持久DC断路器制造技术

本发明专利技术涉及持久DC断路器。一种持久DC断路器对耦接到配电板的配电电路提供持久单或双DC电压。控制机制确保来自持久DC断路器的恒定且一致的DC电力输出。持久DC断路器可以替代AC断路器，将AC电力板转换为共存的AC和DC电力板或整个DC电力板。或整个DC电力板。或整个DC电力板。

【技术实现步骤摘要】
持久DC断路器


[0001]本专利技术涉及一种用于AC(Alternating Current)和DC(Direct Current)电力共同分配的装置和方法，并且更特别地，涉及配置持久(persistent)DC断路器来替换AC断路器，以方便AC和持久DC共存的电力板。

技术介绍

[0002]连接到AC电力的AC电力板包括多个AC断路器以驱动AC配电电路。现有系统的一个缺点是，几乎所有的电子设备包含以DC电力运行的集成电路，而该DC电力不可直接从AC配电电路获得。因此，需要电源适配器将AC电力转换成DC。可直接在配电电路上获取DC电力是非常有用的，该配电电路使电子设备(例如，移动电话或笔记本电脑)能够直接从配电电路接入DC电力而无需使用电源适配器。可提供DC电力供电子设备使用并提供AC电力以满足物理基础设施中传统AC设备的需求的电力板是令人期望的。

技术实现思路

[0003]相当多的电子装备或设备仍然以AC电力操作。因此，通用配电系统不仅必须向DC配电电路递送DC电力以供固态电子设备使用，其还必须向AC配电电路提供AC电力以满足家庭中传统AC设备的需求。本公开的实施方式在共存的AC和DC系统中提供了这种通用电力。
[0004]电子设备可以在不同的电源电压下操作。因此，根据本公开的实施方式，对于需要不同DC电压的不同电子设备，DC配电系统有利地向不同的DC配电电路供应不同的DC电压。为了实现这一点，根据本公开的实施方式，在电力板中并入持久DC断路器，其中电力板中的AC断路器可以由持久DC断路器代替，该持久DC断路器还将AC配电电路转换成DC配电电路，以提供所需的DC电压。更换断路器在分配DC电力方面具有成本效益和高度灵活性。它还使得AC电力系统能够被转换为共存的AC电力和DC电力的共供电系统，或仅DC供电系统。
[0005]DC配电电路的一个要求是，不管外部DC电源的可用性如何，DC电力都必须恒定地且持续地可用。换句话说，DC电力是理想的持久电力。
[0006]存在用于确保持久DC电源的两种技术。第一种技术是在电力板中使用集中式AC到DC转换器(ADC)来生成DC电力，以输出到全部DC配电电路，当外部或再生的DC能量变得不可用时，激活集中式ADC。
[0007]第二种技术是分布式方法，其中通过在断路器中并入AC到DC电力转换器，从而用持久DC断路器代替AC断路器。类似地，持久DC断路器中的ADC仅在外部DC电源不可用时被激活。持久DC断路器持久地使用AC电力进行DC转换来输出DC电力。
[0008]集中式ADC限制了可以从电力板供应以驱动连接到电力板的所有DC配电电路的DC电力的数量。因此，需要附加的DC
‑
DC转换器连接到DC配电电路，以增加或降低DC电压。
[0009]第二种技术比第一种技术更灵活。通过在电力板中利用持久DC断路器替换AC断路器，将AC配电电路转换为DC配电电路也很简单。建筑物中相同的电力互连件可以用作AC配电电路或DC配电电路，这取决于在电力板中选择AC断路器还是DC断路器来驱动配电互连
件。
[0010]此外，可以利用AC配电电路在供应120V的AC电力的同一电力互连件上供应多达两个不同的DC电压，或者在供应240V的AC电力的同一电力互连件上提供多达三个不同的DC电压。向AC配电电路输送返回电流的零线可以用来输送与用于AC相线的线上的DC电压不同的附加的DC电压。在AC配电电路中不输送AC电流的接地线可以用作DC电流返回路径，并可以承载DC配电电路中的最高的DC电流。
附图说明
[0011]图1示出了并入有AC和持久DC断路器的示例性AC和持久DC共存的电力板。
[0012]图2示出了具有针对配电电路异常的保护的持久单DC断路器的示例性功能框图。
[0013]图3示出了具有故障保护特征的持久双DC断路器的示例性功能框图。
具体实施方式
[0014]根据本公开的实施方式，DC电力在配电电路上直接供应给电子设备，例如，移动电话或笔记本电脑。为了实现这一点，根据一个实施方式，电力板向电子设备提供DC电力，同时还提供AC电力以满足物理基础设施中的传统AC设备的需求。因此，本公开的实施方式消除了对电源适配器的需求，同时支持建筑物中现有的传统AC设备，以便有效地使用再生能量。
[0015]共存的AC和持久DC电力板在建筑物中提供AC电力和DC电力两者。通过利用持久DC断路器替换其AC断路器，可以将AC电力板转换为AC和DC共存的电力板。图1示出了这种电力板100的示例性配置。来自外部DC电源115的DC输入连接到面板。外部DC电力115(例如，由太阳能电池板再生的能量或存储在电池组中的能量)可以在施加到电力板100之前由电压调节器116调节。到电力板100的DC电力输入可以通过DC主开关125手动关闭。
[0016]还存在AC主开关120，用于控制AC电力到电力板100中的AC断路器和DC断路器的输入。AC电力是用于AC断路器的主要电力。然而，AC电力是用于持久DC断路器的辅助电力。在美国，AC电力输入通常包括两条相线和零线，其中相线和零线提供120V的AC电力。两条相线提供240V的AC电力，以满足更高的电力要求。
[0017]在图1中示出的示例性实施方式中，AC断路器131将AC电力分配给AC电力分配电路141。持久单DC断路器132向DC配电电路142分配单一DC电压，以及持久双DC断路器138、139向DC配电电路148、149分配两个DC电压。两个DC配电电路148、149上的电压可以是不同的。
[0018]AC断路器和持久DC断路器的互换能够在AC配电电路和DC配电电路之间进行转换。AC电力、单DC电力或双DC电力可以在正确选择或替换电力板中的断路器插槽处的断路器的情况下被分配到配电电路。以相对较低的成本在共存的AC和持久DC电力系统中配置电力输出是灵活的。持久DC断路器也可程控为输出不同的DC电压以供使用。
[0019]在AC断路器中，接地线不接通，在DC断路器中也不接地接通。出于安全考虑，接地连接到AC插座。然而，接地连接到DC配电电路上的插座，对插在插座上的DC设备提供接地电压基准，并向DC配电电路提供电流返回路径。
[0020]图2示出了持久单DC断路器的示例性功能框图。持久DC断路器是指不管外部再生DC电力的可用性如何，由断路器使用的基本恒定且一致的DC电压的无中断的可用性。
[0021]AC电力开关211和DC电力开关212包括在图2中示出的持久DC断路器200中。AC电力开关211和DC电力开关212两者都可以手动控制，以将各自的AC和DC电力输入连接到断路器200。在图2中，即使AC开关211被手动关闭，只要外部DC能量可用，持久DC断路器200仍然可以输出DC电力。当DC开关212被手动关闭或者没有到外部DC电力的连接时，如果提供AC电力向其嵌入式ADC 235上电，则持久DC断路器200仍然可以连续地提供DC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适于提供持久DC电力的装置，该装置包括：外壳，所述外壳适于耦接到电力板，其中，所述外壳包括：AC电力输入端口，所述AC电力输入端口耦接到由AC开关控制的AC电力供应；由DC开关控制的DC输入端口，所述DC输入端口耦接到外部DC电力；DC输出端口；以及持久DC电力模块，所述持久DC电力模块包括：DC电压调节器，其中，根据第一基准电压调节从所述DC输入端口接收的所述外部DC电力，以生成经调节的DC电压；AC到DC转换器(ADC)，所述AC到DC转换器适于根据所述第一基准电压将从所述AC电力输入端口接收的所述AC电力供应转换成经转换的DC电压；DC输出接口端口，所述DC输出接口端口耦接到所述DC输出端口；以及控制电路，所述控制电路适于监控所述外部DC电力，所述控制电路适于当所述外部DC电力被检测到高于第二基准电压时，使经调节的DC电压能够被递送到所述DC输出接口端口，并且当所述外部DC电力被检测到低于所述第二基准电压时，使经转换后的DC电压能够递送到所述DC输出接口端口。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制电路还包括第一DC开关和第二DC开关；以及第一监控设备，所述第一监控设备适于与所述第二基准电压进行比较，其中，当所述第一监控设备的输出为高电平时，所述第一DC开关将所述经调节的DC电压连接到所述DC输出接口端口，并且所述第二DC开关将所述经转换的DC电压从所述DC输出接口端口断开，并且当所述第一监控设备的输出为低电平时，所述第一DC开关将所述经调节的DC电压从所述DC输出接口端口断开，并且所述第二DC开关将所述经转换的DC电压连接到所述DC输出接口端口。3.根据权利要求2所述的装置，还包括DC电力多路复用器；以及比较器，所述比较器适于与所述第二基准电压进行比较，其中，当所述比较器的输出为高电平时，所述经调节的DC电压递送到所述DC输出接口端口，以及当所述比较器的输出为低电平时，所述经转换的DC电压被递送到所述DC输出接口端口。4.根据权利要求1所述的装置，还包括：AC自动开关；以及第二监控设备，所述第二监控设备适于：当所述外部DC电力被检测到低于第三基准电压时，启用到所述ADC的AC电力供应，并且当所述外部DC电力被检测到高于所述第三基准电压时，禁用到所述ADC的所述AC电力供应。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一基准电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈拱辰，
申请(专利权)人：電能安传科技公司，
类型：发明
国别省市：