本发明专利技术涉及一种交流-直流转换器设备(1)，该交流-直流转换器设备包括连接在第一交流输入端和第二交流输入端(Tac1、Tac2)与第一直流输出端和第二直流输出端(Tdc1、Tdc2)之间的交流-直流转换器(2)和直流-直流转换器(3)。直流-直流转换器(3)包括限定交流-直流转换器设备(1)的主侧(P)和副侧(S)之间的边界的第一电流绝缘屏障(6)。直流-直流转换器(3)包括主侧(P)上的第一开关(Sdc1)。门脉冲控制器(5)包括被连接至第一开关(Sdc1)的第一控制端(Gdcp1)。交流-直流转换器设备(1)进一步包括连接在第一直流输出端(Tdc1)与门脉冲控制器(5)的第一控制端(Gdcp1)之间的第一过压保护电路(OVP1)，在此，第一过压保护电路(OVP1)被配置为如果直流输出端(Tdc1、Tdc2)之间的输出电压(Vdcout)高于阈值电压(Vref1)则关断第一开关(Sdc1)。第二电流绝缘屏障(7)任一连接在第一过压保护电路(OVP1)与第一控制端(Gdcp1)之间或者在第一控制端(Gdcp1)与第一开关(Sdc1)之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种交流-直流转换器设备(1)，该交流-直流转换器设备包括连接在第一交流输入端和第二交流输入端(Tac1、Tac2)与第一直流输出端和第二直流输出端(Tdc1、Tdc2)之间的交流-直流转换器(2)和直流-直流转换器(3)。直流-直流转换器(3)包括限定交流-直流转换器设备(1)的主侧(P)和副侧(S)之间的边界的第一电流绝缘屏障(6)。直流-直流转换器(3)包括主侧(P)上的第一开关(Sdc1)。门脉冲控制器(5)包括被连接至第一开关(Sdc1)的第一控制端(Gdcp1)。交流-直流转换器设备(1)进一步包括连接在第一直流输出端(Tdc1)与门脉冲控制器(5)的第一控制端(Gdcp1)之间的第一过压保护电路(OVP1)，在此，第一过压保护电路(OVP1)被配置为如果直流输出端(Tdc1、Tdc2)之间的输出电压(Vdcout)高于阈值电压(Vref1)则关断第一开关(Sdc1)。第二电流绝缘屏障(7)任一连接在第一过压保护电路(OVP1)与第一控制端(Gdcp1)之间或者在第一控制端(Gdcp1)与第一开关(Sdc1)之间。【专利说明】包括过压保护电路的交流-直流转换器设备
本专利技术涉及一种包括过压保护电路的交流-直流转换器设备。
技术介绍
已知在供电系统中使用的几种类型的转换器，在此存在将交流电力转换成控制的直流电力的需要。交流电力通常从交流电力源(诸如干线)提供。直流电力被提供给诸如远程通信设备、宽频带数据通信设备(GSM/UMTS基站等)、军事装备、医疗设备等的设备。 对于这样的供电系统有若干要求。首先，效率应当较高，例如，损失应当较低。在WO2009/028954和WO 2009/058024中描述的供电系统具有ca96 %的效率，并由Eltek Valere以FlatPack 2HE之名上市和销售。提供的供电系统作为用于插入机架的单元。该单元的高度为IU(在机架中的一个架子的标准高度，对应为44.5mm)，长度为328mm以及宽度为109mm，使得四个这样的单元可以在一个19"机架中彼此紧靠设置。该单元的可以输送48V直流的2kW或者3kW的电力。 下一代电源的目标是提供实质上与以上供电系统具有相同功率并具有相对较高效率的较小的单元。更具体地说，新的单元应当具有IU的高度。长度应当是220_，使得该单元和机架可以设置在30cm的配电柜中。此外，宽度应当为72_，以便可以在19"机架中彼此紧靠设置6个这样的单元。该单元应能够提供48V直流的2-3000W的电力。因此，部件的有效体积减少大约55%。 下一代供电系统的另一个重要目标是减少成本。缩小的尺寸是成本降低的一个途径。另一个成本降低的途径是使用便宜的电子组件(诸如，处理器单元等)。然而，这样的电子组件较为简单，并且因此必须灵活使用该电子组件。一种达到该目标的方法是减少控制供电系统需要的计算数量。 该供电系统包括用于将空气吹过该单元的风扇。该风扇通常位于单元的正面并且通过单元后侧将空气吹出。该单元增加的功率密度(每体积单位的功率)使得难以满足足够的气流通过单元。 在一些应用中，供电单元具有安全完整性水平(SIL)的要求。安全完整性水平被定义为由安全功能提供的风险降低的相对水平，或者指定风险降低的目标水平。国际电气标准会议(IEC)标准IEC EN 61508使用分组为两大类的要求来定义SIL:硬件安全完整性和系统的安全完整性。设备或者系统必须满足两个分类的需要以实现给定的SIL。 此应用的一个示例是用于油汽工业的设备，在此，该设备需要24V直流输入，并且在30V直流以上的电压时此设备的功能不能被保证，或者某些SIL水平不能在此电压下被保证。于是，本专利技术的目标是提供具有显著地降低提供30V直流以上的电压的风险的供电单元，使得该设备本身的故障风险降低。更具体地说，本专利技术的目的是提供一种供应30V以上的直流电力的风险被分类为SIL 3的供电单元。当然，该设备可具有不同于30V直流的电压极限。 应注意，SIL分类经常需要相对复杂的概率分析计算。更复杂的供电单元将具有更加复杂的计算。于是，本专利技术的一个目标是简化供电单元，以便简化该SIL的计算。同样提供该供电单元状态的标识以及SIL状态的标识是本专利技术的一个目标。
技术实现思路
本专利技术涉及交流-直流转换器设备包括: -交流-直流转换器和直流-直流转换器，连接在第一交流输入端和第二交流输入端与第一直流输出端和第二直流输出端之间，在此该直流-直流转换器包括限定该交流-直流转换器设备的主侧和副侧之间的边界的第一电流绝缘屏障，并且在此，该直流-直流转换器包括在主侧上的第一开关； -门脉冲控制器，包括连接至第一开关的第一控制端； -第二电流绝缘屏障； 其特征在于，交流-直流转换器设备进一步包括: -第一过压保护电路，连接在第一直流输出端与门脉冲控制器的第一控制端之间； 在此，第一过压保护电路被配置为当直流输出端之间的输出电压高于阈值电压时关掉第一开关；以及 在此，第二电流绝缘屏障任一连接在第一过压保护电路与第一控制端(例如，门脉冲控制器在主侧上)之间或者在第一控制端与第一开关(例如，门脉冲控制器在副侧上)之间。 根据上述内容，实现了相对便于计算SIL分类的一种简单的过压保护电路。 在一个方面中，交流-直流转换器设备进一步包括: -第二过压保护电路，连接在第一直流输出端与门脉冲控制器的第一控制端之间； 在此，第二过压保护电路被配置为如果直流输出端之间的输出电压高于阈值电压则关掉第一开关；以及 在此，第二电流绝缘屏障任一连接在第二过压保护电路与第一控制端之间或者在第一控制端与第一开关之间。 通过增加另一个过压保护电路，增加了冗余和SIL分类。 在一个方面中，交流-直流转换器设备进一步包括: -第三过压保护电路，连接在第一直流输出端与门脉冲控制器的第一控制端之间； 在此，第三过压保护电路被配置为如果直流输出端之间的输出电压高于阈值电压则关掉第一开关；以及 在此，第三电流绝缘屏障任一连接在第三过压保护电路和第一控制端之间或者在第一控制端和第一开关之间。 通过增加又一个过压保护电路，增加了冗余和SIL分类。 在一个方面中，第一过压保护电路包括: -第一比较器，用于比较直流输出电压和阈值电压； -第一OVP开关，包括接地的第一端，连接至门脉冲控制器的第一控制端的第二端以及连接至第一比较器的输出端的栅极端，在此，当输出电压高于阈值电压时第一 OVP开关接通。 在一个方面中，第一过压保护电路进一步包括: -第一电阻器器件，连接在第一OVP开关的第一端和地之间。 -第二比较器，用于比较第一OVP开关的第一端的电压和第二参考电压。 -第一LED 二极管，连接至第二比较器的输出，在此第一 LED 二极管被配置为当第一OVP开关接通时导通。 在一个方面中，直流-直流转换器包括在主侧上的第二开关，并且在此门脉冲控制器包括连接至第二开关的第二控制端，在此第一过压保护电路包括具有接地的第一端的第二 OVP开关、连接至门脉冲控制器的第二控制端的第二端以及连接至第一比较器的输出端的栅极端，在此第二 OVP开关当输出电本文档来自技高网...
【技术保护点】
交流‑直流转换器设备(1)包括：‑交流‑直流转换器(2)和直流‑直流转换器(3)，连接在第一交流输入端和第二交流输入端(Tac1、Tac2)与第一直流输出端和第二直流输出端(Tdc1、Tdc2)之间，其中，所述直流‑直流转换器(3)包括限定所述交流‑直流转换器设备(1)的主侧(P)和副侧(S)之间的边界的第一电流绝缘屏障(6)，并且其中，所述直流‑直流转换器(3)包括在所述主侧(P)上的第一开关(Sdc1)；‑门脉冲控制器(5)，包括连接至所述第一开关(Sdc1)的第一控制端(Gdcp1)；‑第二电流绝缘屏障(7)；其特征在于，所述交流‑直流转换器设备(1)进一步包括：‑第一过压保护电路(OVP1)，连接在所述第一直流输出端(Tdc1)与所述门脉冲控制器(5)的所述第一控制端(Gdcp1)之间；其中，所述第一过压保护电路(OVP1)被配置为如果所述直流输出端(Tdc1、Tdc2)之间的输出电压(Vdcout)高于阈值电压(Vref1)则关断所述第一开关(Sdc1)；以及其中，所述第二电流绝缘屏障(7)连接在所述第一过压保护电路(OVP1)与所述第一控制端(Gdcp1)之间或者在所述第一控制端(Gdcp1)与所述第一开关(Sdc1)之间。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·米勒，托马斯·奥尔森，扬·托雷·布拉斯塔德，
申请(专利权)人：易达有限公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO
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