專利名稱：用于不間斷供電系統(tǒng)中負(fù)載切換的靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)操作的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源設(shè)備和方法，具體涉及用于在多電源之間切換負(fù)載的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
“反向轉(zhuǎn)換”或“在線”不間斷電源(UPS)可以用于為負(fù)載提供受保護(hù)的電源。如圖1所示，典型的在線UPS 110包括整流器112，該整流器配置為連接到AC電源10并由之產(chǎn)生DC電壓。DC電壓被施加到逆變器114，該逆變器為與之連接的負(fù)載20生成AC電壓。代用電源——例如電池116——可被連接到中間的DC環(huán)節(jié)，以便當(dāng)AC電源10發(fā)生故障時向逆變器114供電。如果UPS 110發(fā)生故障或者為了維護(hù)而被卸下，高速固態(tài)靜態(tài)開關(guān)120可以用于在電源10與到負(fù)載20的能量之間提供旁路通路，高速固態(tài)靜態(tài)開關(guān)120如圖所示，可包括反并聯(lián)連接的可控硅整流器(SCR)或提供類似開關(guān)能力的其他固態(tài)電路。靜態(tài)開關(guān)120的高速特性使負(fù)載20能以很小的中斷或無中斷地被切換到主電源10。在某些應(yīng)用中，靜態(tài)開關(guān)120可以與UPS 110相集成，而在其他應(yīng)用中，靜態(tài)開關(guān)120可以是分立的裝置。如圖所示，可以提供諸如開關(guān)、繼電器或斷路器的低速開關(guān)裝置130供靜態(tài)開關(guān)120的旁路之用。還可提供用于隔離和/或電路保護(hù)的其他開關(guān)/斷路器118。
靜態(tài)開關(guān)也可以用于提供兩個或兩個以上UPS之間的負(fù)載切換。參照圖2，這里的第一UPS110a示為包括旁路靜態(tài)開關(guān)和其他隔離/電路保護(hù)裝置，第一UPS 110a可連接到第一電源10a并且通過第一靜態(tài)切換開關(guān)(STS)210a的靜態(tài)開關(guān)212可開關(guān)地連接到第一負(fù)載20a以及通過第二STS 210b的靜態(tài)開關(guān)212可開關(guān)地連接到第二負(fù)載20b。同樣，第二UPS110b可連接到第二電源10b并且通過第一STS 210a的靜態(tài)開關(guān)212可開關(guān)地連接到第一負(fù)載20a以及通過第二STS 210b的靜態(tài)開關(guān)212可開關(guān)地連接到第二負(fù)載20b?？梢栽赨PS 110a和110b的輸出之間提供開關(guān)/斷路器220。
STS210a和210b能在第一和第二UPS 110a和110b之間切換負(fù)載20a和20b，這種切換通過在它們之間進(jìn)行有選擇的連接來實現(xiàn)。特別地，在給定的時刻，每個STS 210a、210b中的一個靜態(tài)開關(guān)212被激活，以便為負(fù)載20a、20b之一供電，而其他的靜態(tài)開關(guān)212將上述同一負(fù)載與另一電源隔離。STS 210a、210b中的每一個可以通過基本上同時地關(guān)斷正在運行的靜態(tài)開關(guān)并開通停用的靜態(tài)開關(guān)來以不間斷的方式切換負(fù)載。STS 210a和210b被典型地創(chuàng)建為集成單元，該單元包括對施加到負(fù)載20a、20b的電壓進(jìn)行監(jiān)控并作為響應(yīng)地對靜態(tài)開關(guān)212進(jìn)行控制的電子電路。可以理解的是，雖然圖2示出了雙STS 210a和210b，但在互連了兩個以上UPS(或其他電源)的應(yīng)用場合中可使用具有兩個以上靜態(tài)開關(guān)212的STS。傳統(tǒng)的系統(tǒng)中也已通過使用單個靜態(tài)切換開關(guān)提供了相對較不復(fù)雜的負(fù)載切換能力，該靜態(tài)切換開關(guān)連接在兩個UPS輸出(或其他電源)之間且隨一個或兩個輸出上的電壓作出響應(yīng)地運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的某些實施例中，電源設(shè)備包括不間斷電源(UPS)，該UPS具有配置為連接到第一電源的輸入和配置為連接到負(fù)載的輸出。該設(shè)備還包括配置為提供從第一電源到負(fù)載的可開關(guān)的旁路通路的第一靜態(tài)開關(guān)。該設(shè)備還包括第二靜態(tài)開關(guān)以及控制器電路，該第二靜態(tài)開關(guān)為可控制的、以便在負(fù)載和第二電源之間提供可開關(guān)的通路，該控制器電路配置為對第一和第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將負(fù)載切換到第二電源?？刂破麟娐房梢杂行У貙⒇?fù)載從第一狀態(tài)(處于第一狀態(tài)中的負(fù)載通過第一靜態(tài)開關(guān)從第一電源接收能量)轉(zhuǎn)換為第二狀態(tài)(處于第二狀態(tài)中的負(fù)載從第二電源接收能量、同時與第一電源隔離)。特別地，控制器電路可以配置為協(xié)調(diào)地斷開第一靜態(tài)開關(guān)并閉合第二靜態(tài)開關(guān)以便將負(fù)載從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)。
在進(jìn)一步的實施例中，該UPS為第一UPS，其具有配置為連接到第一負(fù)載的輸出；該設(shè)備還包括第二UPS，該UPS具有配置為連接到第二電源的輸入以及配置為連接到第二負(fù)載的輸出；該設(shè)備還包括第三靜態(tài)開關(guān)，該開關(guān)為可控的，以便在第二電源和第二負(fù)載之間提供可開關(guān)的旁路通路?？刂破麟娐愤M(jìn)一步配置為對第一和第二靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行控制以便將第一負(fù)載從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第二狀態(tài)，其中，處于第二狀態(tài)中的第一負(fù)載通過第二UPS和/或第三靜態(tài)開關(guān)從第二電源接收能量、同時與第一電源隔離?？刂破麟娐房梢赃M(jìn)一步配置為對第二和第三靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將第二負(fù)載切換到第一電源。
根據(jù)某些實施例，控制器電路包括配置為響應(yīng)第一控制信號對第一靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行操作的第一靜態(tài)開關(guān)控制器電路以及配置為響應(yīng)第二控制信號對第二靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行操作的第二靜態(tài)開關(guān)控制器電路。第三靜態(tài)開關(guān)控制器電路配置為生成第一和第二控制信號。第一靜態(tài)開關(guān)控制器電路和/或第二靜態(tài)開關(guān)控制器電路可以包括配置為從數(shù)據(jù)通信總線接收信息的通信接口，且第一控制信號和/或第二控制信號可以包括通過數(shù)據(jù)通信總線所傳達(dá)的信息。在某些實施例中，第一靜態(tài)開關(guān)控制器電路和/或第二靜態(tài)開關(guān)控制器電路可以與公共裝置(common assembly)中的負(fù)載切換控制器電路相集成。在進(jìn)一步的實施例中，UPS、第一靜態(tài)開關(guān)和第一靜態(tài)開關(guān)控制器電路被集成在一個公共裝置中。
本發(fā)明另外的實施例中，提供了一種用于控制電源系統(tǒng)中的負(fù)載切換的設(shè)備，該設(shè)備包括不間斷電源(UPS)、第一靜態(tài)開關(guān)以及第二靜態(tài)開關(guān)，該UPS具有配置為連接到第一電源的輸入和配置為連接到負(fù)載的輸出，該第一靜態(tài)開關(guān)為可控制的、以便在第一電源和負(fù)載之間提供可開關(guān)的旁路通路，該第二靜態(tài)開關(guān)為可控制的、以便在負(fù)載和第二電源之間提供可開關(guān)的通路。該設(shè)備包括靜態(tài)開關(guān)控制器電路，該靜態(tài)開關(guān)控制器電路配置為對第一和第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將連接到UPS輸出的負(fù)載切換到第二電源。
在本發(fā)明的某些實施例中，提供了用于操作電源設(shè)備的方法，該設(shè)備包括不間斷電源(UPS)、第一靜態(tài)開關(guān)以及第二靜態(tài)開關(guān)，該UPS具有配置為連接到第一電源的輸入和配置為連接到負(fù)載的輸出，該第一靜態(tài)開關(guān)為可控制的、以便在第一電源和負(fù)載之間提供可開關(guān)的旁路通路，該第二靜態(tài)開關(guān)為可控制的、以便在負(fù)載和第二電源之間提供可開關(guān)的通路。該方法包括對第一和第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將負(fù)載切換到第二電源。對第一和第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將負(fù)載切換到第二電源可包括對第一和第二靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行控制以便將負(fù)載從第一狀態(tài)(處于第一狀態(tài)中的負(fù)載通過第一靜態(tài)開關(guān)從第一電源接收能量)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)(處于第二狀態(tài)中的負(fù)載從第二電源接收能量、同時與第一電源隔離)。對第一和第二靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行控制以將負(fù)載從第一狀態(tài)(處于第一狀態(tài)中的負(fù)載通過第一靜態(tài)開關(guān)從第一電源接收能量)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)(處于第二狀態(tài)中的負(fù)載從第二電源接收能量、同時與第一電源隔離)可包括協(xié)調(diào)地斷開第一靜態(tài)開關(guān)并閉合第二靜態(tài)開關(guān)以便將負(fù)載從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)。
在進(jìn)一步的實施例中，UPS包括第一UPS，所述第一UPS具有配置為連接到第一負(fù)載的輸出，且電源系統(tǒng)還包括第二UPS和第三靜態(tài)開關(guān)，所述第二UPS具有配置為連接到第二電源的輸入和配置為連接到第二負(fù)載的輸出，所述第三靜態(tài)開關(guān)為可控制的、以便在第二電源和第二負(fù)載之間地提供可開關(guān)的旁路通路。對第一和第二靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行控制以將負(fù)載從第一狀態(tài)(處于第一狀態(tài)中的負(fù)載通過第一靜態(tài)開關(guān)從第一電源接收能量)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)(處于第二狀態(tài)中的負(fù)載從第二電源接收能量、同時與第一電源隔離)包括對第一和第二靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行控制以便將負(fù)載從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)，其中，處于第二狀態(tài)中的負(fù)載通過第二UPS和/或第三靜態(tài)開關(guān)從第二電源接收能量、同時與第一電源隔離。該方法可進(jìn)一步包括對第二和第三靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將第二負(fù)載切換到第一電源。


圖1示出了具有旁路能力的傳統(tǒng)UPS；圖2示出了為互連的UPS提供負(fù)載切換能力的靜態(tài)切換開關(guān)(STS)的傳統(tǒng)應(yīng)用；圖3為一原理圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例用于UPS負(fù)載切換的設(shè)備和操作；圖4為一原理圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例用于在UPS之間進(jìn)行負(fù)載切換的設(shè)備和操作；圖5為一原理圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例使用通過通信總線互連的靜態(tài)開關(guān)在UPS之間進(jìn)行負(fù)載切換的設(shè)備和操作。
具體實施例方式
參照附圖將描述本發(fā)明具體的典型實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實施，且不應(yīng)解釋為僅限于這里闡明的實施例；相反，這些實施例的提出能使本公開具有徹底性和完整性，并將對本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達(dá)本發(fā)明的范圍。在對附圖所示特別典型的實施例作出的詳細(xì)說明中，所使用的術(shù)語并非意謂對本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的標(biāo)號表示相同的元件。
除非另外特意說明，如這里所使用的單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”意味著同樣包括復(fù)數(shù)形式。人們還將明了，當(dāng)本說明書中使用術(shù)語“包括”、“包含”、“包括有”和/或“包含有”時，指明了存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但并不排除存在或附加了一個或更多的其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合。應(yīng)當(dāng)明了，當(dāng)元件被稱作“連接”或“耦合”到另一元件時，它可以直接連接或耦合到其他元件或者可以存在介于其間的元件。此外，這里使用的“連接”或“耦合”可以包括無線連接或耦合。如這里所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的所列項目的任意和所有組合。
除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常理解的相同的意思。人們還將明了，諸如在通常使用的字典中被定義了的那些術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為與相應(yīng)的技術(shù)背景中含義一致，而不會被理想化地或過于拘泥形式地解釋，除非這里明確地這樣限定。
如這里所稱的，“靜態(tài)開關(guān)”是指一種具有固態(tài)(也就是機械“靜態(tài)”)開關(guān)元件的開關(guān)裝置，其可以用于能量分配的應(yīng)用場合。這種裝置具有這樣的典型性能，即在一定時間內(nèi)在斷開和接通狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換支持基本上不間斷地為所連接的負(fù)載供電?？梢岳斫獾氖?，靜態(tài)開關(guān)可包括但不限于包括反并聯(lián)連接的可控硅整流器(SCR)或其他晶閘管器件的裝置以及提供基本類似的開關(guān)能力的其他類型的半導(dǎo)體開關(guān)裝置。可以進(jìn)一步理解的是，在各種各樣的實施例中，“靜態(tài)開關(guān)”可以還包括支持靜態(tài)開關(guān)操作的電子電路，例如用于啟動SCR或其他半導(dǎo)體裝置的控制電路，以及可以用于隔離或旁路功能的機械開關(guān)或斷路器。
本發(fā)明的某些實施例由這樣一種認(rèn)識而產(chǎn)生，即通過對用作UPS旁路的靜態(tài)開關(guān)的操作與用作中間總線連接(inter-bus tie)以進(jìn)行電源間負(fù)載切換的靜態(tài)開關(guān)的操作進(jìn)行協(xié)調(diào)，可在冗余的能量分配系統(tǒng)中提供更低的成本和/或更高的可靠性。因此，例如在并聯(lián)UPS設(shè)備中，可以省略連接到UPS輸出的STS但仍提供冗余。這些STS的省略可通過消除潛在的串聯(lián)故障點來顯著地降低系統(tǒng)成本并且提高系統(tǒng)可靠性。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的電源設(shè)備和操作。UPS310具有配置為連接到第一電源301(例如交流電力網(wǎng)(AC utility))的輸入以及配置為連接到負(fù)載303的輸出?？梢岳斫獾氖牵诘谝浑娫?01與UPS 310之間和/或在UPS 310與負(fù)載303之間可以有、也可以沒有其他裝置，例如機械開關(guān)、繼電器等等。第一靜態(tài)開關(guān)320是可控的，以便提供從第一電源301到UPS310的輸出的可開關(guān)的旁路通路。第二靜態(tài)開關(guān)330是可控的，以便在負(fù)載303和第二、代用電源302之間提供可開關(guān)的通路?？刂破?40被配置為對第一和第二靜態(tài)開關(guān)320、330協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制，以便將負(fù)載303不間斷地切換到第二電源302。
控制器340可以控制靜態(tài)開關(guān)320、330以響應(yīng)不同的系統(tǒng)狀態(tài)，例如在第一電源301、第二電源302和/或負(fù)載303上的電壓。靜態(tài)開關(guān)320、330的協(xié)調(diào)操作可以用多種不同方式中的任意一種來產(chǎn)生。例如，可以用“先通后斷”的方式和/或“先斷后通”的方式基本上同時地對開關(guān)320、330進(jìn)行操作。開關(guān)320、330可以獨立地被驅(qū)動和/或以相互依賴的方式操作，例如，控制器340可以包括這樣的電路，該電路對開關(guān)320、330中的第一開關(guān)進(jìn)行操作以響應(yīng)開關(guān)320、330中第二開關(guān)的操作，例如通過對開關(guān)320、330中第二開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行感應(yīng)。可以理解的是，UPS 310可以是單一的單元或者可以包括多個并聯(lián)的UPS單元。第二電源302可以包括例如通過另一個開關(guān)裝置可開關(guān)地連接到第二靜態(tài)開關(guān)330的交流電力網(wǎng)電源和/或另一個UPS。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例的典型實施形式。第一和第二UPS系統(tǒng)410a、410b包括整流器401、逆變器402和集成的旁路靜態(tài)開關(guān)403以及其他開關(guān)/斷路器404、405。第一UPS系統(tǒng)410a具有連接到第一AC電源10a的輸入，并且通常通過開關(guān)/斷路器450a供給第一負(fù)載20a。同樣，第二UPS系統(tǒng)410b具有連接到第二AC電源10b的輸入，并且通常通過開關(guān)/斷路器450b供給第二負(fù)載20b。靜態(tài)開關(guān)420連接在第一和第二負(fù)載20a、20b之間并且是可控的，以便通過第二UPS系統(tǒng)410b的靜態(tài)開關(guān)404和/或整流器401和逆變器402在第一負(fù)載20a和第二電源10b之間提供可開關(guān)的通路。同樣，靜態(tài)開關(guān)420通過第一UPS系統(tǒng)410a的靜態(tài)開關(guān)404和/或整流器401和逆變器402在第二負(fù)載20b和第一電源10a之間提供可開關(guān)的通路。控制器430對第一和第二UPS系統(tǒng)410a、410b的靜態(tài)開關(guān)404以及靜態(tài)開關(guān)420協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以響應(yīng)一個或多個控制輸入431，使得第一負(fù)載20a和/或第二負(fù)載20b可在第一和第二UPS系統(tǒng)410a、410b之間被切換。
舉例來說，如果第一UPS系統(tǒng)410a以被旁路的模式給第一負(fù)載20a供電，即第一UPS系統(tǒng)410a的靜態(tài)開關(guān)404為接通，且檢測到第一電源10a的故障，則控制器430可基本上同時地斷開第一UPS系統(tǒng)410a的靜態(tài)開關(guān)404并閉合靜態(tài)開關(guān)420以提供第一負(fù)載20a的、到第二UPS系統(tǒng)410b的不間斷切換。同樣，如果第二UPS系統(tǒng)410b以被旁路的模式給第二負(fù)載20b供電，且檢測到第二電源10b的故障，則控制器430可以基本上同時地斷開第二UPS系統(tǒng)410b的靜態(tài)開關(guān)404并閉合靜態(tài)開關(guān)420以提供第二負(fù)載20b的、到第一UPS系統(tǒng)410a的不間斷切換。可以理解的是，控制輸入431可以包括多種系統(tǒng)狀態(tài)的任意一種，諸如在第一和第二負(fù)載20a、20b上的電壓和/或第一和第二電源10a、10b的電壓；而且，控制器430的切換操作可以以各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)中的任意一種作為條件，例如電壓幅度、電壓頻率、波形質(zhì)量等等。
圖5示出了本發(fā)明的其他典型實施例，其中，靜態(tài)開關(guān)通過數(shù)字通信鏈路被控制。第一和第二UPS 510a、510b具有連接到各自的第一和第二AC電源10a、10b的輸入以及連接到各自的第一和第二負(fù)載20a、20b的輸出(可存在其他元件，諸如隔離開關(guān)/斷路器)。各自的第一和第二靜態(tài)開關(guān)520a、520b是可控的，以便為第一和第二UPS 510a、510b提供各自的、可開關(guān)的旁路通路，而第三靜態(tài)開關(guān)520c是可控的，以便在第一UPS510a/第一靜態(tài)開關(guān)520a與第二負(fù)載20b之間以及第二UPS 510b/第二靜態(tài)開關(guān)520b與第一負(fù)載20a之間提供可開關(guān)的通路。第一、第二和第三靜態(tài)開關(guān)520a、520b、520c包括各自的靜態(tài)開關(guān)元件522a、522b、522c以及各自的第一、第二和第三靜態(tài)開關(guān)控制器524a、524b、524c，每個控制器包括通信接口，如這里所示的控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)接口525a、525b、525c。CAN為由Robert Bosch GmbH開發(fā)的串行總線系統(tǒng)，且為ISO 11898國際標(biāo)準(zhǔn)的主題。
第一、第二和第三靜態(tài)開關(guān)控制器524a、524b、524c可以包括例如驅(qū)動電路和其他電子線路，該驅(qū)動電路和電子線路用于對第一、第二和第三靜態(tài)開關(guān)元件522a、522b、522c進(jìn)行控制以響應(yīng)通過CAN接口525a、525b、525c接收的信息和/或其他信號輸入，例如傳感器信號輸入。如圖所示，第一和第二靜態(tài)開關(guān)控制器524a、524b可以由第三靜態(tài)開關(guān)控制器524c控制。例如，第三靜態(tài)開關(guān)控制器524c可檢測保證負(fù)載切換的其他條件或電壓，并可做出響應(yīng)地通過通信總線530向第一靜態(tài)開關(guān)控制器524a和/或第二靜態(tài)開關(guān)控制器524b發(fā)布命令信息，以便控制第一靜態(tài)開關(guān)520a和/或第二靜態(tài)開關(guān)520b，并協(xié)同第三靜態(tài)開關(guān)520c來實現(xiàn)第一負(fù)載20a和/或第二負(fù)載20b在第一和第二電源10a、10b之間的不間斷切換。
應(yīng)當(dāng)理解的是，在本發(fā)明不同的實施例中，可以用多種多樣的不同方式來配置靜態(tài)開關(guān)控制電路。例如，在某些實施例中，第一和第二靜態(tài)開關(guān)520a、520b可以與各自的第一和第二UPS 510a、510b相集成，而第三靜態(tài)開關(guān)520c可以是被配置為連接(例如通過串行總線)到所述集成的UPS/靜態(tài)開關(guān)單元的通信接口的分立裝置。在這樣的實施例中，第三靜態(tài)開關(guān)控制器524c可包括例如電壓或其他傳感器、監(jiān)控電壓或其他條件的相關(guān)聯(lián)的電子線路以及作為響應(yīng)對第一、第二和第三靜態(tài)開關(guān)520a、520b、520c的電源開關(guān)操作進(jìn)行控制的電子控制電路。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，其他的控制結(jié)構(gòu)屬于本發(fā)明的范圍。例如，第一靜態(tài)開關(guān)控制器524a或第二靜態(tài)開關(guān)控制器524b之一可充當(dāng)監(jiān)視器/主導(dǎo)者(master)的角色，而并不具有充當(dāng)上述的監(jiān)視器/主導(dǎo)設(shè)備的、與中間總線(inter-bus)靜態(tài)開關(guān)520c相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)開關(guān)控制器524c。在進(jìn)一步的實施例中，第一和第二靜態(tài)開關(guān)520a、520b以及相關(guān)聯(lián)的控制器524a、524b可以是配置為與UPS510a、510b并聯(lián)連接的分立裝置。
附圖和說明書中公開了本發(fā)明的典型實施例。盡管采用了具體的術(shù)語，它們僅僅用于一般性和說明性的意義，而并不用于限定目的，本發(fā)明的范圍由后面的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種電源設(shè)備，該設(shè)備包括不間斷電源UPS(310)，其具有配置為連接到第一電源的輸入以及配置為連接到負(fù)載的輸出；第一靜態(tài)開關(guān)(320)，其配置為從所述第一電源到所述負(fù)載提供可開關(guān)的旁路通路；第二靜態(tài)開關(guān)(330)，其為可控制的、以便在所述負(fù)載和第二電源之間提供可開關(guān)的通路；以及控制器電路(340)，其配置為對所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將所述負(fù)載切換到所述第二電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述控制器電路有效地將所述負(fù)載從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)，其中，處于所述第一狀態(tài)中的所述負(fù)載通過所述第一靜態(tài)開關(guān)從所述第一電源接收能量，處于所述第二狀態(tài)中的所述負(fù)載從所述第二電源接收能量、同時與所述第一電源隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其中，所述控制器電路配置為協(xié)調(diào)地斷開所述第一靜態(tài)開關(guān)并閉合所述第二靜態(tài)開關(guān)以便將所述負(fù)載從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述第二狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其中，所述UPS包括第一UPS，所述第一UPS具有配置為連接到第一負(fù)載的輸出，且該設(shè)備還包括第二UPS和第三靜態(tài)開關(guān)，所述第二UPS具有配置為連接到所述第二電源的輸入以及配置為連接到第二負(fù)載的輸出，所述第三靜態(tài)開關(guān)為可控的、以便在所述第二電源和所述第二負(fù)載之間提供可開關(guān)的旁路通路，且其中，所述控制器電路進(jìn)一步配置為對所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行控制以便將所述第一負(fù)載從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述第二狀態(tài)，且處于所述第二狀態(tài)中的所述第一負(fù)載通過所述第二UPS和/或所述第三靜態(tài)開關(guān)從所述第二電源接收能量、同時與所述第一電源隔離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的設(shè)備，其中，所述控制器電路進(jìn)一步配置為對所述第二靜態(tài)開關(guān)和所述第三靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將所述第二負(fù)載切換到所述第一電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述控制器電路對電壓做出響應(yīng)地對所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)進(jìn)行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述控制器電路包括第一靜態(tài)開關(guān)控制器電路，其配置為對第一控制信號做出響應(yīng)地操作所述第一靜態(tài)開關(guān)；第二靜態(tài)開關(guān)控制器電路，其配置為對第二控制信號做出響應(yīng)地操作所述第二靜態(tài)開關(guān)；以及負(fù)載切換控制器電路，其配置為生成所述第一控制信號和所述第二控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其中，所述第一靜態(tài)開關(guān)控制器電路和/或所述第二靜態(tài)開關(guān)控制器電路包括配置為從數(shù)字通信總線接收信息的通信接口，且其中，所述第一控制信號和/或所述第二控制信號包括通過所述數(shù)字通信總線傳遞的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中，所述通信總線包括控制器區(qū)域網(wǎng)總線即CAN總線。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其中，所述第一靜態(tài)開關(guān)控制器電路和/或所述第二靜態(tài)開關(guān)控制器電路與公共裝置中的所述負(fù)載切換控制器電路相集成。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其中，所述UPS、所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第一靜態(tài)開關(guān)控制器電路被集成在公共裝置中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述UPS包括多個并聯(lián)連接的UPS。
13.一種用于控制電源系統(tǒng)中的負(fù)載切換的設(shè)備，該電源系統(tǒng)包括不間斷電源UPS、第一靜態(tài)開關(guān)、第二靜態(tài)開關(guān)，所述不間斷電源UPS具有配置為連接到第一電源的輸入以及配置為連接到負(fù)載的輸出，所述第一靜態(tài)開關(guān)為可控的、以便在所述第一電源和所述負(fù)載之間提供可開關(guān)的旁路通路，所述第二靜態(tài)開關(guān)為可控的、以便在所述負(fù)載和第二電源之間提供可開關(guān)的通路，該設(shè)備包括控制器電路(340)，其配置為對所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將連接到所述UPS的所述輸出的所述負(fù)載切換到所述第二電源。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中，所述控制器電路有效地將所述負(fù)載從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)，處于所述第一狀態(tài)中的所述負(fù)載通過所述第一靜態(tài)開關(guān)從所述第一電源接收能量，處于所述第二狀態(tài)中的所述負(fù)載從所述第二電源接收能量、同時與所述第一電源隔離。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中，所述控制器電路配置為協(xié)調(diào)地斷開所述第一靜態(tài)開關(guān)并閉合所述第二靜態(tài)開關(guān)以便將所述負(fù)載從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述第二狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中，所述UPS包括第一UPS，所述第一UPS具有配置為連接到第一負(fù)載的輸出，且其中，所述電源系統(tǒng)還包括第二UPS和第三靜態(tài)開關(guān)，所述第二UPS具有配置為連接到第二電源的輸入以及配置為連接到第二負(fù)載的輸出，所述第三靜態(tài)開關(guān)為可控的、以便在所述第二電源和所述第二負(fù)載之間提供可開關(guān)的旁路通路，且其中，所述控制器電路進(jìn)一步配置為對所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行控制以便將所述負(fù)載從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述第二狀態(tài)，其中，處于所述第二狀態(tài)中的所述負(fù)載通過所述UPS和/或所述第三靜態(tài)開關(guān)從所述第二電源接收能量、同時與所述第一電源隔離。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中，所述控制器電路進(jìn)一步配置為對所述第二靜態(tài)開關(guān)和所述第三靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將所述第二負(fù)載切換到所述第一電源。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中，所述控制器電路對電壓做出響應(yīng)地對所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制。
19.一種操作電源設(shè)備的方法，該設(shè)備包括不間斷電源UPS、第一靜態(tài)開關(guān)以及第二靜態(tài)開關(guān)，所述不間斷電源UPS具有配置為連接到第一電源的輸入以及配置為連接到負(fù)載的輸出，所述第一靜態(tài)開關(guān)為可控的、以便在所述第一電源和所述負(fù)載之間提供可開關(guān)的旁路通路，所述第二靜態(tài)開關(guān)為可控的、以便在所述負(fù)載和第二電源之間提供可開關(guān)的通路，該方法包括對所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將所述負(fù)載切換到所述第二電源。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中，對所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將所述負(fù)載切換到所述第二電源包括控制所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)以便將所述負(fù)載從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)，其中，處于所述第一狀態(tài)中的所述負(fù)載通過所述第一靜態(tài)開關(guān)從所述第一電源接收能量，處于所述第二狀態(tài)中的所述負(fù)載從所述第二電源接收能量、同時與所述第一電源隔離。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中，控制所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)以便將所述負(fù)載從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)包括協(xié)調(diào)地斷開所述第一靜態(tài)開關(guān)并閉合所述第二靜態(tài)開關(guān)以便將所述負(fù)載從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述第二狀態(tài)，其中，處于所述第一狀態(tài)中的所述負(fù)載通過所述第一靜態(tài)開關(guān)從所述第一電源接收能量，處于所述第二狀態(tài)中的所述負(fù)載從所述第二電源接收能量、同時與所述第一電源隔離。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中，所述UPS包括第一UPS，所述第一UPS具有配置為連接到第一負(fù)載的輸出，且其中，電源系統(tǒng)還包括第二UPS和第三靜態(tài)開關(guān)，所述第二UPS具有配置為連接到所述第二電源的輸入以及配置為連接到第二負(fù)載的輸出，所述第三靜態(tài)開關(guān)為可控的、以便在所述第二電源和所述第二負(fù)載之間提供可開關(guān)的旁路通路，且其中，控制所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)以便將所述負(fù)載從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)，其中，處于所述第一狀態(tài)中的所述負(fù)載通過所述第一靜態(tài)開關(guān)從所述第一電源接收能量，處于所述第二狀態(tài)中的所述負(fù)載從所述第二電源接收能量、同時與所述第一電源隔離，上述對所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)的控制包括控制所述第一靜態(tài)開關(guān)和所述第二靜態(tài)開關(guān)以便將所述負(fù)載從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述第二狀態(tài)，其中，處于所述第二狀態(tài)中的所述負(fù)載通過所述第二UPS和/或所述第三靜態(tài)開關(guān)從所述第二電源接收能量、同時與所述第一電源隔離。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其還包括對所述第二靜態(tài)開關(guān)和所述第三靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將所述第二負(fù)載切換到所述第一電源。
全文摘要
一種電源設(shè)備，其包括不間斷電源(UPS)(310)和第一靜態(tài)開關(guān)(320)，該UPS具有配置為連接到第一電源的輸入和配置為連接到負(fù)載的輸出，該第一靜態(tài)開關(guān)配置為提供從第一電源到負(fù)載的可開關(guān)的旁路通路。該設(shè)備還包括第二靜態(tài)開關(guān)(330)和控制器電路(340)，該第二靜態(tài)開關(guān)為可控制的、以便在負(fù)載和第二電源之間提供可開關(guān)的通路，該控制器電路配置為對第一和第二靜態(tài)開關(guān)協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制以便將負(fù)載切換到第二電源?？刂破麟娐房梢杂行У貙⒇?fù)載從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)，處于第一狀態(tài)中的負(fù)載通過第一靜態(tài)開關(guān)從第一電源接收能量，處于第二狀態(tài)中的負(fù)載從第二電源接收能量、同時與第一電源隔離。
文檔編號H02J9/06GK1881743SQ200610084199
公開日2006年12月20日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者D·R·埃德蘭, A·L·曼達(dá)里諾 申請人:伊頓動力品質(zhì)公司