用于从冗余电源转移的继电器体系结构制造技术

自动转换开关装置和系统包括开关设备，所述开关设备包括输入线路、传感器以及与所述输入线路电连接的固态继电器和闭锁继电器的并联组合件。所述固态继电器用于使所述闭锁继电器短路，使得所述闭锁继电器可以在所述输入线路通电时在空载状态下断开和/或闭合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从冗余电源转移的继电器体系结构
技术介绍
数据中心通常包含计算机服务器以及用于对那些服务器的管理、操作和连接的组件(包括诸如自动转换开关之类的电源管理组件)的集合。尽管旨在改进数据中心组件的功能和一致操作，但是，现有的自动转换开关可能会失效并消耗大量的电能。附图说明将参考附图描述根据本公开的各种实施方案，其中：图1是根据实施方案的用于在电源之间切换的系统的高级框图；图2是根据图1的系统的用于在电源之间切换的示例系统的框图；图3是根据图1的系统的用于在电源之间切换的示例系统的详细框图；图4是根据实施方案的用于在电源之间切换的示例过程；图5是根据实施方案的用于在电源之间切换的另一个示例过程；以及图6示出了在其中可实现各种实施方案的环境。具体实施方式在下面的描述中，将描述各种实施方案。为解释起见，阐明了特定配置和细节以提供对各实施方案的全面理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些实施方案。另外，可以省略或简化已知的特征以便不致对描述的实施方案造成模糊。在现代数据中心中，通过使用冗余电源，可以保持服务器和其他计算机设备的电源连续性。在传统的系统中，可使用两个或更多个冗余AC或DC电源。可使用自动转换开关来监控由主电源供应给下游电子设备的电能，如果主电源发生故障，则使开关切换到辅助电源。通过当辅助电源和电子设备之间的另一机械继电器被闭合时使主电源和电子设备之间的机械继电器断开，来实现切换。然而，监控电源是一个消耗电能并能对所使用的组件产生磨损的过程。此外，切换动作还会通过切换组件引起很大的功率浪涌，这可能会导致切换组件的退化和/或损坏。此外，如果辅助电源配置不当，则切换动作也会对数据中心中的下游电子组件造成损害。本文所描述的实施方案包括用于使用开关矩阵来在两个冗余AC电源之间转移的系统和方法，开关矩阵包括一个或多个TRIAC设备。TRIAC设备是能够使用小栅电流来进行切换的晶闸管。TRIAC设备可用在AC和DC电路中。可触发TRIAC设备来通过小(毫安级)的栅电流来导电。一旦触发，TRIAC设备持续导电，直至流过TRIAC设备的电流降到零。在AC系统中，电流在AC周期的每一半周期穿过零。在许多实施方案中，通过在AC周期的每一半周期提供脉冲，或通过提供连续的栅极控制信号，来使TRIAC保持在导电状态。在许多实施方案中，TRIAC设备用于暂时导电，以“卸载”继电器，以便当继电器不导电时可以切换继电器。在许多实施方案中，两个冗余AC电源包括主电源和备用电源。在许多实施方案中，当主电源开始失效时，主电源线路上的TRIAC设备接通，以临时传导从主电源线路转移的电能，从而卸载用于从主电源线路转移电能的继电器。然后，断开空载的继电器，无需冒在当传输很大的电流电平时断开继电器的情况下继电器会发生损坏的风险。TRIAC设备可用于暂时从备用电源转移电能，以使继电器在空载时从将要闭合的备用电源转移电能。当电源从主电源向备用电源转移完成时，可断开两个TRIAC设备。尽管本文描述的实施方案包括TRIAC设备，但是，可以使用任何合适的固态继电器来代替TRIAC设备。例如，可使用基于单个MOSFET，或以并联阵列排列的多个MOSFET的SSR，来切换直流电负载。切换交流负载时，可以使用两个MOSFET，并使它们背靠背排列，它们的源引脚连接在一起。在AC电路中，硅控整流器(SCR)或TRIAC继电器在零负载电流点固有地断开。因此，可以不断地施加控制信号，以使继电器保持闭合，或周期性地施加，以在零负载电流周期内防止继电器断开。现在转到附图，图1示出了用于在冗余电源之间切换的示例系统100。系统100包括主电源输入线路104、开关矩阵106、输出线路108和备用电源输入线路114。系统100还可以包括主电源102、电子系统110、备用电源112、管理模块116、网络118，和/或用户界面模块120。主电源102通过主电源输入线路104向开关矩阵106供电。在典型操作条件下，开关矩阵106将主电源输入线路104与输出线路108连接，该输出线路连接到电子系统110。备用电源112通过备用电源输入线路114连接到开关矩阵106，在典型操作条件下，该备用电源输入线路不与输出线路108电连接。开关矩阵106通过将主电源输入线路104与输出线路108断开，并将备用电源输入线路114与输出线路108连接而可操作地导致电源切换。在一些实施方案中，开关矩阵106被配置为检测在主电源输入线路104上收到的电压和/或电流不规则性，一旦检测到不规则性，就将供应从主电源102接收到的电能切换到供应从备用电源112接收到的电能。在一些实施方案中，通过经由网络118从管理模块116接收到的指令来控制开关矩阵106。在一些实施方案中，开关矩阵106被配置为通过从主电源102、管理模块116和/或用户界面模块120接收到的信息来确定出现了不规则性。在一些实施方案中，管理模块116监控通过网络118从用户界面模块120、主电源102或开关矩阵106中的任何一个接收到的数据，并判断是否出现了不规则性，并提供指令，使开关矩阵从主电源切换到通过备用电源提供电能，或从备用电源切换到主电源。在一些实施方案中，开关矩阵106和/或管理模块116被配置为接收有关备用电源112中的电能质量的信息(例如，备用电源的电能是否可用)，如果备用电源的电能不可用，或者如果备用电源的电能质量不符合预定的质量标准，则防止切换发生。还可以通过经由网络118从用户界面模块120接收到的指令，使开关矩阵106在从主电源供应电能与从备用电源供应电能之间切换。例如，用户可以使用用户界面120来控制开关矩阵106以将输出线路从主电源102断开，以适合任何适当的目的，例如，为维护或更换组件，而使组件断电。图2示出了根据许多实施方案的，以及根据图1的系统100的实施方案的，用于在冗余电源之间切换的更详细示例系统200。系统200包括主输入线路202、与主输入线路连接的主线路传感器204(例如电压传感器和/或电流传感器)，以及主线路开关模块206。主输入线路202被配置为从主电源接收电能。在典型操作期间，主线路开关模块206配置为“通”状态，使得电流通过输出线路210将电流从主输入线路202传输到下游的电子系统212。主线路传感器204监控通过主输入线路202向主线路开关模块206提供的电能。输出传感器208(例如电压传感器和/或电流传感器)监控通过输出线路210向电子系统212提供的电能。第二输入线路214被配置为从辅助或备用电源接收电能。第二输入线路214向第二线路开关模块218传输电能，在典型操作期间，该第二线路开关模块被配置为“断开”状态，使得没有电流通过输出线路210从第二线路开关模块218流向电子系统212。第二线路传感器216(例如电压传感器和/或电流传感器)监控通过第二输入线路214向第二线路开关模块218提供的电能。主线路传感器204、主线路开关模块206、输出传感器208、第二线路开关模块218、第二线路传感器216，以及电子系统212中的任何一个，或任何合适的组合，可以通过网络220彼此进行通信，和/或与管理模块222进行通信。管理模块222可包括指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在两个或更多个电源之间切换的方法，所述方法包括：接收从第一输入线路切换到第二输入线路的指令，其中所述第一输入线路通过第一开关组合件电连接到输出线路，其中所述第一开关组合件包括与第一固态继电器并联的第一闭锁继电器，并且其中所述第二输入线路可通过包括第二继电器的第二开关组合件与所述输出线路电连接；在所述第一开关组合件处使所述第一固态继电器闭合，使得所述第一闭锁继电器短路；当所述第一闭锁继电器由所述第一固态继电器短路时，使所述第一闭锁继电器断开；使所述第一固态继电器断开，使得第一输入线路变得与所述输出线路电断开；以及使所述第二继电器闭合，使得所述第二输入线路变得与所述输出线路电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.26 US 14/752,2311.一种用于在两个或更多个电源之间切换的方法，所述方法包括：接收从第一输入线路切换到第二输入线路的指令，其中所述第一输入线路通过第一开关组合件电连接到输出线路，其中所述第一开关组合件包括与第一固态继电器并联的第一闭锁继电器，并且其中所述第二输入线路可通过包括第二继电器的第二开关组合件与所述输出线路电连接；在所述第一开关组合件处使所述第一固态继电器闭合，使得所述第一闭锁继电器短路；当所述第一闭锁继电器由所述第一固态继电器短路时，使所述第一闭锁继电器断开；使所述第一固态继电器断开，使得第一输入线路变得与所述输出线路电断开；以及使所述第二继电器闭合，使得所述第二输入线路变得与所述输出线路电连接。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第二开关组合件还包括与所述第二继电器并联的第二固态继电器；所述第二继电器包括非闭锁继电器；以及所述方法还包括：使所述第二固态继电器闭合，使得所述第二继电器短路；以及当所述第二继电器通过所述第二固态继电器短路时，使所述第二继电器闭合。3.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中：所述第二开关组合件还包括备用闭锁继电器；以及所述方法还包括使所述备用闭锁继电器断开，使得所述第一输入线路由所述备用闭锁继电器与所述第一固态继电器和第一闭锁继电器电隔离。4.根据任一项前述权利要求所述的方法，其还包括使得向用户提供警告。5.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中基于在所述第一输入线路处检测到的第一电能质量生成所述指令。6.根据任一项前述权利要求所述的方法，其还包括：检测所述第一输入线路处的第一电能质量、所述第二输入线路处的第二电能质量和所述输出线路处的第三电能质量中的至少一者；以及基于所述第一电能质量、第二电能质量和第三电能质量中的至少一者来生成所述指令。7.根据任一项前述权利要求所述的方法，其还包括：接收指示启动切换的方向的用户输入；以及基于所述用户输入生成所述指令。8.一种系统，其包括：开关设备，所述开关设备包括：第一线路组合件，所述第一线路组合件包括：第一电力线路；第一线路传感器；第一线路闭锁继电器；以及与所述第一线路闭锁继电器并联的第一线路固态继电器；以及管理模块，所述管理模块被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·范，Y·孔，R·A·斯蒂文斯，
申请(专利权)人：亚马逊技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US