用于一种异步骤静态转换的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用来转换在两个或多个异步电源之间的负载的方法。当在该负载中的瞬时磁通量等于由第二电源所产生的磁通量时，该方法接通第二电源。通过与第二电源被接通时确保负载通量持续不变，从而避免了由于电流通量偏引起深度涌入电流，在第二方面，本发明专利技术提供了一种用来转换在两个或多个异步电源之间的负载的装置。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用来对安置在两个异步交流电源之间的电负载进行转换的方法和装置。本专利技术寻求在初级电源和另一个电源之间的转换的应用。在某些应用中，为了维修的目的而可能必须要在两个电源之间进行转换，而在另外一些场合，万一初级电源出现故障时，则另一个电源可以作为一个备电源来使用。在转换期间，必须要对电源断开和接通时所产生的瞬变过程进行处理。特别突出的问题是这些负载包含有磁路，诸如由马达和变压器所引起的瞬变现象可使得电流急剧上升。通常的静态开关是这样来克服这个问题的，即审慎的延长其电源中断时间，以便在连接另一个电源之前，使得该瞬变现象产生的影响被衰减。这虽然有减轻电流剧增现象的作用，但在将该电源转换到例如电子计算机这类敏感装置时就不能令人满意了。当这类敏感装置在连续操作时，仅能容许很短的电源中断时间。根据第一方面，本专利技术提供了一种用来在第一和第二异步电源之间转换负载的方法。当在有源信号的各自的半个周期内启动时，每个电源至少具有一根由两个被设置为导通的转换器件连接到该负载的有源导线。该方法包括有如下步骤截止第一电源的转换器件;监控第一和第二电源的转换器件的转换状态;监控该负载电压;监控第二电源电压;摸拟该负载内的瞬时磁通量;摸拟由第二电源产生的磁通量;和当该负载内的瞬时磁通量等于由第二电源所产生的瞬时磁通量、第二电源的电压和输出电压使得被启动的转换器件将导通、和在该被启动的转换器件和第一电源的转换器件之间不存在有短路回路时，启动该第二电源的转换器件中的一个转换器件。不论该负载的电抗特征如何(可能变化值得考虑)，仍保持通量和电压之间的基本关系;通常正比于电压的时间积分。这是摸拟步骤中去摸拟一磁通量的依据。由于直流电源通量偏置而阻止了电流的剧增，从而确保了在第二电源被接通时该负载通量连续不变。因为在一交流电源中的每个电源周期中，该通量两次达到相同的瞬时值，因而在每个周期中存在有二个接通的可能，并且在该电源的单一周期内可保证其接通。对于通常的50Hz电源来说，可在20毫秒内接通，甚至当该负载是高电感时也是可以达到的。对于大多数具有转换方式电源在100%至200%的安全系数范围内用一个转换时间工作的计算机装置来说，这个时间等级对其电源转换也绰绰有余。在第二方面，本专利技术提供了一种用来转换在第一和第二异步电源之间的一个负载的装置。当在各自的有源信号的一半周期内启动时，每个电源至少有一根通过两个被设置为导通的转换器件与该负载相连的有源线。该装置包括有用来截止该第一电源的转换器件的装置;用来监控该第一和第二电源的转换器件的被转换状态的装置;用来监控该负载电压的装置;用来监控该第二电源的电压的装置;用来摸拟在该负载内的瞬时磁通量的装置;用来摸拟由第二电源产生的磁通量的装置;和当在该负载内的瞬时磁通量等于由第二电源产生的瞬时磁通量、在被启动器件和第一电源的转换器件之间不存在短路回路、以及第二电源电压和输出电压使启动转换器件将导通时，去启动该第二电源的传换器件中的一个转换器件的逻辑装置。该转换器件最好是功率晶体管。为了转换任意大小的电流，首选器件是常用的可控硅。然而，其它的诸如TRIACS、闸门电路断开可控硅(GTO)、绝缘栅双极晶体管(IGBTS)或任何其它系列的器件均可使用。对于每根导线来说，这些器件可以背对背地一对一对安置。在任何一对中的两个器件在各自的正半周和负半周内导通。这些器件可由驱动它们的第三电极来启动或者截止，这样若不驱动它们的第三端它们就不会随升高的输入电压而被接通。因为磁通量正比于电压的时间积分，所以可由电子积分器来作为摸拟该瞬时通量的装置。该逻辑装置可由逻辑电路或数字电路来构成，另一方面它还可由一微处理系统来提供。还应了解的是，本专利技术可以实现从第一电源到第二电源的转换，反之也可实现从第二电源到第一电源的转换。本专利技术可应用于在单相，两相，三相或多相电源之间的转换，并且本专利技术还转换包括中线的所有电源线。当使用多相时，必须提供一对用于每相的导线及中线的转换器的导线。现在，仅用参照附图的例子的方式来说明本专利技术，附图示出了本专利技术的一个实施例的功能块图。该实施例示出了用于对两个具有通用中性线的单相电源进行的转换。第一电源具有一有源线A1和一中性线N1。第二电源具有一有源线A2和一中性线N2。与负载相连接的输出端也具有一有源线A′和一中性线N′。当可控硅1、2、3和4由它们各自的锁存器5、6、7和8启动时，则可控硅导通。一个锁存器的真值表如下 当D输入为低时则输出立即为低，且当D输入为高时，在下一个时钟脉冲到达之后，该输出为高。锁存器5和6的D输入端与输入端RQ1相连，和锁存器7和8的D输入端通过一反相器34与输入端RQ1相连。在这种连接方式中，可控硅对1和2与可控硅对3和4不可能在相同时间被启动。当可控硅1和2被启动时，它们在有源线A1上的第一电源信号的各自半周里导通。可控硅1在正半周导通，产生输出A1+。在正半周期里可控硅2不导通。在负半周里一旦可控硅1截止，则可控硅2导通。在负半周期间，可控硅2通过负半周A1-，在这种方式中，在有源线A1上的电源信号的两个半周被提供给输出端或负载端A′。如果用户由于任何原因而决定从第一电源转换到第二电源，例如，第一电源降到了可容许值之外。在输入端RQ1上的信号改变状态，使得锁存器5和6的D输入端和Q输出端均为低。由于锁存器5和6的Q输出端为低，则可控硅1和2截止。如果这种情况发生在第一电源的正半周期间，那么流经可控硅1的电流将减小直到该可控硅完全截止。当半周开始时，可控硅2不能导通，并且下一个正半周可控硅1将不导通。该导通可控硅的精确的断开时间是不可予料的，但这对电路的工作并不重要。当输入端RQ1改变状态时，锁存器7和8的D输入端为高。由于一旦下一个时钟脉冲到达锁存器7和8的Q输出端为高，则可控硅2和4被使能。到达两个锁存器的时钟脉冲是单独得到的，并且当三个条件均同时满足时，可控硅3和4中的一个将由到达各自的锁存器的一个时钟脉冲触发而接通。锁存器5、6、7和8中的任何一个的时钟输入端与相应的“与”门9、10、11和12的输出端相连。每个“与”门具有三个输入端，为了给它们各自的锁存器的时钟输入端提供一个高输出，每个输入信号必须是高。对于一个“与”门触发一个可控硅的首要条件是确定另外电源的可控硅断开和不导通，或者如果导通，则将在导致由所被触发的可控硅来获取电流的方位上导通该“与”门9，10，11和12的每一个与其相应的“或”门21，25，29和33相连接，并且与它们各自的比较器19和20，23和24，27和28以及31和32相连接，以便去检验这个状态，每个比较器具有两个输入端并且提供如下表给出的比较 对于一个“与”门去触发一个可控硅的第二个必要条件是可控硅处于选择该负载的位置。换句话说，为了使一个可控硅被安置去通过正半周，该电源电压必须要高于该端电压;和为了使一个可控硅被安置去通过负半周，该电源电压必须要低于该输出端压电。“与”门9、10，11和12的第二输入端被连接到各自的比较器18，22，26和30，以便对这个状态进行检验。 对于一个“与”门去触发一个可控硅的第三个必要条件是在该器件的每一边的磁通量相等。换句话说，在该负载中对于器件3和4磁通量必须等值于由第二电源A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来在第一和第二异步电源之间转换负载的方法，当电源在该有源信号的各自半个周期内启动时，每个电源至少具有一个由两个设置为导通的转换器件连接到该负载的有源导线；该方法包括有如下步骤：截止第一电源的转换器件；监控第一和第二电源的转换器件的转换状态；监控负载电压；监控第二电源电压；摸拟该负载内的瞬时磁通量；摸拟由第二电源产生的磁通量；和当在该负载内的瞬时通量等于由第二电源产生的瞬时磁通量、第二电源的电压和输出电压使被启动的转换器件导通、以及在被启动的转换器件和第一电源的转换器件之间不存在有短路时，启动第二电源的转换器件中的一个转换器件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】AU 1992-7-3 PL33261.一种用来在第一和第二异步电源之间转换负载的方法，当电源在该有源信号的各自半个周期内启动时，每个电源至少具有一个由两个设置为导通的转换器件连接到该负载的有源导线；该方法包括有如下步骤截止第一电源的转换器件；监控第一和第二电源的转换器件的转换状态；监控负载电压；监控第二电源电压；摸拟该负载内的瞬时磁通量；摸拟由第二电源产生的磁通量；和当在该负载内的瞬时通量等于由第二电源产生的瞬时磁通量、第二电源的电压和输出电压使被启动的转换器件导通、以及在被启动的转换器件和第一电源的转换器件之间不存在有短路时，启动第二电源的转换器件中的一个转换器件。2.根据权利要求1所述的转换方法，其中该磁通量是相对于时间电压积分而摸拟的。3.一种用来在第一和第二异步电源之间转换负载的装置，当在该有源信号的各自半周期启动时，每个电源至少具有一根通过两个被安置为导通的转换器与该负载相连接的有源导线;该装置包括用来截止第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：R科林，
申请(专利权)人：电力线系统有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]