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测试具有多个不间断电源(UPS)模块的UPS系统的方法、系统和模块

摘要

可以提供一种操作不间断电源(UPS)系统的方法,方式为:激活包括在所述UPS系统中的UPS模块的空闲状态,并且将UPS模块测试输入提供给处于所述空闲状态的所述UPS模块。可以从处于所述空闲状态的所述UPS模块提供对所述UPS模块测试输入的UPS模块测试响应。可以将所述UPS模块测试响应与预定UPS模块测试响应相比较,并且响应于确定所述UPS模块测试响应与所述预定UPS模块测试响应的差大于阈值,可以将所述UPS模块标识为潜在故障UPS模块。

著录项

  • 公开/公告号CN104854468A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-08-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 伊顿公司;

    申请/专利号CN201380065549.2

  • 申请日2013-12-16

  • 分类号G01R31/42(20060101);H02J9/04(20060101);

  • 代理机构11247 北京市中咨律师事务所;

  • 代理人杨晓光;于静

  • 地址 美国俄亥俄州

  • 入库时间 2023-12-18 10:26:28

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-07-12

    专利权的转移 IPC(主分类):G01R31/42 登记生效日:20190621 变更前: 变更后: 申请日:20131216

    专利申请权、专利权的转移

  • 2017-10-27

    授权

    授权

  • 2016-01-13

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01R31/42 申请日:20131216

    实质审查的生效

  • 2015-08-19

    公开

    公开

说明书

背景技术

本发明涉及不间断电源系统(UPS),更具体地说,涉及测试UPS系统。

UPS系统通常用于诸如数据中心、医疗中心和工业设施之类的安装以提供备用电力,以便在主要公用设施电源出现故障时维持操作。这些UPS系统通常具有“在线”配置,包括诸如通过DC链路耦合的整流器和逆变器之类的组件,DC链路还被耦合到诸如电池、燃料电池或其它储能装置之类的辅助电源。UPS系统可以包括两个或更多UPS模块,每个UPS模块可以包括上述组件。UPS模块通常被设计为并行操作以便提供可伸缩的功率容量,例如,UPS模块可以被共同耦合到AC电源、DC电源(例如,电池)和负载。

UPS系统通常可以被配置为例如当运行诊断时进行测试,这可以导致UPS系统离线。例如在以下美国专利中进一步讨论各种UPS布置:Edelen等人的第7,265,458号、Anderson等人的第7,403,364号、Oughton Jr.等人的第7,583,109和Pfitzer等人的第7,948,778号美国专利,其中每个美国专利的公开内容在此全部引入。

发明内容

根据本发明的实施例可以提供用于测试具有多个UPS模块的UPS系统的方法、系统和模块。根据这些实施例,可以提供一种操作UPS系统的方法,方式为:激活包括在所述UPS系统中的UPS模块的空闲状态,并且将UPS模块测试输入提供给处于所述空闲状态的所述UPS模块。可以从处于所述空闲状态的所述UPS模块提供对所述UPS模块测试输入的UPS模块测试响应。可以将所述UPS模块测试响应与预定UPS模块测试响应相比较,并且响应于确定所述UPS模块测试响应与所述预定UPS模块测试响应的差大于阈值,可以将所述UPS模块标识为潜在故障UPS模块。

在根据本发明的某些实施例中,可以提供将所述UPS模块标识为潜在故障UPS模块,方式为:将所述UPS模块测试响应与预定UPS模块测试响应相比较,并且发送将所述UPS模块标识为潜在故障的维修指示符。在根据本发明的某些实施例中,所述UPS模块测试响应与所述预定UPS模块测试响应相差的量与以下项关联:所述UPS模块中的故障电源、所述UPS模块中的故障风扇、所述UPS中的故障功率转换电路、故障DC链路电容器、故障逆变器电路、故障整流器电路、故障DC-DC转换器电路、故障输出滤波器电路,或者它们的任意组合。

在根据本发明的某些实施例中,所述UPS模块测试响应与所述预定UPS模块测试响应相差的量与包括在所述UPS模块中的故障组件关联,所述故障组件被配置为当所述UPS模块处于所述空闲状态时操作。

在根据本发明的某些实施例中,激活所述UPS模块的所述空闲状态包括将所述UPS模块配置为不向所述负载供电。在根据本发明的某些实施例中,将所述UPS模块配置为不向所述负载供电能够包括打开位于所述负载与包括在所述UPS模块中的逆变器电路之间的接触器,或者将整流器电路的输出端与所述负载电隔离。

在根据本发明的某些实施例中,所述方法可以进一步包括响应于将所述UPS模块标识为所述潜在故障UPS模块,防止所述UPS模块向所述负载供电。在根据本发明的某些实施例中,所述方法可以进一步包括响应于确定所述UPS模块测试响应与所述预定UPS模块测试响应的差小于所述阈值,将所述UPS模块标识为运行正常的UPS模块,以及去激活所述UPS模块的所述空闲状态。

在根据本发明的某些实施例中,激活所述UPS模块的所述空闲状态包括响应于确定包括在所述UPS系统中的第二UPS模块被配置为当第一UPS模块处于所述空闲状态时向所述负载供电,激活所述第一UPS模块的所述空闲状态。

在根据本发明的某些实施例中,可以提供一种操作不间断电源(UPS)系统的方法,方式为:激活包括在所述UPS系统中的UPS模块的空闲状态。将UPS模块测试功率输入提供给处于所述空闲状态的所述UPS模块,并且提供对所述UPS模块测试功率输入的UPS模块测试功率响应。可以将所述UPS模块测试功率响应与预定UPS模块测试功率响应相比较。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例中的UPS系统的分层布置的框图;

图2是示出根据本发明的某些实施例中的包括在图1中所示层次结构中的UPS系统的框图;

图3是示出根据本发明的某些实施例中的UPS模块和系统的操作的流程图;

图4是示出根据本发明的某些实施例中的包括在图2中所示系统中的UPS模块的框图;

图5A和5B是分别指示根据本发明的某些实施例中的电容器的放电和充电特性的图;

图6是示出根据本发明的某些实施例中的输出滤波器电路的泄漏(bleed-down)特性的图。

具体实施方式

现在将参考附图描述本发明主题的特定示例性实施例。但是,本发明主题可以以多种不同形式实现,并且不应该被解释为限于在此给出的实施例;相反,提供这些实施例以便本公开将很周密和完整,并且将向所属技术领域的技术人员完全表达本发明主题的范围。在附图中,相同的编号指相同的元件。将理解,当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时,它可以被直接连接或耦合到另一个元件,或者可以存在中间元件。如在此使用的,术语“和/或”包括一个或多个列出的关联项目的任何和全部组合。

在此使用的术语只是为了描述特定的实施例并且并非旨在作为本发明主题的限制。如在此使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在同样包括复数形式,除非另外明确指出。还将理解,当在此说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”指定了声明的特性、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但是并不排除一个或多个其它特性、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组合的存在或增加。

除非另外定义,否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本发明主题所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解,诸如在常用字典中定义的那些术语应该被解释为具有的含义与其在说明书和相关技术领域的上下文中的含义一致,并且不应该以理想化或过于正式的意义来解释,除非在此明确如此定义。

所属技术领域的技术人员知道,本公开的各个方面在此可以在多个专利类别或上下文的任意一个中示出和描述,这些专利类别或上下文包括任意新的和有用的过程、机器、制造或物质组成,或者其任意新的和有用的改进。因此,本公开的各个方面可以实现为完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等),或硬件和软件结合的实施方式,这里可以统称为“电路”、“模块”、“组件”或“系统”。此外,本公开的各个方面还可以采取包括一个或多个计算机可读介质的计算机程序产品的形式,该计算机可读介质中包含计算机可读程序代码。

可以使用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是—但不限于—电、磁、光、电磁或半导体的系统、装置或器件,或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、具有中继器的适当光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读信号介质可以包括例如在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读程序代码。这种传播的信号可以采用多种形式,包括—但不限于—电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读信号介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括—但不限于—无线、有线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开的各个方面的操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括:面向对象的程序设计语言,例如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等;常规的过程式程序设计语言,例如“C”语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP;动态程序设计语言,例如Python、Ruby和Groovy;或者其它程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)或者在云计算环境中进行连接或者将连接提供为服务,例如软件即服务(SaaS)。

在此将参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本公开的各个方面。应当理解,流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合,都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器或控制电路,从而生产出一种机器,使得这些指令在通过计算机或其它可编程指令执行装置的处理器执行时,产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。

也可以把这些计算机程序指令存储在计算机可读介质中,这些指令在被执行时使得计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备以特定方式工作,从而,存储在计算机可读介质中的指令就产生出包括指令的制造品(article of manufacture),当执行这些指令时,使得计算机实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程指令执行装置、或其它设备上,使得在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行一系列操作步骤,以产生计算机实现的过程,从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的过程。

如在此描述的,在根据本发明的某些实施例中,可以将包括在UPS系统中的UPS模块置于空闲状态,以便可以针对UPS模块执行各种测试,同时UPS系统继续使用其它UPS模块为负载供电。例如,在根据本发明的某些实施例中,UPS系统可以包括多个UPS模块,每个UPS模块可以被配置为当相应模块在活动状态下操作时为负载供电。但是,当UPS系统确定负载可以由少于所有的UPS模块承担时,可以将所选择的UPS模块置于空闲状态,因此可以针对处于空闲状态的UPS模块执行诊断测试。在空闲状态下,可以针对UPS模块执行各种诊断测试,当UPS模块为负载供电时,这否则可能不会实现。换言之,在将UPS模块置于空闲状态之后,可以以可能中断为负载供电的方式,通过诊断操纵UPS模块。

在根据本发明的某些实施例中,可以针对处于空闲状态的UPS模块执行诊断,该诊断专注于UPS模块的功率值和/或与处于空闲状态的UPS模块中的单独系统或电路关联的功率值。例如,在根据本发明的某些实施例中,当处于空闲状态时,可以针对UPS模块执行总功率测试,可以将该测试的值与已知无故障UPS模块所关联的预定功率值相比较。可以针对UPS模块中的不同子系统和电路执行其它诊断测试,这些子系统和电路例如包括整流器电路、逆变器电路、DC-DC转换器电路、输出滤波器电路和DC链路电容器等。同样,可以将这些测试结果与测试下的电路或系统所关联的预定值相比较,以便判定电路或系统是否可能有故障。

图1是示出根据本发明的某些实施例中的分层UPS系统100的框图。根据图1,UPS系统100能够包括多个UPS系统105-1至N。UPS系统105-1至N中的每一个被耦合到AC输入总线,AC输入总线能够为UPS系统105-1至N中的每一个提供AC功率,以便进行相应UPS系统的内部操作,以及为负载供电。将理解,不同的UPS系统可以经由诸如开关、面板之类的不同分发路径来接收AC功率。

如图1中进一步所示,UPS系统100包括UPS系统控制电路110,其在操作上耦合到UPS系统105-1至N中的每一个。UPS系统控制电路110(除了其它方面以外)能够将诊断控制数据发送到UPS系统105-1至N中的每一个,并且能够从每个系统接收对应的诊断数据/状态。因此,UPS系统控制电路110能够导致UPS系统105-1至N中的每一个进入空闲状态,由此能够在相应的UPS系统105-1至N中执行诊断操作。此外,UPS系统105-1至N中的每一个能够向UPS系统控制电路110提供诊断数据/状态,该数据/状态例如指示完成的诊断的结果。在根据本发明的某些实施例中,将理解,UPS系统105-1至N能够随着诊断进行而提供部分诊断数据/状态。

在为负载供电期间,UPS系统控制电路110例如能够指示UPS系统105-1进入空闲状态,同时保持UPS系统105-2至N处于活动状态,以便为耦合到UPS系统105-2至N的负载提供足够的功率。还将理解,当处于空闲状态时,UPS系统105-1可以不为负载供电。UPS系统控制电路110可以进一步控制UPS系统105-1,以便在处于空闲状态时执行诊断操作并且返回诊断数据/状态。在完成时,UPS系统控制电路110可以判定UPS系统105-1是否包括故障组件或子系统,以及是否达到UPS系统105-1应该保持空闲的程度。备选地,UPS系统控制电路110可以基于诊断数据/状态,确定UPS系统105-1可操作并且可以退出空闲状态,以便为负载供电。将理解,还可以按照上述那样控制其它系统105-2至N中的每一个。

更进一步,UPS系统控制电路110能够聚合来自UPS系统105-1至N的诊断数据/状态,并且将此类聚合信息转发给服务器120,服务器120可以在UPS系统100所在的层次结构中的更高级别操作。将理解,可以经由诸如因特网、内联网或其它网络之类的任何可用网络115,向服务器120提供聚合诊断信息。服务器120又可以从其它UPS系统聚合数据,这些UPS系统可以位于同一场所或者在更广泛的区域内。

尽管参考图1描述的实施例例示经由位于系统100中的控制电路110启动空闲状态和诊断,但将理解,更高级别电路可以针对示出的UPS系统启动空闲状态,并且接收关联的诊断数据/状态。

图2是示出根据本发明的某些实施例中的图1中所示代表性UPS系统105的框图。根据图2,UPS系统105包括多个UPS模块205-1至N,每个UPS模块接收AC输入,并且被配置为在UPS系统控制电路210的控制下为负载供电。将理解,UPS系统控制电路210可以类似于图1中所示的UPS系统控制电路110并且在层次结构的较高级别操作。更进一步,UPS系统控制电路210能够将诊断控制数据发送到UPS模块205-1至N中的每一个,并且接收指示诊断结果的诊断数据/状态。还将理解,UPS控制电路210提供的诊断控制可以由图1中所示UPS系统控制电路110启动,并且又可以将从UPS模块205-1至N返回的诊断数据/状态转发给UPS系统控制电路110。在根据本发明的其它实施例中,能够在UPS系统105的级别维护诊断控制和诊断数据/状态。换言之,诊断可以在系统100中的层次结构的任何级别的控制下操作,具体地说,可以在每个UPS系统105中发生并且被维护。

图3是示出在根据本发明的某些实施例的UPS系统105中运行的UPS模块205的操作的流程图。根据图3,在UPS控制电路210或层次结构中的另一个UPS控制电路的控制下,UPS模块205进入空闲状态(方框300)。向在空闲状态下运行的UPS模块施加UPS模块测试输入(方框305)。

处于空闲状态的UPS模块205提供对UPS模块测试输入的响应(方框310),将该响应与预定UPS测试模块响应相比较(方框315)。在根据本发明的某些实施例中,预定UPS测试模块响应可以基于与已知良好UPS模块或其组件关联的测量或计算。例如,在根据本发明的某些实施例中,UPS模块测试输入可以是将输入端处的AC功率提供给整流器电路,而UPS模块测试响应可以是所测量的在输入端处获取的功率。更进一步,预定UPS测试模块响应可以是已知没有故障的UPS模块在AC输入端处获取的名义功率。

仍然参考图3,可以确定预定UPS测试模块响应与所测量的测试响应之间的差,并且将其与阈值相比较,超过阈值可以被视为UPS模块(或电路)可能有故障(方框320)。如果预定测试模块响应与所测量的测试响应之间的差确实超过阈值,则该UPS模块被指示为潜在故障,并且该UPS模块发送故障指示(方框330)。在接收到将电路或UPS模块标识为潜在故障的诊断数据/状态时,UPS系统控制电路210可以保持相应的UPS模块处于空闲状态(方框335)。更进一步,UPS系统控制电路210可以将诊断数据/状态重新发送到层次结构的较高级别。

但是,如果预定UPS测试模块响应与所测量的测试响应之间的差小于阈值(方框320),则判定诊断测试是否完成(方框325)。如果确定诊断完成,则UPS模块205可以在控制电路的控制下退出空闲状态(方框345)。但是,如果确定诊断未完成,则可以选择套件中的下一个诊断测试(方框340),并且在方框305继续操作。

图4是示出根据本发明的某些实施例中的包括在图2中所示UPS模块205中的电路的框图。根据图4,UPS模块205可以基于AC输入为负载供电。可以通过由UPS模块205提供的各种机制来为负载供电。例如,可以经由旁路开关445为负载供电,当例如由公共设施提供的AC功率可以被传递到负载时,旁路开关445可以在正常操作条件下操作。进一步,可以通过整流器电路400为负载供电,整流器电路400驱动耦合到逆变器电路425的输入端的DC链路410。DC链路410还被耦合到DC链路电容器,该DC链路电容器使节点A保持在逆变器电路425的输入端处的DC链路电压下。

逆变器电路425驱动输出滤波器430,输出滤波器430又能够经由接触器435可切换地耦合到负载。具体地说,接触器435可以被打开以便将负载与UPS模块205在电气上解耦。因此,当接触器435打开时,UPS模块205可以处于空闲状态,以便UPS模块205不为负载供电。

还可以通过DC-DC转换器电路415为负载供电,DC-DC转换器电路415从可以与UPS模块205关联的电池420接收DC功率。将理解,电池420可以专用于UPS模块205,具体地说用于DC-DC转换器电路415。DC-DC转换器电路415可以将DC链路140保持在DC链路电压,以便当AC输入不可用时,整流器电路425能够经由输出滤波器430为负载供电。

将理解,UPS模块205中的每个电路可以在操作上耦合到控制电路450。在操作中,控制电路450能够监视包括在UPS模块205中的电路的操作,并且此外能够协调从这些电路生成的诊断和状态信息的操作。例如,在根据本发明的某些实施例中,控制电路450能够控制在此描述的每个电路以便操作以支持空闲状态。例如,当控制电路450从更高阶控制电路接收诊断控制信息时,控制电路450可以启动UPS模块205的空闲状态,以便可以执行诊断。具体地说,控制电路450能够启动UPS模块205的空闲状态,以便包括在模块205中的某些电路进入待机模式,这使能减少置于待机模式的相应电路的功率需求。当UPS模块205被置于空闲状态时,控制电路450例如能够启动UPS模块205的测试。将理解,测试范围可以从整体UPS模块测试到专注于个体组件或子系统的测试。进一步,测试可以在测试什么参数方面有所变化,这些参数例如包括功率、电压、电流等。

在根据本发明的某些实施例中,在启动空闲状态之后,可以通过控制电路450测量UPS模块205获取的总功率。例如,控制电路450可以提供在整流器电路400处的AC功率作为UPS模块测试输入,并且可以测量在AC输入端处获取的电流和电压,以便确定处于空闲状态的UPS模块205使用的功率(即,UPS模块测试响应)。控制电路450然后可以将测量的功率与预定功率值相比较,该预定功率值名义上与已知没有故障的UPS模块关联。如果空闲状态下的测量的功率大约等于在空闲状态中使用的预定功率,则控制电路450可以指示诊断测试显示UPS模块205没有故障。但是,将理解,上述测试可以仅是能够针对UPS模块205执行以便诊断UPS模块是否有故障的一组诊断测试中的一个测试。

将理解,图4中所示每个组件能够包括变换器电路和/或传感器电路,它们可以接入到控制电路450,以便促进测量与这些电路关联的电流、电压和其它参数。这些变换器和传感器电路因此能够为控制电路450提供“计量”,以便控制电路450能够测试UPS模块205中的电路和系统。

在根据本发明的某些实施例中,控制电路450能够通过闭合接触器405来测试UPS模块205。在闭合接触器405之后,AC输入的可用性将允许UPS模块205上的组件从AC输入获取功率。控制电路450然后能够测量处于空闲状态的UPS模块205上的所有组件获取的实际功率,作为对UPS模块测试输入的响应。将理解,尽管UPS模块205在空闲状态下操作,但包括在UPS模块205中的许多组件将在控制电路450的控制下或者通过在备用功率模式下操作来获取电流。无论如何,从AC输入获取功率的每个组件均可以对处于空闲状态的UPS模块205获取的测量的功率做出贡献。

可以通过计算或者针对相同类型的实际UPS模块收集的数据,提供预定功率值。如果在AC输入端处获取的测量的功率超过或小于预定值,则UPS模块可以被确定为有故障。在根据本发明的某些实施例中,可以确定阈值以便区分允许偏差和预定值。换言之,在AC输入端处获取的测量的功率可以落入可接受的预定功率值范围内。在这些情况下,如果测量的功率与预定值的差小于阈值,则UPS模块205仍然可以被标识为非故障。在根据本发明的某些实施例中,阈值可以约为预定值的+/-10%。在根据本发明的某些实施例中,可以通过针对正在操作的UPS模块收集的统计数据确定阈值,或者根据与测试下的特定UPS模块关联的历史数据(包括在制造期间收集的数据)确定阈值。

在根据本发明的某些实施例中,与预定功率值的相差量可以指示UPS模块205上的哪个电路或系统有故障。可以提供标识与预定功率值的相差量的数据,如果特定电路或系统有故障,则可以观察到该相差量。例如,如果UPS模块205包括故障风扇440,则测量的功率可以与预定功率值相差一个已知量。可以针对其它组件确定类似的值,这些组件例如包括故障功率转换电路(例如,半桥IGBT电路、功率MOSFET电路等)、故障DC链路电容器、故障逆变器电路、故障整流器电路、故障DC-DC转换器电路和/或故障输出滤波器电路。

控制电路450还可以在低于上述UPS模块测试的级别提供UPS模块205的测试。例如,在根据本发明的某些实施例中,控制电路450能够控制整流器电路400以便对DC链路410充电,并且然后测量DC链路410的电压。如果DC链路410上提供的电压与预定DC链路电压值不同,则整流器电路400(或DC链路410)可能有故障。

在根据本发明的某些实施例中,控制电路450能够控制预充电电路455对DC链路电容器(包括DC链路410)充电和放电,DC链路电容器负责维护逆变器电路425的输入端的节点A处的电压。控制电路450可以测量DC链路电容器的充电和放电特性,然后可以将这些特性与DC链路电容器的预定充电和放电值相比较。如果测量的参数与预定值不同,则DC链路电容器或整流器电路400可能有故障。

图5A和5B是示出根据本发明的某些实施例中的诸如DC链路电容器之类的电容器的充电和放电特性的图。具体地说,当控制电路450例如激活整流器电路400以便对DC链路电容器充电,并且使用其中关联的表达式测量图5A和5B中所示电压和时间时,能够确定图5A和5B中所示参数,以便例如基于测量的参数,使用DC链路电容器的所计算的电容,判定DC链路电容器是否可能有故障。

在根据本发明的某些实施例中,控制电路450可以激活DC-DC转换器电路415以便对DC链路电容器和DC链路410充电。在根据本发明的某些实施例中,控制电路450能够激活DC-DC电路415并且测量DC-DC转换器415提供给DC链路410的电压和电流,以便判定DC-DC转换器电路415或DC链路电容器是否可能有故障。

在根据本发明的某些实施例中,控制电路450能够操作整流器电路400以便对DC链路电容器充电使其达到指定电压,并且测量向包括在逆变器电路425中的半桥电路的栅极提供的功率。具体地说,当UPS模块处于空闲状态时,控制电路450能够通过向绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件提供功率栅极信号(power gate signal),测试位于逆变器电路425中的半桥电路中的IGBT。可以按照Oughton Jr.等人的第7,583,109号美国专利(其公开内容在此引入作为参考)中描述的那样,向IGBT器件施加功率栅极信号。还可以使用其他方法。但是,将理解,可以使用其它类型的功率转换电路(例如功率MOSFET电路)代替包括绝缘栅双极晶体管的半桥电路。

在根据本发明的进一步实施例中,控制电路450能够操作逆变器电路425以便使用预定波形驱动输出滤波器电路430,并且可以测量节点B处的电压,可以将该电压与非故障整流电路400、逆变器电路425和输出滤波器电路430所关联的节点B的预定参数相比较。例如,可以控制逆变器电路425或整流器电路400以便向输出滤波器电路430提供正弦波电压,由此控制电路450可以对节点B处的波形采样,这有时被称为“电容器泄漏(bleed-down)测试”。

图6是示出根据本发明的某些实施例中的输出滤波器电路的泄漏特性的图。根据图6并且如上所述,整流器电路400或DC-DC转换器电路415或预充电电路455能够向逆变器电路425提供正弦波激励。转而,逆变器电路425能够经由输出滤波器电路430产生图6中所示的正弦波响应。具体地说,观察到的放电率能够提供逆变器电路425或整流器电路400和其它电路的功能性的指示。

还将理解,在此描述的电容器泄漏还可以用于确定DC链路电容器以及整流器电路400的功能性。具体地说,控制电路450可以导致整流器电路400在整流器电路400的输入端处产生图6中所示的衰减正弦波输出,如上面参考逆变器电路425描述的那样。因此,将理解,控制电路450能够使用图6中所示的电容器泄漏方法,测试图4中所示的DC链路电容器。

在附图和说明书中,公开了本发明主题的示例性实施例。尽管采用了特定的术语,但它们仅用于一般和描述意义而不用于限制,本发明主题的范围由以下权利要求限定。

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