CN107534314B

CN107534314B - 用于电流限制的系统及方法

Info

Publication number: CN107534314B
Application number: CN201580078998.XA
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·汉弗莱; 迈克尔·德拉尼; 穆罕默德·阿明·贝马特
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2035-07-17
Also published as: EP3268753A4; US20180143263A1; EP3268753A1; US10658840B2; WO2017014720A1; EP3268753B1; CN107534314A

Abstract

一种示例系统包括第一电源。该系统还包括电连接至第一电源的第一负载。该系统还包括第二电源。该系统进一步包括故障减轻电路。故障减轻电路用于检测第一电源的故障。故障减轻电路用于响应于检测到故障而将第二电源电连接至第一负载。故障减轻电路用于限制来自第二电源的通过故障减轻电路流动的电流。

Description

用于电流限制的系统及方法

技术领域

本公开总体上涉及电流限制。

背景技术

电源可以向负载递送电力。例如，电源和负载可以通过高电势轨和低电势轨电连接。从电源至负载的功率流可能被中断，例如由于电源故障、电源逆流故障、电源的定期维修或更换，等等。备用电源可以电连接至负载以向负载提供电力，直至故障被排除或维修完成。

发明内容

因此，根据本公开的一个方面，本公开提出一种用于电流限制的系统，包括:故障检测电路，其用于:检测电连接到第一负载的第一电源的故障，并且输出指示检测到所述第一电源的所述故障的第一信号；以及电连接到所述故障检测电路的电流调节电路，所述电流调节电路用于:基于由所述故障检测电路输出的所述第一信号将第二电源选择性地连接至所述第一负载，并且限制从所述第二电源供应至所述第一负载的第一电流而没有完全停止所述第一电流。

此外，根据本公开的另一个方面，本公开还提出一种用于电流限制的方法，包括:将第一多个二极管与第一开关以串联的方式彼此电连接；将所述第一多个二极管和所述第一开关中的一个电连接至第一电源的第一端；并且将所述第一多个二极管和所述第一开关中的一个电连接至负载的第一端，从而限定在所述第一电源的所述第一端和所述负载的所述第一端之间通过所述第一开关和所述第一多个二极管的第一电流路径，其中，所述第一开关被电连接，以控制通过所述第一电流路径从所述第一电源至所述负载的电流流动，并且其中所述第一多个二极管被电连接，以在电流流动时在所述第一电源和所述负载之间产生电势降。

附图说明

图1是包含示例系统的环境的框图，该示例系统用于基于第一电源的故障来限制来自第二电源的电流。

图2是包含另一示例系统的另一环境的框图，该另一示例系统用于限制来自第一电源或第二电源的电流。

图3是将第一电源连接至负载的示例方法的流程图。

图4是将第一电源连接至负载的另一示例方法的流程图。

图5A是通过第一开关限制电流的示例设备的示意图。

图5B是通过第一开关限制电流的另一示例设备的示意图。

图5C是通过第一开关限制电流的另一示例设备的示意图。

图6A是通过第一开关和第二开关限制电流的示例设备的示意图。

图6B是通过第一开关和第二开关限制电流的另一示例设备的示意图。

图6C是通过第一开关和第二开关限制电流的另一示例设备的示意图。

图7是减轻电源故障的示例方法的流程图。

具体实施方式

在故障检测电路检测电源故障之前，电源的电压输出可能显著下降。例如，电源可以是在输出端处包括脉动电压的交流电流(AC)至直流电流(DC) 转换器，因此故障检测电路可能等待电压降低至足以使故障检测电路确定检测到的是电源故障而不仅仅是脉动。备用电源可以响应于检测到电源故障而通过将开关置于激活状态或其他方式电连接至负载。由于电压显著下降，当备用电源最初连接至负载时，大电流可能通过开关从备用电源流出。例如，负载可以包括大并联电容，或者可以具有与负载并联的大电容。当开关将大电容电连接至备用电源时，可导致大电容上的电压激增。电压激增使大电容从备用电源汲取大电流。例如，针对具有10伏特脉动的电源，电源和备用电源之间的电压差可以是30伏特，并且产生的电流可以超过700安培。

大电流可能损害开关，并且该开关可能不能再继续正常工作。为了防止来自大电流的损害，相对于在初始转换后携带的电流，开关可以是超大尺寸的。然而，超大尺寸开关的成本和空间要求显著。相应地，需要小的、低成本设备来将备用电源连接至负载而不允许大电流。例如，允许从备用电源至负载的不超过20安培、50安培、100安培、150安培、200安培等的电流的设备。

图1是包含示例系统110的环境100的块状图，示例系统110用于基于第一电源101的故障来限制来自第二电源102的电流。环境100可以包括电连接至第一电源101的第一负载103。此处所用术语“电连接”指的是具有部件之间的至少一个方向上的电能(即，电流)的传导通路的部件。电流不需要沿着要被电连接的部件的传导通路流动。部件可以利用仅包括低阻抗导线等的传导通路直接连接，或者部件可以利用允许电能沿着传导通路流动的半导体或高阻抗部件间接连接。第一电源101和第二电源102可以是AC至DC 转换器、DC至DC转换器、电池、DC生成器，等等。第一负载103可以是 DC至DC转换器、计算机(例如，处理器、存储器，等等)、电池，等等。

系统110可以包括故障检测电路111，该故障检测电路111可以电连接至第二电源102并且电连接至负载103。故障检测电路111可以检测第一电源101的故障。例如，故障检测电路111可以检测由第一电源101输出的电压电平的下降，可以从第一电源101接收故障指示，等等。响应于检测到故障，故障检测电路111可以输出指示检测到第一电源101的故障的信号。

系统110可以包括电流调节电路112，该电流调节电路112可以电连接至故障检测电路111。电流调节电路112可以基于由故障检测电路111输出的信号将第二电源102电连接至负载103。此处所用术语“电连接”指的是完成或创建被电连接的部件之间的电能传导通路。电流不需要沿着用于电连接各部件的所完成的或所创建的传导通路流动。电流调节电路112可以限制来自第二电源的电流(例如，通过电流调节电路112流动的电流)。此处所用术语“限制”电流指的是相对于未被限制的传导通路降低或限制通过传导通路的电流量，而不是完全停止电流流动。电流调节电路112可以执行低损耗电流限制。例如，利用电流调节电路112，电连接时刻的瞬时电力消耗和达到稳定状态的总能量消耗可以与不利用电流调节电路112的瞬时电力消耗和总能量消耗相似或低于不利用电流调节电路112的瞬时电力消耗和总能量消耗。此处所用术语“相似”指的是处于特定偏差或彼此的百分比(例如，1％、2％、5％、10％等)之内的值。

图2是包含另一示例系统210的另一环境200的框图，该另一示例系统 210用于限制来自第一电源201或第二电源202的电流。环境200可以包括电连接至第一负载203的第一电源201和电连接至第二负载204的第二电源 202。在所图示的示例中，环境200还包括与第一负载203并联的第一电容 205，以及与第二负载204并联的第二电容206。在其他示例中，第一负载 203和第二负载204可以分别包括第一电容205和第二电容206。第一电容 205和第二电容206可以具有大电容(例如，100μF、1000μF、10000μF等等)以减轻来自第一电源201和第二电源202的输出电压中的脉动。系统210 可以包括电连接至第一电源201、第二负载204、第二电源202和第一负载 203的电流调节电路212。

系统210可以基于检测到电源201、202中的一个的故障，选择性地将第一电源201连接至第二负载204或将第二电源202连接至第一负载203。例如，系统210可以包括第一故障检测电路211以检测第一电源201的故障，并且向电流调节电路212发信号，以将第二电源202电连接至第一负载203。系统210还可以包括第二故障检测电路221以检测第二电源202的故障，并且向电流调节电路212发信号，以将第一电源201电连接至第二负载204。

例如，电流调节电路212可以包括由故障检测电路211、221控制的多个开关213、214、223、224。在所图示的示例中，开关213、214、223、224 是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。在其他示例中，开关213、214、223、224 可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)(例如，功率MOSFET等)、双极结型晶体管(BJT)，等等。故障检测电路211、221可以通过将开关213、 214、223、224偏置至将它们连接以允许电能被传导的激活状态，来将故障发信号至电流调节电路212。例如，每个开关213、214、223、224可以包括控制端(例如，栅极、基极，等等)、输入端(例如，发射极或集电极、源极或漏极，等等)和输出端(例如，集电极或发射极、漏极或源极，等等)。故障检测电路211、221可以在控制端与输入或输出端之间产生偏置电压或偏置电流以将相应的开关213、214、223、224偏置至激活状态。开关213、214、 223、224可以是双向器件或单向器件，并且可以是p型器件或n型器件。故障检测电路211、221可以针对它们所连接的开关的类型产生合适的偏置。

每个开关213、214、223、224可以以串联方式与相应的多个二极管215、 216、225、226电连接。每个多个二极管215、216、225、226可以包括以串联方式彼此电连接的多个二极管。当第一故障检测电路211检测到第一电源 201的故障时，第一故障检测电路211可以将第一开关213偏置至激活状态。电能可以通过第一多个二极管215并且通过第一开关213从连接至第二电源 202的高轨流动至连接至第一负载203和第一电容器205的高轨。相似地，第一故障检测电路211可以将第三开关214偏置至激活状态，以允许电能通过第三多个二极管216和第三开关214从连接至第一负载203和第一电容器 205的低轨流动至连接至第二电源202的低轨。

相应地，第二故障检测电路221可以响应于检测到第二电源202的故障而偏置第二开关223和第四开关224。电能可以通过第二多个二极管225以及第二开关223从连接至第一电源201的高轨流动至连接至第二负载204和第二电容器206的高轨。电能还可以通过第四多个二极管226和第四开关224 从连接至第二负载204和第二电容器206的低轨流动至连接至第一电源201 的低轨。此处所用术语“轨(rail)”指的是当直接连接至轨的电源正确操作时，保持在固定电势(正或负的脉动)的导体。在所图示的示例中，故障检测电路 211、221可以选择性地将连接至第一电源201的高轨连接至连接至第二电源 202的高轨，反之亦然，并且可以选择性地将连接至第二电源202的低轨连接至连接至第一电源201的低轨，反之亦然。在其他示例中，一个低轨和高轨可以通常彼此电连接，并且故障检测电路211、221可以选择性地仅连接轨中的一对。

多个二极管215、216、225、226可以通过电流调节电路212限制来自第二电源202的电流，或者通过电流调节电路212限制来自第一电源201的电流。在一些示例中，开关213、214、223、224还可以通过电流调节电路 212限制来自第一电源201或第二电源202的电流。每个多个215、216、225、 226中的二极管可被定向，以允许电能在电流被限制的方向上流动。例如，第一多个二极管215可被定向为允许电流从连接至第二电源202的高轨流动至连接至第一电源201的高轨；第三多个二极管216可被定向为允许电流从连接至第一电源201的低轨流动至连接至第二电源202的低轨；第二多个二极管225可被定向为允许电流从连接至第一电源201的高轨流动至连接至第二电源202的高轨；第四多个二极管226可被定向为允许电流从连接至第二电源202的低轨流动至连接至第一电源201的低轨。此处所用的“被定向”为允许电流流动指的是与电流流动方向匹配的二极管的正向偏置方向。

在所图示的示例中，第一多个二极管215以并联方式与第二开关223连接，并且第二多个二极管225以并联方式与第一开关213连接。存在直接连接第一多个二极管215、第二开关223、第二多个二极管225和第一开关213 的公共电连接。在其他示例中，可以不存在公共连接点。例如，第一开关213 可以不直接连接至第二开关223或第二多个二极管225，并且第一多个二极管215可以不直接连接至第二开关223或第二多个二极管225。可替换地或附加地，第一开关213和第二开关223可以以并联方式彼此连接，并且第一多个二极管215和第二多个二极管225可以以并联方式彼此连接。

图3是将第一电源连接至负载的示例方法300的流程图。在框302处，第一多个二极管和第一开关可以以串联方式彼此电连接。在示例中，第一多个二极管和第一开关可以是图2的第一多个二极管205和第一开关213。第一多个二极管可以以串联方式彼此电连接并且与第一开关电连接。第一开关可以包括控制端、输入端和输出端。第一多个二极管可以以串联方式与第一开关的输入端或输出端电连接。在一个示例中，第一多个二极管和第一开关可以如图2中所见的电连接。

在框304处，第一多个二极管和第一开关中的一个可以电连接至第一电源的第一端。例如，第一多个二极管和第一开关中的一个可以直接连接至第一电源的第一端，并且另一个可以在第一开关允许电能流动时间接地连接。在一个示例中，第一电源可以是图2的第二电源202，并且此处，第一多个二极管和第一开关可以如图2中所见连接至第一电源。

在框306处，方法300可以包括将第一多个二极管和第一开关中的一个电连接至负载的第一端。例如，第一多个二极管和第一开关中的一个可以直接连接至负载的第一端，并且另一个可以在第一开关传递电流时间接地连接。在一些示例中，直接连接至负载的第一端的第一多个二极管和第一开关中的一个可以不直接地连接至第一电源的第一端。参照图2，负载可以是第一负载203，并且此处，第一多个二极管和第一开关可以如图2中所见连接至负载。

第一开关可被电连接，因此其可以控制从第一电源至负载的电能流动。例如，第一开关的输入端和输出端可以直接或间接地连接至第一电源和第一负载。第一开关可被连接，以使得电压或电流在第一开关的控制端处的偏置的存在或缺失可以确定电能是否能够从第一电源流动至负载。多个二极管可被电连接，因此多个二极管在电能流动时产生第一电源和负载之间的电势降。每个二极管可以包括阈值电压。二极管端上的正向偏置电压可能需要超过阈值电压，以使大量的电能流过二极管。相应地，二极管可被连接，因此需要第一电源和负载之间的电势降，以使电能从第一电源向负载流动。

图4是将第一电源连接至负载的另一示例方法400的流程图。在框402 处，方法400可以包括将故障检测电路电连接至第一开关。例如，第一开关可以包括控制端、输入端和输出端。故障检测电路可以电连接至第一开关的控制端。可被电连接的故障检测电路能够检测第二电源的故障。故障检测电路能够基于故障检测电路检测到故障而将第一开关的控制端偏置成允许电力从第一电源流动至负载。例如，故障检测电路可被电连接，以使得能够偏置控制端，以使第一开关处于允许电能在输入端和输出端之间流动的激活状态。故障检测电路还能够基于故障检测电路未检测到故障或检测到故障已被排除，指示第一开关不允许电能流动。参照图2，故障检测电路和第一开关可以例如分别是故障检测电路211和第一开关213。在一个示例中，第二电源可以是图2的第一电源201，并且故障检测电路可以如在图2中所见连接至第一开关。

框404可以包括将第一多个二极管和第一开关以串联方式彼此电连接。在一个示例中，第一多个二极管可以是图2的第一多个二极管215。框406 可以包括将第一多个二极管和第一开关中的一个电连接至第一电源的第一端；并且框408可以包括将第一多个二极管和第一开关中的一个电连接至负载的第一端。例如，第一电源可以是图2的第二电源202；负载可以是图2 的第一负载203；如图2中所见，第一开关和第一多个二极管可以彼此连接、连接至第一电源和负载。

框410可以包括将第二多个二极管和第二开关以串联方式彼此电连接。在示例中，参照图2，第二多个二极管可以是第三多个二极管216，并且第二开关可以是第三开关214。第二多个二极管可以以串联方式彼此电连接，并且以串联方式与第二开关(例如，以串联方式与第二开关的输入端和输出端)电连接。在示例中，第二多个二极管和第二开关可以如图2所见电连接。

在框412处，方法400可以包括将第二多个二极管和第二开关中的一个电连接至第一电源的第二端。在框414处，方法400可以包括将第二多个二极管和第二开关中的一个电连接至负载的第二端。例如，第二多个二极管和第二开关中的一个可以直接连接至第一电源的第二端，并且另一个可以直接连接至负载的第二端。在示例中，第二多个二极管和第二开关可以如图2中所见连接至第一电源和负载。

第一多个二极管可被电连接，以在电能流动时产生第一电源的第一端和负载的第一端之间的第一电势降。第二多个二极管可被电连接，以在电能流动时产生第一电源的第二端和负载的第二端之间的第二电势降。每个多个二极管的电势降可以是以串联方式电连接的单个二极管的电势降的总和。可以选择第一多个二极管或第二多个二极管中的二极管数量(即，个数)，以使得第一电势降或第二电势降与由故障检测电路进行检测之前的最大电压降相对应。检测之前的最大电压降可以是可在故障检测电路检测故障之前产生的第一电源的端上的电势与负载的端上的电势之间的最大差。在一些示例中，第一电势降和第二电势降可以分别包括第一开关和第二开关上的电势降。

在一个示例中，选择第一多个二极管和第二多个二极管中的二极管的个数，以使得第一电势降加上第二电势降超过最大电压降。可替换地，可以选择二极管的个数以使得最大电压降超出第一电势降加上第二电势降小于预定值。例如，可以基于预定值的期望电流来选择预定值(例如，基于导体、二极管和开关电阻)。在一些示例中，可以只有第一多个二极管或第二多个二极管，并且可以基于第一电势降或第二电势降而不基于第一电势降加上第二电势降来选择二极管的个数。

可以选择第一多个二极管和第二多个二极管的个数以使得在故障检测电路指示第一开关或第二开关允许电能流动之后允许小于最大电流的电流流动。第一多个二极管和第二多个二极管可以包括被选择的随着正向偏置增大而具有逐渐增大的电流的二极管。例如，二极管可以包括正向偏置区和针对较大正向偏置电压的电阻区，在正向偏置区中，电流随着电压增大而指数增长，在电阻区中，二极管的体电阻使得电流针对增大的电压而渐进地达到线性增长。在一些示例中，针对高于阈值电压的电压0.5伏特、1伏特、2伏特等，二极管传递大约10安培、20安培、50安培、100安培、150安培等电流。因此，当被偏置最大电压降时，第一多个二极管和第二多个二极管可以传递小于最大电流的电流。例如，选择二极管的个数以使得第一电势降加第二电势降超出最大电压降可以包括：基于每个二极管的阈值电压、略高于阈值电压的电压、二极管传递最大电流的电压等等来计算第一电势降和第二电势降。

图5A是通过第一开关520a限制电流的示例设备500a的示意图。设备 500a可以包括第一开关520a，该第一开关520a可被连接至第一端501a。第一开关520a可以包括控制端521a、输入端522a和输出端523a。输入端522a 可以电连接至第一端501a。输出端523a可以与第二端502a电连接。第一开关520a可以基于控制端521a处的偏置电压或电流的存在或缺失而选择性地电连接第一端501a和第二端502a。在所图示的示例中，基于传统电流的方向，标识输入端522a和输出端523a。在其他示例中，可以基于开关的类型(例如，p型或n型)、基于与传统电流方向相反的方向等等，标识输入端522a 和输出端523a。相似地，在一些示例中，第一端501a和第二端502a的标识可以调换。

设备500a还可以包括以串联方式彼此电连接的多个二极管510a。多个二极管510a可以电连接至第二端502a。多个二极管510a还可以电连接至第一开关520a的输出端523a。多个二极管510a可以与控制端521a电隔离。此处所用术语“电隔离”指的是部件不彼此电连接。电隔离部件可以共享公共轨。在开关的控制端的语境中，术语“电隔离”指的是除了通过开关的输入端和输出端之外，部件不电连接至控制端。例如，多个二极管510a可被认为与控制端521a电隔离，即使开关520a是处于激活状态的BJT。多个二极管510a可被定向为允许电能从第一端501a流动至第二端502a，并且还产生第一端501a和第二端502a之间的电势降，并且限制从第一端501a至第二端502a的电流。

图5B是通过第一开关520b限制电流的另一示例设备500b的示意图。设备500b可以包括电连接至设备500b的第一端501b的多个二极管510b。多个二极管510b可以以串联方式彼此电连接。设备500b还可以包括第一开关520b，该第一开关520b可以电连接至设备500b的第二端502b。第一开关520b可以包括控制端521b、输入端522b和输出端523b。第一多个二极管510b可以电连接至第一开关520b的输入端522b，并且与控制端521b电隔离。输出端523b可以电连接至第二端502b。

图5C是通过第一开关520c限制电流的另一示例设备500c的示意图。设备500c可以包括多个二极管510c。设备500c可以包括第一开关520c，该第一开关520c可被置于多个二极管510c之间。例如，第一开关520c可以包括控制端521c、输入端522c以及输出端523c，并且多个二极管510c中的不同二极管可被电连接至第一开关520c的输入端522c和输出端523c。多个二极管510c可以以串联方式彼此电连接，并且可以电连接至第一端501c和第二端502c。多个二极管510c可以与控制端521c电隔离。

图6A是通过第一开关620a和第二开关625a限制电流的示例设备600a 的示意图。设备600a可以包括与第一开关620a串联的第一多个二极管610a。第一多个二极管610a可以电连接至第一端601a，第一开关620a可以电连接至第二端602a。第一开关620a可以选择性地将第一端601a连接至第二端 602a。第一多个二极管610a可以产生电势降，并且限制第一端601a与第二端602a之间的电流。

设备600a可以包括第二开关625a，该第二开关625a可以以并联方式与第一多个二极管610a电连接，并且电连接至第一端601a。第二开关625a可以选择性地将第一开关620a电连接至第一端601a，并且将多个二极管610a 旁路。例如，当第一开关620a初始将第一端601a连接至第二端602a时，多个二极管610a可以限制电流。当大初始电流平息(subside)时，第二开关625a 可以将第一多个二极管610a旁路以降低设备600a所消耗的能量。

设备600a可以包括第二多个二极管615a。第二多个二极管615a可以以并联方式与第一开关620a电连接，并且以串联方式彼此电连接并且电连接至第二开关625a。第二多个二极管615a还可以电连接至第二端602a。第二开关625a可以选择性地将第二端602a连接至第一端601a。例如，当电能从第一端601a流动至第二端602a时，第一开关620a可以选择性地连接各端 601a、602a，并且当电能从第二端602a流动至第一端601a时，第二开关625a 可以选择性地连接各端601a、602a。

第二开关625a可以是双向器件。第二开关625a能够当电能从第一端 601a流动至第二端602a时，选择性地将第一多个二极管610a旁路，并且当电能从第二端602a流动至第一端601a时，选择性地将第二端602a连接至第一端601a。相似地，当电能从第一端601a流动至第二端602a时，除了选择性地将第一端601a连接至第二端602a之外，第一开关620a能够选择性地将第二多个二极管615a旁路。

当多个二极管610a、615a由于二极管的电势降的去除而被旁路时，大电流可以流动。如果存在多个设备600a(例如，串联的多个设备600a，每个用于每对轨，等等)，则多个二极管610a、615a可每次旁路一个设备(例如，在下一个设备旁路其二极管之前，可以允许消耗电流)。可替换地或附加地，可以针对每个多个开关存在多个旁路开关，并且每个旁路开关可以将小于整个多个二极管的数量的多个二极管的子集旁路。多个旁路开关可以每次旁路一个子集以防止大电流。

图6B是通过第一开关620b和第二开关625b限制电流的另一示例设备 600b的示意图。设备600b可以包括以串联方式与第一开关620b电连接的第一多个二极管610b。设备600b还可以包括以串联方式彼此电连接、并且以并联方式与第一开关620b电连接的第二多个二极管615b。设备600b还可以包括第二开关625b，该第二开关625b可以以并联方式与第一多个二极管 610b电连接，并且以串联方式与第二多个二极管615b电连接。第一开关620b可以选择性地将第一端601b连接至第二端602b，并且第二开关625b可以选择性地将第二端602b连接至第一端601b。第一开关620b和第二开关625b 可以是选择性地允许电能在一个方向上的流动并且阻止电能在相反方向上流动的单向器件(例如，IGBT等)。相应地，第一开关620b和第二开关625b 可能不能选择性地分别将第二多个二极管615b和第一多个二极管610b旁路。

设备600b可以包括与第一多个二极管610b并联的第三开关630b。第三开关630b可以是被定向为选择性地将第一多个二极管610b旁路的单向器件。例如，第三开关630b可以控制与第一多个二极管610b的传导方向并行的方向上的电流流动。如此处所用的，如果电流都从第一公共电势节点流动至第二公共电势节点，则电流流动处于“并行”的方向中。设备600b还可以包括与第二多个二极管615b并联的第四开关635b。第四开关635b也可以是单向器件，并且可被定向为选择性地将第二多个二极管615b旁路。在所图示的示例中，开关620b、625b、630b、635b和二极管610b、615b均可以直接连接至公共连接点。在其他示例中，第一开关620b、第三开关630b和第一多个二极管610b可以以并联方式与第二开关625b、第四开关635b和第二多个二极管615b电连接，而没有用于所有设备的公共连接点。

图6C是通过第一开关620c和第二开关625c限制电流的另一示例设备 600c的示意图。设备600c可以包括以串联方式彼此电连接的第一多个二极管610c。设备600c可以包括第一开关620c，该第一开关620c可以以串联方式与第一多个二极管610c电连接。设备600c还可以包括以串联方式彼此电连接的第二多个二极管615c。设备可以包括第二开关625c，该第二开关625c 可以以串联方式与第二多个二极管615c电连接。第一开关620c和第二开关 625c可以是选择性地允许电能在一个方向上流动，并且如果超出阈值电压则允许电能在相反方向上流动的单向器件(例如，具有体二极管的功率 MOSFET，以并联方式与反平行二极管电连接的IGBT等等)。

设备600c可以包括以串联方式与第二开关625c电连接并且以并联方式与第一多个二极管610c电连接的第三开关630c。第三开关630c可以选择性地将第一多个二极管610c旁路。当第三开关630c将第一多个二极管610c 旁路时，第二开关625c还可被偏置成激活状态或可以允许电能通过其主体或反平行二极管流动。相似地，当第二开关625c将第二端602c电连接至第一端601c时，第三开关630c可被偏置成激活状态或可以允许电能通过其主体或者反平行二极管流动。设备还可以包括以串联方式与第一开关620c电连接并且以并联方式与第二多个二极管615c电连接的第四开关635c。第四开关635c可以选择性地将第二多个二极管615c旁路，但在第一开关620c 选择性地将第一端601c连接至第二端602c时允许电能流动。

在限制电流的设备500a-c、600a-c的示例中的一些示例中，可以选择特定多个二极管中的二极管的个数，以具有与连接至开关的控制端的检测设备的检测阈值相对应的电压降，该开关与特定多个二极管串联。检测阈值可以是在检测设备检测电源的故障之前电源的电压需要降低的程度。多个二极管的电压降可以是二极管的阈值电压的总和、略高于阈值电压的电压的总和、多个二极管要传递的最大电流的电压的总和，等等。如果使用多个设备限制电流(例如，用于每对轨的设备、多个串联的设备，等等)，则当选择二极管的个数时，可以考虑其他设备的电压降。例如，如果仅存在单个设备，则可以选择二极管的个数以具有接近或超出检测阈值的电压降。如果存在多个设备，则可以选择二极管的个数以具有接近或超出检测阈值减去其他设备的电压降或被除以设备的个数的检测阈值。

图7是减轻电源故障的示例方法700的流程图。在框702处，方法700 可以包括检测电源故障。例如，可以通过检测由电源输出的电压的下降、从电源接收到故障的指示等等来检测电源故障。框704可以包括打开开关以将激活的电源电连接至负载。开关可以被偏置至允许电能从激活的电源流动至负载的激活状态。可以存在多个与开关串联的二极管，以使得从激活的电源至负载的电流可被限制。参照图2，在一些示例中，第一故障检测电路211可以检测电源故障并且打开开关以将激活的电源连接至负载。

在框706处，方法700可以包括确定电压已稳定。如果激活的电源和负载之间的电势差小于预定的阈值，或者小于预定电流的电流流动等等，则可以确定电压已稳定。例如，第一故障检测电路211或第二故障检测电路221 可以检测电压已稳定。框708可以包括打开将二极管旁路的开关。一旦电压已稳定，则不再需要限制从激活的电源至负载的电流。然后，可以将二极管旁路，以使二极管不再继续消耗能量。在一些示例中，图2的第一故障检测电路211可以打开旁路开关，或者第二故障检测电路221可以打开旁路开关 (例如，响应于来自第一故障检测电路的指示、响应于检测到电压已稳定，等等)。

框710可以包括检测故障电源的恢复。可以通过检测到故障指示已被清除、检测到故障电源能够以期望的电压输出电能等等来检测该恢复。例如，图2的第一故障检测电路211可以检测故障电源的恢复。在框712处，方法 700可以包括关闭所有开关。关闭所有开关可以包括关闭旁路开关和关闭将激活的电源连接至负载的开关。例如，开关可被偏置成电能不通过开关流动的切断状态。在一些示例中，图2的第一故障检测电路211和第二故障检测电路221可以关闭开关。

以上描述是本发明的各种原理和实施方式的说明。一旦完全理解以上公开，对于本领域技术人员，各种变形和修改将变得显而易见。相应地，本申请的范围应当仅由所附权利要求确定。

Claims

1.一种用于电流限制的系统，包括:

故障检测电路，用于:

检测电连接到第一负载的第一电源的故障，

输出指示检测到所述第一电源的所述故障的第一信号，

检测第二电源的故障，其中所述第二电源连接至第二负载，并且

输出指示检测到所述第二电源的所述故障的第二信号；以及

电连接到所述故障检测电路的电流调节电路，所述电流调节电路用于:

基于由所述故障检测电路输出的所述第一信号将所述第二电源选择性地连接至所述第一负载，

限制从所述第二电源供应至所述第一负载的第一电流而没有完全停止所述第一电流，

基于由所述故障检测电路输出的所述第二信号将所述第一电源选择性地连接至所述第二负载，并且

限制从所述第一电源供应至所述第二负载的第二电流，其中所述电流调节电路包括:

以串联方式彼此电连接的第一多个二极管；

以串联方式与所述第一多个二极管电连接的第一开关；

以串联方式彼此电连接并且以并联方式与所述第一开关电连接的第二多个二极管；以及

以串联方式与所述第二多个二极管电连接并且以并联方式与所述第一多个二极管电连接的第二开关，

其中，所述第一多个二极管用于允许电流从所述第二电源流动至所述第一负载，并且所述第二多个二极管用于允许电流从所述第一电源流动至所述第二负载。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电流调节电路包括以串联方式彼此电连接的多个二极管，其中所述电流调节电路通过所述多个二极管将所述第二电源电连接至所述第一负载，并且其中所述多个二极管限制来自所述第二电源的所述电流。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述故障检测电路用于：响应于检测到所述故障，将所述第二电源的第一轨电连接至所述第一负载的第一轨，并且将所述第二电源的第二轨电连接至所述第一负载的第二轨。

4.一种用于电流限制的方法，包括:

将第一多个二极管与第一开关以串联的方式彼此电连接；

将所述第一多个二极管和所述第一开关中的一个电连接至第一电源的第一端；并且

将所述第一多个二极管和所述第一开关中的一个电连接至负载的第一端，从而限定在所述第一电源的所述第一端和所述负载的所述第一端之间通过所述第一开关和所述第一多个二极管的第一电流路径，

其中，所述第一开关被电连接，以控制通过所述第一电流路径从所述第一电源至所述负载的电流流动，并且其中所述第一多个二极管被电连接，以在电流流动时在所述第一电源和所述负载之间产生电势降。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括:

将第二多个二极管与第二开关以串联方式彼此电连接；

将所述第二多个二极管和所述第二开关中的一个电连接至所述第一电源的第二端；并且

将所述第二多个二极管和所述第二开关中的一个电连接至所述负载的第二端，从而限定在所述第一电源的所述第二端和所述负载的所述第二端之间通过所述第二开关和所述第二多个二极管的第二电流路径。

6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括将故障检测电路电连接至所述第一开关的控制端，所述故障检测电路用于检测第二电源的故障，并且基于检测到所述故障而偏置所述控制端。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述电势降与由所述故障检测电路进行检测之前的最大电压降相对应。

8.根据权利要求6所述的方法，其中将所述第一多个二极管与所述第一开关电连接包括：选择所述第一多个二极管中的二极管的数量，所述数量使得在所述故障检测电路指示所述第一开关允许电流流动之后允许小于最大电流的电流流动。