输入冗余电源电路及其控制方法技术

一种输入冗余电源电路包括：功率转换器、包括耦合到第一电源的第一继电器电路和耦合到第二电源的第二继电器电路的继电器开关单元、配置成控制继电器开关单元并使得功率转换器由第一电源或第二电源供电的控制单元、由功率转换器供电的大容量电容器、以及耦合在功率转换器和大容量电容器之间的升压转换器。当所述继电器开关单元从所述第一电源和所述第二电源中的一个切换到所述第一电源和所述第二电源中的另一个时，所述升压转换器保持所述大容量电容器两端的电压高于所述第一电源的电压或所述第二电源的电压，从而实现零电流切换。换。换。

【技术实现步骤摘要】
输入冗余电源电路及其控制方法


[0001]本专利技术主要涉及配电系统中的电源切换，尤其涉及具有自动转换开关(ATS)电路的输入冗余电源和控制方法。

技术介绍

[0002]配电系统中的继电器开关可操作为选择性地向负载供电或中断向负载供电。当多个电源中的一个电源变得异常时，继电器开关从异常电源切换到另一个电源，以便继续向负载供电。在这继电器开关切换过程中，由于电源提供的输入电压大于输出电压，可能产生很高的瞬时电流，例如浪涌电流或高浪涌电流。更具体地，该瞬时电流可能超过继电器开关的容限，并且继电器开关的电触点可能由于继电器开关的断开和闭合而磨损。

技术实现思路

[0003]至少一个示例性实施例涉及一种输入冗余电源电路，所述输入冗余电源电路包括功率转换器、继电器开关单元、控制单元、大容量电容器和升压转换器。所述继电器开关单元包括耦合到第一电源的第一继电器电路和耦合到第二电源的第二继电器电路。所述控制单元被配置为控制所述继电器开关单元，使得所述功率转换器由所述第一电源或所述第二电源供电。所述大容量电容器由功率转换器供电，所述升压转换器耦合在功率转换器和大容量电容器之间。当所述继电器开关单元从所述第一电源和所述第二电源中的一个切换到所述第一电源和所述第二电源中的另一个时，所述升压转换器保持所述大容量电容器两端的电压高于所述第一电源的电压或所述第二电源的电压。
[0004]至少一个示例性实施例涉及一种控制输入冗余电源电路的方法，所述方法包括：检测到经由大容量电容器向负载供电的主电源的继电器开关闭合，且副电源的继电器开关断开；确定主电源发生故障；启用升压转换器；以及当主电源的继电器开关断开且副电源的继电器开关闭合时，通过升压转换器保持大容量电容器两端的电压高于副电源的电压。
[0005]至少一个示例性实施例涉及一种控制输入冗余电源电路的方法，包括：检测到经由大容量电容器向负载供电的主电源的继电器开关闭合和副电源的继电器开关断开，确定主电源已经发生故障，将由主电源供电的附加电源与大容量电容器断开连接，启用升压转换器，并且当主电源的继电器开关断开且副电源的继电器开关闭合时，通过升压转换器保持大容量电容器两端的电压高于副电源的电压。来自附加电源的电压被加到大容量电容器的电压上，以保持大容量电容器两端的电压高于副电源的电压。所述方法还包括限制附加电源的充电，以防止在主电源的继电器开关断开和副电源的继电器开关闭合之后，将附加电源连接到大容量电容器时在继电器开关上产生浪涌电流。
[0006]本专利技术实施方式提供的输入冗余电源电路及控制方法实现了继电器开关在零电流下进行切换。
附图说明
[0007]图1示出了本专利技术实施例的输入冗余电源电路的示意图；
[0008]图2示出了本专利技术实施例的输入冗余电源电路的操作的时序波形图；
[0009]图3A和3B示出了本专利技术的实施例的输出调节电路的示意图；
[0010]图4示出了本专利技术实施例中一种可选的自动转换开关(Automatic Transfer Switching,简称ATS)继电单元的示意图；
[0011]图5示出了本专利技术实施例一种可选的ATS继电单元的示意图；
[0012]图6是本专利技术实施例的控制输入冗余电源电路的方法的流程图。
具体实施方式
[0013]下面结合输入冗余电源电路来描述本专利技术的实施例。
[0014]图1示出了根据本专利技术的实施例的输入冗余电源电路的示意图。输入冗余电源电路100包括自动转换开关(ATS)继电单元104，INPUT_A电压感测电路116，INPUT_B电压感测电路120，功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)转换器124和控制器128，ATS继电单元104包括继电器电路108、112，继电器电路108具有继电器开关S1，继电器电路112具有继电器开关S2。继电器电路108耦合到输入电压INPUT_A，继电器电路112耦合到输入电压INPUT_B。需要注意的是，输入电压INPUT_A和输入电压INPUT_B可以是两个交流输入电压，一个交流输入电压和一个高压直流输入电压(如240V DC)，或者是两个高压直流输入电压(如240V DC)。
[0015]INPUT_A电压感测电路116耦接于继电器电路108与输入电压INPUT_A之间，用以感测输入电压INPUT_A是否正常工作。INPUT_A电压感测电路116随后向控制器128提供指示输入电压INPUT_A是否正常工作的感测信号SENSE_A。同样，INPUT_B电压感测电路120耦接于继电器电路112与输入电压INPUT_B之间，用以感测输入电压INPUT_B是否正常工作。INPUT_B电压感测电路120随后将指示输入电压INPUT_B是否正常工作的感测信号SENSE_B提供给控制器128。INPUT_A电压感测电路116和INPUT_B感测电路120的细节可以以本领域技术人员公知的方式实现，在此不详细描述。来自控制器128的驱动信号DRIVE_1激活ATS继电单元104，使得继电器电路108和继电器电路112分别断开或闭合继电器开关S1和S2，使得输入电压INPUT_A或输入电压INPUT_B耦合到PFC转换器124。PFC转换器124将输入电压(AC或DC)提升为DC高压输出。
[0016]输入冗余电源电路100还包括浪涌限制电路132、输出调节电路156、C
bulk
电容器172和负载176。涌流限制电路132包括R1电阻136和S3继电器开关140。浪涌限制电路132耦合到PFC转换器124，并且R1电阻器136与S3继电器开关140并联。根据本专利技术的一个实施例，浪涌限制电路132用于在上电过程期间限制浪涌电流。S3继电器开关140是常开继电器开关，但是当电源工作时继电器开关是闭合的，使得来自电源的电能流过S3继电器开关140而避开流过R1电阻器136。R1电阻器136可以是常规电阻器或热电阻器。来自控制器128的驱动信号DRIVE_2激活S3继电器开关140以打开或闭合S3继电器开关140。此外，来自控制器128的驱动信号DRIVE_3接通和断开PFC转换器124。根据本专利技术的一个实施例，负载176可以是DC/DC(直流
‑
直流)转换器或DC/AC(直流
‑
转换器)。或者，输出可以是直流高压输出。
[0017]如图3a和3b所示，输出调节电路156包括升压转换器357a，357b、及Rs电阻器344、
Qs开关348和Cs电容器352。如图3a所示，升压转换器357a包括Da二极管360、Qa晶体管364和La电感器368(此类通常称呼为增压转换器)。如图3b所示，升压转换器357b包括Da二极管360、Qa晶体管364和Ta变压器358(此类通常称为隔离开关转换器)。尽管上面描述了两种类型的升压转换器，但在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，可以使用其它类型的升压转换器。Cs电容器352是在输入源中断期间用作C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输入冗余电源电路，其特征在于，包括：功率转换器；继电器开关单元，包括：耦合到第一电源的第一继电器电路；和耦合到第二电源的第二继电器电路；控制单元，所述控制单元被配置为控制所述继电器开关单元，使得所述功率转换器由所述第一电源或所述第二电源供电；大容量电容器，所述大容量电容器由所述功率转换器供电的；和升压转换器，耦合在所述功率转换器和所述大容量电容器之间，其中，当所述继电器开关单元从所述第一电源和所述第二电源中的一个切换到所述第一电源和所述第二电源中的另一个时，所述升压转换器保持所述大容量电容器两端的电压高于所述第一电源的电压或所述第二电源的电压。2.根据权利要求1所述的输入冗余电源电路，其特征在于，还包括:第一感测电路，所述第一感测电路耦合到所述第一继电器电路，被配置为感测所述第一电源是否正常工作，并提供第一感测信号给所述控制单元，用于指示所述第一电源是否正常工作；和第二感测电路，耦合到所述第二继电器电路，被配置为感测所述第二电源是否正常工作，并提供第二感测信号给所述控制单元，用于指示所述第二电源是否正常工作。3.根据权利要求1所述的输入冗余电源电路，其特征在于，所述继电器开关单元被配置为默认地将所述第一电源的电压供应给所述功率转换器。4.根据权利要求1所述的输入冗余电源电路，其特征在于，所述控制单元被配置成产生第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制所述继电器开关单元以解除所述第一电源和所述第二电源中的一个与所述功率转换器之间的耦合，所述第二控制信号用于控制所述继电器开关单元以将所述第一电源和所述第二电源中的另一个耦合到所述功率转换器。5.如权利要求4所述的输入冗余电源电路，其特征在于，所述控制单元被配置成，在所述继电器开关单元响应所述第一控制信号解除所述第一电源和所述第二电源中的所述一个与所述功率转换器之间的耦合之前启用所述升压转换器。6.如权利要求4所述的输入冗余电源电路，其特征在于，所述控制单元被配置成，所述继电器开关单元响应所述第一控制信号解除所述第一电源和所述第二电源中的所述一个与所述功率转换器之间的耦合之前，禁用所述功率转换器，使所述功率转换器停止工作。7.如权利要求6所述的输入冗余电源电路，其特征在于，所述控制单元被配置成在接收到所述继电器开关单元响应所述第二控制信号将所述第一电源和所述第二电源中的所述另一个耦合到所述功率转换器的确认之后，启用所述功率转换器，使所述功率转换器开始工作。8.根据权利要求6所述的输入冗余电源电路，其特征在于，所述控制单元被配置成在所述继电器开关单元响应所述第二控制信号将所述第一电源和所述第二电源中的所述另一个耦合到所述功率转换器之后禁用所述升压转换器。...

【专利技术属性】
技术研发人员：许化民，严伟加，
申请(专利权)人：伟创力有限公司，
类型：发明
国别省市：