CN104335449A - 切换电源以管理变换器内的输入电力 - Google Patents

Abstract

各示例公开了一种系统，具有第一变换器输入端以及第二变换器输入端，所述第一变换器输入端用于接收来自第一电源的第一输入电力，所述第二变换器输入端用于接收来自第二电源的第二输入电力。此外，各示例提供所述系统变换器，用于通过第一多个开关和第二多个开关提供第一电力输入和第二电力输入之间的隔离。此外，各示例还公开了一种控制器，用于通过基于第一多个开关和第二多个开关在第一电源和第二电源之间交替，管理第一电力输入和第二电力输入。

Description

切换电源以管理变换器内的输入电力

背景技术

随着技术进步，存在对提供供电系统内的可靠性的更大的依赖性。利用电力系统内的冗余电源，通过在输入电源故障时提供另一个电源提高了可靠性。在意外的电力中断发生时这保护了计算机和系统，意外的电力中断可能导致损坏、数据损失和/或业务中断。

附图说明

在各附图中，相同的附图标记指相同的组件或方框。下面详细的描述参考各图，其中：

图1是一示例系统的框图，该示例系统包括第一电源和第二电源，第一电源和第二电源具有到变换器和控制器输入，该控制器用于在第一输入电力和第二输入电力之间交替；

图2是一示例系统的框图，该示例系统包括第一电源和第二电源，第一电源和第二电源连接至第一源模块和第二源模块，第一源模块和第二源模块用于向变换器和控制器提供第一输入电力和第二输入电力，控制器用于基于第一多个开关和第二多个开关，在第一输入电力和第二输入电力之间交替；

图3是一示例控制器的框图，该示例控制器用于通过控制变换器内的第一多个开关和第二多个开关在第一电源和第二电源之间交替，并用于测量来自变换器的输出电压；

图4A是一示例变换器的示意图，该示例变换器具有：用于通过在第一多个开关和第二多个开关之间切换生成变压器两端的输出电压的第一源和第二源，以及用于平衡该变压器的多个二极管；

图4B是一示例变换器的示意图，该示例变换器具有：用于通过在第一多个开关和第二多个开关之间切换生成变压器两端的输出电压的第一源和第二源，以及用于平衡该变压器的多个附加开关；

图4C是一示例变换器的示意图，该示例变换器具有：用于通过在第一多个开关和第二多个开关之间切换生成变压器两端的输出电压的第一源和第二源，以及用于平衡该变压器的多个电容器；以及

图5是在计算设备上执行用于接收输入电力并在第一电源和第二电源之间交替输入电力的一示例方法的流程图。

具体实施方式

通过提供冗余电源，准备用于电力故障情况的系统。一个解决方案提供冗余电源以及冗余变换器。在这样的解决方案中，每个冗余电源利用冗余变换器接收来自各电源的电力以提供负载。这样的解决方案是低效的，且增加了成本。例如，冗余电源会彼此交互，减小了系统的功率密度。作为又一示例，冗余变换器的使用增加了系统大小。

在另一解决方案中，多个冗余电源利用同样的变换器。这样的解决方案使用两个电源，通过两个电源均向负载供电而共用变换器。但是，该解决方案未提供各电源之间的隔离，且因此，会导致从一个电源到另一个电源的供电故障。例如，电流会从一个电源到另一个电源泄漏，导致供电停止运行。此外，该解决方案会包括每个电源的多个变压器绕组。由于每个绕组会产生漏感，这样减小了功率密度及效率。

为了解决这些问题，本文公开的多个示例实施例提供了一种系统，该系统具有第一变换器输入端以及第二变换器输入端，第一变换器输入端用于接收来自第一电源的第一输入电力，第二变换器输入端用于接收来自第二电源的第二输入电力。此外，该系统包括变换器，用于通过第一多个开关和第二多个开关隔离第一输入电力和第二输入电力。隔离第一电力输入和第二电力输入，阻塞在第一电源和第二电源之间流动的电流的路径。通过防止电流从一个电源到另一个电源的泄漏，这增加了冗余电力系统的可靠性。

此外，该系统提供了一种控制器，该控制器用于通过基于变换器内的第一多个开关和第二多个开关在第一电源和第二电源之间交替来管理第一输入电力和第二输入电力。在第一电源和第二电源之间交替使得各电源能够独立运行。此外，由于使得各电源能够共用变换器，在各电源之间交替还最小化了对冗余变换器的需求。再有，在各电源之间交替并共用变换器维持了效率、功率密度，且还减小了系统的大小。例如，通过防止一个电源故障时的系统故障，然后系统能够将电力偏移到非故障电源，从而提高了可靠性。

在另一实施例中，第一源模块以及第二源模块调节从第一电源和第二电源接收到的每个电力，以分别产生第一输入电力和第二输入电力。调节每个输入电力使第一电源和第二电源提供不同水平的功率和/或频率。这使该系统能够有效运行，即便每个电源可能具有不匹配的特性。

在又一实施例中，第一多个开关和第二多个开关每个与变压器串联，以引导通过变压器的电流，产生负载上的电压。此外，在这样的实施例中，第一变换器输入端和第二变换器输入端包括多个二极管、多个附加开关以及多个电容器中的至少之一，用于引导通过变压器的电流，以平衡变压器。在这样的实施例中，各电源共用提供变换器和负载之间的附加隔离的变换器中的变压器绕组。此外，在这样的实施例中，一旦传递向负载供电的能量，变压器被平衡以确保变换器运行，而变压器不饱和和/或击穿。

总的来说，本文公开的各示例的实施例提供一种冗余电源系统，该系统包括用于提供各电源之间的隔离以提高可靠性的变换器。这还使各电源能够彼此独立运行。此外，各示例实施例维持了效率和功率密度，同时，减小了电源系统的大小。

现在参考各附图，图1是一示例系统100的框图，系统100包括第一电源102以及第二电源114，用于向变换器106传送第一输入电力104以及第二输入电力112。此外，系统100包括控制器116，用于通过基于第一多个开关108以及第二多个开关110在第一电源102和第二电源114之间交替，来分别管理第一电力输入104和第二电力输入112。系统100支持具有第一电源102、第二电源114以及变换器106的冗余电力系统，用于提供负载。系统100的各实施例包括计算设备、服务器、或适于支持第一电源102以及第二电源114并提供负载的任意其他计算系统。

第一电源102是一种向系统100提供电力以为负载供电的设备。特别地，第一电源102向变换器106提供第一输入电力104。在一个实施例中，第一电源102可在系统100外部，而在另一个实施例中，第一电源102可在系统100内部。在又一个实施例中，第一电源102独立于第二电源114运行。在这样的实施例中，变换器接收来自第一电源102或第二电源114(即，不同时)的输入电力。在另一个实施例中，控制器116可检测第一电源102或第二电源114的故障，并将变换器106接收到的输入电力104或112偏移到第一电源102或第二电源114(即，未故障的电源)。第一电源102的各实施例包括电源、储能器、电池、燃料电池、发电机、交流发电机、太阳能发电、机电供应、或能够向变换器106提供第一输入电力104的其他电源。

第一输入电力104为通过第一电源102传送的并由变换器106在第一变换器输入端接收的电力。第一输入电力104为从第一电源102提供的并在变换器106接收的电能，且因此，第一输入电力104的各实施例包括电流、电压、电荷、或第一电源102提供的其他类型的电能。

第二电源114向变换器106传送电能(即，第二输入电力)。第二电源114可在结构和功能上类似于第一电源102，且因此，第二电源114的各实施例包括电源、储能器、电池、燃料电池、发电机、交流发电机、太阳能发电、机电供应、或能够向变换器106提供第二输入电力112的其他电源。在另一实施例中，第二电源114可为与第一电源102不同类型的电源。例如，第二电源114可包括电池，第一电源102可包括发电机。在这样的实施例中，第一电源102以及第二电源114可为不同类型的电源。在另一个实施例中，第一电源102以及第二电源114可提供不同的功率和/频率水平。在这样的实施例中，第一源模块和第二源模块每个连接在电源102和114之间，连接到变换器106。在下一个图中详细解释这样的实施例。

第二输入电力112为第二电源114传送并由变换器106在第二变换器输入端接收的电力。第二变换器输入端被认为与第一变换器输入端不同的输入，用从第一电源102和第二电源114起的两条线表示，向第一变换器输入端和第二变换器输入端提供两种不同的输入电力(即，第一输入电力104以及第二输入电力112)。第二输入电力112可在功能上和结构上与第一输入电力104类似，且因此，各实施例包括电流、电压、电荷、或第二电源114提供的其他类型的电能。

控制器116管理第一输入电力104以及第二输入电力112，如从控制器116连接到输入电力104和112中的每个的连接线表示的。此外，控制器116基于变换器106中的第一多个开关108以及第二多个开关110在第一电源102和第二电源114之间交替。控制器116向变换器106传送信号，传送到第一多个开关108以及第二多个开关110，以打开或关闭。在这样的实施例中，控制器116在第一电源102和第二电源114之间交替，使得变换器接收来自第一电源102或第二电源114的电力，但不同时从二者接收。在又一个实施例中，控制器116包括将控制器116连接至变换器106以及电源102和114的第一通道以及第二通道。在后面的图中详细描绘这样的实施例。控制器116的各实施例包括处理器、电路逻辑、处理器可执行的指令集、微芯片、芯片组、电子电路、微处理器、半导体、微控制器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、视觉处理单元(VPU)、或能够通过在第一电源102和第二电源114之间交替来管理第一输入电力104和第二输入电力112的其他设备。

变换器106是一种在第一变换器输入端接收第一输入电力104、在第二变换器输入端接收第二输入电力112的电子设备。此外，变换器106包括第一多个开关108以及第二多个开关110，用于接收来自控制器116的信号，以管理第一输入电力104以及第二输入电力112，因此电力由第一电源102或第二电源114提供。在一个实施例中，变换器106包括与第一多个开关108和第二多个开关110中的每个串联的变压器。在另一个实施例中，变换器106包括变压器，用于在第一输入电力104和第二输入电力112之间共用，以实现变压器两端的输出电压。在又一个实施例中，变换器106包括多个二极管、多个附加开关以及多个电容器中的至少之一，以引导通过变压器的电流。此外，在另一个实施例中，变换器106包括至少全桥式变换器、半桥式变换器、和/或多个晶体管变换器的结构。在后面的图中详细描述这些实施例。变换器106的各实施例包括电压变换器、电子变换器、或适于包括第一多个开关108和第二多个开关110且能够接收第一电力输入104和第二电力输入112的其他类型的变换器。

第一多个开关108是一种提供第一输入电力104和第二输入电力112之间的隔离的电子设备。在这样的实施例中，第一输入电力104和第二输入电力112是隔离的，也提供第一电源102和第二电源114之间的隔离。这样的隔离防止通过第一电源102和第二电源114之间的连接路径、从第一电源102到第二电源114的电流泄漏，以及从第二电源114到第一电源102的电流泄漏。一旦第二电源114已故障，这样的隔离防止第一电源102故障，反之一旦第一电源102已故障，这样的隔离防止第二电源114故障。第一多个开关108的各实施例包括开关、晶体管、或提供第一电源102到系统100其余部分的隔离的其他类型的电子设备。

第二多个开关110提供第二电源114到系统100的其余部分的隔离。第二多个开关110可在功能上和结构上类似于第一多个开关108，且因此，第二多个开关110的各实施例包括开关、晶体管、或提供第二电源114到系统100其余部分的隔离的其他类型的电子设备。

图2是一示例系统200的框图，系统200包括第一电源202和第二电源214，用于向第一源模块218和第二源模块220传送电力。第一源模块218和第二源模块220向变换器206传送第一输入电力204和第二输入电力212。变换器206包括第一多个开关208和第二多个开关210，用于如由控制器216管理的在输入电力204和212之间交替。系统200可在结构和功能上与图1中的系统100类似。

第一电源202连接至第一源模块218，用于提供第一输入电力204。第一源模块218调节来自第一电源202的电力，以产生第一输入电力204。第一电源202可在结构和功能上与图1中的第一电源102类似。

第一源模块218接收来自第一电源202的电力，以调节该电力，产生第一输入电力204。在这样的实施例中，将来自第一电源202的电力调节为第一输入电力204，以由变换器206接受。例如，变换器206可额定380伏DC，而第一电源可提供50Hz 220伏，因此，第一源模块218调节50Hz 220伏，以产生额定380伏DC的第一输入电力204。由于第一源模块218和第二源模块220将根据变换器206将电力调节和/或形成为可接受的等级，这使第一电源202和第二电源214能够提供不同水平的功率和/或频率。第一源模块218的各实施例包括功率因数校正模块、功率整流器、电路逻辑、DC到DC变换器模块、或用于调节来自第一电源202的电力以产生第一输入电力204的其他源模块。

第一输入电力204是由第一源模块218调节产生的功率，用于向变换器206提供，提供到第一变换器输入端。第一输入电力204可在结构和功能上与图1中的第一输入电力104类似。

第二电源214向第二源模块220传送电力。第二电源214可在结构和功能上与图1中的第二电源114类似。

第二源模块220接收来自第二电源214的电力，并调节该电力以产生第二输入电力212。第二源模块220可在功能和结构上与第一源模块218类似，且因此，第一源模块220的各实施例包括功率因数校正模块、功率整流器、电路逻辑、DC到DC变换器模块、或用于调节来自第二电源214的电力以产生第二输入电力212的其他源模块。

第二输入电力212是由第二源模块220调节产生的功率，用于变换器206在第二变换器输入端接收。第二输入电力212可在结构和功能上与图1中的第二输入电力112类似。

变换器206包括第一多个开关208和第二多个开关210。变换器206、第一多个开关208以及第二多个开关210可在功能和结构上与图1的变换器106、第一多个开关108以及第二多个开关110类似。

控制器216向变换器206传送信号，用于在第一多个开关208和第二多个开关210之间切换，因此在第一电源202和第二电源214之间交替由变换器206接收的电力。控制器216可在功能和结构上与图1的控制器116类似。

图3是一示例控制器316的框图，控制器316用于通过控制变换器306内的第一多个开关308和第二多个开关310在第一电源302和第二电源314之间交替，并用于通过测量输出电压324维持来自变换器306的输出电压324。第一电源302、第一输入电力304、第二电源314以及第二输入电力312可在结构和功能上与图1-2中的第一电源102和202、第一输入电力104和204、第二电源114和214、以及第二输入电力112和212类似。

变换器306包括第一多个开关308和第二多个开关310，并提供输出电压324。变换器306、第一多个开关308以及第二多个开关可在结构和功能上与图1-2中的变换器106和206、第一多个开关108和208、以及第二多个开关110和210类似。

控制器316包括管理模块326、第一通道328以及第二通道330，用于通过穿过通道328和330向变换器306传送信号以关闭和打开第一多个开关308和第二多个开关310来管理第一输入电力304和第二输入电力312。在另一实施例中，控制器316通过测量输出电压324来维持此电压324。此外，在这样的实施例中，控制器316通过传感器测量输出电压324，并确定输出电压324是高还是低，并通过第一多个开关308和第二多个开关310切换第一输入电力304或第二输入电力312开或关。

第一通道328将控制器316连接到第一电源302以及在第一变换器输入端连接到变换器306。第一通道328通过向变换器306传送信号来控制第一多个开关308，以打开和/或关闭第一多个开关308。

第二通道330将控制器316连接到第二电源314，并在第二变换器输入端连接到变换器306。第二通道330通过向变换器306传送信号来控制第二多个开关310，以打开和/或关闭第二多个开关310。

管理模块326通过基于变换器306内的第一多个开关308和第二多个开关310在第一电源302和第二电源314之间交替来管理第一输入电力304以及第二输入电力312。第一多个开关308和第二多个开关310提供电源302和314之间的隔离，以防止这些源302和314之间的电流泄漏。防止第一电源302和第二电源314之间的电流泄漏提供附加可靠性，因此，如果电源302和314中的一个故障，将不会影响未故障的源302和314。管理模块326的各实施例包括电路逻辑、可由处理器执行用于管理第一输入电力304和第二输入电力312的指令集。

控制器316测量来自变换器306的输出电压324。在一个实施例中，输出电压324还可为电路负载。控制器316可利用传感器、电路逻辑、电压表、分压器、或能够测量输出电压324的其它设备和/或技术来测量输出电压324。

图4A是一示例变换器406的示意图，变换器406具有第一电源408和第二电源410，用于通过在第一多个开关S1-S2、第二多个开关S3-S4、第一多个二极管D1-D2以及第二多个二极管D3-D4之间切换产生变压器T1两端的输出电压，以平衡变压器T1。变换器406可在结构和功能上与图1-3中的变换器106、206和306类似。在另一个实施例中，图4B描绘了一种多个晶体管变换器的结构。在这样的实施例中，用晶体管替代开关S1-S4以及对应的二极管D1-D4中的每个。例如，在这样的实施例中，将用此结构中提供多个晶体管的第一晶体管取代S1和D1。

第一源408和第二源410向第一多个开关S1-S2或第二多个开关S3-S4提供电力，以生成变压器T1两端的输出电压。此外，第一源408和第二源410基于第一多个开关S1-S2以及第二多个开关S3-S4交替，向变压器T1提供电力，以实现输出电压。例如，关闭第一多个开关S1-S2以从第一源408向变压器T1提供电力，而第二多个开关S2-S4保持打开。在另一个示例中，关闭第二多个开关S3-S4以从第二源410向变压器T1提供电力，而第一多个开关S1-S2保持打开。在这些实施例中，变换器406基于第一多个开关和第二多个开关S1-S4交替电力。尽管第一源408和第二源410描绘为在变换器406内部，这仅为说明的目的，而不是限制目的。例如，如图1-3中所描绘的，源408和410可在变换器406外部。在另一个实施例中，源408和410可包括第一源模块以及第二源模块，用于调节来自每个电源408和410的电力，以实现第一电力输入和第二电力输入。在又一个实施例中，源408和410可包括第一电源和第二电源。此外，在另一个实施例中，第一源408和第二源为接收来自第一电源和第二电源的电力时充电的电容器，以将电力传送通过第一多个开关S1-S2以及第二多个开关S3-S4，生成变压器T1两端的输出电压。

第一多个开关S1-S2与变压器T1串联，以实现来自第一源408的输出电压。例如，控制器向变换器406发送信号，以关闭开关S1-S2，允许第一源408传送电力通过开关S1、变压器T1和开关S2的直接路径。在这样的实施例中，第一电源408供应电流通过变压器T1时，保留第二多个开关S3-S4打开。在这方面，电源408和410交替向变换器406供电。可通过操控第一源408或第二源410向变换器406供电的时间量来实现在两个电源408和410之间交替。例如，可在每个周期之间平均地进行这样的交替，在一段时间后交替，或在源408或410故障且然后将由未故障的源408或410供电时交替。

第二多个开关S3-S4与变压器T1串联，以实现来自第二源410的输出电压。例如，控制器向变换器406发送信号，以关闭开关S3-S4，允许第二源410传送电力通过开关S3、变压器T1和开关S4的直接路径。第二多个开关S3-S4关闭时，第一多个开关S1-S2打开。控制器通过基于第一多个开关S1-S2以及第二多个开关S3-S4在源408和410之间交替管理第一输入电力和第二输入电力，以生成变压器T1两端的输出电压。例如，控制器向变换器406传送信号以关闭第一多个开关S1-S2，使得来自第一源408的电力流过变压器T1，以实现输出电压。当达到实现输出电压的工作周期时，变换器406打开第一多个开关S1-S2，允许电流从第一源408的负端流过D1-D2。工作周期是设备具有“打开时间”(即，电压施加在设备两端)的时间。为了防止设备损坏，存在“关闭时间”(即，相反的电压施加在设备两端)。例如，对于60％的工作周期，设备将在60％的时间具有施加在两端的正电压，并将在40％的时间关闭。这里，时间是设备完成完整的开/闭周期花费的时间的长度。在又一个示例中，控制器发送关闭第二多个开关S3-S4的信号，使电力从第二源410流过变压器T1，以实现输出电压。达到工作周期时，变换器406打开第二多个开关S3-S4，允许电流从第二源410的负端流过D3-D4，平衡变压器T1。在这样的实施例中，第二电源410通过第二多个开关S3-S4与变换器406隔离，防止源408和410之间的电流泄漏。

变压器T1是一种通过磁介质从变换器406向负载传递能量的电子设备。变压器T1与第一多个开关S1-S2和第二多个开关S3-S4串联，并在电源408和410之间共用，以生成负载。随着基于第一多个开关S1-S2和第二多个开关S3-S4是打开的还是关闭的，变压器T1两端的电压在电源408和410之间交替。例如，变换器406将接收变压器T1两端的一个输入，以实现输出电压，且因此，电力输入可来自电源408或410。此外，变压器T1提供变换器406和负载和/或输出电压之间的附加隔离。负载提供作为来自变换器406的输出电压。

第一多个二极管D1-D2与第一源408串联，操作用于在第一源408供电通过第一多个开关S1-S2时平衡变压器T1。第一多个二极管D1-D2为具有传递特性的电子设备，用于通过从阳极到阴极具有较低的电阻引导电流在一个方向流动。从阴极到阳极的二极管的另一侧具有较高的电阻，因此防止电流从阴极向阳极流动。第一多个开关S1-S2关闭时，第一多个二极管D1-D2平衡变压器T1。

第二多个二极管D3-D4与第二源410串联，操作用于在第二源410供电通过第二多个开关S3-S4时平衡变压器T1。第二多个二极管D3-D4可在结构和功能上与第一多个二极管D1-D2类似。

图4B是具有第一和第二源408和410的一示例变换器406的示意图，用于通过在第一多个开关S1-S2、第二多个开关S3-S4以及多个附加开关S5-S8之间切换生成变压器T1两端的输出电压，以平衡变压器T1。与图4A不同的，图4B提供多个附加开关S5-S8，用于平衡变压器T1。第一源408、第二源410、变换器406、第一多个开关S1-S2以及第二多个开关S3-S4可在结构和功能上与图4A的第一源408、第二源410、变换器406、第一多个开关S1-S2、以及第二多个开关S3-S4类似。在另一个实施例中，图4B描绘了全桥式变换器的结构。

多个附加开关S5-S6和S7-S8每个与源408和410串联，用于平衡变压器T1。为了实现变压器T1两端的输出电压，控制器通过发送信号关闭和/或打开第一多个开关S1-S2或第二多个开关S3-S4，在第一源408和第二源410之间交替至变换器406的电力。此外，一旦实现输出电压，多个附加开关S5-S8用于提供变压器T1两端的反向电压。

第一源408的各组件包括第一多个开关S1-S2、附加多个开关S5-S6、以及变压器T1。在这样的实施例中，为了实现来自第一源408的变压器T1两端的输出电压并平衡变压器T1，控制器与变换器通信，以关闭第一多个开关S1-S2，而开关S5-S6以及其余开关S3-S4和S7-S8保持打开。为了通过供应反向电压平衡变压器T1，开关S5-S6关闭，而第一多个开关S1-S2以及其余开关S3-S4和S7-S8保持打开。

第二源410的各组件包括第二多个开关S3-S4、附加多个开关S7-S8、以及变压器T1。在这样的实施例中，为了实现来自第二源410的变压器T1两端的输出电压并平衡变压器T1，控制器与变换器通信，以关闭第二多个开关S3-S4，而开关S7-S8以及其余开关S1-S2和S5-S6保持打开。为了通过供应反向电压平衡变压器T1，开关S7-S8关闭，而开关S3-S4以及其余开关S1-S2和S5-S6保持打开。

图4C是具有第一源408和第二源410的一示例变换器406的示意图，用于通过在第一多个开关S1-S2和第二多个开关S3-S4之间切换生成变压器T1两端的输出电压，以及通过在多个电容器C1-C4之间切换以平衡变压器T1。与图4A-4B不同的，图4C提供多个电容器，用于平衡变压器T1。第一源408、第二源410、变换器406、第一多个开关S1-S2以及第二多个开关S3-S4可在结构和功能上与图4A-4B的第一源408、第二源410、变换器406、第一多个开关S1-S2、以及第二多个开关S3-S4类似。在另一个实施例中，图4C描绘了半桥式变换器的结构。

第一源408的各组件包括第一多个开关S1-S2及S5、多个电容器C1-C2、以及变压器T1。在这样的实施例中，为了实现来自第一源408的变压器T1两端的输出电压，控制器与变换器406通信，以关闭开关S1和S5，保留S2打开。变换器406通过提供T1两端的反向电压平衡变压器T1，控制器与变换器406通信以打开开关S1并关闭开关S5和S2。这样的实施例期间，第二源侧410上的开关S3-S4和S6保持打开，提供源408和410之间的隔离。

第二源410的各组件包括第二多个开关S3-S4及S6、多个电容器C3-C4、以及变压器T1。在这样的实施例中，为了实现来自第二源410的变压器T1两端的输出电压，控制器与变换器406通信，以关闭开关S3和S6，保留S4打开。变换器406通过提供T1两端的反向电压平衡变压器T1，控制器与变换器406通信以打开开关S3并关闭开关S4和S6。这样的实施例期间，开关S1-S2和S5保持打开。

图5是在计算设备上执行用于接收输入电力并在第一电源和第二电源之间交替输入电力的一示例方法的流程图。尽管图5描绘为在计算设备上执行，对本领域的技术人员显而易见的，该方法还可在其它合适的组件上执行。例如，图5可实现为控制器(例如图1-3中的116、216和316)上的可执行指令的形式。

在操作502，变换器接收来自第一电源或第二电源的输入电力。在一个实施例中，输入电力可包括第一输入电力或第二输入电力。此外，在这样的实施例中，由第一电源或第二电源提供输入电力，但不由二者同时提供输入电力。

在操作504，变换器通过在第一多个和第二多个开关之间切换，在第一电源和第二电源之间交替在操作502接收到的输入电力。在另一个实施例中，操作504产生变压器两端的输出电压，且由此为负载供电。

在操作506，控制器测量在操作502接收的来自第一电源和第二电源的电力，由此，变换器在操作508和510的模式之间运行。此外，变换器在操作508和510的每个模式运行一时间段，该时间段取决于第一电源测量值和第二电源测量值。例如，如果第一电源测量值在更高的电压范围，那么，变压器可进入平衡变压器以防止变压器击穿的模式。

在操作508，第一模式实现通过在第一电源和第二电源之间共用的变压器的电压。为了从变换器向负载供电，第一模式实现该电压。在另一个实施例中，操作508实现变压器两端的电压输出。实现电压输出使能量能够通过变压器传递，以向负载供电。

在操作510，第二模式包括平衡通过变压器的电压。此模式允许变换器平衡变压器。例如，变压器可实现电压一时间段，但可以50％的工作周期运行，因此，为了平衡负载的电压，变压器可具有负电压。这防止变压器的饱和和击穿。

综上，本文描述的各示例实施例提供了一种包括变换器的冗余电源系统，该变换器用于提供各电源之间的隔离以提高可靠性。这还使各电源能够彼此独立运行。此外，各示例实施例维持了效率和功率密度，减小了电源系统的大小。

Claims (15)

1.一种系统，包括：

第一变换器输入端以及第二变换器输入端，所述第一变换器输入端用于接收来自第一电源的第一输入电力，所述第二变换器输入端用于接收来自第二电源的第二输入电力；

变换器，用于通过连接至所述第一变换器输入端的第一多个开关以及连接至所述第二变换器输入端的第二多个开关提供所述第一输入电力和所述第二输入电力之间的隔离；以及

控制器，用于通过基于所述第一多个开关以及所述第二多个开关在所述第一电源和所述第二电源之间交替，管理所述第一输入电力和所述第二输入电力。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进一步用于：

通过测量所述变换器的输出电压，并基于所述输出电压、利用所述第一多个开关和所述第二多个开关切换所述第一输入电力或所述第二输入电力开或闭，维持所述输出电压。

3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

第一源模块，从所述第一电源连接至所述第一变换器输入端，用于将所述第一输入电力调节为所述变换器额定的电力；以及

第二源模块，从所述第二电源连接至所述第二变换器输入端，用于将所述第二输入电力调节为所述变换器额定的电力。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进一步用于：

检测故障并将输入电力偏移到所述第一电源或所述第二电源。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述变换器进一步包括变压器，所述变压器在所述第一变换器输入端和所述第二变换器输入端之间共用，且进一步由所述第一电源或所述第二电源供电，以实现输出电压。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第一变换器输入端以及所述第二变换器输入端包括以下中的至少之一：

多个二极管、多个附加开关以及多个电容器，用于引导通过所述变压器的电流，以平衡所述变压器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述变换器包括以下中结构的至少之一：全桥式变换器、半桥式变换器以及多个晶体管变换器。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一多个开关和所述第二多个开关与变压器串联，用于引导电流通过所述变压器以传递能量，产生所述变换器的输出电压。

9.一种控制器，包括：

第一通道，连接在第一源和第一变换器输入端之间，用于控制变换器内的第一多个开关，所述第一变换器输入端用于接收来自所述第一电源的第一输入电力；

第二通道，连接在第二源和第二变换器输入端之间，用于控制所述变换器内的第二多个开关，所述第二变换器输入端用于接收来自所述第二电源的第二输入电力；以及

管理模块，用于通过基于所述第一多个开关和所述第二多个开关在所述第一电源和所述第二电源之间交替，管理所述第一输入电力以及所述第二输入电力，所述第一多个开关和所述第二多个开关提供所述第一电源和所述第二电源之间的隔离，以防止所述源之间的电流泄漏。

10.根据权利要求9所述的控制器，其中，所述管理模块进一步用于：

通过测量所述变换器的输出电压，并基于所述输出电压、利用所述第一多个开关以及所述第二多个开关切换第一输入电力或第二输入电力开或闭，维持所述输出电压。

11.根据权利要求9所述的控制器，其中：

所述变换器内的所述第一多个开关和所述第二多个开关每个与变压器串联，用于引导通过所述变压器的电流，产生负载上的正电压；并且

所述第一变换器输入端和所述第二变换器输入端包括以下中的至少之一：多个二极管、多个附加开关以及多个电容器，用于引导通过所述变压器的所述电流，以平衡所述变压器。

12.根据权利要求9所述的控制器，其中，所述管理模块进一步用于检测所述第一源或所述第二源上的故障，并将输入电力偏移到所述第一输入电力或所述第二输入电力。

13.根据权利要求9所述的控制器，其中，所述管理模块以时间间隔在所述第一源和所述第二源之间交替。

14.一种方法，由计算设备执行，包括：

接收来自第一电源或第二电源的输入电力；以及

基于与所述第一电源关联的第一多个开关以及与所述第二电源关联的第二多个开关，在所述第一电源和所述第二电源之间交替所述输入电力，所述第一多个开关和所述第二多个开关提供所述第一电源和所述第二电源之间的电流隔离。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：

测量所述第一电源和所述第二电源，以使所述变换器能够在两个或更多个模式之间交替一时间段，所述时间段取决于所述第一电源测量值和第二电源测量值，所述模式包括：

第一模式，用于实现通过变压器的电压；

第二模式，用于平衡通过所述变压器的所述电压。