电气负载管理系统及方法技术方案

一种负载管理系统提供了电力输入端与数个开关式电力输出端和非开关式电力输出端之间的接口。控制器基于针对该系统确定的开关电流限制和测得的电气负载的电流将开关式电力输出端分组成一个或多个负载组。负载组被限定成使每个负载组中的电气负载的电流的总和不超出开关电流限制。控制器还根据供电序列来激活一个或多个开关以向负载组施加电力。还提供了一种使用负载组向电气负载分配电力的方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请为分案申请，其原申请是于2012年12月28日(国际申请日为2011年6月30日)向中国专利局提交的专利申请，申请号为201180032283.2，专利技术名称为“”。相关申请的交叉引用本申请要求于2010年6月30日提交的N0.61/360，277美国临时申请及于2010年9月15日提交的N0.61/383，224美国临时申请的权益，在此通过引用将这两篇申请的全部内容并入本文。
本专利技术的实施例总体上涉及电气负载的管理，更具体地涉及对要求比能够从公共电源中获得的电力更多的电力的电气设备的负载管理。
技术介绍
存在很多示例，其中多个电气负载被连接至单个公共电源并且由该单个公共电源供电。该公共电源可以被设计成向所有电气负载提供充足的电力，以确保每个负载均被充分地供电。但是在某些情况下，可能期望从供应对于向所有电气负载充足地供电来说不足够的电力的电源来为一些电气负载提供电力。要求比可获得的电力更多的电力可能在一些情况下导致设备性能不足，以及或者除此之外，激活该电源内置的保护电路。例如，可能由于跳闸的断路器、引起电源电压折返的过流或限流电路、或者将分配的电力限制为已知可接受的水平而不超过可获得的电源电力的其它方法，而导致过载。保护特征的激活会导致到达需要供电的电气负载的电力减少或者为零。因此，附接到电源的负载的功能可能减小或失效。源电力可能受限于多种原因，该多种原因包括例如配线尺寸、断路器的限制、国家电气规程和国际电气规程(Nat1nal and Internat1nal ElectricalCodes)、谐波电流的发展、车辆电气功率的限制、或者源于目前可获得的可替代能源(诸如太阳能或风能)的限制。可能受到这些类型的限制的结构的一个示例是笔记本电脑或者膝上型电脑的充电柜或充电站。存在同时使用多个膝上型电脑的很多场合。例如，出于教育目的，在教室中广泛使用多个膝上型电脑。在很多情况下，在教室中同时使用10-40个笔记本电脑。典型的膝上型电脑柜为具有用于搁放膝上型电脑的搁架以及用于充电和/或使用膝上型电脑的电力连接器和/或通讯连接器的橱柜。在很多情况下，同时充电和/或使用大量笔记本电脑所需要的功耗可能超出国家电气规程和外国类似规程对交流(AC)线路电压提出的限制。这种功耗也常常超出直流(DC)电源的能力，其中该直流电源为直接给笔记本电脑的电池充电的电子器件提供大的充电电流。已知的充电方法需要用户手动在笔记本电脑或电池的组之间切换电力以将峰值电流汲取保持在物理配置的限制以内。如果计算机柜或充电站中设有辅助的电力输出装置，已知的方法还要求用户手动接通待供电的外部设备，同时切断内部设备。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种电气负载管理系统，其用于在若干电气负载之间切换电力。负载管理系统包括将负载管理系统与公共电源耦接的电力输入端，以及与多个电气负载耦接的多个电力输出端。若干个开关将电力输入端与电力输出端耦接。电流传感器与电力输出端耦接，并且感测由电力输出端中的一个或多个汲取的电流。控制器与开关和电流传感器耦接，并且被配置成测量由各个电力输出端和相应的电气负载汲取的电流。控制器还基于针对系统确定的开关电流限制和电气负载的测量电流将电力输出端和电气负载分组成一个或多个负载组。对负载组进行限定使得各负载组中的电气负载电流的总和不超出开关电流限制。控制器还被配置成根据供电序列来激活开关以将来自公共电源的电力施加给负载组。本专利技术的另一方面提供了一种用于将电力分配给电气负载的方法。该方法包括测量由经由负载管理系统与公共电源耦接的若干个电气负载中的每一个汲取的电流。根据开关电流限制和电气负载的测量电流将电气负载分组成一个或多个负载组。对该分组进行配置，使得对于每个负载组，负载组中的电气负载的测量电流的总和不超出开关电流限制。该方法还包括根据供电序列通过将提供给每个负载组的电力进行切换来将来自公共电源的电力施加给负载组。本专利技术的另一方面提供对充电站的电气负载的管理。该充电站包括被配置成将充电站与公共电源耦接的电力输入端，以及被配置成将充电站与若干个电气负载耦接以进行充电的多个开关式(switched)电力输出端。充电站还包括若干个开关，若干个开关耦接于电力输入端和开关式电力输出端之间以将来自公共电源的电力施加给开关式电力输出端。电流传感器与开关式电力输出端耦接以检测由开关式电力输出端中的一个或多个所汲取的电流。在一个实施例中，可选的非开关式(un-switched)电力输出端与电力输入端親接，并且被配置成将充电站与非开关式电气负载耦接，同时与非开关式输出端耦接的第二电流传感器感测由非开关式电力输出端汲取的电流。在两个实施例中，充电系统包括与开关、第一电流传感器以及可选的第二电流传感器耦接的控制器。控制器利用第一电流传感器测量由分别与开关式电力输出端耦接的各个电气负载汲取的电流。在测量电流之后，控制器基于开关电流限制和电气负载的测量电流将开关式电力输出端以及相应的电气负载分组成一个或多个负载组，使得对于每个负载组，负载组中的电气负载的测量电流的总和不超出开关电流限制。控制器还被配置成根据供电序列激活开关以将来自公共电源的电力施加给负载组。在一些情况下，控制器被配置成基于由可选的非开关式电力输出端汲取的电流和/或公共电源的电流限制来确定开关电流限制。通过阅读下列详细描述，这些和各种其它的特征和优点将变得清楚。【附图说明】下面的附图是对本专利技术特定实施例的说明，并且因此不限制本专利技术的范围。这些附图不按比例的(除非声明是按比例的)，并且旨在与下列详细描述中的解释一同使用。下面将结合附图(其中类似的数字指示类似的元件)对本专利技术的实施例进行描述。图1是对根据本专利技术实施例的负载管理系统的多个功能进行说明的高层次图示；图2是根据本专利技术实施例的负载管理系统的高层次示意图；图3为流程图，其说明了根据本专利技术实施例的用于将电力施加给若干个非开关式电力设备和开关式电力设备的方法；图4是用于根据本专利技术实施例的负载管理系统的指示器面板的图示；图5A是根据本专利技术实施例的充电站的透视图；图5B是根据本专利技术实施例的充电站的透视图；图5C是图5B的充电站的另一透视图；图是图5B的充电站的后透视图；图6A是根据本专利技术实施例的柜的顶视图；图6B是图6A的柜的前透视图；图6C是图6A的柜的前平面图；图6D是图6A的柜的侧平面图；图7A是根据本专利技术实施例的门处于打开状态的柜的前透视图；图7B是其后部面板被去除的图7A的柜的后透视图；图7C是根据本专利技术实施例的具有处于打开位置的盖子的辅助电力插座的前透视图；图7D是根据本专利技术实施例的具有处于打开位置的盖子的辅助电力插座的前透视图；图8是根据本专利技术实施例的用于笔记本充电柜的电源系统的高层次示意图；图9A-9C为流程图，其说明了根据本专利技术实施例的对多个笔记本电脑进行充电的方法；图10A-10B为流程图，其说明了根据本专利技术实施例的对多个笔记本电脑进行充电的方法；图11A-11C为流程图，其说明了根据本专利技术实施例的对多个笔记本电脑进行充电的方法；图12A-12B为流程图，其说明了根据本专利技术实施例的对多个笔记本电脑进行充电的方法。【具体实施方式】下列详细描述本质上是示例性的，且并非旨在以任何方式限制本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为电池充电的电气负载管理系统，包括：被配置为将所述负载管理系统与公共电源耦合的电力输入端；被配置为将所述负载管理系统与多个电气负载耦合的多个电力输出端，每个电气负载包括要被充电的电池；耦合在所述电力输入端与所述电力输出端之间的多个开关；与所述电力输出端耦合的第一电流传感器，其用于感测由所述电力输出端中的一个或多个电力输出端汲取的电流；以及与所述多个开关和所述第一电流传感器耦合的控制器，所述控制器被配置为：实施迭代分组处理，其中，所述控制器被配置为：利用所述第一电流传感器测量由分别与所述多个电力输出端耦合的所述多个电气负载中的每一个电气负载汲取的电流，每个电气负载包括要被充电的电池；将所述多个电力输出端和相应的电气负载分组成多个负载组，使得测得的每一个负载组中的所述电气负载的电流的总和不超出开关电流限制，所述开关电流限制定义了对由所述电力输出端所汲取的电流的限制，所述分组包括：形成具有第一数量的所述电力输出端和相应的电气负载的第一负载组，然后形成具有第二数量的不在所述第一负载组中的所述电力输出端和相应的电气负载的第二负载组，以及然后只要有任何所述电力输出端和相应的电气负载还未被分组，就继续形成附加的负载组，每一个后续的附加的负载组具有一定数量的当前未被分组的电力输出端和相应的电气负载，操作所述多个开关以将来自所述公共电源的电力施加到所述负载组中的每一个负载组，以对形成所述负载组中的每一个负载组内的所述电气负载的至少部分电气负载的所述电池进行充电，并且将所述电力一次仅施加给一个负载组，同时从其它负载组移除所述电力，并且在将电力施加给所述负载组中的每一个负载组后，重新开始所述迭代分组处理；以及继续所述迭代分组处理，至少直到所有的所述多个电力输出端和相应的电气负载被组合在一个负载组中。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W·D·蒂舍尔，
申请(专利权)人：爱格升公司，
类型：发明
国别省市：美国;US