供电装置（１）具有：第一输入端，连接到第一电源；至少一个第二输入端，连接到至少一个第二电源；及输出端，连接到负载。装置（１）包括：至少两个并联的反相器模块（１１、１２、１３），由至少一个第二输入端供电；及静态开关（３０），将连接从第一电源转接到负载。每个反相器模块（１１、１２、１３）包括内部开关（１１ａ、１２ａ、１３ａ），用于将连接从各自反相器模块（１１、１２、１３）转接到负载。这种结构允许将临界负载直接连接到反相器组（１０），从而排除所有反相器模块的共用静态开关处易发生单点故障的问题。通过提供附加反相器模块，整个系统的冗余度容易建立或增加。提出的结构保证了故障防护维护过程，因为对于静态开关的维护不需要手动旁路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种供电装置(arrangement)，它具有用于连接到第一电源的第一输入端、用于连接到至少一个第二电源的至少一个第二输入端以及用于连接到负载的输出端，该装置包括由所述至少一个第二输入端供电的至少两个并联的反相器模块以及用于将连接从所述第一电源转接到所述负载的静态开关。本专利技术还涉及包括这种供电装置的不间断模块化供电系统，以及用于这种供电装置的反相器模块。
技术介绍
不间断供电电源(UPS)已广泛使用。它们在标准电源(例如AC市电电源(mains))和敏感负载(计算机系统、保密装置、仪器仪表等)之间提供了一个接口。不间断供电电源包括一个备用电源，通常是DC电源(例如，带有备用电池的整流器)。反相器用于通过重组调节的和连续的正弦波输出而从DC输入电流中产生AC输出电流。常见的反相器包括DC/AC变换器、调节系统和输出滤波器。通常，至少两个并联的反相器用于在标准电源有故障的情况下将DC输入转换为由临界负载可用的AC输出。提供多个反相器不仅允许有更高的负载，而且还可提供一定的冗余度，这样如果一个反相器模块有故障，则其它单元就可承担其工作，而保证不间断供电。还已知的是，反相器包含在反相器模块中，这样如有故障可以很容易更换，或者，如果负载增加，或如果需要有更高的冗余度，则也可容易地添加另外的模块。在所谓的离线拓扑中，主(标准)电源(例如AC市电电源)以及反相器组(由多个反相器模块组成)都连接到静态开关的输入端。开关的输出端连接到要由供电装置供电的临界负载。静态开关(或静态旁路开关)是一个电力电子器件，其允许通过采用适当的电子开关器件(代替缓慢的机械零件)进行超快速切换。正常使用时，静态开关处在负载直接连接到主电源的位置(离线模式)。一检测到电源故障(即标准电源出故障)，静态开关就转接到备用电源(在线模式)。由于这种超快速的开关器件，电源的这种变化就可以不间断地对临界负载供电。在这些现有的模块化反相器结构中，临界负载总是通过静态开关连接到能量源，不论是离线还是在线模式。所以，如果静态开关出故障，则临界负载的供电中断。静态开关易于发生单点故障，构成了已知结构的重大缺点。这种单点故障可由许多原因引起，例如微控制器复位、微控制器的石英钟电路或微控制器本身的故障、电路中可使辅助电源短路的故障、辅助电源故障或许多其它原因。此外，静态开关还需要冷却系统，或基于对流冷却，或采用冗余风扇。原则上，通过建造具有全冗余的静态开关就可避免这些缺点。但这会导致对装置成本的重大冲击。而且，即使用了具有全冗余的静态开关，但还有一个缺点，就是如果要执行维护过程，则静态开关必须通过使用手动旁路来更换。手动旁路开关允许通过直接连接到标准电源来向负载供电。如果这种更换被维护人员进行得不正确，则临界负载的供电就会中断，即，系统的可靠性取决于维护指令和人的技术水平和注意力。这就需要有复杂而冗长的规定的维护过程，以便减少故障的风险。但是，人为差错绝不能完全避免，所以对已知系统的可靠性始终构成威胁。
技术实现思路
本专利技术的目的是创建一种关于前述
的供电装置，其是可靠且成本合算的。本专利技术的解决方案由权利要求1的特征指定。按照本专利技术，每个所述反相器模块包括一个内部开关，用于将连接从各自的反相器模块转接到所述负载。所以，每个反相器模块有一个输入端用于连接第二电源，以及一个输出端用于连接负载，并包括反相器电路和一个内部开关，该开关用于将连接从所述输入端转接到所述输出端。由此，按照本专利技术，一般常驻在静态开关内分别用于将连接转接到第一和第二电源的两个开关器件分处于不同位置。连接到第一(标准)能量源的开关仍留在静态开关内。连接到反相器组的开关被移动，并被分布到反相器模块中。在静态开关中，这个开关器件已不再需要。这种结构可以将临界负载直接连接到反相器系统，特别是连接到冗余反相器系统，这是一种非常可靠的能量源。如果需要n个模块为负载供电，则在冗余系统中至少配有n+1个反相器模块。在可靠能量源和临界负载之间不再有任何临界元件。因此，静态开关的单点故障就不再是关键事件。所以，就不需要昂贵的全冗余静态开关。相反，将所有系统相关冗余都集成到模块化反相器模块中。通过提供附加的反相器模块，就可容易地增加整个系统的冗余。而且，所提出的结构保证了故障防护维护过程，因为不需要手动旁路作静态开关的维护。但如果需要，则静态开关的手动旁路依然可与这个提出的结构一起使用。多个反相器模块可以由单一备用电源供电，或者可以有多个备用电源，其中每一个连接到单个反相器模块或模块组。优选的是，每个所述反相器模块的输出端始终连接到所述输出端，以便连接到负载。这样，就可避免在反相器组和临界负载之间有附加元件，例如其它的开关器件。通过这种永久的连接，每个反相器模块始终能获得有关该负载目前是否被供电的信息。对反相器模块进行控制，以使只要负载由所述第一电源供电，每个模块的内部开关就打开。一旦在负载上检测到电源故障，模块的内部开关就闭合，以便由所述第二(备用)电源向负载供电。布置在反相器模块中的多个独立快速开关的工作，保证了供电装置的冗余度和由此的可靠工作。最好，每个所述反相器模块包括检测电路，该电路连接到反相器模块的输出端，用于检测负载上的电源故障。如果模块的输出端始终连接在负载上，如上述，则它们总可检测负载上的电源故障，并确保各个模块立即转接到在线模式。如果至少配有一个冗余反相器模块，则反相器模块的故障就不会导致系统的故障，因为这个附加的并联反相器模块承担了故障模块的工作，并确保了装置的继续工作。在每个模块中提供检测电路确保了装置中这个关键元件的冗余度，其方式和对反相器和开关器件所作的相同。备选地，将一个检测电路或几个检测电路布置在反相器模块之外，例如布置在静态开关之内，并且所有模块分别由这个电路或这些电路控制。例如，如果有大量的反相器模块，则可将它们分成组，其中每个组连接到单独的、优选是模块化的检测装置。检测电路连接到装置的输出端以便连接到负载，连接到装置的第一输入端以便连接到标准电源，或直接连接到负载的电源输入端。有利的是，反相器模块的内部开关连接在反相器电路和反相器模块的输出端之间。如果反相器模块包括检测电路，该检测电路也连接到模块的输出端，则这保证了短的反应时间，并允许更简单的结构。通常，装置的第一输入端适于连接到AC电源(例如常用的230V50Hz、120V 60Hz或其它标准市电电源系统)，而至少一个第二输入端适于连接到DC电源。有许多可以用的DC电源它们可包括由AC电源或独立发电机例如太阳能转换器或风力发电机充电的存储元件，例如电池、电容器、飞轮等。备选地，DC电源可包括能够连续产生电力的发电机，例如燃料电池。必要时，采用整流器以从AC电源产生DC输出电流。如果将多个DC电源连接到单个反相器模块或反相器模块组，则附加的冗余可以提高系统的可靠性。装置的模块化可以容易地适应有关可靠性、输出电流稳定性、所需最大负载以及可用电源等方面的不同需要。和这种DC电源一起，该供电装置就构成了高可靠性的模块化不间断供电系统。模块化结构确保易于维护和升级。供电系统通常还包括例如用于冲击电压保护、装置监控、提供误差消息等的其它组件。其它优选实施例和特性组合可从以下详细说明和整个权利要求中得出。附图说本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种供电装置（１），具有：第一输入端（４０），用于连接到第一电源；至少一个第二输入端（２０），用于连接到至少一个第二电源；以及输出端（５０），用于连接到负载，所述装置（１）包括：至少两个并联的反相器模块（１１、１２、１３），它们由所述至少一个第二输入端（２０）供电；以及静态开关（３０），用于将连接从所述第一电源转接到所述负载，其特征在于：每个所述反相器模块（１１、１２、１３）包括内部开关（１１ａ、１２ａ、１３ａ），所述内部开关用于将连接从各自的反相器模块（１１、１２、１３）转接到所述负载。
【技术特征摘要】
EP 2005-4-12 05405288.11.一种供电装置(1)，具有第一输入端(40)，用于连接到第一电源；至少一个第二输入端(20)，用于连接到至少一个第二电源；以及输出端(50)，用于连接到负载，所述装置(1)包括至少两个并联的反相器模块(11、12、13)，它们由所述至少一个第二输入端(20)供电；以及静态开关(30)，用于将连接从所述第一电源转接到所述负载，其特征在于每个所述反相器模块(11、12、13)包括内部开关(11a、12a、13a)，所述内部开关用于将连接从各自的反相器模块(11、12、13)转接到所述负载。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于每个所述反相器模块(11、12、13)的输出端始终连接到所述输出端(50)，以便连接到所述负载。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于控制所述反相器模块(11、12、13)，以使只要所述负载由所述第一电源供电，每个所述反相器模块(11、12、13)的所述内部开关(11a、12a、13a)就打开，并且在所述负载处一检测到电源故障，所述内部开关(11a、12a、13a)就闭合。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于每个所述反相器模块(11、12、13)包括检测电路(11...
【专利技术属性】
技术研发人员：HP格劳泽尔，
申请(专利权)人：DET国际控股有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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