用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的模塊化電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的電源模塊并且更特定地涉及在遠(yuǎn)程輸入輸出裝置中提供電源使得超過一個(gè)的電源模塊可有效地連接在一起。并聯(lián)連接在一起、具有公共或獨(dú)立輸入源的電源模塊通過負(fù)載分?jǐn)偪刂贫幢壤兀ň鹊兀┓謹(jǐn)傌?fù)載。并聯(lián)模塊化電源系統(tǒng)在輸入、輸出處耦合并且對(duì)于負(fù)載分?jǐn)偪刂圃谒鼈冎g具有干擾/串?dāng)_，從而在整個(gè)操作范圍上（特別地其中獨(dú)立輸入源在輸入電壓水平具有巨大差異）實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性造成困難。本發(fā)明通過在電源模塊內(nèi)的次級(jí)側(cè)中使用濾波放大器部件來降低電源模塊中的噪聲效應(yīng)而提供電源模塊的有效解耦和提高的穩(wěn)定性。用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的電源模塊還提供用于指示并且傳達(dá)來自連接在一起的電源模塊中的每個(gè)的健康狀態(tài)的部件。
【專利說明】用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的模塊化電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的電源模塊并且更特定地涉及在遠(yuǎn)程輸入輸出裝置中提供電源使得超過一個(gè)的電源模塊可有效地連接在一起。
【背景技術(shù)】
[0002]若干配電自動(dòng)化(DA)產(chǎn)品將需要輸入/輸出(IO)擴(kuò)展、靈活的本地IO更換或補(bǔ)充來提供可擴(kuò)縮性。在遠(yuǎn)程IO的情況下，意指使物理、數(shù)字/模擬I/O連接到其他DA產(chǎn)品的自包含的IO裝置、遠(yuǎn)程IO裝置需要能夠向連接的DA產(chǎn)品供應(yīng)需要的電力。需要的電力通過使用電源模塊來供應(yīng)。個(gè)體電源模塊的額定功率通常受到可用高度、板空間的限制并且受到對(duì)體積熱耗散限制的限制。例如，遠(yuǎn)程IO裝置中的電源模塊可具有作為示例供應(yīng)最大7.5W的能力但需要可是具有供應(yīng)15W的能力。在這樣的情形下，兩個(gè)電源模塊可并聯(lián)連接在一起。從而，為了供應(yīng)更高的電力，可使用若干并聯(lián)連接的電源。除更高的電流外，并聯(lián)模塊還可以提供冗余，這是用于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)可靠、不間斷和延長(zhǎng)的壽命預(yù)期的重要因素。
[0003]獨(dú)立的電源模塊在采用并聯(lián)配置連接時(shí)可導(dǎo)致這些獨(dú)立電源模塊中的每個(gè)分?jǐn)偛幌嗟鹊呢?fù)載，包括由于操作點(diǎn)或輸出V-1特性的差異而吸收電流而不是供應(yīng)，即使在它們具有相似的種類時(shí)也如此。這可導(dǎo)致電和熱應(yīng)力的不均勻分布，并且因此導(dǎo)致過載的電源模塊的壽命可能降低。為了避免負(fù)載電流的不平衡分?jǐn)偟膯栴}，一般包括用于根據(jù)并聯(lián)連接的電源模塊的個(gè)體能力而在它們之間按比例地分配負(fù)載電流的電路。該技術(shù)稱為“負(fù)載分?jǐn)偂?。?fù)載分?jǐn)偟湫偷卦谄渲谐^一個(gè)的電力模塊服務(wù)于單個(gè)負(fù)載的電源中發(fā)現(xiàn)或具有例如公共輸出電壓總線(其向多個(gè)負(fù)載供應(yīng)電力)上的公共點(diǎn)。此外，公共輸出電壓總線需要采用獨(dú)立電源模塊能夠指示它們相應(yīng)的健康狀態(tài)(盡管具有并聯(lián)連接的多個(gè)獨(dú)立電源模塊也如此)這樣的方式來提供。每個(gè)電源模塊需要被解耦，以避免來自電源組合的電壓輸出在該組合中的每個(gè)電源模塊的輸出(包括出故障電源的輸出)處可用的任何效應(yīng)。
[0004]電源使用高頻開關(guān)作為用于將輸入源高效轉(zhuǎn)換成期望的DC電壓水平的手段，這是常見的。電源可設(shè)計(jì)成在大范圍的高頻附近操作，這還可產(chǎn)生能夠形成干擾的噪聲。并聯(lián)連接的電源模塊中的噪聲可由串?dāng)_/干擾(由于輸入/輸出處的耦合引起以及由于來自用于在并聯(lián)連接的電源模塊之間按比例分配負(fù)載電流的各種模塊的負(fù)載分?jǐn)偪刂苹芈返慕换ヒ?產(chǎn)生。來自模塊的噪聲的這樣跨整個(gè)系統(tǒng)的傳播可在電源模塊中的任一個(gè)中導(dǎo)致穩(wěn)定性問題，從而最終危及整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。控制噪聲并且提高穩(wěn)定性的任務(wù)在對(duì)于轉(zhuǎn)換器電源沒有公共輸入電壓源和/或需要有支持寬輸入電壓范圍的電源模塊時(shí)特別是個(gè)挑戰(zhàn)。
[0005]噪聲和穩(wěn)定性可通過有效解耦借助降低系統(tǒng)中的噪聲和串?dāng)_以用于可靠操作來改進(jìn)。此外，對(duì)于系統(tǒng)中的可靠健康指示和通信也需要解耦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供電源模塊，其包括用于連接到輸入電力源(通過合適的端子或總線連接)的部件、用于調(diào)整輸出DC電壓的調(diào)整部件、從高頻開關(guān)的電壓產(chǎn)生輸出DC電壓的整流模塊、具有與調(diào)整部件和電力輸入電力源(一個(gè)或多個(gè))連接的初級(jí)側(cè)和連接到整流模塊的次級(jí)側(cè)的變壓器、用于向調(diào)整部件提供電壓反饋信號(hào)來調(diào)整輸出DC電壓的電壓反饋部件(例如，分壓器)、用于使電源模塊與至少一個(gè)其他電源模塊連接的連接部件(例如，在電源模塊堆疊在一起時(shí)通過總線連接)以及用于控制電源模塊的負(fù)載分?jǐn)偟呢?fù)載分?jǐn)偪刂颇K。電源模塊另外具有在變壓器的次級(jí)側(cè)中連接用于降低電源模塊(特別在電源模塊中的電壓控制回路中)中的噪聲的濾波放大器。
[0007]在優(yōu)選實(shí)施例中，濾波放大器使由于電源模塊(當(dāng)多個(gè)電源模塊連接在一起時(shí)的系統(tǒng))中的開關(guān)而產(chǎn)生/出現(xiàn)的高頻噪聲衰減。電源模塊的次級(jí)側(cè)處的濾波放大器連同電源的初級(jí)側(cè)中的電壓誤差放大器一起提高電源中的信噪比并且提高穩(wěn)定性。
[0008]在優(yōu)選實(shí)施例中，模塊化電源模塊具有健康檢查模塊，用于基于DC輸出電壓與從電源模塊的次級(jí)側(cè)處連接的等效整流模塊得到的信號(hào)的比較來推斷它的健康狀態(tài)。
[0009]在另一個(gè)方面中，提供模塊化電源系統(tǒng)，其具有使用公共輸出電壓總線和公共電流分?jǐn)偪偩€而在輸出處耦合的多個(gè)電源模塊。這些電源模塊可以在沒有任何額外設(shè)置或沒有使用額外裝置/信號(hào)的情況下通過使它們簡(jiǎn)單地堆疊在一起而并聯(lián)連接在一起。
[0010]在另一個(gè)實(shí)施例中，具有并聯(lián)連接的電源模塊的模塊化電源系統(tǒng)提供有獨(dú)立且不同的輸入電力源。
[0011]在再另一個(gè)實(shí)施例中，模塊化電源系統(tǒng)具有提供有獨(dú)立且不同的輸入電力源的電源模塊中的一些并且一些其他電源模塊提供有公共輸入電力源。
[0012]在再另一個(gè)實(shí)施例中，模塊化電源系統(tǒng)具有提供有備用電池輸入源的至少一個(gè)電源模塊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)勢(shì)當(dāng)參照附圖(其中類似的符號(hào)在整個(gè)附圖中代表類似的部件)閱讀下列詳細(xì)說明時(shí)將變得更好理解，其中:
圖1是圖示個(gè)體電源模塊的實(shí)施例的電路圖；
圖2是圖示并聯(lián)連接的兩個(gè)電源模塊的實(shí)施例的電路圖；
圖3是圖示具有噪聲降低能力的并聯(lián)連接的兩個(gè)電源模塊的實(shí)施例的電路圖；
圖4是圖示在并聯(lián)連接的兩個(gè)電源模塊中的健康檢查模塊的實(shí)施例的電路圖；
圖5是圖示獨(dú)立操作模式的框圖；
圖6是圖示多電源操作模式的框圖；
圖7是圖示對(duì)于一個(gè)電源模塊的輸入源具有備用電池的多電源操作模式的框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明描述對(duì)于能并聯(lián)連接以供它在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中使用的電源模塊控制噪聲并且提高穩(wěn)定性的技術(shù)。這些電源模塊是模塊化的并且能安裝在DIN軌中并且可具有公共輸入電壓源或個(gè)體輸入源以及支持寬范圍的輸入電壓。
[0015]圖1圖示示范性電源模塊。參考圖1，電源模塊100包括獨(dú)立輸入電力源110、調(diào)整部件120、產(chǎn)生輸出DC電壓160的整流模塊140、具有與調(diào)整部件120和輸入電力源110連接的初級(jí)側(cè)和連接到整流模塊140的次級(jí)側(cè)的變壓器130、用于向調(diào)整部件120提供電壓反饋信號(hào)來調(diào)整電壓控制回路中的輸出DC電壓的電壓反饋部件150 (圖示中分壓器)。圖示中的調(diào)整部件采用由基于PWM (脈寬調(diào)制)的控制而驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件(開關(guān))而設(shè)計(jì)。
[0016]在期望高電力和可靠供電技術(shù)方案的關(guān)鍵應(yīng)用中，超過一個(gè)的電源模塊并聯(lián)連接。向用戶提供根據(jù)他的要求(包括未來需要)來連接若干電源的靈活性，其中如果任何應(yīng)用需要更多的電力，用戶具有簡(jiǎn)單地添加更多電源模塊的靈活性。
[0017]在本發(fā)明中對(duì)高功率且可靠供電技術(shù)方案提供的一些額外設(shè)計(jì)考慮是:
a)所有電源模塊是相同的而沒有任何主/從類型的隔離以用于控制相等加載，并且能夠采用“獨(dú)立模式”或采用“多電源模式”運(yùn)行而沒有任何選擇/外部裝置/附加連接或輸出電壓的任何精密設(shè)置的任何需要；
b)所有電源具有獨(dú)立輸入電壓源，即每個(gè)并聯(lián)連接的電源(即，采用“多電源模式”)的輸入電壓源可以不同。例如，電源模塊I (PSMl)可以具有220VAC作為輸入源并且電源模塊2 (PSM2)可以具有110VDC作為輸入源。范圍可以是寬的，作為示例，對(duì)于電源模塊的電壓可以在85-264VAC或88-375VDC的范圍中。此外，用于并聯(lián)連接的電源的輸入電壓源可以是從HV電力線抽取電力的電力收集系統(tǒng)，或可以是像光伏系統(tǒng)或來自備用電池的備選能量系統(tǒng)；
c )并聯(lián)連接的電源(即，采用“多電源模式”)可以持續(xù)運(yùn)行，甚至如果任何電源不具有輸入源或來自并聯(lián)連接的電源的電源中的任一個(gè)失效也如此。采用該模式，所有參與的健康電源在總負(fù)載的完整范圍上均等地分?jǐn)傌?fù)載電流[即(一個(gè)電源的電力容量)X (連接在一起的電源的數(shù)量)]。負(fù)載分?jǐn)偧词乖谳p負(fù)載時(shí)也是好的并且具有較好的負(fù)載調(diào)整；d)采用“多電源模式”，如果任何電源模塊將失效或任何電源模塊的輸入源將關(guān)閉，其他電源模塊繼續(xù)正常運(yùn)行并且因此系統(tǒng)將繼續(xù)正常運(yùn)行。而且，不運(yùn)行的電源需要將它的健康狀況傳達(dá)給系統(tǒng)。期望使每個(gè)模塊的主輸出電壓控制回路&健康信息容易與負(fù)載分?jǐn)偪刂茩C(jī)制分開(解耦)。每個(gè)電源模塊單獨(dú)指示并且以高效的方式傳達(dá)它的健康情況。
[0018]圖2圖示電源系統(tǒng)200，其具有與負(fù)載分?jǐn)傠娐凡⒙?lián)連接的兩個(gè)電源模塊100。在并聯(lián)系統(tǒng)中，附圖圖示負(fù)載分?jǐn)傠娐?，其具有?fù)責(zé)負(fù)載分?jǐn)偪刂频呢?fù)載分?jǐn)偪刂颇K210、來自所有電源模塊的輸出電壓的并聯(lián)耦合的公共輸出電壓總線230和公共電流分?jǐn)偪偩€(SHARE信號(hào))220，其用作負(fù)載分?jǐn)偟膮⒖肌?br> [0019]電源模塊中的每個(gè)中的相應(yīng)負(fù)載分?jǐn)偪刂颇K210使用公共電流分?jǐn)傂盘?hào)以具有主動(dòng)負(fù)載分?jǐn)偪刂啤Ｘ?fù)載分?jǐn)倷C(jī)制的操作原理是測(cè)量每個(gè)個(gè)體模塊的輸出電流并且能夠修改單元的輸出電壓，直到所有參與的電源傳遞相等的輸出電流。從而，所有電源模塊通過適當(dāng)?shù)乜刂扑鼈兿鄳?yīng)的調(diào)整部件120而主動(dòng)使它們的負(fù)載電流等于公共電流分?jǐn)傂盘?hào)。
[0020]輸出電壓控制/反饋回路&負(fù)載分?jǐn)偪刂苹芈返慕换ゲ捎秒娫茨K可以采用獨(dú)立模式和多電源模式運(yùn)行而沒有選擇/外部裝置/附加連接的任何需要這樣的方式進(jìn)行。
[0021]此外，獨(dú)立電源模塊可具有公共輸入源或具有獨(dú)立輸入源并且電源模塊中的每個(gè)可具有輸入濾波&保護(hù)、健康情況指示&通信、輸出保護(hù)(未在圖中示出)。
[0022]采用“多電源模式”，所有連接的電源均等地分?jǐn)偪傌?fù)載電流。通常，電源模塊中的每個(gè)在它們的最大負(fù)載容量以下運(yùn)行。當(dāng)需要的電力超出單個(gè)電源或在使用中的電源系統(tǒng)的限定容量時(shí)，用戶只需要將額外需要數(shù)量的電源放在一起(并排)&使它們堆疊在一起。[0023]并聯(lián)連接的電源將它們的獨(dú)立輸入電壓轉(zhuǎn)換成限定的DC輸出電壓。模塊中的每個(gè)將繼續(xù)提供獨(dú)立濾波、保護(hù)&健康指示/通信。除DC輸出電壓的兩個(gè)端子以外，并聯(lián)連接的電源共享它們之間僅一個(gè)附加端子(即，SHARE信號(hào)220)，其指示由連接的電源中的任一個(gè)所供應(yīng)的最大電流。通過在負(fù)載電流的完整范圍上使用主動(dòng)電流分?jǐn)偧夹g(shù)，并聯(lián)連接的電源中的每個(gè)試圖使它們的分?jǐn)傌?fù)載電流等于SHARE信號(hào)(如在公共電流分?jǐn)偪偩€中)，即使它們相應(yīng)的輸入源或額定電壓可能不同時(shí)也如此。
[0024]任何噪聲如果在電源模塊中的任一個(gè)中的幅度和相位明顯的話則將干擾電源系統(tǒng)并且可能負(fù)面地影響系統(tǒng)，從而導(dǎo)致不期望的情形；一個(gè)這樣的情形是電源輸出中的振蕩。電源模塊100中的電壓控制回路中的噪聲源可由于以下(作為示例)而引起:
? 50/60HZ 行頻
?負(fù)載變化(瞬態(tài)/低頻)
?電源1旲塊的開關(guān)(聞?lì)l)。
[0025]噪聲的傅立葉分量在系統(tǒng)中的濾波器和放大器部件中經(jīng)歷增益改變和相移。如果對(duì)于這些傅立葉分量中的任何一個(gè)的增益和相移導(dǎo)致正而不是負(fù)反饋，電源模塊將具有振蕩。因此，即使噪聲信號(hào)的初始源消失，電路將繼續(xù)以該特定頻率分量振蕩。提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的常見方式是增加相位余量。因此為了在電壓控制回路中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性，需要在增益交越頻率(B卩，開環(huán)增益是一時(shí)的頻率)處具有足夠的相位余量。
[0026]此外，以并聯(lián)連接的電源模塊為例，當(dāng)存在用于并聯(lián)連接的電源模塊的輸入電壓的不同源/額定值時(shí)，每個(gè)模塊中的調(diào)整部件120可采用互相不同的占空比開關(guān)。因此，由于開關(guān)引起的擾動(dòng)在并聯(lián)連接的模塊中的每個(gè)中可不同?？砂l(fā)生由于模塊中的每個(gè)中的個(gè)體輸入源110引起的或由于模塊中的開關(guān)操作引起的擾動(dòng)/噪聲將在分?jǐn)偪偩€220上反映。因此，每個(gè)并聯(lián)連接的模塊將采用不同的方式(因?yàn)樗鼈円圆煌恼伎毡炔僮?對(duì)該擾動(dòng)起反應(yīng)，從而在易于不`穩(wěn)定操作的不同控制回路之間形成串?dāng)_。
[0027]圖3圖示示范性電源系統(tǒng)300，其具有并聯(lián)連接、彼此有效解耦以在采用獨(dú)立模式和采用多電源模式操作期間實(shí)現(xiàn)更好的穩(wěn)定性的兩個(gè)電源模塊。電源系統(tǒng)具有公共電壓總線和公共電流分?jǐn)偪偩€，用于通過使電源模塊中的每個(gè)均等地分?jǐn)傌?fù)載來向負(fù)載提供電力。濾波放大器310 (電壓誤差放大器)在電源模塊的次級(jí)側(cè)上連接來調(diào)節(jié)電壓控制回路中的電壓反饋。負(fù)載分?jǐn)偪刂颇K210設(shè)計(jì)成緩慢起作用，即對(duì)高頻變化的響應(yīng)差，這由于它作出響應(yīng)來均衡均值(平均)輸出電流而是可接受的。濾波放大器310和調(diào)整部件120中的電壓誤差放大器都提供濾波和增益以有助于在完整輸入電壓范圍上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。電源模塊的次級(jí)側(cè)上的濾波放大器310進(jìn)行以下功能:
?使由于開關(guān)引起的噪聲衰減并且防止它們?nèi)ネ{(diào)整部件120中的初級(jí)側(cè)電壓誤差放大器，
?放大由于50/60HZ行頻&負(fù)載變化引起的噪聲。
[0028]影響負(fù)載分?jǐn)偪刂苹芈返淖兓瘍H以初級(jí)120上的電壓誤差放大器提供的低增益來處理。次級(jí)側(cè)上的濾波放大器310和調(diào)整部件120的初級(jí)側(cè)上的基于PWM的模塊中的電壓誤差放大器的使用(其中兩個(gè)部件都具有不同的頻率響應(yīng))在電源模塊中提供高的相位余量。通過使用該方法，已經(jīng)在寬輸入電壓范圍(例如，對(duì)于通用范圍，即85-264VAC/88-375VDC)和/或不同輸入電力源(其包括對(duì)于具有相等負(fù)載分?jǐn)偟牟⒙?lián)連接的電源模塊的AC輸入源)上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。
[0029]從而，隨著額外的濾波放大器部件310的使用，電源模塊和系統(tǒng)的噪聲效應(yīng)以及由此穩(wěn)定性提聞。
[0030]涉及配電自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品的另一個(gè)方面是對(duì)于配電自動(dòng)化產(chǎn)品具有適合的健康指標(biāo)和健康通信。對(duì)于并聯(lián)電源模塊，期望對(duì)于個(gè)體電源模塊的健康情況指示和通信與其他的解耦。解決該問題的眾所周知的方法是通過使用對(duì)于獨(dú)立電源模塊中的每個(gè)解耦串聯(lián)二極管。然而，這些二極管可以引起功率損耗(最大功耗=輸出電流X 二極管電壓降，近似I伏)，這對(duì)系統(tǒng)具有負(fù)面影響。
[0031]圖4圖示關(guān)于描繪電源模塊(其具有與額外部件組并聯(lián)連接以具有等效整流模塊420的整流模塊140)的次級(jí)側(cè)的電路圖的健康指示和通信的技術(shù)。電路進(jìn)一步具有分壓器430，其提供有等效整流模塊420。與每個(gè)電源模塊關(guān)聯(lián)的健康檢查模塊440由比較器組成以基于來自分壓器430的信號(hào)與公共輸出電壓總線230的比較來評(píng)估相應(yīng)電源模塊的健康以提供健康情況信號(hào)450。等效整流模塊420由與整流模塊140中的元件相似的元件組成，然而，這些元件具有非常低的額定功率(它們需要僅用于信號(hào)輸出)并且因此消耗很少的功率。因?yàn)榈刃д髂K420與公共輸出電壓總線230不直接關(guān)聯(lián)，電源模塊彼此解耦以用于健康指示。對(duì)于健康指示和通信的該技術(shù)因?yàn)樗挥绊懾?fù)載電流或來自供應(yīng)電力中所涉及的模塊中的任一個(gè)的輸出電壓而是高效的。健康檢查模塊具有用于指示健康狀態(tài)的LED指示和用于在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中傳達(dá)健康狀態(tài)信號(hào)的通信模塊。
[0032]可注意每個(gè)電源模塊提供輸出DC電壓、SHARE信號(hào)和健康信號(hào)。作為實(shí)施例,米用獨(dú)立模式的電源模塊功能如在圖5中描繪。在需要的功率在單個(gè)電源的限定容量?jī)?nèi)時(shí)利用獨(dú)立模式。
[0033]作為另一個(gè)實(shí)施例，盡管需要的功率可在單個(gè)電源的限定容量?jī)?nèi)，兩個(gè)電源模塊并聯(lián)連接。在正常條件下，當(dāng)兩個(gè)輸入電壓源都可用時(shí)，所有連接的模塊均等地分?jǐn)傌?fù)載電流。當(dāng)在包括輸入電壓源的電源模塊中的一個(gè)中存在任何問題時(shí)，健康的電源模塊將繼續(xù)通過提供需要的負(fù)載電流而正常運(yùn)行。在這里，盡管功率要求在一個(gè)電源的容量范圍內(nèi)，電源模塊采用多電源模式運(yùn)行，來增加電源系統(tǒng)的可靠性。
[0034]作為另一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)電源模塊可連接在一起，從而具有輸入電壓源的多個(gè)組合來增加配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的可靠性。這些多個(gè)電源模塊可分?jǐn)偣草斎腚妷涸椿蚓哂歇?dú)立輸入電壓源。此外，如在圖6和圖7中圖示的，多個(gè)電源模塊可具有從數(shù)量上與連接在一起的電源模塊的數(shù)量相比要少的輸入電壓源得到的輸入電壓源。在這里，作為在圖6中圖示的示例，兩個(gè)輸入電壓源(610和620)用于向連接在一起的三個(gè)電源模塊100提供輸入電壓。圖7再次圖示對(duì)于三個(gè)電源模塊(100)具有兩個(gè)輸入電壓源(710和720)的情況，但其描繪使用電池備用源710來向電源模塊供電。
[0035]盡管本文僅圖示和描述本發(fā)明的某些特征，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將想到許多修改和改變。因此，要理解附上的權(quán)利要求意在涵蓋所有這樣的修改和改變，它們落入本發(fā)明的真正精神內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的電源模塊100，其包括: 用于將輸入電力源110連接到所述電源模塊并且用于將所述電源模塊的輸出連接到外部裝置的部件； 調(diào)整部件120 ； 整流模塊140，其產(chǎn)生輸出DC電壓160 ； 變壓器130，其具有與所述調(diào)整部件120和所述一個(gè)或多個(gè)電力輸入電力源連接的初級(jí)側(cè)和連接到所述整流模塊140的次級(jí)側(cè)； 電壓反饋部件150，用于向所述調(diào)整部件120提供電壓反饋信號(hào)來調(diào)整所述輸出DC電壓 160 ； 負(fù)載分?jǐn)偪刂颇K210，其具有用于控制所述電源模塊的負(fù)載分?jǐn)偟呢?fù)載分?jǐn)傂盘?hào)；并且 其中所述電源模塊100另外提供有濾波放大器310，用于調(diào)節(jié)電壓反饋信號(hào)，所述濾波放大器在所述變壓器130的次級(jí)側(cè)中連接用于降低所述電源模塊中的噪聲效應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的電源模塊，其中所述調(diào)整部件120包括通過來自所述變壓器130的初級(jí)側(cè)中的電壓誤差放大器的調(diào)節(jié)電壓誤差信號(hào)而控制的開關(guān)元件。
3.如權(quán)利要求1所述的 電源模塊，其中所述電壓反饋部件150包括具有電阻元件的分壓器。
4.如權(quán)利要求1所述的電源模塊，其中所述濾波放大器310使所述電源模塊中出現(xiàn)的高頻噪聲衰減。
5.如權(quán)利要求1所述的電源模塊,其中所述電源模塊進(jìn)一步包括健康檢查模塊440，用于基于所述輸出DC電壓160與從所述變壓器130的次級(jí)處連接的等效整流模塊420得到的信號(hào)的比較來推斷所述電源模塊的健康狀態(tài)。
6.一種用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的模塊化電源系統(tǒng)300，包括: 多個(gè)電源模塊100，其具有用于連接到一個(gè)或多個(gè)輸入電力源110以及并聯(lián)連接相應(yīng)輸出的部件； 獨(dú)立電源模塊中的每個(gè)所述電源模塊具有:相應(yīng)的調(diào)整部件120 ;相應(yīng)的整流模塊140，用于產(chǎn)生相應(yīng)的輸出DC電壓160 ;相應(yīng)的變壓器130，其使它的初級(jí)側(cè)與相應(yīng)的調(diào)整部件120和連接輸入電力源的部件連接，并且使它的次級(jí)側(cè)與相應(yīng)的整流模塊140連接；相應(yīng)的電壓反饋部件150，用于向所述調(diào)整部件120提供相應(yīng)的電壓反饋信號(hào)來調(diào)整相應(yīng)的輸出DC電壓160 ;相應(yīng)的負(fù)載分?jǐn)偪刂颇K210,用于控制相應(yīng)電源模塊中的負(fù)載分?jǐn)偅? 公共輸出電壓總線230，其連接來自所述多個(gè)電源模塊的相應(yīng)的輸出電壓； 公共電流分?jǐn)偪偩€220，其連接來自所述多個(gè)電源模塊的相應(yīng)的負(fù)載分?jǐn)偪刂颇K的負(fù)載分?jǐn)傂盘?hào)；并且 其中來自在輸出處并聯(lián)連接在一起的所述多個(gè)電源模塊的至少一個(gè)電源模塊具有額外提供的濾波放大器310，用于調(diào)節(jié)來自所述至少一個(gè)電源模塊的相應(yīng)電壓反饋信號(hào)，所述濾波放大器在所述變壓器130的次級(jí)側(cè)中連接用于降低所述模塊化電源系統(tǒng)中的噪聲效應(yīng)。
7.如權(quán)利要求6所述的模塊化電源系統(tǒng)，其中所述多個(gè)電源模塊提供有用于所述電源模塊中的每個(gè)電源模塊的獨(dú)立輸入電力源。
8.如權(quán)利要求6所述的模塊化電源系統(tǒng)，其中來自所述多個(gè)電源模塊的至少兩個(gè)電源模塊提供有公共輸入電力源。
9.如權(quán)利要求6所述的模塊化電源系統(tǒng)，其中來自所述多個(gè)電源模塊的至少一個(gè)電源模塊提供有備用電池輸入源。
10.如權(quán)利要求6所述的模塊化電源系統(tǒng)，其中來自所述多個(gè)電源模塊的至少兩個(gè)電源模塊使用它們相應(yīng)的連接部件并聯(lián)連接以將它們相應(yīng)的輸出DC電壓160連接到所述公共輸出電壓總線230并且將它們相應(yīng)的負(fù)載分?jǐn)偪刂颇K210的它們相應(yīng)的負(fù)載分?jǐn)傂盘?hào)與所述公共電流分?jǐn)偪偩€220連接而沒有任何 額外設(shè)置或沒有使用額外裝置或來自所述模塊化電源系統(tǒng)的額外信號(hào)用于在所述至少兩個(gè)并聯(lián)連接的電源模塊中的按比例負(fù)載分?jǐn)偂?br> 【文檔編號(hào)】H02J1/10GK103814512SQ201280030918
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月21日
【發(fā)明者】P.B.哈迪克 申請(qǐng)人:Abb 技術(shù)有限公司