电源转换器中的击穿检测制造技术

根据一个方面，提供了一种不间断电源系统，包括一输入端，配置成用以接收输入电源、一接口，配置成用以耦接到一备用电源供应器并且从所述备用电源供应器接收备用电源、一输出端，配置成用以向一负载提供从所述输入电源及所述备用电源中的至少一个所获得的输出电源、一电源转换器，耦接到所述输入端、一电容器以及一击穿检测器，耦接到所述电容器。所述击穿检测器配置成用以获得指示跨越所述电容器的一第一电压的一第一电压值、获得指示跨越所述电容器的一第二电压的一第二电压值、比较所述第一电压值与所述第二电压值、基于所述比较，确定所述电容器正处于一击穿状况以及提供指示所述击穿状况的一输出信号。

Breakdown detection in power converter

【技术实现步骤摘要】
电源转换器中的击穿检测
根据本专利技术的至少一个示例大体上涉及检测及校正电源转换器中的半导体击穿。
技术介绍
使用诸如不间断电源(UPS)的电力设备为敏感和/或关键的负载，例如计算机系统及其它数据处理系统，提供了经调节的、不间断的电源是已知的。已知的UPS包括在线UPS、离线UPS、在线互动式UPS以及其他类型。在线UPS在主要AC电源中断时，提供经调节的AC电源作为备用AC电源。离线UPS通常不提供输入AC电源的调节，但是在主要AC电源中断时，会提供备用AC电源。在线互动式UPS类似于离线式UPS，在发生停电时，它们会切换到电池电源，但通常还包括用于调节UPS提供的输出电压的一多抽头变压器。
技术实现思路
根据本专利技术的至少一个方面，提供了一种不间断电源(UPS)系统。所述不间断电源(UPS)系统包括：一输入端，配置成用以接收输入电源；一接口，配置成用以耦接到一备用电源供应器并且从所述备用电源供应器接收备用电源；一输出端，配置成用以向一负载提供从所述输入电源及所述备用电源中的至少一个所获得的输出电源；一电源转换器，耦接到所述输入端；至少一个电容器；以及一击穿检测器，耦接到所述至少一个电容器，并且配置成用以：获得指示跨越所述至少一个电容器的一第一电压的一第一电压值；获得指示跨越所述至少一个电容器的一第二电压的一第二电压值；比较所述第一电压值与所述第二电压值；基于所述比较，确定所述至少一个电容器正处于一击穿状况；以及提供指示所述击穿状况的一输出信号。在一实施例中，所述击穿检测器包括一延迟电路，所述延迟电路配置成用以将所述第一电压值延迟一延迟时段以生成一延迟的第一电压值。在一些实施例中，所述延迟时段在大约1-2微秒的范围内。在至少一个实施例中，所述击穿检测器还包括一比较器，所述比较器具有：一第一输入端，配置成用以接收所述延迟的第一电压值；一第二输入端，配置成用以接收所述第二电压值；以及一输出端，配置成用以响应于确定所述第二电压值大于所述第一电压值而输出指示一击穿状况的一信号。在一实施例中，所述击穿检测器还包括一逻辑电路，所述逻辑电路配置成用以：从所述比较器的所述输出端接收指示所述击穿状况的所述输出信号；以及响应于在至少一阈值时间量内接收所述输出信号，输出指示所述击穿状况的一击穿信号。在一实施例中，所述逻辑电路还配置成用以接收一参数配置值以设置所述阈值时间量。在一些实施例中，所述阈值时间量为大约500纳秒。在至少一个实施例中，所述击穿检测器还包括一峰值检测且保持电路，所述峰值检测且保持电路配置成用以接收所述第一电压、检测所述第一电压的一峰值，并且保持所述第一电压的所述峰值，所述第一电压的所述峰值对应于所述第一电压值。在一些实施例中，所述UPS系统还包括一控制器，耦接到所述击穿检测器，其中所述击穿检测器还配置成用以将所述输出信号提供给所述控制器，以及其中所述控制器配置成用以控制耦接到所述至少一个电容器的至少一个开关装置，使所述开关装置响应于接收所述输出信号而处于一断开且非导电位置。提供了一种检测一电容器中的一击穿状况的方法，所述方法包括了：获得一第一电压值，所述第一电压值指示跨越所述电容器的一第一电压；获得一第二电压值，所述第二电压值指示跨越所述电容器的一第二电压；比较所述第一电压值与所述第二电压值；基于所述比较，确定所述电容器正处于一击穿状况；以及输出指示所述击穿状况的一输出信号的行动。在一实施例中，获得所述第二电压值包括在从获得所述第一电压值的时间开始的一延迟时段之后，获得所述第二电压值。在至少一个实施例中，所述方法还包括响应于输出所述输出信号而减轻所述击穿状况。在一些实施例中，减轻所述击穿状况包括控制与所述电容器耦接的至少一个开关装置处于一断开且非导电状态。在至少一个实施例中，确定所述电容器正处于一击穿状况包括确定所述第二电压值在一阈值时间段内超过所述第一电压值至少一阈值量。在一实施例中，所述方法还包括从一用户接收与所述阈值量对应的一配置参数。在一些实施例中，所述方法还包括从一用户接收与所述阈值时间段对应的一配置参数。在至少一个实施例中，所述阈值时间段为大约500纳秒。在一实施例中，获得所述第一电压值包括检测所述第一电压的一峰值并且保持所述第一电压的所述峰值。根据一个方面，提供了一种不间断电源(UPS)系统。所述不间断电源(UPS)系统包括：一输入端，配置成用以接收输入电源；一输出端，配置成用以向至少一个负载提供输出电源；至少一个电容器，耦接至至少一个开关装置；以及基于跨越所述至少一个电容器的一第一电压及跨越所述至少一个电容器的一第二电压，用于识别所述至少一个电容器中的一击穿状况的装置。在一实施例中，所述UPS系统还包括用于操作所述至少一个开关装置以减轻所述击穿状况的装置。附图说明下面参照附图讨论至少一个实施例的各个方面，这些附图并非意图按比例绘制。包括附图以提供对各个方面和实施例的说明和进一步的理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，但并不意图作为对任何特定实施例的限制的定义。附图以及说明书的其余部分，用于解释所描述和要求保护的方面和实施例的原理和操作。在附图中，在各个附图中示出的每个相同或几乎相同的组件由相似的数字表示。为了清楚起见，并非每个组件都可以在每个附图中标记。在附图中：图1示出了一种常规的三电平逆变器。图2示出了根据一实施例的一种三电平转换器。图3示出了根据一实施例的一种消除或减轻电容器击穿的过程。图4示出了根据一实施例的一种检测电容器击穿的过程。图5示出了根据一实施例的一种击穿检测电路。图6示出了一种不间断电源的一框图。具体实施方式本文讨论的方法和系统的示例不限于应用于以下描述中阐述的或附图中示出的构造细节和部件布置。该方法和系统能够在其他实施例中实现并且能够以各种方式实践或实施。这里提供的具体实现的示例仅用于说明性目的，而不是限制性的。特别地，结合任何一个或多个示例讨论的动作、组件、元件和特征不旨在从任何其他示例中的类似角色中排除。此外，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本文中以单数形式提及的对系统和方法的示例、实施例、组件、元件或动作的任何引用也可以包括多个的实施例，并且本文中的任何实施例、组件、元件或动作的复数形式的任何引用也可以包含只包括一个奇点的实施例。单数或复数形式的参考并不旨在限制当前公开的系统或方法、其组件、动作或元件。这里使用的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变形意味着包括其后列出的项目及其等同物以及附加项目。对“或”的引用可以被解释为包含性的，使得使用“或”描述的任何术语可以指示单个，多于一个和所有所描述的术语中的任何术语。此外，如果本文件与通过引用并入本文的文件之间的术语使用不一致，则并入的参考文献中的术语用法是对本文件的补充；对于不可调和的不一致性，以本文档中的术语用法为准。某些电源装置，例如不间断电源(UPS)，可能包括电源调节电路。电源调节电路可以包括与电容器串联耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不间断电源(UPS)系统，其特征在于，所述UPS系统包括：/n一输入端，配置成用以接收输入电源；/n一接口，配置成用以耦接到一备用电源供应器并且从所述备用电源供应器接收备用电源；/n一输出端，配置成用以向一负载提供从所述输入电源及所述备用电源中的至少一个所获得的输出电源；/n一电源转换器，耦接到所述输入端；/n至少一个电容器；以及/n一击穿检测器，耦接到所述至少一个电容器，并且配置成用以：/n获得指示跨越所述至少一个电容器的一第一电压的一第一电压值；/n获得指示跨越所述至少一个电容器的一第二电压的一第二电压值；/n比较所述第一电压值与所述第二电压值；/n基于所述比较，确定所述至少一个电容器正处于一击穿状况；以及/n提供指示所述击穿状况的一输出信号。/n

【技术特征摘要】
20181130 US 16/205,6841.一种不间断电源(UPS)系统，其特征在于，所述UPS系统包括：
一输入端，配置成用以接收输入电源；
一接口，配置成用以耦接到一备用电源供应器并且从所述备用电源供应器接收备用电源；
一输出端，配置成用以向一负载提供从所述输入电源及所述备用电源中的至少一个所获得的输出电源；
一电源转换器，耦接到所述输入端；
至少一个电容器；以及
一击穿检测器，耦接到所述至少一个电容器，并且配置成用以：
获得指示跨越所述至少一个电容器的一第一电压的一第一电压值；
获得指示跨越所述至少一个电容器的一第二电压的一第二电压值；
比较所述第一电压值与所述第二电压值；
基于所述比较，确定所述至少一个电容器正处于一击穿状况；以及
提供指示所述击穿状况的一输出信号。


2.如权利要求1所述的UPS系统，其特征在于：所述击穿检测器包括一延迟电路，所述延迟电路配置成用以将所述第一电压值延迟一延迟时段以生成一延迟的第一电压值。


3.如权利要求2所述的UPS系统，其特征在于：所述延迟时段在大约1-2微秒的范围内。


4.如权利要求3所述的UPS系统，其特征在于：所述击穿检测器还包括一比较器，所述比较器具有：
一第一输入端，配置成用以接收所述延迟的第一电压值；
一第二输入端，配置成用以接收所述第二电压值；以及
一输出端，配置成用以响应于确定所述第二电压值大于所述第一电压值而输出指示一击穿状况的一信号。


5.如权利要求4所述的UPS系统，其特征在于：所述击穿检测器还包括一逻辑电路，所述逻辑电路配置成用以：
从所述比较器的所述输出端接收指示所述击穿状况的所述输出信号；以及
响应于在至少一阈值时间量内接收所述输出信号，输出指示所述击穿状况的一击穿信号。


6.如权利要求5所述的UPS系统，其特征在于：所述逻辑电路还配置成用以接收一参数配置值以设置所述阈值时间量。


7.如权利要求5所述的UPS系统，其特征在于：所述阈值时间量为大约500纳秒。


8.如权利要求1所述的UPS系统，其特征在于：所述击穿检测器还包括一峰值检测且保持电路，所述峰值检测且保持电路配置成用以接收所述第一电压、检测所述第一电压的一峰值，并且保持所述第一电压的所述峰值，所述第一电压的所述峰值对应于所述第一电压值。

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【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳斯·桑斯比·穆里德森，
申请(专利权)人：施耐德电气IT公司，
类型：发明
国别省市：美国;US