多输入功率供应器和控制方法技术

一种双输入功率转换系统，包括：第一初级侧功率网络，其包括第一保持电容器，其中第一初级侧功率网络具有被配置为联接到第一功率源的输入端和联接到变压器的输出端；第二初级侧功率网络，其包括第二保持电容器，其中第二初级侧功率网络具有被配置为联接到第二功率源的输入端和联接到变压器的输出端；以及次级侧功率网络，其具有联接到变压器的次级侧的输入端和联接到负载的输出端，其中第一初级侧功率网络和第二初级侧功率网络被配置为使得第一保持电容器和第二保持电容器中的一个保持电容器两端的电压由从次级侧反映到对应的初级侧的电压维持。级侧的电压维持。级侧的电压维持。

【技术实现步骤摘要】
多输入功率供应器和控制方法


[0001]本专利技术涉及多输入功率供应器和控制方法，并且在特定实施例中，涉及用于为信息技术(IT)功率应用有效地供应功率的双输入功率供应器。

技术介绍

[0002]随着技术的进一步发展，各种基于互联网的信息处理服务(诸如媒体流、云计算等)已经变得流行。基于互联网的信息处理服务需要通过网络共享信息。通过网络的信息共享需要多个数据中心来收集、存储、处理和分发在信息处理服务中使用的大量数据。
[0003]数据中心是被配置为容纳大量计算机服务器和相关联的部件的设施(例如，一个建筑物)。大量计算机服务器被配置为处理和响应来自通过互联网连接到数据中心的各个用户的信息服务请求(例如，多媒体流)。
[0004]数据中心功率是设计和操作高效且可靠的数据中心的基本要素。大多数数据中心从电网获得它们的主要电力。为确保数据中心始终以平滑且可靠的方式操作，采用冗余或备用功率供应器来提供清洁、不中断电力的稳定供应。例如，数据中心可以通过两个独立的功率路径(例如，两个独立的变电站)连接到电网。此外，至少一个燃料发电机连接到数据中心。燃料发电机用作备用功率供应器。一旦来自电网的功率中断，燃料发电机就激活以向数据中心供应电功率。由于燃料发电机的启动时间长，燃料发电机递送全功率存在时间延迟。为了保持数据中心持续且不中断地操作，至少一个不中断功率供应器(UPS)连接到数据中心。UPS包括电池，其可以在电网功率丢失后提供瞬时功率。
[0005]为了实现可靠的IT功率，具有冗余功率供应器(例如，双功率供应器)的IT装备是可靠操作关键负载的常见做法。例如，数据中心的功率转换系统联接在功率源(例如，来自电网的AC功率)和负载(例如，数据中心中的服务器)之间。功率源可以实施为两个功率供应器。第一功率供应器连接到第一AC功率源。第二功率供应器连接到第二AC功率源。这两个AC功率源彼此独立。该功率转换系统提供从两个AC功率源到负载(例如服务器)的两个功率递送路径。因此，功率转换系统能够实现输入冗余。可以采用开关来选择使用哪个功率递送路径来将功率从AC功率源递送到负载。该开关可以实施为高压开关，其触点在油中断开和闭合。替代地，开关可以实施为机械继电器。
[0006]在操作中，如果一个AC功率源中断，则开关能够将功率递送从故障的功率递送路径切换到另一递送路径。上述两种最常见的开关是机械开关。机械开关无法实现快速切换。因此，功率转换系统必须有大的保持电容器，使得在发生故障时能够持续维持功率。将期望具有可靠、经济高效且使用寿命长的功率转换系统，以便在各种操作条件下持续向数据中心供应功率。

技术实现思路

[0007]这些和其他问题通常通过提供多输入功率供应器和控制方法的本公开的优选实施例来解决或规避，并且通常实现技术优势。
[0008]根据一个实施例，一种功率转换系统包括：第一初级侧功率网络，其包括第一保持电容器，其中第一初级侧功率网络具有被配置为联接到第一功率源的输入端、以及联接到变压器的输出端；第二初级侧功率网络，其包括第二保持电容器，其中第二初级侧功率网络具有被配置为联接到第二功率源的输入端、以及联接到变压器的输出端；以及次级侧功率网络，其具有联接到变压器的次级侧的输入端、以及联接到负载的输出端，其中第一初级侧功率网络和第二初级侧功率网络被配置为使得第一保持电容器和第二保持电容器中的一个保持电容器两端的电压由从次级侧反映到对应的初级侧的电压来维持。
[0009]根据另一实施例，一种方法包括：提供双输入功率转换系统，其具有分别联接到第一AC功率源和第二AC功率源的两个输入端，其中双输入功率转换系统包括：第一初级侧功率网络，其包括联接在第一AC功率源和变压器的第一初级绕组之间的第一功率转换器、第一保持电容器和第一初级开关；第二初级侧功率网络，其包括联接在第二AC功率源和变压器的第二初级绕组之间的第二功率转换器、第二保持电容器和第二初级开关；以及次级侧功率网络，其联接在变压器的次级侧和负载之间；检测第一AC功率源和第二AC功率源是否都可用；以及响应于两个可用AC功率源，禁用第一功率转换器和第二功率转换器中的一个，并且将第一初级开关和第二初级开关配置为以同步方式操作，使得第一保持电容器和第二保持电容器中的一个保持电容器两端的电压由从次级侧反映到对应的初级侧的电压来维持。
[0010]前面已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下公开的详细描述。下文将描述本公开的附加特征和优点，其形成本公开权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等效结构不脱离所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围。
附图说明
[0011]为了更完整地理解本公开及其优点，现结合附图参考以下描述，其中：
[0012]图1图示了根据本公开的各种实施例的双输入功率转换系统的框图；
[0013]图2图示了根据本公开的各种实施例的图1所示的双输入功率转换系统的第一实施方式的示意图；
[0014]图3图示了根据本公开的各种实施例的图1所示的双输入功率转换系统的第二实施方式的示意图；
[0015]图4图示了根据本公开的各种实施例的图1所示的双输入功率转换系统的第三实施方式的示意图；
[0016]图5图示了根据本公开的各种实施例的图1所示的双输入功率转换系统的第四实施方式的示意图；
[0017]图6图示了根据本公开的各种实施例的图1所示的双输入功率转换系统的第五实施方式的示意图；
[0018]图7图示了根据本公开的各种实施例的图1所示的双输入功率转换系统的第六实施方式的示意图；
[0019]图8图示了根据本公开的各种实施例的图1所示的双输入功率转换系统的第七实
施方式的示意图；
[0020]图9图示了根据本公开的各种实施例的控制图1所示的双输入功率转换系统的流程图；并且
[0021]图10图示了根据本公开的各种实施例的多输入功率转换系统的框图。
[0022]除非另有说明，否则不同附图中的对应的数字和符号通常指对应的部分。这些图被绘制以清楚地图示各种实施例的相关方面并且不一定按比例绘制。
具体实施例
[0023]下面详细讨论当前优选实施例的制作和使用。然而，应该理解的是，本公开提供了可以体现在各种各样的特定上下文中的许多可应用的专利技术概念。所讨论的具体实施例仅用于说明制作和使用本公开的具体方式，并不限制本公开的范围。
[0024]将针对特定上下文中的优选实施例(即双输入功率转换系统和控制方法)来描述本公开。然而，本公开也可以应用于各种功率转换系统。在下文中，将参照附图详细解释各种实施例。
[0025]图1图示了根据本公开的各种实施例的双输入功率转换系统的框图。双输入功率转换系统100包括第一初级侧功率网络110、第二初级侧功率网络120、磁性耦合装置130和次级侧功率网络140本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率转换系统，其包括：第一初级侧功率网络，其包括第一保持电容器，其中所述第一初级侧功率网络具有被配置为联接到第一功率源的输入端、以及联接到变压器的输出端；第二初级侧功率网络，其包括第二保持电容器，其中所述第二初级侧功率网络具有被配置为联接到第二功率源的输入端、以及联接到所述变压器的输出端；以及次级侧功率网络，其具有联接到所述变压器的次级侧的输入端、以及联接到负载的输出端，其中所述第一初级侧功率网络和所述第二初级侧功率网络被配置为使得所述第一保持电容器和所述第二保持电容器中的一个保持电容器两端的电压由从所述次级侧反映到对应的初级侧的电压维持。2.根据权利要求1所述的功率转换系统，其中：所述第一功率源为第一AC功率源；所述第二功率源为第二AC功率源；所述第一初级侧功率网络包括第一升压转换器和第一正激转换器的初级侧电路；并且所述第二初级侧功率网络包括第二升压转换器和第二正激转换器的初级侧电路。3.根据权利要求2所述的功率转换系统，其中：所述第一升压转换器包括第一磁性元件、第一开关和第一二极管，并且其中：所述第一磁性元件的第一端子联接到所述第一初级侧功率网络的第一输入端；所述第一磁性元件的第二端子联接到所述第一二极管的阳极；所述第一开关联接在所述第一磁性元件及所述第一二极管的公共节点与所述第一初级侧功率网络的第二输入端之间；并且所述第一保持电容器联接在所述第一二极管的阴极与所述第一初级侧功率网络的所述第二输入端之间；并且所述第二升压转换器包括第二磁性元件、第二开关和第二二极管，并且其中：所述第二磁性元件的第一端子联接到所述第二初级侧功率网络的第一输入端；所述第一磁性元件的第二端子联接到所述第二二极管的阳极；所述第二开关联接在所述第二磁性元件及所述第二二极管的公共节点与所述第二初级侧功率网络的第二输入端之间；并且所述第二保持电容器联接在所述第二二极管的阴极与所述第二初级侧功率网络的所述第二输入端之间。4.根据权利要求3所述的功率转换系统，其中：所述第一初级侧功率网络的所述第一输入端和所述第二输入端被配置为联接到所述第一AC功率源；并且所述第二初级侧功率网络的所述第一输入端和所述第二输入端被配置为联接到所述第二AC功率源。5.根据权利要求3所述的功率转换系统，其中：所述第一磁性元件和所述第二磁性元件彼此磁性耦合以形成联接电感器。6.根据权利要求3所述的功率转换系统，其中：所述第一磁性元件和所述第二磁性元件是两个分开的电感器。7.根据权利要求3所述的功率转换系统，还包括：
控制器，其被配置为生成用于所述第一开关及所述第二开关的栅极驱动信号。8.根据权利要求3所述的功率转换系统，还包括：第一控制器，其被配置为生成用于所述第一开关的第一栅极驱动信号；以及第二控制器，其被配置为生成用于所述第二开关的第二栅极驱动信号。9.根据权利要求3所述的功率转换系统，其中：所述第一正激转换器的所述初级侧电路包括与所述变压器的第一初级绕组串联连接的第一初级开关；并且所述第二正激转换器的所述初级侧电路包括与所述变压器的第二初级绕组串联连接的第二初级开关。10.根据权利要求9所述的功率转换系统，其中：在所述第一升压转换器被禁用后，所述第一初级开关和所述第二初级开关被配置为以同步方式接通和关断，使得从所述次级侧反映的所述电压用于维持所述第一保持电容器两端的电压。11.根据权利要求1所述的功率转换系统，其中：所述次级侧功率网络包括：在所述变压器的所述次级侧与所述负载之间级联连接的整流器和滤波器。12.根据权利要求11所述的功率转换系统，其中：所述整流器包括第一整流二极管和第二整流二极管；所述滤波器包括输出电感器和输出电容器，并且其中：所述第一整流二极管的阳极连接到所述变压器的次级绕组的第一端子；所述第二整流二极管的阳极连接到所述变压器的所述次级绕组的第二端子；所述第一整流二极管的阴极和所述第二整流二极管的阴极连接在一起，并且进一步连接到所述输出电感器的第一端子；所述输出电感器的第二端子连接到所述输出电容器的第一端子；并且所述输出电容器的第二端子连接到所述变压器的所述次级绕组的所述第二端子，并且其中所述第一初级侧功率网络、所述第二初级侧功率网络、所述变压器和所述次级侧功率网络形成具有正激拓扑的转换器。13.根据权利要求11所述的功率转换系统，其中：所述整流器包括第一整流开关和第二整流开关；所述滤波器包括输出电感器和输出电容器，并且其中：所述第一整流开关的漏极连接到所述变压器的次级绕组的第一端子；所述第二整流开关的漏极连接到所述变压器的所述次级绕组的第二端子；所述第一整流开关的源极和所述第二整流开关的源极连接在一起，并且进一步连接到所述输出电容器的第二端子；所述输出电感器的第一端子连接到所述变压器的所述次级绕组的所述第一端子；并且所述输出电容器的第一端子连接到所述输出电感器的第二端子，并且其中所述第一初级侧功率网络、所述第二初级侧功率网络、所述变压器和所述次级侧功率网络形成具有正激拓扑的转换器。14.根据权利要求11所述的功率转换系统，其中：
所述整流器包括第一整流二极管和第二整流二极管；所述滤波器包括输出电容器，并且其中：所述第一整流二极管的阳极连接到所述变压器的第一次级绕组的第一端子；所述第二整流二极管的阳极连接到所述变压器的第二次级绕组的第二端子；所述第一整流二极管的阴极和所述第二整流二极管的阴极连接在一起，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁群，
申请(专利权)人：AA电源有限公司，
类型：发明
国别省市：