CN109661766A - 电源系统 - Google Patents

电源系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109661766A
CN109661766A CN201780054180.3A CN201780054180A CN109661766A CN 109661766 A CN109661766 A CN 109661766A CN 201780054180 A CN201780054180 A CN 201780054180A CN 109661766 A CN109661766 A CN 109661766A
Authority
CN
China
Prior art keywords
converter
switch
load
power
case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780054180.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109661766B (zh
Inventor
河合康治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN109661766A publication Critical patent/CN109661766A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109661766B publication Critical patent/CN109661766B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/08—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/17—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/0074—Plural converter units whose inputs are connected in series
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/0077—Plural converter units whose outputs are connected in series
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/325—Means for protecting converters other than automatic disconnection with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

具备：变换器(103)，将输入的交流电压变换为直流电压并向负载输出；切换部(102)，对变换器(103)电连接多个交流电源中的任一个；电压检测部(106)，检测向变换器(103)的输入电压；以及电流检测部(107)，检测来自变换器(103)的输出电流。切换部(102)执行：将基于电压检测部(106)检测的输入电压的交流电源的异常判定重复给定时间的处理；在判定为异常的情况下，切换与变换器(103)连接的交流电源的处理；以及根据电流检测部(107)检测的检测结果来调整判定时间的处理。

Description

电源系统
技术领域
本发明涉及从多个交流电源中的任一个向负载供给电压的电源系统。
背景技术
在专利文献1公开了一种与商用电力系统互联并向屋内负载供给交流电力的分散型电源装置。专利文献1记载的电源装置设置在由商用电力系统的瞬停(瞬时电压下降、瞬时停电)等造成的输入电压的异常频发的地域。该电源装置在每次异常检测的异常类别和特性值的产生模式与预先存储的异常类别和特性值的时序性的产生模式一致时，判定为装置故障。判定后，进行装置的重新启动、正式的停止。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-290918号公报
发明内容
发明要解决的课题
在要求高可靠性的电源系统中，存在如下情况，即，为防备来自商用电力系统的电力供给由于停电等而中断的情况，电源系统被冗余化以使得能够选择多个商用电力系统。在多个商用电力系统的切换中，使用机械式继电器开关。关于机械式继电器开关，若其切换次数多，则产品寿命或可靠性有可能下降。因此，最好不频繁地进行机械式继电器开关的切换，但是，若为此而在维持一次的异常判定所花费的时间的同时减少异常判定的次数，则异常判定的精度有可能下降，有可能变得在异常时不能进行适当的应对。
因此，本发明的目的在于，提供一种电源系统，其中，通过根据交流电源的系统结构/负载状态而适当地设定异常判定时间，从而精度良好地进行异常判定，维持向负载的电力供给。
用于解决课题的技术方案
本发明涉及的电源系统的特征在于，具备：变换器，将输入的交流电压变换为直流电压并向负载输出；开关元件，对所述变换器电连接多个交流电源中的任一个；输入电压检测部，检测向所述变换器的输入电压；输出电流检测部，检测来自所述变换器的输出电流；异常判定部，将基于所述输入电压检测部检测的输入电压的交流电源的异常判定重复给定时间；切换控制部，在所述异常判定部判定为异常的情况下，切换所述开关元件来切换与所述变换器连接的交流电源；以及时间调整部，根据所述输出电流检测部检测的检测值，调整所述给定时间。
在该结构中，在进行与变换器连接的交流电源的异常判定并被判定为异常的情况下，能够将与变换器连接的交流电源切换为其它的交流电源。由此，例如，在负载需要始终持续进行驱动的情况下，能够避免如下问题，即，由于交流电源的异常而变得不向负载供给电压，负载的动作停止。
进行该异常判定的给定时间根据输出电流进行调整，也就是说，根据负载的大小进行调整。例如，在小负载的情况下，如果延长异常判定所花费的时间，则能够提高异常判定的精度。而且，能够抑制开关元件的切换频度。此外，在大负载的情况下，能够通过缩短异常判定所花费的时间，从而抑制由于向负载的供给电压下降而造成的负载的误动作、停止。由此，能够精度良好地进行交流电源的异常判定，能够维持向负载的电力供给。
在所述输出电流检测部检测的输出电流的值超过第一阈值的情况下，所述时间调整部可以缩短所述给定时间。
在该结构中，在大负载的情况下，能够通过缩短异常判定所花费的时间，从而抑制由于向负载的供给电压下降造成的负载的误动作、停止。
在所述输出电流检测部检测的输出电流的值低于第二阈值的情况下，所述时间调整部可以延长所述给定时间。
在该结构中，在小负载的情况下，异常判定所花费的时间变长，能够提高异常判定的精度。而且，能够抑制开关元件的切换频度。
所述第一阈值优选为所述多个AC-DC变换器全部运行且各个AC-DC变换器的负载率为50％时的输出电流值。
所述第二阈值优选为所述运行控制部判断为使所述多个AC-DC变换器中的一个停止时的输出电流值。
所述开关元件可以是机械式继电器开关。
在该结构中，导通电阻小，能够抑制开关元件中的发热。
所述开关元件可以是包括机械式继电器开关以及半导体开关的混合式开关。
在该结构中，虽然机械式继电器开关的导通电阻小，但是导通需要时间。因此，通过使用切换速度快的半导体开关，从而能够改善切换速度。
所述电源系统也可以是如下结构，即，具备：蓄电装置，能够拆装地并联连接于所述变换器；以及连接判定部，判定有无所述蓄电装置的连接，所述时间调整部在由所述连接判定部判定为连接有所述蓄电装置的情况下延长所述给定时间，在判定为未连接所述蓄电装置的情况下缩短所述给定时间。
在该结构中，在存在从蓄电装置向负载的电力辅助的情况下，考虑该情况来调整异常判定所花费的时间。由此，即使是大负载，也能够通过延长异常判定所花费的时间，从而提高异常判定的精度，此外，能够抑制开关元件的切换频度。
发明效果
根据本发明，通过根据负载的大小来调整进行异常判定的时间，从而能够进行精度良好的异常判定。
附图说明
图1是本实施方式涉及的电源系统的框图。
图2是示出切换部的结构的图。
图3是控制部执行的异常判定处理以及开关切换处理的流程图。
图4是控制部执行的判定时间调整处理的流程图。
图5是示出混合式开关的一个例子的图。
图6是示出混合式开关的时序图的图。
具体实施方式
图1是本实施方式涉及的电源系统100的框图。
电源系统100包括商用电源101A、101B、切换部102、变换器部103、负载104A、104B、104C、电池模块105、电压检测部106、以及电流检测部107。
负载104A、104B、104C例如是刀片服务器，容纳在壳体内。负载104A、104B、104C并联连接，并与变换器部103连接。而且，负载104A、104B、104C从变换器部103被供给电力。以下，负载104A、104B、104C统一表示为负载104。
切换部102连接在商用电源101A、101B与变换器部103之间。切换部102将商用电源101A、101B中的一者与变换器部103电连接。商用电源101A、101B分别与不同的电力系统连接。关于切换部102，将在后面进行详述，在与变换器部103连接的商用电源101A、101B中的一者异常的情况下，切换为另一者。如前所述，负载104例如是刀片服务器，不允许动作因供给电力不足或电力切断等而停止。根据本实施方式，即使因商用电源的异常而变得不向负载104供给电力，因为切换部102被切换，所以也能够避免负载104的误动作或停止这样的问题。
变换器部103具有AC-DC变换器103A、103B、103C。AC-DC变换器103A、103B、103C并联连接。而且，AC-DC变换器103A、103B、103C各自将来自通过切换部102而连接的商用电源101A、101B中的任一者的交流电压(例如，200V)变换为直流电压(例如，12V)，并向负载104进行供给。
变换器部103将AC-DC变换器103A、103B、103C并联化而使其具有冗余性。因此，即使AC-DC变换器103A、103B、103C中的一个或两个因故障等而停止，也能够通过剩余的AC-DC变换器向负载104进行电力供给。而且，变换器部103能够在始终运行的状态下进行产生了障碍的AC-DC变换器的更换。
另外，AC-DC变换器103A、103B、103C各自具有将自身的输出电流与其它输出电流进行比较而将输出电流平衡化的功能(所谓均流功能)。也就是说，AC-DC变换器103A、103B、103C的输出电流分别相同。通过具有该功能，可抑制AC-DC变换器103A、103B、103C的每一台的输出电流量，可减轻压力，由此可谋求长寿命化。
一般来说，变换器被设计为，在小负载时的效率差，若使其在额定负载的50％左右运行，则效率最高。因此，在各AC-DC变换器的输出电流小的情况下，判断为小负载，并对运行进行控制，使得其中的一台停止，由此，剩余的AC-DC变换器的输出电流增大，其结果是，能够使其在高效率区域运行。
电池模块105具有控制部105A、双向DC-DC变换器105B、以及二次电池105C。二次电池105C例如是锂离子电池等。电池模块14是本发明涉及的“蓄电装置”的一个例子。
双向DC-DC变换器105B连接在变换器部103的输出部与二次电池105C之间。双向DC-DC变换器105B例如是组合了升压斩波器和降压斩波器的电路，在变换器部103的输出部与二次电池105C之间双向地进行电压变换。而且，双向DC-DC变换器105B向负载104输出二次电池105C的放电电压，此外，用变换器部103的输出电压对二次电池105C进行充电。
控制部105A例如是微机，判定有无二次电池105C的连接。在连接有二次电池105C的情况下，控制部105A适当地接收均流信号，对双向DC-DC变换器105B进行开关控制，并进行前述的二次电池105C的充放电控制。均流信号包括通过均流功能而被平衡化的AC-DC变换器103A、103B、103C的输出电流值。控制部105A是本发明涉及的“连接判定部”的一个例子。
电压检测部106是检测向变换器部103的输入电压的电路。向变换器部103的输入电压是来自通过切换部102而连接的商用电源101A、101B中的一者的输出电压。电压检测部106是本发明涉及的“输入电压检测部”的一个例子。
电流检测部107例如具有电流检测用电阻，对来自变换器部103的输出电流进行检测。来自变换器部103的输出电流是向负载104输入的负载电流。根据电流检测部107检测的电流值，能够判定负载104的大小。电流检测部107是本发明涉及的“输出电流检测部”的一个例子。
在通过电流检测部107判定为负载104为小负载的情况下，通过控制部105A使AC-DC变换器103A～103C中的至少一台停止，提高启动的AC-DC变换器的负载率，由此能够防止效率恶化。
图2是示出切换部102的结构的图。
切换部102具有分别连接商用电源101A、101B的两个系统。两个系统分别由熔断器21A、21B、可变电阻22A、22B、以及开关部23A、23B构成。熔断器21A、21B进行保护以免受过电流的损害，可变电阻22A、22B进行保护以免受浪涌(surge)的损害。
开关部23A、23B是机械式继电器开关，通过控制部20将任一者导通，并将另一者断开。在开关部23A导通且开关部23B断开的情况下，商用电源101A和变换器部103电连接。在开关部23B导通且开关部23A断开的情况下，商用电源101B和变换器部103电连接。开关部23A、23B通过设为机械式继电器开关，从而能够减小导通电阻，能够抑制发热。开关部23A、23B是本发明涉及的“开关元件”的一个例子。
控制部20执行以下说明的开关切换处理、异常判定处理、以及判定时间调整处理。控制部20是本发明涉及的“异常判定部”、“切换控制部”、“时间调整部”的一个例子。
(开关切换处理)
控制部20使开关部23A、23B中的一者导通，并使另一者断开。此外，控制部20根据后述的异常判定处理的结果对开关部23A、23B的导通和断开进行切换。例如，在使开关部23A导通并使开关部23B断开的情况下，控制部20根据异常判定处理的结果使开关部23A断开，并使开关部23B导通。也就是说，控制部20将与变换器部103连接的商用电源从商用电源101A切换到商用电源101B。
(异常判定处理)
控制部20对向变换器部103的输入电压的异常进行判定。所谓输入电压的异常，是通过切换部102与变换器部103连接的商用电源101A或商用电源101B的异常。以下，设为商用电源101A通过切换部102与变换器部103连接且控制部20对商用电源101A的异常进行判定而进行说明。也就是说，开关部23A导通，开关部23B断开。
控制部20对电压检测部106在给定时间检测到低于基准值的电压值的次数进行计测。例如，电压检测部106每隔0.1ms对电压进行检测。控制部20判定每隔0.1ms检测出的电压值是否低于基准值。然后，在该次数超过规定值的情况下，控制部20判定为商用电源101A异常。
在判定为商用电源101A异常的情况下，控制部20将开关部23A切换为断开并将开关部23B切换为导通，将与变换器部103连接的商用电源从商用电源101A切换到商用电源101B。在商用电源101A存在异常的情况下，向负载104的电压供给停止，或者供给电压下降，负载104有可能误动作或停止。因此，控制部20通过代替商用电源101A而将商用电源101B与变换器部103连接，从而维持向负载104的电压供给。由此，能够避免负载104的误动作或停止。
在该异常判定处理中，通过根据电压检测部106检测到低于基准值的电压值的次数来进行异常判定，从而能够提高异常判定的精度。由此，能够消除无用的开关部23A、23B的切换，能够抑制切换次数。因为开关部23A、23B是机械式继电器开关，所以若频繁地进行切换，则产品寿命变短，可靠性也会由于劣化等而下降。因此，通过抑制开关部23A、23B的切换次数，从而能够谋求开关部23A、23B的长寿命化以及可靠性的提高。
另外，异常判定也可以基于输入电压的频率、波形等进行。
(判定时间调整处理)
控制部20基于电流检测部107检测的电流值对执行异常判定处理的时间(以下，称为判定时间)进行调整。控制部20根据电流检测部107检测的电流值、即负载电流来判定负载104的大小。然后，在负载104小的情况下，控制部20延长判定时间。另一方面，在负载104大的情况下，控制部20缩短判定时间。
例如，在AC-DC变换器103A～103C通过控制部105A全部启动且为额定负载的50％以上的负载率的情况下，可以判定为大负载。将此时电流检测部107检测的电流值设定为第一阈值。此外，如果在AC-DC变换器103A～103C之中存在未启动的变换器，则可以判定为小负载。将此时电流检测部107检测的电流值设定为第二阈值。
在负载104为小负载的情况下，通过延长判定时间，从而能够抑制开关部23A、23B的无用的切换。例如，存在如下情况，即，即使输入电压由于瞬停而中断，在负载104为小负载的情况下，也能够通过充电到电源系统100内的电容器、例如变换器部103的电容器的电压而在一定时间(例如，20ms)维持驱动。
假设判定时间为10ms且瞬停在从产生起20ms以内恢复。在该情况下，即使不对开关部23A、23B进行切换，负载104也能够继续驱动。如果进行上述判定时间的控制，则在判定时间内输入电压被判定为异常，开关部23A、23B被切换。也就是说，进行无用的开关部23A、23B的切换。根据本实施方式，通过延长判定时间(例如，20ms)，从而在异常判定结束之前从瞬停恢复，因此能够避免所述的无用的开关部23A、23B的切换。由此，能够谋求开关部23A、23B的长寿命化以及可靠性的提高。
此外，通过延长判定时间，从而能够防止由噪声等造成的误判定，能够得到高精度的判定结果。
在负载104为大负载的情况下，负载104有可能由于供给电压不足而在短时间停止驱动。因此，通过缩短判定时间，从而控制部20在短时间进行商用电源101A的异常判定。然后，控制部20断开开关部23A，使开关部23B导通。由此，在变换器部103连接商用电源101B。其结果是，通过商用电源101B可维持向负载104的电压供给，能够避免负载104的误动作或停止。
进而，控制部20从电池模块105的控制部105A获取二次电池105C的连接的有无，在连接有二次电池105C的情况下，与负载104的大小无关地延长判定时间。在连接有二次电池105C的情况下，从二次电池105C对负载104辅助电力供给。因此，即使向变换器部103的输入电压存在异常，也会从二次电池105C对负载104进行电力供给，因此负载104的动作不会马上停止。因此，与负载104为小负载的情况同样地，能够通过延长判定时间来提高异常判定的精度。
此外，在从二次电池105C辅助电力供给的情况下，无需高速地切换开关部23A、23B，可以不使用能够进行高速切换的开关，可谋求低成本化。
另外，控制部20执行的处理也可以由其它来执行。例如，电源系统100也可以是如下结构，即，具备对整体进行控制的控制部，由该控制部执行上述的各处理。
图3是控制部20执行的异常判定处理以及开关切换处理的流程图。
控制部20获取电压检测部106检测的电压值(S1)，并将该电压值和基准值进行比较(S2)。在电压检测部106检测的电压值低于基准值的情况下(S3：“是”)，控制部20对次数进行计测(S4)。在电压值不低于基准值的情况下(S3：“否”)，控制部20不对次数进行计测，而执行S5的处理。
若从开始本处理起未经过给定时间(S5：“否”)，则控制部20执行S1的处理。在经过了给定时间的情况下(S5：“是”)，控制部20根据计测的次数是否超过规定值来判定输入电压的异常(S6)。在判定为输入电压异常的情况下(S6：“是”)，控制部20对开关部23A、23B进行切换(S7)。例如，如果是开关部23A为导通且开关部23B为断开的状态，则控制部20使开关部23A断开并使开关部23B导通。在输入电压不是异常的情况下(S6：“否”)，控制部20结束本处理。
图4是控制部20执行的判定时间调整处理的流程图。以下，不进行时间调整的初始状态下的判定时间用判定时间A表示。
控制部20获取电流检测部107检测的电流值(S11)，并根据电流值判定负载104是否为小负载(S12)。在小负载的情况下(S12：“是”)，控制部20判定是否从二次电池105C向负载104辅助了电力供给(S13)。在未进行电力辅助的情况下(S13：“否”)，控制部20使判定时间为比判定时间A长的判定时间B(S15)。在进行了电力辅助的情况下(S13：“是”)，控制部20使判定时间为比判定时间B还长的判定时间C(S16)。
在负载104不是小负载的情况下(S12：“否”)，也就是说，在负载104为大负载的情况下，控制部20判定是否从二次电池105C向负载104辅助了电力供给(S14)。在未进行电力辅助的情况下(S14：“否”)，控制部20使判定时间为比判定时间A短的判定时间D(S17)。在进行了电力辅助的情况下(S14：“是”)，控制部20使判定时间为比判定时间A长且比判定时间C短的判定时间E(S18)。
像以上那样，通过根据负载104的大小来调整进行异常判定处理的判定时间，从而能够提高异常判定的精度，且能够维持向负载104的电压供给，能够避免负载104的误动作或停止。此外，通过抑制开关部23A、23B的无用的切换，从而能够谋求开关部23A、23B的长寿命化以及可靠性的提高。
另外，虽然在本实施方式中，开关部23A、23B设为机械式继电器开关，但是也可以是机械式继电器开关和半导体开关的混合式开关(hybrid switch)。
图5是示出混合式开关23C的一个例子的图。
混合式开关23C通过将机械式继电器开关231、二极管D1和晶体管232的串联电路、以及二极管D2和晶体管233的串联电路并联地连接而构成。二极管D1和晶体管232的串联电路与二极管D2和晶体管233的串联电路的整流方向分别相反。混合式开关23C通过具有两个串联电路，从而能够用于流过交流电流的任意线路。
在该结构中，控制部20仅使机械式继电器开关231为导通状态，将商用电源101A、101B和变换器部103电连接。机械式继电器开关231因为导通电阻小，所以能够降低损耗，此外还能够抑制发热。而且，控制部20在异常时切换与变换器部103连接的商用电源时，使晶体管232、233导通，并在该导通期间中对机械式继电器开关231进行切换。机械式继电器开关231的切换需要时间，因此能够通过使用切换速度快的晶体管(例如，IGBT)232、233来改善切换速度。
以下，对输入电压的异常时的混合式开关23C的动作进行说明。
图6是示出混合式开关23C的时序图的图。在该图中，图中的上侧是与商用电源101A连接的混合式开关23C的时序图，下侧是与商用电源101B连接的混合式开关23C的时序图。此外，图6示出如下情况下的时序图，该情况是，在商用电源101A与变换器部103连接的状态下，判定为输入电压的异常，将商用电源101B与变换器部103连接。
若判定为商用电源101A异常，则控制部20向商用电源101A侧的晶体管232、233输出控制信号。若输出控制信号，则晶体管232、233几乎无延迟地导通。若晶体管232、233变为导通，则控制部20输出使商用电源101A侧的机械式继电器开关231断开的控制信号。机械式继电器开关231从输出该控制信号起延迟而断开。通过在晶体管232、233的导通期间，断开机械式继电器开关231，从而能够防止电弧的产生。若机械式继电器开关231断开，则控制部20使晶体管232、233也断开。由此，商用电源101A与变换器部103的连接被切断。
此后，控制部20向商用电源101B侧的晶体管232、233输出控制信号，使晶体管232、233导通。由此，商用电源101B和变换器部103被连接，开始进行来自商用电源101B的电力供给。控制部20在晶体管232、233导通的期间中输出使商用电源101B侧的机械式继电器开关231导通的控制信号。机械式继电器开关231从输出该控制信号起延迟而导通。若机械式继电器开关231导通，则控制部20使晶体管232、233断开。由此，商用电源101B和变换器部103通过导通电阻低且发热少的机械式继电器开关231连接。
附图标记说明
D1、D2：二极管；
14：电池模块；
20：控制部；
21A：熔断器；
22A：可变电阻；
23A、23B：开关部；
23C：混合式开关；
100：电源系统；
101A、101B：商用电源；
102：切换部；
103：变换器部；
103A：AC-DC变换器；
104：负载；
104A、104B、104C：负载；
105：电池模块；
105A：控制部；
105B：DC-DC变换器；
105C：二次电池；
106：电压检测部；
107：电流检测部；
141：控制部；
231：机械式继电器开关；
232、233：晶体管。

Claims (8)

1.一种电源系统，具备：
变换器部，将输入的交流电压变换为直流电压并向负载输出，所述变换器部包括并联连接为将公共的交流输入电压变换为公共的直流输出电压的多个AC-DC变换器；
运行控制部，基于所述负载的状态对所述多个AC-DC变换器的运行或停止进行控制；
开关元件，对所述变换器部电连接多个交流电源中的任一个；
输入电压检测部，检测向所述变换器部的输入电压；
输出电流检测部，检测来自所述变换器部的输出电流；
异常判定部，将基于所述输入电压检测部检测的输入电压的交流电源的异常判定重复给定时间；
切换控制部，在所述异常判定部判定为异常的情况下，切换所述开关元件来切换与所述变换器部连接的交流电源；以及
时间调整部，根据所述输出电流检测部检测的检测值来调整所述给定时间。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其中，
在所述输出电流检测部检测的输出电流的值超过第一阈值的情况下，所述时间调整部缩短所述给定时间。
3.根据权利要求1或2所述的电源系统，其中，
在所述输出电流检测部检测的输出电流的值低于第二阈值的情况下，所述时间调整部延长所述给定时间。
4.根据权利要求2所述的电源系统，其中，
所述第一阈值是所述多个AC-DC变换器全部运行且各个AC-DC变换器的负载率为50％时的输出电流值。
5.根据权利要求3所述的电源系统，其中，
所述第二阈值是所述运行控制部判断为使所述多个AC-DC变换器中的一个停止时的输出电流值。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电源系统，其中，
所述开关元件是机械式继电器开关。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的电源系统，其中，
所述开关元件是包括机械式继电器开关以及半导体开关的混合式开关。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电源系统，其中，具备：
蓄电装置，能够拆装地并联连接于所述变换器；以及
连接判定部，判定有无所述蓄电装置的连接，
所述时间调整部在由所述连接判定部判定为连接有所述蓄电装置的情况下延长所述给定时间，在判定为未连接所述蓄电装置的情况下缩短所述给定时间。
CN201780054180.3A 2016-09-05 2017-08-25 电源系统 Active CN109661766B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016172429 2016-09-05
JP2016-172429 2016-09-05
PCT/JP2017/030490 WO2018043319A1 (ja) 2016-09-05 2017-08-25 電源システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109661766A true CN109661766A (zh) 2019-04-19
CN109661766B CN109661766B (zh) 2020-03-31

Family

ID=61300807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780054180.3A Active CN109661766B (zh) 2016-09-05 2017-08-25 电源系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10432108B2 (zh)
JP (1) JP6508427B2 (zh)
CN (1) CN109661766B (zh)
WO (1) WO2018043319A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111917277A (zh) * 2019-05-10 2020-11-10 丰田自动车株式会社 供电装置
WO2021120797A1 (zh) * 2019-12-19 2021-06-24 华为技术有限公司 一种供电装置和供电系统
CN113872312A (zh) * 2021-08-27 2021-12-31 杭州云电科技能源有限公司 自动切换开关的时序控制方法、装置和供电系统

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019003290A1 (ja) * 2017-06-27 2019-01-03 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP7088702B2 (ja) * 2018-03-20 2022-06-21 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 電源供給回路および電源供給方法
CN108768191A (zh) * 2018-07-10 2018-11-06 南京工业大学 一种单相多模块级联固态变压器整流级均压的控制方法
CN112889246B (zh) 2019-02-08 2023-09-22 松下电器（美国）知识产权公司 异常判定方法、异常判定装置以及程序
JP7020593B2 (ja) * 2019-06-21 2022-02-16 株式会社村田製作所 蓄電池モジュール
FR3100900A1 (fr) * 2019-09-12 2021-03-19 Airbus Operations (S.A.S.) Système de détection d’une défaillance d’une source de courant alternatif et système d’alimentation électrique comprenant un tel système de détection.
WO2021131741A1 (ja) 2019-12-25 2021-07-01 株式会社村田製作所 スイッチングモジュールおよび電源システム
US11664676B2 (en) * 2020-07-24 2023-05-30 Molex, Llc PoE emergency power systems and related methods
DE102020215491A1 (de) * 2020-12-08 2022-06-09 Putzmeister Engineering Gmbh Energieversorgungsvorrichtung und Baumaschine
WO2023013729A1 (ja) * 2021-08-04 2023-02-09 株式会社スーリヤ 冷蔵保存庫およびその電場形成方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002034177A (ja) * 2000-07-13 2002-01-31 Hitachi Ltd ２系統入力電源装置
CN101944763A (zh) * 2010-08-16 2011-01-12 成都市华为赛门铁克科技有限公司 一种控制负载电流分配的方法及装置
JP2012217299A (ja) * 2011-04-01 2012-11-08 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電力変換システム
CN102957198A (zh) * 2011-08-19 2013-03-06 国家电网公司 消除连续闪动的双电源自动切换方法、装置与系统
CN105024450A (zh) * 2015-08-10 2015-11-04 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 双电源自动转换装置及其转换控制方法、双电源供电系统
CN105322650A (zh) * 2014-08-01 2016-02-10 发那科株式会社 电力变换装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7298601B2 (en) * 2005-08-09 2007-11-20 International Business Machines Corporation Over-voltage protection for voltage regulator modules of a parallel power system
US7352083B2 (en) * 2005-09-16 2008-04-01 American Power Conversion Corporation Apparatus for and method of UPS operation
JP4229177B2 (ja) * 2006-11-30 2009-02-25 ミツミ電機株式会社 マルチフェーズｄｃ−ｄｃコンバータ
JP5286935B2 (ja) 2008-05-27 2013-09-11 パナソニック株式会社 分散型電源装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002034177A (ja) * 2000-07-13 2002-01-31 Hitachi Ltd ２系統入力電源装置
CN101944763A (zh) * 2010-08-16 2011-01-12 成都市华为赛门铁克科技有限公司 一种控制负载电流分配的方法及装置
JP2012217299A (ja) * 2011-04-01 2012-11-08 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電力変換システム
CN102957198A (zh) * 2011-08-19 2013-03-06 国家电网公司 消除连续闪动的双电源自动切换方法、装置与系统
CN105322650A (zh) * 2014-08-01 2016-02-10 发那科株式会社 电力变换装置
CN105024450A (zh) * 2015-08-10 2015-11-04 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 双电源自动转换装置及其转换控制方法、双电源供电系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111917277A (zh) * 2019-05-10 2020-11-10 丰田自动车株式会社 供电装置
CN111917277B (zh) * 2019-05-10 2023-11-14 丰田自动车株式会社 供电装置
WO2021120797A1 (zh) * 2019-12-19 2021-06-24 华为技术有限公司 一种供电装置和供电系统
CN113872312A (zh) * 2021-08-27 2021-12-31 杭州云电科技能源有限公司 自动切换开关的时序控制方法、装置和供电系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018043319A1 (ja) 2018-03-08
CN109661766B (zh) 2020-03-31
US10432108B2 (en) 2019-10-01
JPWO2018043319A1 (ja) 2019-04-25
JP6508427B2 (ja) 2019-05-08
US20190181773A1 (en) 2019-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109661766A (zh) 电源系统
US9680303B2 (en) Power storage system and power source system
JP5798887B2 (ja) 蓄電システム
US9153974B2 (en) Battery parallel balancing circuit
US9577458B2 (en) Electrical storage system
US8963457B2 (en) Electric storage system and control method of electric storage system
US8829716B2 (en) Energy storage device for a power compensator and a method for control thereof
CN106660502B (zh) 车辆用电源系统
EP3661005B1 (en) Power supply system
JP2014086296A (ja) 蓄電システム
CN107370168B (zh) 电能存储设备
US11329484B2 (en) Electric energy supply device comprising a plurality of usage units which are connected in order to form strands, and method for operating such an energy supply device
US11211644B2 (en) Vehicle battery device with improved current detection
CN111245038A (zh) 电源系统
KR101587333B1 (ko) 고신뢰성 배터리 에너지 저장 장치
KR20200048913A (ko) 폐배터리 기반의 독립형 가정용 에너지 저장 시스템
EP3168961B1 (en) Uninterruptible power source device
US10096992B2 (en) Electrical storage system
US20170141598A1 (en) Electric battery comprising an electronic management system
WO2016143296A1 (ja) 蓄電制御システム及び充放電制御方法
KR20090092890A (ko) 배터리 시스템의 배터리 균등 충전장치
JP2009071922A (ja) 直流バックアップ電源装置およびその制御方法
JP5623558B2 (ja) エレベータ制御装置
SE516394C2 (en) Battery protection arrangement in power supply unit, has contactors that supply power to loads, respectively during failure of AC power, from battery
KR101782223B1 (ko) 배터리 조절 시스템 진단 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant