硅构成的电路。回复 \| 举报 \|

			39 晶纲禅诗晶纲禅诗离线 LV7 版主积分：15504 \| 主题：220 \| 帖子：6445 访问空间发消息积分:15504 版主 2010-3-7 17:07:59
			问题主要还是集中在检测电压跌落这个环节上。回复 \| 举报 \|

				40 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93850 \| 主题：115 \| 帖子：27405 访问空间发消息积分:93850 版主 2010-3-7 19:38:22
				晶纲还在想这个问题? <li style="margin-left: -8px">电压跌落并非那么简单，假设你的电源设计成最低输入电压180VAC，当输入跌落到179VAC算不算掉电？或者只算成欠压？更何况这是交流，是不是大于180VAC至少需要半个周期才能认定。<li style="margin-left: -8px">假设我们企图在半个周期内发现掉电，很快作出判断，那么我们既要区分过零附近本身的低电压（那么过零附近若干ms内掉电不能被检测到），还要区分是不是电网上的干扰信号引起的短时局部电压跌落（谁知道这个干扰引起的电压跌落持续多少ms？），即使连续1/4周期（5ms）完全没有电，你能够肯定在余下的3/4时间段电压不会恢复并达到全周期有效电压大于180VAC？<li style="margin-left: -8px">假设某个时刻掉电真的发生了，肯定其电压会不会立即降到0V，而是有个过程，这个过程会有多长？不确定。什么过程？不确定（比如出现一个持续若干ms的谐振衰减过程）。回复 \| 举报 \|

					41 晶纲禅诗晶纲禅诗离线 LV7 版主积分：15504 \| 主题：220 \| 帖子：6445 访问空间发消息积分:15504 版主 2010-3-7 21:33:34
					看了那么多高手的交流与议论，收获极大！对这个问题，我有一个初步的想法：就是机器内部自己产生一个与市电严格同频同相的50Hz正弦波做基准，定期（如每隔1mS）与市电做幅度比较，如连续多个周期下跌超过20%，则判断市电异常.....即采用“区间比较法”这样判断速度明显提高，抗干扰性也提高..... 但不知是否可行，希望大家指正。回复 \| 举报 \|

						42 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93850 \| 主题：115 \| 帖子：27405 访问空间发消息积分:93850 版主 2010-3-7 22:22:52 倒数10
						连续多个周期(早就不只10ms)的话就不用这么麻烦了. 回复 \| 举报 \|

							43 晶纲禅诗晶纲禅诗离线 LV7 版主积分：15504 \| 主题：220 \| 帖子：6445 访问空间发消息积分:15504 版主 2010-3-7 22:27:14 倒数9
							连续多个周期是指采样比较周期，也即5~6mS左右，不是指正弦波周期。回复 \| 举报 \|

								44 nc965 nc965 离线 LV7 版主积分：93850 \| 主题：115 \| 帖子：27405 访问空间发消息积分:93850 版主 2010-3-7 22:35:02 倒数8
								市电异常不一定是掉电,你检测点下跌20%,其他点可能升高50% 回复 \| 举报 \|

									45 晶纲禅诗晶纲禅诗离线 LV7 版主积分：15504 \| 主题：220 \| 帖子：6445 访问空间发消息积分:15504 版主 2010-3-8 21:32:52 倒数7
									从安全性上讲，高50%可以采取另外措施，连续多次检测到-20%，此时启动逆变并切换也不会有负面影吧？如市电恢复正常了，就再切换回去... 回复 \| 举报 \|

		48 pandy pandy 离线 LV8 副总工程师积分：2371 \| 主题：49 \| 帖子：446 访问空间发消息积分:2371 LV8 副总工程师 2010-5-10 19:01:22 倒数4
		OFF-Line UPS： 1、UPS标准：切换时间小于或等于10ms， 2、继电器的飞行速度大概1.5ms。你用什么样的继电器，可以去了解它的规格； 3、UPS输出波形异常情况的侦测时间一般在3ms左右，这个时间直接反应了波形异常判断的灵敏度了。当然这个时间的长短得根据你的机器的实际情况定了，一般切换时间都在7ms左右，最大10ms。 4、波形异常主要体现两种：电压异常和频率异常，有的时候电压掉下来了不一定就是电压切出也有可能是频率切出，那就得看软件工程师怎么写的软件了。回复 \| 举报 \|

		51 mamahuhu121 mamahuhu121 在线 LV8 副总工程师积分：3925 \| 主题：8 \| 帖子：53 访问空间发消息积分:3925 LV8 副总工程师最新回复 2021-2-10 09:30:48 倒数1
		在这篇技术交流中明白了市电异常检测都需要注意这么多道道。。。回复 \| 举报 \|