CN102214918A - 高可靠性供电系统、方法及变频器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高可靠性供电系统，包括并联于负载输入端的至少第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块和所述第二电源模块分别接不同的电源输入。在此还公开了一种具备该供电系统的变频器系统。还公开了一种高可靠性供电方法，包括以下步骤：提供至少第一电源模块和第二电源模块，并联于负载输入端；将不同的电源输入分别接到第一电源模块和第二电源模块，同时对负载进行供电。采用电源热备无缝切换，能够获得对负载供电的高可靠性，且能节省冷备供电所需的电气元件。

Description

高可靠性供电系统、方法及变频器系统

技术领域

本发明涉及电源技术，尤其是一种高可靠性供电系统、方法及变频器系统。

背景技术

高可靠性要求设备设置两路以上输入电源对设备供电，例如，在现有中压变频器系统中，为了保证主控供电的可靠性，需要两路电源，在此情形下，就存在着380V市电和由6kV/10kV高压变压器辅助绕组提供的380V电源互相切换供电的问题。现有的供电方案为对单个一次电源模块的进线电源采用高、低压电源回路冷备方式，其原理是对高、低压两路电源进行检测，当某一路电源出现故障时，切换到另一路电源来对一次电源模块供电。采用这种方案需要有两路电源的切换接触器、检测电路及电容电池等相关器件，并由主控系统提供控制信号控制切换过程。其中，检测继电器并联在380V市电回路，系统判断380V市电回路是否带电，从而选择主控供电电源的来源，这就存在着一个从检测到执行再到切换的时间，这个时间较长，切换时容易发生掉电，而为了保证主控不掉电，还需要使用蓄电池或电容进行支持，增加了多个电气元件，上述不利因素使得切换不稳定、成本高。

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种能实现无缝切换的低成本高可靠性供电系统及方法。

本发明的另一目的是提供具备上述高可靠性供电系统的变频器系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高可靠性供电系统，包括并联于负载输入端的至少第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块和所述第二电源模块分别接不同的电源输入。

优选地，所述第一电源模块和所述第二电源模块至少一者的输出端设置有检测器件，用于检测相应电源模块的输出状态并输出至控制单元。

优选地，所述检测器件为与负载并联的继电器或光电耦合器(以下简称光耦)。

优选地，所述第一电源模块和所述第二电源模块的输出端各设置有检测器件，各个检测器件分别位于不同的检测输出回路中或均串联在同一检测输出回路中。

优选地，所述第一电源模块和所述第二电源模块与各自电源输入之间设置有断路器或熔断器。

优选地，所述第一电源模块和所述第二电源模块正端与负载之间分别正向串接有二极管。

优选地，所述第一电源模块和/或所述第二电源模块为进行AC/DC变换的一次电源模块。

一种变频器系统，包括前述的任一种供电系统，用于对所述变频器系统的主控电路进行供电。

一种高可靠性供电方法，包括以下步骤：

a.  将至少第一电源模块和第二电源模块并联于负载输入端；

b.  将不同的电源输入分别接到第一电源模块和第二电源模块，同时

对负载供电。

优选地，还包括以下步骤：

c. 对负载供电的同时，通过检测器件监测所述第一电源模块和所述第二电源模块的输出状态。

优选地，还包括以下步骤：

d. 控制单元处理监测结果，并在符合预设条件时控制给出告警或实施保护。

本发明有益的技术效果是：

本发明中，供电系统采用至少两路相互独立的电源和电源模块，至少双路并联电源模块同时对负载供电，两者互为备用，在某一路电源出现故障或供电丢失时，另一路电源继续保持正常供电，保证在电源切换时没有掉电的情况发生，从而实现无缝无扰切换。相比现有的冷备供电系统，本发明采用了热备份的冗余设计，这种电源热备无缝切换的供电方式确保了电源的稳定输入，提高了电源供电的可靠性，能够满足现场控制电源多样性的要求。

而且，相比于现有的供电系统，本发明的技术方案使得供电系统在构成上大幅度的简化，且省去了不同路电源之间的切换器件，如用于高、低压切换的接触器，以及用于切换期间维持供电的电池或电容，从而节省了电源切换的时间和所需要的电气元件，甚至不需要检测电路也能使供电系统保持可靠的输出。因此，本发明的供电系统在提高系统可靠性的同时也降低了系统成本。

进一步地，可以在两个电源模块输出端并联如继电器或光耦等检测器件，从而可对电源模块的输出进行实时检测，例如当某个电源模块因为故障而停机时，检测器件将向主控发出故障检测信号，后者控制执行告警或保护。

附图说明

图1为本发明高可靠性供电系统实施例的基本框架图；

图2为本发明高可靠性供电系统实施例一的结构示意图；

图3为本发明高可靠性供电系统实施例二的结构示意图；

图4为本发明高可靠性供电系统实施例三的结构示意图；

图5为本发明高可靠性供电系统实施例四的结构示意图；

图6为本发明高可靠性供电方法实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明进行进一步的详细说明。

请参阅图1，在一种实施例中，高可靠性供电系统包括至少第一电源模块100和第二电源模块200，第一电源模块接电源输入INPUT1，第二电源模块接电源输入INPUT2，第一电源模块100和第二电源模块200并联于负载的输入端，同时向负载供电。如图1所示，电源输入INPUT1与电源输入INPUT2为两路相互独立的电源，分别由独立的第一、第二电源模块转换并输出给负载，双路电源同时对负载供电，两者互为备用，在某一路电源出现故障或供电丢失时可由另一路电源保持正常供电，实现无扰切换，不发生掉电，确保电源的稳定。容易理解，还可以设置更多路电源输入，配以相应的独立电源模块，从而供电系统可以对负载提供多路电源的热备无缝切换。在具体应用中，供电的负载可以是变频系统的主控部分，供电系统作为变频系统的控制电源，可接收AC220V或AC380V（三相四线制），且可以同时接受双路交流220V电源。

如图2-图5所示，第一电源模块100和第二电源模块200为一次电源模块，可以采用2个220VAC/48VDC的AC/DC变换器，其中，第一电源模块100可用来自设备变压器辅助绕组的380V输出作为其电源输入，第二电源模块200可用来自与变压器辅助绕组独立的另一路电源作为其电源输入，第一电源模块100和第二电源模块200的输出同时接到48VDC的负载LOAD上。

在优选的实施例中，第一电源模块和第二电源模块与各自电源输入之间设置有断路器或熔断器S1、S2，断路器或熔断器作为开关控制对电源模块正常供电。

在优选的实施例中，第一电源模块和第二电源模块正端与负载之间分别正向串接二极管D1、D2用来实现反向截止。

在优选的实施例中，第一电源模块和第二电源模块至少一者的输出端设置有检测器件，用于检测相应电源模块的输出状态并输出至控制单元（未图示），检测器件优选为与负载并联的继电器或光耦。应理解，检测器件对于本发明的供电系统并不是必需的。

如图2-图5所示，继电器RLY1、RLY2或者光耦OC1、OC2可作为故障检测器件，可以随时监测第一、第二电源模块的输出状态。

如图2和图3所示意的，两个检测器件RLY1、RLY2/ OC1、OC2是分别位于不同的检测输出回路中，两路检测信号分别输出到不同的检测输出回路，这样可以监测每一个电源模块输出状态。其中，图2所示的实施例一中采用的检测器件为继电器RLY1、RLY2，图3所示的实施例二中采用的检测器件为光耦OC1、OC2。

如图4和图5所示意的，两个检测器件RLY1、RLY2/ OC1、OC2是均串联在同一检测输出回路中，两路检测信号输出到一个检测输入回路，这样是从整体上监测电源系统的输出情况。其中，图4所示的实施例三中采用的检测器件为继电器RLY1、RLY2，图5所示的实施例四中采用的检测器件为光耦OC1、OC2。

在另一方面，一种变频器系统，其可以采用前述任一实施例的供电系统，该供电系统用于对变频器系统的主控电路（未图示）进行供电。

在又一方面，一种高可靠性供电方法包括以下步骤：

a. 提供至少第一电源模块和第二电源模块，并联于负载输入端；

b. 将不同的电源输入分别接到第一电源模块和第二电源模块，同时

对负载供电。

在优选的实施例里，该供电方法还包括以下步骤：

c. 对负载供电的同时，通过检测器件监测第一电源模块和第二电源模块的输出状态。

在更优选的实施例里，该供电方法还包括以下步骤：

d. 控制单元处理监测结果，并在符合预设条件时控制给出告警或实施保护。所述保护例如是停止所带负载工作，或断开所述第一电源模块和所述第二电源模块的上级断路器等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种高可靠性供电系统，其特征在于,包括并联于负载输入端的至少第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块和所述第二电源模块分别接不同的电源输入。

2.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于, 所述第一电源模块和所述第二电源模块至少一者的输出端设置有检测器件，用于检测相应电源模块的输出状态并输出至控制单元。

3.如权利要求2所述的供电系统，其特征在于, 所述检测器件为与负载并联的继电器或光电耦合器。

4.如权利要求2所述的供电系统，其特征在于, 所述第一电源模块和所述第二电源模块的输出端各设置有检测器件，各个检测器件分别位于不同的检测输出回路中或均串联在同一检测输出回路中。

5.如权利要求1-4任一项所述的供电系统，其特征在于,所述第一电源模块和所述第二电源模块与各自电源输入之间设置有断路器或熔断器。

6.如权利要求1-4任一项所述的供电系统，其特征在于, 所述第一电源模块和所述第二电源模块正端与负载之间分别正向串接有二极管。

7.如权利要求1-4任一项所述的供电系统，其特征在于,所述第一电源模块和/或所述第二电源模块为进行AC/DC变换的一次电源模块。

8.一种变频器系统，其特征在于,包括如权利要求1-7任一项所述的供电系统，用于对所述变频器系统的主控电路进行供电。

9.一种高可靠性供电方法，其特征在于,包括以下步骤：

将至少第一电源模块和第二电源模块并联于负载输入端；

将不同的电源输入分别接到第一电源模块和第二电源模块，同时

对负载进行供电。

10.如权利要求9所述的供电方法，其特征在于,还包括以下步骤：

    c. 对负载供电的同时，通过检测器件监测所述第一电源模块和所述第二电源模块的输出状态。

11.如权利要求10所述的供电方法，其特征在于,还包括以下步骤：

    d. 控制单元处理监测结果，并在符合预设条件时控制给出告警或实施保护。

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