專利名稱：與變壓器耦接的電流封頂電源拓?fù)涞闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及電力控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
不間斷電源(UPS)通常設(shè)計(jì)為通過輸入AC (交流電)、將AC整流為耦接至電池的DC (直流電)，然后將電池輸出逆變回AC電力來工作。在輸入AC中斷的情況下，電池繼續(xù)給逆變器供電，直到AC電力恢復(fù)或者電池被耗盡為止。 然而，即使高效率的不間斷電源也損失了大量能量，主要是因?yàn)榘l(fā)熱。在當(dāng)前設(shè)計(jì)中，至多可以達(dá)到大約百分之九十三的效率。這種損失在通常需要數(shù)兆瓦電力的大型數(shù)據(jù)中心的場(chǎng)景下是非常不希望有的。一種解決方案提供了一種復(fù)雜的、定制的設(shè)計(jì):在AC可用時(shí)旁路電池。然而，這也是昂貴的。AC/DC支架級(jí)(rack level)的或者服務(wù)器內(nèi)電池備份/UPS設(shè)計(jì)對(duì)高阻抗電力源比如柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生了問題(在電池被耗盡之前，柴油發(fā)電機(jī)在失去常規(guī)AC電力源時(shí)運(yùn)行)。一個(gè)問題是，當(dāng)輸入電壓(VAC)下降至指定的(欠電壓保護(hù)或UVP)電平以下時(shí)，服務(wù)器電源關(guān)斷并且將負(fù)載轉(zhuǎn)移至本地能量存儲(chǔ)裝置。當(dāng)發(fā)電機(jī)準(zhǔn)備好時(shí)，VAC輸入電壓增加至工作點(diǎn)，電源自動(dòng)接通，服務(wù)器負(fù)載被從本地能量存儲(chǔ)裝置上移除，并且被電源從而發(fā)電機(jī)接過去。此時(shí)，發(fā)電機(jī)經(jīng)歷從零至百分之百的突然的負(fù)載增加，例如2.5MW發(fā)電機(jī)需要在10毫秒內(nèi)從OW轉(zhuǎn)換至供10，000個(gè)250W服務(wù)器使用的2.5麗。由于發(fā)電機(jī)的高輸出阻抗特性，高速率的瞬態(tài)負(fù)載增加引起了輸出電壓減弱(droop)。該電壓減弱基本上足以使電源中的UVP跳閘，這會(huì)迅速地關(guān)斷和從發(fā)電機(jī)移除負(fù)載(百分之百至零的轉(zhuǎn)換)。這樣會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的“接通/斷開/接通/斷開”或者“摩托艇般(motor boating)”的能量轉(zhuǎn)儲(chǔ)。這種運(yùn)行狀態(tài)會(huì)一直持續(xù)到本地能量存儲(chǔ)裝置被耗盡，從而不能在失去VAC期間維持服務(wù)器運(yùn)行為止，或者直到發(fā)電機(jī)、配電裝置或服務(wù)器電源出現(xiàn)部件故障為止。用于修正服務(wù)器處的這種問題的方法包括改變UVP閾值、VAC良好閾值以及軟啟動(dòng)電路延遲電路。對(duì)于上萬(wàn)數(shù)量級(jí)的服務(wù)器的服務(wù)器應(yīng)用，這引入了幾千個(gè)電源設(shè)計(jì)，每個(gè)都具有其自己的接通關(guān)斷特性。即使那樣，該方法也不是防故障的。此外，電源設(shè)計(jì)/部件數(shù)目的增加使得單位產(chǎn)出以及保修期內(nèi)的維修管理的成本增加。重新加載發(fā)電機(jī)的次級(jí)控制在于延遲靜態(tài)轉(zhuǎn)移切換。這仍然產(chǎn)生了阻礙加載效應(yīng)(block loading effect)。結(jié)合可變的關(guān)斷/接通特性,這是部署起來復(fù)雜、制造和支持起來昂貴的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本“發(fā)明內(nèi)容”是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹一組代表性的設(shè)計(jì)，這些代表性的設(shè)計(jì)會(huì)在下面的“具體實(shí)施方式
”中進(jìn)一步描述。本“發(fā)明內(nèi)容”不是指出要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或者本質(zhì)特征，也不是要以任何方式用來限制要求保護(hù)的主題的范圍。簡(jiǎn)要地說，本文中描述的主題的各個(gè)方面是針對(duì)如下技術(shù)的:通過該技術(shù)，通過磁通量可控地耦接第一電力源和第二電力源以提供電源。自動(dòng)地控制切換機(jī)構(gòu)以從第一電力源向第一變壓器繞組輸入電力，或者從第二電力源向第二變壓器繞組輸入電力，或者從第一電力源向第一變壓器繞組輸入電力并且從第二電力源向第二變壓器繞組輸入電力?？梢允褂秒妷汉?或電流監(jiān)控來控制切換機(jī)構(gòu)。在一個(gè)方面中，用于電源的負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括具有第一輸入繞組、第二輸入繞組和輸出繞組的變壓器?？刂破鲗⒇?fù)載在第一電力源和第二電力源之間切換，或者將負(fù)載切換至第一電力源和第二電力源兩者，以實(shí)現(xiàn)與輸出繞組相對(duì)應(yīng)的期望的輸出電壓?？刂破鞅O(jiān)控電源狀態(tài)，以基于電源狀態(tài)來確定負(fù)載的切換，包括通過以下方式來進(jìn)行所述切換:選擇性地將第一電力源耦接至第一輸入繞組，或者將第二電力源耦接至第二輸入繞組，或者將第一電力源耦接至第一輸入繞組并且將第二電力源耦接至第二輸入繞組?？刂破骺梢曰谒O(jiān)控的狀態(tài)來將至少一部分負(fù)載從一個(gè)電力源漸增地轉(zhuǎn)換至另一電力源。另一個(gè)方面是針對(duì)與來自耦接至變壓器的第一輸入繞組的第一電力源的電力相對(duì)應(yīng)的輸入電壓的監(jiān)控。描述了:如果輸入電壓下降至欠電壓保護(hù)閾值以下，則進(jìn)行切換以將來自第二電力源的電力耦合至變壓器的第二輸入繞組。還描述了監(jiān)控與來自第一電力源的電力相對(duì)應(yīng)的電流，并且，如果該電流超過了過電流狀態(tài)，則進(jìn)行切換以將來自第二電力源的至少一部分電力耦接至變壓器的第二輸入繞組。從下文結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述可以明白其他優(yōu)點(diǎn)。


在附圖中示例性地而非限制性地圖解了本發(fā)明。在附圖中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，并且在附圖中:
圖1是示出了根據(jù)一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)方式的與變壓器耦接的電流封頂電源拓?fù)涞氖纠考目驁D；圖2是示出了可以由控制器采用以操作與變壓器耦接的電流封頂電源的示例步驟的流程圖；以及圖3是呈現(xiàn)了可以如何將電池選擇性地耦接至與變壓器耦接的電流封頂電源的框圖。
具體實(shí)施例方式本文中所描述的技術(shù)的各個(gè)方面總體上涉及用于具有有源功率因數(shù)校正的隔離電源(例如AC/DC)的集成負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)。這種技術(shù)通過引入從通常為電池的本地能量存儲(chǔ)設(shè)備饋送的、初級(jí)隔離變壓器處的磁通量來工作。如將被理解的，這種技術(shù)能夠限制電源線(line cord)的電流幅值和上升速率，以提供本地能量備份/過渡(穿越，ride through)、適度控制的高阻抗AC源的重新加載(零至百分之百)以及電源線電力封頂限制的目的。應(yīng)當(dāng)理解，本文中的任何示例都是非限制性的。例如，這種技術(shù)是針對(duì)AC電力輸入和DC電力輸出來例示的,然而,輸入也可以是具有任意適當(dāng)電壓的AC電力或者DC電力，并且輸出可以是DC或AC。此外，雖然本技術(shù)通常適用于由高阻抗本地發(fā)電比如柴油發(fā)電機(jī)來供電的、在喪失AC輸入、AC電力不足或下降過程中進(jìn)行支持和操作的IT (信息技術(shù))電力系統(tǒng)，但是本技術(shù)也應(yīng)用于其他應(yīng)用，諸如相對(duì)小的備份系統(tǒng)。再者，雖然描述了輸出期望的電壓的、基于電壓的電源，但是輸出期望的電流的、基于電流的電源是等同的。這樣，本發(fā)明不限于本文中描述的任何具體的實(shí)施例、方面、概念、結(jié)構(gòu)、功能或示例。相反，本文中描述的任何實(shí)施例、方面、概念、結(jié)構(gòu)、功能或示例都是非限制性的，并且本發(fā)明可以以提供益處和優(yōu)點(diǎn)的各種方式來用在一般性的電源技術(shù)中。圖1示出了根據(jù)文中描述的技術(shù)來配置的電源的一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)方式的各部件。被稱為、入的輸入AC電壓通過傳統(tǒng)的功率因數(shù)校正(塊102)被變換至DC電力。在常規(guī)操作中，切換機(jī)構(gòu)104 (例如包括一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管FET)由控制器106 (例如脈沖寬度調(diào)制控制器)來供給脈沖，以產(chǎn)生通過初級(jí)側(cè)變壓器107 (例如鐵氧體磁芯隔離變壓器108)饋送的經(jīng)整流的AC。這又使得次級(jí)側(cè)變壓器110產(chǎn)生AC，AC被整流成DC電力(塊112)，該DC電力可以用于任何適當(dāng)目的，包括對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供電。如本文中所述，控制器106可以控制另一切換機(jī)構(gòu)114 (例如基于FET的切換機(jī)構(gòu))向另一變壓器繞組118提供本地能量存儲(chǔ)裝置的經(jīng)AC整流的電力(例如來自電池116的電力)，從而引入磁通量來代替或者添加至來自初級(jí)(基于電源線的)繞組的磁通量，基本上創(chuàng)建了雙輸入、單輸出的變壓器設(shè)計(jì)。本地能量存儲(chǔ)裝置可以是電源的組成部件(例如，內(nèi)置在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中)或者可以是可插入設(shè)備。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，如本文中所述，控制器包括傳感器接口 120，傳感器接口 120用于監(jiān)控各種電源狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括電源的電壓和電流，并且基于電源的工作狀態(tài)來執(zhí)行各種操作。如圖1的示例控制器106中所示，控制器處理器122運(yùn)行存儲(chǔ)器126中的邏輯124以執(zhí)行這樣的操作?？刂破?06可以用任意適當(dāng)?shù)挠布?或軟件裝置來實(shí)現(xiàn)?？梢杂煽刂破?06來執(zhí)行的一種操作包括經(jīng)由合適的切換機(jī)構(gòu)130來控制充電電路128。(在常規(guī)操作中)對(duì)電池充電的方法包括斷開DC電力或者斷開變壓器1\。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，控制器106監(jiān)控輸入線電流(Ia)、輸入電壓(Va)、隔離變壓器電流(In )、初級(jí)側(cè)變壓器FET切換占空比(Qp)、次級(jí)側(cè)變壓器FET切換占空比(Qs)、電池放電FET占空比(QB)、電池充電FET占空比以及輸出電壓(V_)?？刂破?06作用于受監(jiān)控的點(diǎn)，以調(diào)節(jié)QP、Qs> Qb和Qc，使得輸出電壓在期望的范圍內(nèi)，包括當(dāng)遭遇AC喪失和恢復(fù)、AC電力不足或下降和恢復(fù)時(shí)，以及在高速率的負(fù)載瞬變期間。注意，控制器可以從初級(jí)側(cè)來供電并且具有相對(duì)于初級(jí)側(cè)的接地，具有單獨(dú)的電池備份(例如小的監(jiān)視/醫(yī)用型電池)或者經(jīng)由隔離變壓器來自次級(jí)側(cè)的電池備份，所以在初級(jí)側(cè)不提供電壓時(shí)能繼續(xù)工作。由于變壓器為隔離變壓器，所以可以使用光學(xué)耦接或者其他機(jī)制，以使得控制器能夠控制切換/監(jiān)控次級(jí)側(cè)?；蛘?，控制器可以在次級(jí)側(cè)運(yùn)行，具有機(jī)箱接地和類似的隔離，以實(shí)現(xiàn)對(duì)初級(jí)側(cè)的信令/監(jiān)控。圖2是示出了例示的控制器106的各種示例操作的流程圖。為了描述的目的，可以使用以下術(shù)語(yǔ): 用于從0%到100%加載發(fā)電機(jī)的時(shí)間段(P) 從0%到100%加載發(fā)電機(jī)所需的步驟(S) 重新加載的步驟之間的時(shí)間增加量(t_*)
t步驟=(P)/ (S) 重新加載的步驟之間的加載步驟的幅值(Lm1)L^31=(發(fā)電機(jī)容量)/ (重新加載中步驟的數(shù)量)
VAC輸入電壓(V輸入) 輸入電流(I線) 電池切換占空比(Qb) 初級(jí)變壓器切換占空比(Qp) 初級(jí)變壓器電流(Iti ) DC輸出電壓(V輸出) DC輸出切換占空比(Qs) 電池充電切換占空比(Qc)圖2的示例步驟包括控制器在AC故障和嚴(yán)重的電力不足/下降情況期間如何操作，其中，電壓輸入幅值減弱至可接受的電平以下以及欠電壓保護(hù)閾值以下，并且在一段時(shí)間之后恢復(fù)到可接受的電壓電平。在這種情況下，輸入線電流沒有超過可接受的閾值。圖2還包括用于處理名義電力不足/下降情況的步驟，其中，電壓輸入幅值減弱至可接受的電平以下但是保持在欠電壓保護(hù)閾值以上。這導(dǎo)致了超過可接受水平的增加的輸入線電流。在輸入電壓在一段時(shí)間之后恢復(fù)到可接受的電平時(shí)，輸入線電流降低。步驟202表示針對(duì)欠電壓保護(hù)閾值來評(píng)估輸入電壓VfiA。如果沒有處于欠電壓狀態(tài)，則步驟202分支到步驟204和206，在步驟204和206中，針對(duì)過電流閾值來檢查電流。如果輸入電壓和電流是可接受的，則控制器繼續(xù)操作電源正常地工作。如果輸入電壓是可接受的但是電流太高(例如名義電力不足狀態(tài))，則步驟208表示控制切換占空比，以用電池電力來補(bǔ)充線輸入電壓電力。繼續(xù)該處理直到線電壓和電流是可接受的為止，此時(shí)，控制器例如以漸增的步驟來轉(zhuǎn)換離開電池電力，如經(jīng)由步驟210和212所表示的。如果相反，在步驟202處輸入電`壓處于欠電壓狀態(tài)，則步驟202分支到步驟214和216，在步驟214和步驟216中，開關(guān)被控制成切換電源以從電池向變壓器提供磁通量。繼續(xù)該處理直到欠電壓情況結(jié)束為止。然而，如本文中所述，控制器106不直接(從AC線輸入或發(fā)電機(jī))切換回V15a初級(jí)變壓器側(cè)，而是相反，將電源從電池可控地轉(zhuǎn)換回V15a初級(jí)變壓器側(cè)電力。使用以上術(shù)語(yǔ)來總結(jié)，對(duì)于名義電力不足/下降情況，如果VAC輸入電壓(V.)〉=欠電壓保護(hù)閾值，并且輸入電流(Ia)〈過電流保護(hù)閾值，則電源正常工作，如經(jīng)由步驟202、204和206所表示的。如果VAC輸入電壓(V^5a) >欠電壓保護(hù)閾值但是輸入電流(I a) >過電流保護(hù)閾值，則電源的轉(zhuǎn)換通過減小初級(jí)變壓器切換占空比(Qp)來減小從電源線得到的能量。同時(shí)，從本地能量存儲(chǔ)裝置抽出附加的能量到初級(jí)變壓器中，使得DC輸出切換占空t匕(Qs)能夠維持期望的DC輸出電壓這些概念用步驟208來表示。如通過步驟210和212所表示的，當(dāng)VAC輸入電壓(V^5a)增加至(或者保持為)可接受的電平并且輸入電流(Ia)下降至過電流保護(hù)閾值以下時(shí)，控制器106開始增加占空比至(Qp)，以向T1中引入附加的能量，使得電流輸入(Ia)小于所計(jì)算的1^ 。控制器106可以以速率七_(dá)來增加占空比至(Qp)。在這個(gè)處理期間，電池切換占空比(Qb)相應(yīng)地減小，使得DC輸出切換占空比(Qs)能夠維持期望的DC輸出電壓—旦電池切換占空比(Qs)降為零，則電源正常工作。對(duì)于AC故障和嚴(yán)重的電力不足/下降情況，這可以被描述為:如果VAC輸入電壓(V^5a) >=欠電壓保護(hù)閾值，則電源正常工作。
如果VAC輸入電壓(V^5aX=欠電壓保護(hù)閾值(步驟202)，則電源轉(zhuǎn)換停止，其中初級(jí)變壓器切換占空比(Qp)被控制為零。此時(shí)，電池切換占空比(Qb)增加(步驟214)，從本地能量存儲(chǔ)裝置(例如電池或多個(gè)電池)抽取能量到初級(jí)變壓器中，使得被校準(zhǔn)。當(dāng)VAC輸入電壓(V^5a) >欠電壓保護(hù)閾值時(shí)(在步驟218處)，控制器開始增加占空比至(QP)，以向T1中引入附加能量，使得電流輸入(Ia)小于所計(jì)算的1^ ?？刂破?06可以以速率t _來增加占空比至(Qp)。在這個(gè)轉(zhuǎn)換處理(步驟220)期間，電池切換占空比(Qb)相應(yīng)地減小，使得DC輸出切換占空比(Qs)能夠維持期望的DC輸出電壓(V_)。一旦電池切換占空比(Qs)降為零，則電源正常工作。如借助于該拓?fù)淇煽吹降?，將電池能量集成到T1變壓器中允許增加低電壓工作范圍，因?yàn)閺碾娫淳€抽出的能量與電壓成比例并且可以在低至比當(dāng)前可接受的低得多的電壓值下工作。副產(chǎn)品是本地能量存儲(chǔ)裝置的延遲/過渡(穿越)時(shí)間可以被擴(kuò)展。欠電壓閾值點(diǎn)不再需要從電源線保險(xiǎn)絲/斷路器來獲得，而是由初級(jí)變壓器處的功能占空比和工作電壓來獲得。轉(zhuǎn)向另外的方面，這種技術(shù)可以用于方便電力平滑。例如，考慮通常各自以八安培來運(yùn)行但是偶爾在罕見的高需求時(shí)間段內(nèi)峰值為十三安培的一組一萬(wàn)個(gè)服務(wù)器。提供分別以高達(dá)十三安培來運(yùn)行一萬(wàn)個(gè)服務(wù)器的容量非常昂貴，并且因此在很多情況下，此前可用的服務(wù)器的數(shù)量需要減少，因?yàn)闆]有充足的電力可用。本文中描述的技術(shù)允許從電池汲取僅在罕見的情況下需要的額外的電流，從而所有適當(dāng)裝備的服務(wù)器都可以保持可用。此外，為了在很多場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)，與其他技術(shù)中所使用的較大的電池(例如鉛酸電池)相比，可以使用較小、較長(zhǎng)壽命的電池(如鋰離子電池)。雖然使用了較大的變壓器，然而，相應(yīng)的成本相對(duì)不昂貴。在家 庭和小型辦公場(chǎng)景下，可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中提供電源，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)允許通過插入適當(dāng)?shù)碾姵貋慝@得電池備份。例如，在圖3中，使可再充電電池330經(jīng)由耦接裝置332 (諸如插座或其他適當(dāng)?shù)倪B接器)耦接至電源，這允許實(shí)現(xiàn)可選地附接的電池備份。耦接裝置332可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外部，或者在計(jì)算設(shè)備的外殼內(nèi)部。任何具有電源的電器都可以從相似的可插入的電池備份系統(tǒng)獲益；可以將逆變器用于AC電器。根據(jù)上述描述可知，本公開的實(shí)施例包括但不限于如下技術(shù)方案:技術(shù)方案1.一種系統(tǒng)，其包括用于電源的負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，所述負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括變壓器和控制器，所述變壓器具有第一輸入繞組、第二輸入繞組和輸出繞組，所述控制器被配置成將負(fù)載在第一電力源和第二電力源之間切換，或者將負(fù)載切換至所述第一電力源和所述第二電力源兩者，以實(shí)現(xiàn)與所述輸出繞組相對(duì)應(yīng)的期望的輸出電壓，所述控制器被配置成監(jiān)控電源狀態(tài)，以基于所述電源狀態(tài)來確定負(fù)載的切換，包括通過以下方式來進(jìn)行:選擇性地將所述第一電力源耦接至所述第一輸入繞組，或者將所述第二電力源耦接至所述第二輸入繞組，或者將所述第一電力源耦接至所述第一輸入繞組并且將所述第二電力源耦接至所述第二輸入繞組。技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成檢測(cè)與所述第一電力源相對(duì)應(yīng)的欠電壓保護(hù)狀態(tài)，并且作為響應(yīng)，將負(fù)載切換至所述第二電力源。技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器不再檢測(cè)與所述第一電力源相對(duì)應(yīng)的非欠電壓保護(hù)狀態(tài)，并且作為響應(yīng)，所述控制器將至少一部分負(fù)載從所述第二電力源漸增地轉(zhuǎn)換至所述第一電力源。技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案3所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置成通過增加與所述第一電力源的耦接相對(duì)應(yīng)的第一占空比來將所述至少一部分負(fù)載漸增地轉(zhuǎn)換至所述第一電力源，并且通過減小與所述第二電力源的耦接相對(duì)應(yīng)的第二占空比來將所述至少一部分負(fù)載漸增地轉(zhuǎn)換至所述第二電力源。技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成檢測(cè)與所述第一電力源相對(duì)應(yīng)的過電流狀態(tài)，并且作為響應(yīng)，將至少部分負(fù)載切換至所述第二電力源。技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案5所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器不再檢測(cè)與所述第一電力源相對(duì)應(yīng)的所述過電流狀態(tài)，并且作為響應(yīng)，所述控制器將至少一部分負(fù)載從所述第二電力源漸增地轉(zhuǎn)換至所述第一電力源。技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案6所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器通過增加與所述第一電力源的耦接相對(duì)應(yīng)的第一占空比來將所述至少一部分負(fù)載漸增地轉(zhuǎn)換至所述第一電力源，并且通過減小與所述第二電力源的耦接相對(duì)應(yīng)的第二占空比來將所述至少一部分負(fù)載漸增地轉(zhuǎn)換至所述第二電力源。技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成控制充電電路以對(duì)所述第二電力源再充電。技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)耦接至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，還包括耦接裝置，所述耦接裝置被配置成提供所述第二電力 源至所述負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的選擇性的耦接和去耦接。技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一輸入繞組與初級(jí)側(cè)相對(duì)應(yīng)，所述初級(jí)側(cè)與對(duì)應(yīng)于所述輸出繞組的次級(jí)側(cè)隔離，并且其中，所述控制器相對(duì)于電壓和接地在所述初級(jí)側(cè)運(yùn)行。技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一輸入繞組與初級(jí)側(cè)相對(duì)應(yīng)，所述初級(jí)側(cè)與對(duì)應(yīng)于所述輸出繞組的次級(jí)側(cè)隔離，并且其中，所述控制器相對(duì)于電壓和接地在所述次級(jí)側(cè)運(yùn)行。技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器耦接至備份電源，以允許所述控制器在沒有來自所述第一電力源或所述第二電力源的可用電力時(shí)工作。技術(shù)方案14.一種或更多種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行如下步驟:監(jiān)控與來自耦接至變壓器的第一輸入繞組的第一電力源的電力相對(duì)應(yīng)的輸入電壓，并且，如果所述輸入電壓下降至欠電壓保護(hù)閾值以下，則進(jìn)行切換以將來自第二電力源的電力耦接至所述變壓器的第二輸入繞組。技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案14所述的一種或更多種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括:檢測(cè)到所述輸入電壓不再低于所述欠電壓保護(hù)閾值，并且作為響應(yīng)，進(jìn)行切換以將來自所述第一電力源的電力耦接至所述變壓器的所述第一輸入繞組。技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案14所述的一種或更多種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括:監(jiān)控與來自所述第一電力源的電力相對(duì)應(yīng)的電流，并且，如果所述電流超過過電流狀態(tài)，則進(jìn)行切換以將來自所述第二電力源的至少一部分電力耦接至所述變壓器的所述第二輸入繞組。技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案16所述的一種或更多種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括:檢測(cè)到所述輸入電流不再超過所述過電流狀態(tài)，并且作為響應(yīng)，進(jìn)行切換以將來自所述第二電力源的所述至少一部分電力與所述變壓器的所述第二輸入繞組去耦接。技術(shù)方案18.—種方法，其包括:通過磁通量可控地耦接第一電力源和第二電力源以提供電源，包括自動(dòng)地控制切換機(jī)構(gòu)從所述第一電力源向第一變壓器繞組輸入電力，或者從所述第二電力源向第二變壓器繞組輸入電力，或者從所述第一電力源向所述第一變壓器繞組輸入電力并且從所述第二電力源向所述第二變壓器繞組輸入電力。技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案18所述的方法,其還包括:監(jiān)控與所述第一電力源相對(duì)應(yīng)的電壓電平，并且在所述電壓電平在閾值以下時(shí)將所述第二電力源可控地耦接至所述第二變壓器繞組。技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案18所述的方法，其還包括:監(jiān)控與所述第一電力源相對(duì)應(yīng)的電流值，并且在所述電流值在閾值以上時(shí)將所述第二電力源可控地耦接至所述第二變壓器繞組。雖然本發(fā)明易于進(jìn)行各種修改和替代構(gòu)造，但是只有某些實(shí)施方式在圖中進(jìn)行了圖示并且在上文中進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，并非意在將本發(fā)明限于所公開的具體的形式，相反，本發(fā)明意在覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的修改、替代構(gòu)造和等同
方 案。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，其包括用于電源的負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，所述負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括變壓器(108)和控制器(106)，所述變壓器具有第一輸入繞組(107)、第二輸入繞組(118)和輸出繞組(110)，所述控制器被配置成將負(fù)載在第一電力源和第二電力源之間切換，或者將負(fù)載切換至所述第一電力源和所述第二電力源兩者，以實(shí)現(xiàn)與所述輸出繞組相對(duì)應(yīng)的期望的輸出電壓，所述控制器被配置成監(jiān)控電源狀態(tài)，以基于所述電源狀態(tài)來確定負(fù)載的切換，包括通過以下方式來進(jìn)行所述切換:選擇性地將所述第一電力源(V輸入，102)耦接至所述第一輸入繞組，或者將所述第二電力源(116)耦接至所述第二輸入繞組，或者將所述第一電力源耦接至所述第一輸入繞組并且將所述第二電力源耦接至所述第二輸入繞組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成檢測(cè)與所述第一電力源相對(duì)應(yīng)的欠電壓保護(hù)狀態(tài)，并且作為響應(yīng)，將所述負(fù)載切換至所述第二電力源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成檢測(cè)與所述第一電力源相對(duì)應(yīng)的過電流狀態(tài)，并且作為響應(yīng)，將至少部分負(fù)載切換至所述第二電力源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被配置成控制充電電路以對(duì)所述第二電力源再充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一輸入繞組與初級(jí)側(cè)相對(duì)應(yīng)，所述初級(jí)側(cè)與對(duì)應(yīng)于所述輸出繞組的次級(jí)側(cè)隔離，并且a)其中所述控制器相對(duì)于電壓和接地在所述初級(jí)側(cè)運(yùn)行，或者b)其中所述控制器相對(duì)于電壓和接地在所述次級(jí)側(cè)運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器耦接至備份電源，以允許所述控制器在所述第一電力源和所述第二電力源無(wú)電力可用時(shí)工作。
7.一種方法，其包括:監(jiān)控(202)與來自耦接至變壓器的第一輸入繞組的第一電力源的電力相對(duì)應(yīng)的輸入電壓，并且， 如果所述輸入電壓下降至欠電壓保護(hù)閾值以下，則進(jìn)行切換(214)以將來自第二電力源的電力耦接至所述變壓器的第二輸入繞組。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其還包括:監(jiān)控與來自所述第一電力源的電力相對(duì)應(yīng)的電流，并且，如果所述電流超過過電流狀態(tài)閾值，則進(jìn)行切換以將來自所述第二電力源的至少一部分電力耦接至所述變壓器的所述第二輸入繞組。
9.一種方法，其包括:通過磁通量可控地耦接第一電力源(204)和第二電力源(214)以提供電源，包括自動(dòng)地控制切換機(jī)構(gòu)從所述第一電力源向第一變壓器繞組輸入電力，或者從所述第二電力源向第二變壓器繞組輸入電力，或者從所述第一電力源向所述第一變壓器繞組輸入電力并且從所述第二電力源向所述第二變壓器繞組輸入電力(208)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其還包括:監(jiān)控與所述第一電力源相對(duì)應(yīng)的電壓電平，并且在所述電壓電平在閾值以下時(shí)將所述第二電力源可控地耦接至所述第二變壓器繞組，并且/或者，監(jiān)控與所述第一電力源相對(duì)應(yīng)的電流值，并且在所述電流值在閾值以上時(shí)將所述第二電力源可控地耦接至所述第二變壓器繞組。
全文摘要
本申請(qǐng)描述了與變壓器耦接的電流封頂電源拓?fù)洹Ｍㄟ^該技術(shù)，使用磁通量來提供備份電力。變壓器具有可控地耦接至第一輸入繞組的線電力源、以及可控地耦接至第二輸入繞組的次級(jí)電力源?？刂破鞅O(jiān)控線電力，并且如果線電力電壓下降得過低，則切換至次級(jí)電力源，或者如果線電力電流變得過高，則使用次級(jí)電力源來補(bǔ)充線電力源。還描述了從次級(jí)電力源漸增地轉(zhuǎn)換回線電力源。
文檔編號(hào)H02J9/06GK103248111SQ20131011634
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月3日
發(fā)明者肖恩·L·哈里斯, 埃里克·C·彼得森 申請(qǐng)人:微軟公司