大功率并聯UPS的鎖相控制技術

并聯系統UPS在市電與逆變切換時，若在切換的瞬間二者的輸出波形不一致,會造成供電的中斷，另一方面也可能會因兩個電壓源之間的環流過大而損壞UPS。為確保UPS系統市電與逆變的切換時不存在環流，需保證市電波形與逆變波形保持相位接近；因此需要一種裝置用來檢測市電的相位變化，并用于控制逆變器輸出電壓的相位和頻率,使逆變器與市電保持同步運行。

對于并聯系統UPS的鎖相可采用兩級鎖相結構，其中，一級鎖相環又稱外同步，是指并聯系統各UPS跟蹤市電相位和頻率并進行相互間的相位同步控制，即實現UPS與旁路市電的同步。二級鎖相環又稱內同步，是指基于各臺UPS輸出電壓的頻率及相位跟蹤和同步控制，它實現各臺UPS間的同步。兩級鎖相環都采用了PI調節器，其中，內同步速度較快，精度很高（±10μs以內），它確保了UPS之間的并聯環流可達到最小。外同步的PI調節器速度較慢，它確保了旁路和逆變器之間的平滑切換。每級鎖相環包括相位誤差檢測、調節器的調節，以下分別介紹各級鎖相環是如何實現的。

并聯系統中的鎖相框圖為：

外同步：兩臺UPS的輸入即市電經比較器電路整形為方波，經過同步母線綜合后，將該方波信號送到每臺UPS的DSP的捕獲單元CAP1引腳，設置上升沿或下降沿捕獲，則在方波信號發生相應跳變時進入捕獲1中斷讀取計數器T2CNT的值作為PI調節器的反饋信號，通過與設定值相比較即可得相位差，再經PI調節器的運算形成調節量，用于改變T2PR的值，從而使逆變輸出跟蹤市電基準。

內同步：T2計數器作為UPS正弦輸出的相位和頻率基準，為保證所有UPS之間同步，所有UPS都利用T2CNT發生一個方波，方波經同步母線綜合后，送到所有UPS的CAP2端口，在方波信號發生相應跳變時進入捕獲2中斷中對T2CNT清零，保證內同步的給定是同步的。

在正弦中點時對應的中斷中讀取T2CNT值作為反饋量，與T2PR/2相比較，再經PI調節器運算后得到的調節量用于改變T1PR的值，使逆變輸出正弦波和T2計數器同步，從而逆變輸出保持同步。