用于不间断供电系统中负载切换的静态开关协调操作的设备和方法技术方案

一种电源设备，其包括不间断电源（ＵＰＳ）（３１０）和第一静态开关（３２０），该ＵＰＳ具有配置为连接到第一电源的输入和配置为连接到负载的输出，该第一静态开关配置为提供从第一电源到负载的可开关的旁路通路。该设备还包括第二静态开关（３３０）和控制器电路（３４０），该第二静态开关为可控制的、以便在负载和第二电源之间提供可开关的通路，该控制器电路配置为对第一和第二静态开关协调地进行控制以便将负载切换到第二电源。控制器电路可以有效地将负载从第一状态转换到第二状态，处于第一状态中的负载通过第一静态开关从第一电源接收能量，处于第二状态中的负载从第二电源接收能量、同时与第一电源隔离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源设备和方法，具体涉及用于在多电源之间切换负载的设备和方法。
技术介绍
“反向转换”或“在线”不间断电源(UPS)可以用于为负载提供受保护的电源。如图1所示，典型的在线UPS 110包括整流器112，该整流器配置为连接到AC电源10并由之产生DC电压。DC电压被施加到逆变器114，该逆变器为与之连接的负载20生成AC电压。代用电源——例如电池116——可被连接到中间的DC环节，以便当AC电源10发生故障时向逆变器114供电。如果UPS 110发生故障或者为了维护而被卸下，高速固态静态开关120可以用于在电源10与到负载20的能量之间提供旁路通路，高速固态静态开关120如图所示，可包括反并联连接的可控硅整流器(SCR)或提供类似开关能力的其他固态电路。静态开关120的高速特性使负载20能以很小的中断或无中断地被切换到主电源10。在某些应用中，静态开关120可以与UPS 110相集成，而在其他应用中，静态开关120可以是分立的装置。如图所示，可以提供诸如开关、继电器或断路器的低速开关装置130供静态开关120的旁路之用。还可提供用于隔离和/或电路保护的其他开关/断路器118。静态开关也可以用于提供两个或两个以上UPS之间的负载切换。参照图2，这里的第一UPS110a示为包括旁路静态开关和其他隔离/电路保护装置，第一UPS 110a可连接到第一电源10a并且通过第一静态切换开关(STS)210a的静态开关212可开关地连接到第一负载20a以及通过第二STS 210b的静态开关212可开关地连接到第二负载20b。同样，第二UPS110b可连接到第二电源10b并且通过第一STS 210a的静态开关212可开关地连接到第一负载20a以及通过第二STS 210b的静态开关212可开关地连接到第二负载20b。可以在UPS 110a和110b的输出之间提供开关/断路器220。STS210a和210b能在第一和第二UPS 110a和110b之间切换负载20a和20b，这种切换通过在它们之间进行有选择的连接来实现。特别地，在给定的时刻，每个STS 210a、210b中的一个静态开关212被激活，以便为负载20a、20b之一供电，而其他的静态开关212将上述同一负载与另一电源隔离。STS 210a、210b中的每一个可以通过基本上同时地关断正在运行的静态开关并开通停用的静态开关来以不间断的方式切换负载。STS 210a和210b被典型地创建为集成单元，该单元包括对施加到负载20a、20b的电压进行监控并作为响应地对静态开关212进行控制的电子电路。可以理解的是，虽然图2示出了双STS 210a和210b，但在互连了两个以上UPS(或其他电源)的应用场合中可使用具有两个以上静态开关212的STS。传统的系统中也已通过使用单个静态切换开关提供了相对较不复杂的负载切换能力，该静态切换开关连接在两个UPS输出(或其他电源)之间且随一个或两个输出上的电压作出响应地运行。
技术实现思路
本专利技术的某些实施例中，电源设备包括不间断电源(UPS)，该UPS具有配置为连接到第一电源的输入和配置为连接到负载的输出。该设备还包括配置为提供从第一电源到负载的可开关的旁路通路的第一静态开关。该设备还包括第二静态开关以及控制器电路，该第二静态开关为可控制的、以便在负载和第二电源之间提供可开关的通路，该控制器电路配置为对第一和第二静态开关协调地进行控制以便将负载切换到第二电源。控制器电路可以有效地将负载从第一状态(处于第一状态中的负载通过第一静态开关从第一电源接收能量)转换为第二状态(处于第二状态中的负载从第二电源接收能量、同时与第一电源隔离)。特别地，控制器电路可以配置为协调地断开第一静态开关并闭合第二静态开关以便将负载从第一状态转换到第二状态。在进一步的实施例中，该UPS为第一UPS，其具有配置为连接到第一负载的输出；该设备还包括第二UPS，该UPS具有配置为连接到第二电源的输入以及配置为连接到第二负载的输出；该设备还包括第三静态开关，该开关为可控的，以便在第二电源和第二负载之间提供可开关的旁路通路。控制器电路进一步配置为对第一和第二静态开关进行控制以便将第一负载从第一状态转换为第二状态，其中，处于第二状态中的第一负载通过第二UPS和/或第三静态开关从第二电源接收能量、同时与第一电源隔离。控制器电路可以进一步配置为对第二和第三静态开关协调地进行控制以便将第二负载切换到第一电源。根据某些实施例，控制器电路包括配置为响应第一控制信号对第一静态开关进行操作的第一静态开关控制器电路以及配置为响应第二控制信号对第二静态开关进行操作的第二静态开关控制器电路。第三静态开关控制器电路配置为生成第一和第二控制信号。第一静态开关控制器电路和/或第二静态开关控制器电路可以包括配置为从数据通信总线接收信息的通信接口，且第一控制信号和/或第二控制信号可以包括通过数据通信总线所传达的信息。在某些实施例中，第一静态开关控制器电路和/或第二静态开关控制器电路可以与公共装置(common assembly)中的负载切换控制器电路相集成。在进一步的实施例中，UPS、第一静态开关和第一静态开关控制器电路被集成在一个公共装置中。本专利技术另外的实施例中，提供了一种用于控制电源系统中的负载切换的设备，该设备包括不间断电源(UPS)、第一静态开关以及第二静态开关，该UPS具有配置为连接到第一电源的输入和配置为连接到负载的输出，该第一静态开关为可控制的、以便在第一电源和负载之间提供可开关的旁路通路，该第二静态开关为可控制的、以便在负载和第二电源之间提供可开关的通路。该设备包括静态开关控制器电路，该静态开关控制器电路配置为对第一和第二静态开关协调地进行控制以便将连接到UPS输出的负载切换到第二电源。在本专利技术的某些实施例中，提供了用于操作电源设备的方法，该设备包括不间断电源(UPS)、第一静态开关以及第二静态开关，该UPS具有配置为连接到第一电源的输入和配置为连接到负载的输出，该第一静态开关为可控制的、以便在第一电源和负载之间提供可开关的旁路通路，该第二静态开关为可控制的、以便在负载和第二电源之间提供可开关的通路。该方法包括对第一和第二静态开关协调地进行控制以便将负载切换到第二电源。对第一和第二静态开关协调地进行控制以便将负载切换到第二电源可包括对第一和第二静态开关进行控制以便将负载从第一状态(处于第一状态中的负载通过第一静态开关从第一电源接收能量)转换到第二状态(处于第二状态中的负载从第二电源接收能量、同时与第一电源隔离)。对第一和第二静态开关进行控制以将负载从第一状态(处于第一状态中的负载通过第一静态开关从第一电源接收能量)转换到第二状态(处于第二状态中的负载从第二电源接收能量、同时与第一电源隔离)可包括协调地断开第一静态开关并闭合第二静态开关以便将负载从第一状态转换到第二状态。在进一步的实施例中，UPS包括第一UPS，所述第一UPS具有配置为连接到第一负载的输出，且电源系统还包括第二UPS和第三静态开关，所述第二UPS具有配置为连接到第二电源的输入和配置为连接到第二负载的输出，所述第三静态开关为可控制的、以便在第二电源和第二负载之间地提供可开关的旁路通路。对第一和第二静态开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源设备，该设备包括：不间断电源ＵＰＳ（３１０），其具有配置为连接到第一电源的输入以及配置为连接到负载的输出；第一静态开关（３２０），其配置为从所述第一电源到所述负载提供可开关的旁路通路；第二静态开关（３３０），其为可控制的、以便在所述负载和第二电源之间提供可开关的通路；以及控制器电路（３４０），其配置为对所述第一静态开关和所述第二静态开关协调地进行控制以便将所述负载切换到所述第二电源。

【技术特征摘要】
US 2005-4-8 11/101,9801.一种电源设备，该设备包括不间断电源UPS(310)，其具有配置为连接到第一电源的输入以及配置为连接到负载的输出；第一静态开关(320)，其配置为从所述第一电源到所述负载提供可开关的旁路通路；第二静态开关(330)，其为可控制的、以便在所述负载和第二电源之间提供可开关的通路；以及控制器电路(340)，其配置为对所述第一静态开关和所述第二静态开关协调地进行控制以便将所述负载切换到所述第二电源。2.根据权利要求1的设备，其中，所述控制器电路有效地将所述负载从第一状态转换到第二状态，其中，处于所述第一状态中的所述负载通过所述第一静态开关从所述第一电源接收能量，处于所述第二状态中的所述负载从所述第二电源接收能量、同时与所述第一电源隔离。3.根据权利要求2的设备，其中，所述控制器电路配置为协调地断开所述第一静态开关并闭合所述第二静态开关以便将所述负载从所述第一状态转换到所述第二状态。4.根据权利要求2的设备，其中，所述UPS包括第一UPS，所述第一UPS具有配置为连接到第一负载的输出，且该设备还包括第二UPS和第三静态开关，所述第二UPS具有配置为连接到所述第二电源的输入以及配置为连接到第二负载的输出，所述第三静态开关为可控的、以便在所述第二电源和所述第二负载之间提供可开关的旁路通路，且其中，所述控制器电路进一步配置为对所述第一静态开关和所述第二静态开关进行控制以便将所述第一负载从所述第一状态转换到所述第二状态，且处于所述第二状态中的所述第一负载通过所述第二UPS和/或所述第三静态开关从所述第二电源接收能量、同时与所述第一电源隔离。5.根据权利要求4的设备，其中，所述控制器电路进一步配置为对所述第二静态开关和所述第三静态开关协调地进行控制以便将所述第二负载切换到所述第一电源。6.根据权利要求1的设备，其中，所述控制器电路对电压做出响应地对所述第一静态开关和所述第二静态开关协调进行控制。7.根据权利要求1的设备，其中，所述控制器电路包括第一静态开关控制器电路，其配置为对第一控制信号做出响应地操作所述第一静态开关；第二静态开关控制器电路，其配置为对第二控制信号做出响应地操作所述第二静态开关；以及负载切换控制器电路，其配置为生成所述第一控制信号和所述第二控制信号。8.根据权利要求7的设备，其中，所述第一静态开关控制器电路和/或所述第二静态开关控制器电路包括配置为从数字通信总线接收信息的通信接口，且其中，所述第一控制信号和/或所述第二控制信号包括通过所述数字通信总线传递的信息。9.根据权利要求8的设备，其中，所述通信总线包括控制器区域网总线即CAN总线。10.根据权利要求7的设备，其中，所述第一静态开关控制器电路和/或所述第二静态开关控制器电路与公共装置中的所述负载切换控制器电路相集成。11.根据权利要求7的设备，其中，所述UPS、所述第一静态开关和所述第一静态开关控制器电路被集成在公共装置中。12.根据权利要求1的设备，其中，所述UPS包括多个并联连接的UPS。13.一种用于控制电源系统中的负载切换的设备，该电源系统包括不间断电源UPS、第一静态开关、第二静态开关，所述不间断电源UPS具有配置为连接到第一电源的输入以及配置为连接到负载的输出，所述第一静态开关为可控的、以便在所述第一电源和所述负载之间提供可开关的旁路通路，所述第二静态开关为可控的、以便在所述负载和第二电源之间提供可开关的通路，该设备包括控制器电路(340)，其配置为对所述第一静态开关和所述第二静态开关协调地进行控制以便将连接到所述UPS的所述输出的所述负载切换到所述第二电源。14.根据权利要求13的设备，其中，所述控制器电路有效地将所述负载从第一状态转换到第二状态，处于所述第一状态中的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：DR埃德兰，AL曼达里诺，
申请(专利权)人：伊顿动力品质公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]