CN111009956A - 多电源的切换主拓扑电路及多电源切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种多电源的切换主拓扑电路及多电源切换方法，包括至少两个供电单元、切换单元和负载；每个供电单元均与负载连接并用于给负载供电，每个供电单元包括电源、断路器和双向可控硅；切换单元用于对至少两个供电单元的两两供电单元进行切换，切换单元的输入端与供电单元连接，切换单元的输出端与负载连接，切换单元包括充电接触器、功率变换器、滤波器和开关元件。该多电源的切换主拓扑电路给负载供电的供电单元出现故障后，通过切换单元将负载与另一个供电单元连接，并启动另一个供电单元上的双向可控硅实现对负载供电，并在切换电源过程中，负载电压电流断电时间不超过3ms，保证了负载的连续供电。

Description

多电源的切换主拓扑电路及多电源切换方法

技术领域

本发明涉及电路切换技术领域，尤其涉及一种多电源的切换主拓扑电路及多电源切换方法。

背景技术

随着科技技术和社会社会经济的不断进步，人们对电能的需求和质量要求逐渐提高。虽按照电力用户的重要程度及停、断电后所造成的损失轻重分成不同的供电级别，但就电力用户本身的需求而言，都不希望供电电源发生失电现象。对于高层建筑、小区、医院、机场、码头、消防、冶金、化工、纺织等用电场所，以保证其供电的连续性和可靠性，一般都配置双电源，或者三回路电源，以保证其用电可靠性。多电源切换主要应用场景大部分指的是双电源切换和三电源切换，其中，双电源切换采用开关进行切换，电源切换即是因故障停电采用开关自动切换到另外一个电源。

目前市面上的双电源启动自动切换装置需要经过较长的负载电压电流断电时间才能完成切换。而在实现阻性、感性和容性等不同性质的负载在切换电源过程中不能实现连续稳定供电，并且容易造成较大的冲击电流。

因此，现有的电源切换方式的缺点在于过于被动，当不满足快速切换的条件时，只能等待电源的母线残压相位、幅值和频率随时间进行变化，在等待的过程中寻找合适时机将备用电源投入重新供电，因此在不满足快速切换条件时电源切换的时间往往会过长，不能保证供电电源供电的连续性。

因此，针对上述情况，如何缩短多电源切换的时间，确保供电电源供电的连续性成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种多电源的切换主拓扑电路及多电源切换方法，用于解决现有多电源切换过程时间长，不能确保供电电源供电的连续性的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种多电源的切换主拓扑电路，包括至少两个供电单元、切换单元和负载；

每个所述供电单元均与所述负载连接并用于给所述负载供电，每个所述供电单元包括电源、断路器和双向可控硅；

所述切换单元用于对至少两个所述供电单元的两两供电单元进行切换，所述切换单元的输入端与所述供电单元连接，所述切换单元的输出端与所述负载连接，所述切换单元包括充电接触器、功率变换器、滤波器和开关元件。

优选地，所述断路器的第一端与所述电源连接，所述断路器的第二端分别与所述充电接触器的第一端和所述双向可控硅的第一端连接，所述双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述充电接触器的第二端与所述功率变换器的输入端连接，所述功率变换器的输出端与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述开关元件的第一端连接，所述开关元件的第二端与所述负载连接；

其中，所述充电接触器的第二端作为所述切换单元的输入端，所述开关元件的第二端作为所述切换单元的输出端。

优选地，所述充电接触器包括接触器与所述接触器并联的电阻，所述开关元件为并网开关。

优选地，所述多电源的切换主拓扑电路还包括控制器，所述控制器用于控制所述断路器、所述双向可控硅、所述开关元件、所述充电接触器的开启或关闭。

本发明还提供一种多电源的切换主拓扑电路，所述多电源的切换主拓扑电路为双电源的切换主拓扑电路，所述双电源的切换主拓扑电路包括第一供电单元、第二供电单元、切换单元和负载，所述第一供电单元、所述第二供电单元和所述切换单元分别与所述负载连接，所述第一供电单元和所述第二供电单元分别与所述切换单元连接；其中，所述切换单元包括第一充电接触器、第二充电接触器、功率变换器、滤波器和开关元件。

优选地，所述第一供电单元包括第一电源、第一断路器和第一双向可控硅，所述第一断路器的第一端与所述第一电源连接，所述第一断路器的第二端分别与所述第一充电接触器的第一端和所述第一双向可控硅的第一端连接，所述第一双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述第二供电单元包括第二电源、第二断路器和第二双向可控硅，所述第二断路器的第二端与所述第二电源连接，所述第二断路器的第二端分别与所述第二充电接触器的第一端和所述第二双向可控硅的第一端连接，所述第二双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述第一充电接触器的第二端和所述第二充电接触器的第二端分别与所述功率变换器的输入端连接，所述功率变换器的输出端与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述开关元件的第一端连接，所述开关元件的第二端与所述负载连接。

本发明还提供一种多电源的切换主拓扑电路，所述多电源的切换主拓扑电路为三电源的切换主拓扑电路，所述三电源的切换主拓扑电路包括第一供电单元、第二供电单元、第三供电单元、切换单元和负载，所述第一供电单元、所述第二供电单元、所述第三供电单元和所述切换单元分别与所述负载连接，所述第一供电单元、所述第二供电单元和所述第三供电单元分别与所述切换单元连接；其中，所述切换单元包括第一充电接触器、第二充电接触器、第三充电接触器、功率变换器、滤波器和开关元件。

优选地，所述第一供电单元包括第一电源、第一断路器和第一双向可控硅，所述第一断路器的第一端与所述第一电源连接，所述第一断路器的第二端分别与所述第一充电接触器的第一端和所述第一双向可控硅的第一端连接，所述第一双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述第二供电单元包括第二电源、第二断路器和第二双向可控硅，所述第二断路器的第二端与所述第二电源连接，所述第二断路器的第二端分别与所述第二充电接触器的第一端和所述第二双向可控硅的第一端连接，所述第二双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述第三供电单元包括第三电源、第三断路器和第三双向可控硅，所述第三断路器的第二端与所述第三电源连接，所述第三断路器的第二端分别与所述第三充电接触器的第一端和所述第三双向可控硅的第一端连接，所述第三双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述第一充电接触器的第二端、所述第二充电接触器的第二端和所述第三充电接触器的第二端分别与所述功率变换器的输入端连接，所述功率变换器的输出端与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述开关元件的第一端连接，所述开关元件的第二端与所述负载连接。

本发明还提供一种基于上述所述多电源的切换主拓扑电路的多电源切换方法，包括以下步骤：

S1.当通过检测单元检测给负载供电的第一供电单元出现故障，所述第一供电单元的双向可控硅关闭，所述第一供电单元停止给所述负载供电；

S2.通过所述检测单元检测到所述第一供电单元无电源输出，采用切换单元中功率变换器的逆变侧控制方式将所述负载与第二供电单元连接，所述第二供电单元的双向可控硅导通给所述负载供电。

优选地，所述第一供电单元切换到所述第二供电单元给所述负载供电所需的时间不超过3ms，即是所述负载在切换电源过程中断电的时间不超过3ms。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

1.该多电源的切换主拓扑电路给负载供电的供电单元出现故障后，通过切换单元将负载与另一个供电单元连接，并启动另一个供电单元上的双向可控硅实现对负载供电，解决了现有多电源切换过程时间长，不能确保供电电源供电的连续性的技术问题；

2.该多电源的切换主拓扑电路在切换电源过程中，可以给负载的连续稳定供电，负载电压电流断电时间不超过3ms，保证了负载的连续供电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的多电源的切换主拓扑电路实施例一的框架图。

图2为本发明实施例所述的多电源的切换主拓扑电路实施例一的电路原理图。

图3为本发明实施例所述的多电源的切换主拓扑电路实施例一的电源切换波形图。

图4为本发明实施例所述的多电源的切换主拓扑电路实施例二的电路原理图。

图5为本发明实施例所述的多电源切换方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明具体实施例中，描述的双电源自动切换是指双电源自动转换开关主要用在紧急供电系统，将负载电路从一个电源自动换接至另一个(备用)电源的开关电器，以确保重要负载连续、可靠运行。快速切换是指在主电源断开后短时间内，如果电源母线残压与备用电源电压间的频差和相角差在设定范围内则立刻投入备用电源的切换方式。

现有的双电源切换开关就是因故停电自动切换到另外一个电源的开关，一般双电源切换开关是广泛应用于高层建筑、小区、医院、机场、码头、消防、冶金、化工、纺织等不允许停电的重要场所，以保证其供电的连续性和可靠性。对于某些相对较重要的负载为了保证供电的可靠性，必须要设置两路或者是多路电源为其供电，一旦主电源出现故障，此时就可以通过投入备用电源来为该负载供电，以保证供电的可靠性。目前对于主电源故障切除，备用电源投入的装置主要有备用电源自动投入装置以及快速切换装置。另外，由于电力电子技术的迅猛发展，不间断电源以及相关的应急电源也得到了广泛的应用。

目前双电源切换采用的切换开关主要分为ATS和STS，STS静态切换开关，STS(Static Transfer Switch)，静态开关，又叫静态转换开关，是为电源二选一自动切换系统，第一路出现故障后STS自动切换到第二路给负载供电(前提是第二路电源正常且和第一路电源基本同步)，第二路出现故障后STS自动切换到第一路给负载供电(前提是第一路电源正常且和第二路电源基本同步)。该双电源的切换适合用于UPS-UPS，UPS-发电机，UPS-市电，市电-市电等任意两路电源的不断电转换，以上所有电源间都需要同步装置以保证两电源基本同步，否则STS无法切换。STS设备主要由智能控制板、高速可控硅、断路器等构成，其标准切换时间小于等于8ms，既可对负载可靠供电，同时又能保证其在不同相切换时的安全性。

二是ATS自动转换开关，ATS(Automatic transfer switching equipment)，自动转换开关，ATS主要用在紧急供电系统，将负载电路从一个电源自动换接至另一个(备用)电源的开关电器，以确保重要负载连续、可靠运行。ATS为机械结构，转换时间为100ms以上，会造成负载断电。该双电源切换适合照明、电机类负载。

综上所述，为了缩短多电源切换的时间，确保供电电源供电的连续性，因此本申请实施例提供了一种多电源的切换主拓扑电路及多电源切换方法，用于解决现有多电源切换过程时间长，不能确保供电电源供电的连续性的技术问题。

本发明实施例提供了一种多电源的切换主拓扑电路，图1为本发明实施例所述的多电源的切换主拓扑电路实施例一的框架图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种多电源的切换主拓扑电路包括至少两个供电单元10、切换单元20和负载30；

每个供电单元10均与负载30连接并用于给负载供电，每个供电单元10包括电源、断路器和双向可控硅；

切换单元20用于对至少两个供电单元10的两两供电单元10进行切换，切换单元20的输入端与供电单元10连接，切换单元20的输出端与负载30连接，切换单元20包括充电接触器、功率变换器、滤波器和开关元件。

在本发明实施例中的断路器的第一端与电源连接，断路器的第二端分别与充电接触器的第一端和双向可控硅的第一端连接，双向可控硅的第二端与负载连接；充电接触器的第二端与功率变换器的输入端连接，功率变换器的输出端与滤波器的第一端连接，滤波器的第二端与开关元件的第一端连接，开关元件的第二端与负载连接。其中，充电接触器的第二端作为切换单元20的输入端，开关元件的第二端作为切换单元20的输出端。

在本发明实施例中的功率变换器包括可控硅器件、电容和整流桥。其中，可控硅器件可以为晶闸管，也可以为IGBT器件、IEGT器件等其他可控性器件。

需要说明的是，充电接触器包括接触器与接触器并联的电阻。开关元件可以为并网开关。其中，并网开关可以为如中国知识产权局在2017年10月13日公告号为CN206559057U“并网开关电路”实用新型专利公开的并网开关。给负载供电的供电单元出现故障后，通过切换单元将负载与另一个供电单元连接，并启动另一个供电单元上的双向可控硅实现对负载供电，通过切换单元切换负载与供电单元连接需要的时间不超过3ms，实现快速的电源切换保证负载30连续稳定的供电，有效避免供电单元10上的暂降对负载30的影响，还以有效减少电源切换过程中冲击电流现象的发生。电源可以为不间断电源(UPS)。滤波器优选选用为LC滤波器。

本发明提供的一种多电源的切换主拓扑电路中给负载供电的供电单元出现故障后，通过切换单元将负载与另一个供电单元连接，并启动另一个供电单元上的双向可控硅实现对负载供电，解决了现有多电源切换过程时间长，不能确保供电电源供电的连续性的技术问题。

本发明的一个实施例中，该多电源的切换主拓扑电路还包括控制器，控制器用于控制断路器、双向可控硅、开关元件、充电接触器的开启或关闭。

需要说明的是，控制器控制该多电源的切换主拓扑电路上的电子器件或电气器件的启动或关闭，从而实现该多电源的切换主拓扑电路中给负载30供电自动切换供电单元10。

实施例一：

如图2和图3所示，图2为本发明实施例所述的多电源的切换主拓扑电路实施例一的电路原理图，图3为本发明实施例所述的多电源的切换主拓扑电路实施例一的电源切换波形图。

本发明实施例提供了一种多电源的切换主拓扑电路，该多电源的切换主拓扑电路为双电源的切换主拓扑电路，双电源的切换主拓扑电路包括第一供电单元11、第二供电单元12、切换单元20和负载30，第一供电单元11、第二供电单元12和切换单元20分别与负载30连接，第一供电单元11和第二供电单元12分别与切换单元20连接；其中，切换单元20包括第一充电接触器、第二充电接触器、功率变换器、滤波器和开关元件。

在本发明实施例中的第一供电单元11包括第一电源、第一断路器和第一双向可控硅，第一断路器的第一端与第一电源连接，第一断路器的第二端分别与第一充电接触器的第一端和第一双向可控硅的第一端连接，第一双向可控硅的第二端与负载连接。

在本发明实施例中的第二供电单元12包括第二电源、第二断路器和第二双向可控硅，第二断路器的第二端与第二电源连接，第二断路器的第二端分别与第二充电接触器的第一端和第二双向可控硅的第一端连接，第二双向可控硅的第二端与负载连接；第一充电接触器的第二端和第二充电接触器的第二端分别与功率变换器的输入端连接，功率变换器的输出端与滤波器的第一端连接，滤波器的第二端与开关元件的第一端连接，开关元件的第二端与负载连接。

在本发明实施例中的功率变换器包括可控硅器件、电容和整流桥。其中，可控硅器件可以为晶闸管，也可以为IGBT器件、IEGT器件等其他可控性器件。

需要说明的是，功率变换器的输入端包括第一输入端和第二输入端，第一充电接触器的第二端与功率变换器的第一输入端连接，第二充电接触器的第二端与功率变换器的第二输入端连接。第一充电接触器和第二充电接触器均包括接触器与接触器并联的电阻。开关元件可以为并网开关。第一电源和第二电源均可以为不间断电源(UPS)。滤波器优选选用为LC滤波器。

该双电源的切换主拓扑电路给负载30供电原理是首先断开第一充电接触器，断开第二充电接触器，关闭第一双向可控硅和第二双向可控硅的触发脉冲，闭锁功率变换器逆变侧的可控硅器件控制功率变换器脉冲输出；然后再检测到第一电源、第二电源电压正常后，合上第一断路器和第二断路器，对功率变换器中的电容进行充电；当检测到功率变换器中的电容充电完成后，合上第一充电接触器和第二充电接触器；之后开启第一双向可控硅的触发脉冲，选择第一电源给负载30供电，同时合上并网开关，该双电源的切换主拓扑电路启动并由第一电源向负载30供电。其中，检测到功率变换器中的电容充电完成，主要是通过判断功率变换器中的电容电压达到额定值，即说明功率变换器充电完成。

当该双电源的切换主拓扑电路给负载30供电的第一供电单元11供电出现故障后，即是第一供电单元11中的第一电源的电压幅值发生跌落时该双电源的切换主拓扑电路进行如下快速切换：首先，立即启动功率变换器的逆变侧可控硅器件控制脉冲输出为电压源型控制方式输出三相(或单相)正弦电压，电压幅值为额定电压幅值，相位为第一供电单元11故障前一时刻的电压相位，输出频率为第一供电单元11故障前一时刻的第一电源频率，同时关闭第一双向可控硅的触发脉冲；其次，第一双向可控硅回路在电流过零点逐相关断，第一供电单元11的回路与负载断开，第一供电单元11退出给负载30的供电；再次，当检测到检测第一双向可控硅回路已关断后，开启第二双向可控硅的触发脉冲，启动第二供电单元12中的第二电源向负载30供电；然后，调节功率变换器逆变侧可控硅器件的控制方式，将负载30逐步转移到第二供电单元12回路中，完成负载30由功率变换器供电向第二供电单元12供电的转换；最后，闭锁功率变换器逆变侧可控硅器件的控制脉冲，负载30完全由第二供电单元12供电，如此完成了负载30由第一供电单元11供电向第二供电单元12供电的快速切换，切换过程由功率变换器快速输出保证了负载30的连续供电。图3中的电压波形图是模拟第一供电单元11中的第一电源电压突然消失，负载电压由第一供电单元11快速切换到第二供电单元12给负载供电的波形图，从图3可以得到，负载的断电时间可实现不超过3ms，且切换过程中无冲击。其中，图3中的电源1电压为第一电源的电压，电源2电压为第二电源的电压，负荷电压为负载的电压。

该双电源的切换主拓扑电路在切换电源过程中，可以给负载的连续稳定供电，负载电压电流断电时间不超过3ms；在电源切换过程中对负载、输入电源均无影响。

实施例二：

如图4所示，图4为本发明实施例所述的多电源的切换主拓扑电路实施例二的电路原理图。

本发明实施例提供了一种多电源的切换主拓扑电路，该多电源的切换主拓扑电路为三电源的切换主拓扑电路，该三电源的切换主拓扑电路包括第一供电单元11、第二供电单元12、第三供电单元13、切换单元20和负载30，第一供电单元11、第二供电单元12、第三供电单元13和切换单元20分别与负载30连接，第一供电单元11、第二供电单元12和第三供电单元13分别与切换单元20连接；切换单元20包括第一充电接触器、第二充电接触器、第三充电接触器、功率变换器、滤波器和开关元件。

在本发明实施例中的第一供电单元11包括第一电源、第一断路器和第一双向可控硅，第一断路器的第一端与第一电源连接，第一断路器的第二端分别与第一充电接触器的第一端和第一双向可控硅的第一端连接，第一双向可控硅的第二端与负载30连接。

在本发明实施例中的第二供电单元12包括第二电源、第二断路器和第二双向可控硅，第二断路器的第二端与第二电源连接，第二断路器的第二端分别与第二充电接触器的第一端和第二双向可控硅的第一端连接，第二双向可控硅的第二端与负载30连接。

在本发明实施例中的第三供电单元13包括第三电源、第三断路器和第三双向可控硅，第三断路器的第二端与第三电源连接，第三断路器的第二端分别与第三充电接触器的第一端和第三双向可控硅的第一端连接，第三双向可控硅的第二端与负载30连接。

在本发明实施例中的第一充电接触器的第二端、第二充电接触器的第二端和第三充电接触器的第二端分别与功率变换器的输入端连接，功率变换器的输出端与滤波器的第一端连接，滤波器的第二端与开关元件的第一端连接，开关元件的第二端与负载连接。

在本发明实施例中的功率变换器包括可控硅器件、电容和整流桥。其中，可控硅器件可以为晶闸管，也可以为IGBT器件、IEGT器件等其他可控性器件。

需要说明的是，功率变换器的输入端包括第一输入端、第二输入端和第三输入端，第一充电接触器的第二端与功率变换器的第一输入端连接，第二充电接触器的第二端与功率变换器的第二输入端连接，第三充电接触器的第二端与功率变换器的第三输入端连接。第一充电接触器、第二充电接触器和第三充电接触器均包括接触器与接触器并联的电阻。开关元件可以为并网开关。第一电源、第二电源和第三电源均可以为不间断电源(UPS)。滤波器优选选用为LC滤波器。

该三电源的切换主拓扑电路给负载30供电原理是首先断开第一充电接触器，断开第二充电接触器，断开第三充电接触器，关闭第一双向可控硅、第二双向可控硅和第三双向可控硅的触发脉冲，闭锁功率变换器逆变侧的可控硅器件控制功率变换器脉冲输出；然后再检测到第一电源、第二电源、第三电源电压正常后，合上第一断路器、第二断路器和第三断路器，对功率变换器中的电容进行充电；当检测到功率变换器中的电容充电完成后，合上第一充电接触器、第二充电接触器和第三充电接触器；之后开启第一双向可控硅的触发脉冲，选择第一电源给负载30供电，同时合上并网开关，该双电源的切换主拓扑电路启动并由第一电源向负载30供电。其中，检测到功率变换器中的电容充电完成，主要是通过判断功率变换器中的电容电压达到额定值，即说明功率变换器充电完成。

当该三电源的切换主拓扑电路给负载30供电的第一供电单元11供电出现故障后，即是第一供电单元11中的第一电源的电压幅值发生跌落时该双电源的切换主拓扑电路进行如下快速切换：首先，立即启动功率变换器的逆变侧可控硅器件控制脉冲输出为电压源型控制方式输出三相(或单相)正弦电压，电压幅值为额定电压幅值，相位为第一供电单元11故障前一时刻的电压相位，输出频率为第一供电单元11故障前一时刻的第一电源频率，同时关闭第一双向可控硅的触发脉冲；其次，第一双向可控硅回路在电流过零点逐相关断，第一供电单元11的回路与负载断开，第一供电单元11退出给负载30的供电；再次，当检测到检测第一双向可控硅回路已关断后，开启第二双向可控硅或第三双向可控硅的触发脉冲，启动第二供电单元12中的第二电源或第三供电单元13中的第三电源向负载30供电；然后，调节功率变换器逆变侧可控硅器件的控制方式，将负载30逐步转移到第二供电单元12或第三供电单元13回路中，完成负载30由功率变换器供电向第二供电单元12或第三供电单元13供电的转换；最后，闭锁功率变换器逆变侧可控硅器件的控制脉冲，负载30完全由第二供电单元12或第三供电单元13供电，如此完成了负载由第一供电单元11供电向第二供电单元12或第三供电单元13供电的快速切换，切换过程由功率变换器快速输出保证了负载30的连续供电。

该三电源的切换主拓扑电路在切换电源过程中，可以给负载的连续稳定供电，负载电压电流断电时间不超过3ms；在电源切换过程中对负载、输入电源均无影响。

需要说明的是，三电源的切换电源与双电源的切换电源的工作原理相同，区别是当第一供电单元11发送故障后，可以选择第二供电单元12或第三供电单元13中任一电源进行切换。

实施例三：

如图5所示，图5为本发明实施例所述的多电源切换方法的步骤流程图。

本发明实施例提供了一种基于上述所述多电源的切换主拓扑电路的多电源切换方法，包括以下步骤：

S1.当通过检测单元检测给负载供电的第一供电单元出现故障，第一供电单元的双向可控硅关闭，第一供电单元停止给负载供电；

S2.通过检测单元检测到第一供电单元无电源输出，采用切换单元中功率变换器的逆变侧控制方式将负载与第二供电单元连接，第二供电单元的双向可控硅导通给负载供电。

需要说明的是，检测单元用于检测每个供电单元的是否正常供电以及检测切换单元是否充电完成。其中，检测单元包括电源检测单元和功率模块充电单元；电源检测单元用于对供电单元检测是否正常供电，功率模块充电单元用于对切换单元检测是否充电完成。

在本发明实施例中的第一供电单元切换到第二供电单元给负载供电所需的时间不超过3ms，即是负载在切换电源过程中断电的时间不超过3ms。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多电源的切换主拓扑电路，其特征在于，包括至少两个供电单元、切换单元和负载；

每个所述供电单元均与所述负载连接并用于给所述负载供电，每个所述供电单元包括电源、断路器和双向可控硅；

所述切换单元用于对至少两个所述供电单元的两两供电单元进行切换，所述切换单元的输入端与所述供电单元连接，所述切换单元的输出端与所述负载连接，所述切换单元包括充电接触器、功率变换器、滤波器和开关元件。

2.根据权利要求1所述的多电源的切换主拓扑电路，其特征在于，所述断路器的第一端与所述电源连接，所述断路器的第二端分别与所述充电接触器的第一端和所述双向可控硅的第一端连接，所述双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述充电接触器的第二端与所述功率变换器的输入端连接，所述功率变换器的输出端与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述开关元件的第一端连接，所述开关元件的第二端与所述负载连接；

其中，所述充电接触器的第二端作为所述切换单元的输入端，所述开关元件的第二端作为所述切换单元的输出端。

3.根据权利要求1所述的多电源的切换主拓扑电路，其特征在于，所述充电接触器包括接触器与所述接触器并联的电阻，所述开关元件为并网开关。

4.根据权利要求1所述的多电源的切换主拓扑电路，其特征在于，所述多电源的切换主拓扑电路还包括控制器，所述控制器用于控制所述断路器、所述双向可控硅、所述开关元件、所述充电接触器的开启或关闭。

5.一种多电源的切换主拓扑电路，其特征在于，所述多电源的切换主拓扑电路为双电源的切换主拓扑电路，所述双电源的切换主拓扑电路包括第一供电单元、第二供电单元、切换单元和负载，所述第一供电单元、所述第二供电单元和所述切换单元分别与所述负载连接，所述第一供电单元和所述第二供电单元分别与所述切换单元连接；

其中，所述切换单元包括第一充电接触器、第二充电接触器、功率变换器、滤波器和开关元件。

6.根据权利要求5所述的多电源的切换主拓扑电路，其特征在于，所述第一供电单元包括第一电源、第一断路器和第一双向可控硅，所述第一断路器的第一端与所述第一电源连接，所述第一断路器的第二端分别与所述第一充电接触器的第一端和所述第一双向可控硅的第一端连接，所述第一双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述第二供电单元包括第二电源、第二断路器和第二双向可控硅，所述第二断路器的第二端与所述第二电源连接，所述第二断路器的第二端分别与所述第二充电接触器的第一端和所述第二双向可控硅的第一端连接，所述第二双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述第一充电接触器的第二端和所述第二充电接触器的第二端分别与所述功率变换器的输入端连接，所述功率变换器的输出端与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述开关元件的第一端连接，所述开关元件的第二端与所述负载连接。

7.一种多电源的切换主拓扑电路，其特征在于，所述多电源的切换主拓扑电路为三电源的切换主拓扑电路，所述三电源的切换主拓扑电路包括第一供电单元、第二供电单元、第三供电单元、切换单元和负载，所述第一供电单元、所述第二供电单元、所述第三供电单元和所述切换单元分别与所述负载连接，所述第一供电单元、所述第二供电单元和所述第三供电单元分别与所述切换单元连接；

其中，所述切换单元包括第一充电接触器、第二充电接触器、第三充电接触器、功率变换器、滤波器和开关元件。

8.根据权利要求7所述的多电源的切换主拓扑电路，其特征在于，所述第一供电单元包括第一电源、第一断路器和第一双向可控硅，所述第一断路器的第一端与所述第一电源连接，所述第一断路器的第二端分别与所述第一充电接触器的第一端和所述第一双向可控硅的第一端连接，所述第一双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述第二供电单元包括第二电源、第二断路器和第二双向可控硅，所述第二断路器的第二端与所述第二电源连接，所述第二断路器的第二端分别与所述第二充电接触器的第一端和所述第二双向可控硅的第一端连接，所述第二双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述第三供电单元包括第三电源、第三断路器和第三双向可控硅，所述第三断路器的第二端与所述第三电源连接，所述第三断路器的第二端分别与所述第三充电接触器的第一端和所述第三双向可控硅的第一端连接，所述第三双向可控硅的第二端与所述负载连接；

所述第一充电接触器的第二端、所述第二充电接触器的第二端和所述第三充电接触器的第二端分别与所述功率变换器的输入端连接，所述功率变换器的输出端与所述滤波器的第一端连接，所述滤波器的第二端与所述开关元件的第一端连接，所述开关元件的第二端与所述负载连接。

9.一种基于权利要求1-8任意一项所述多电源的切换主拓扑电路的多电源切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.当通过检测单元检测给负载供电的第一供电单元出现故障，所述第一供电单元的双向可控硅关闭，所述第一供电单元停止给所述负载供电；

S2.通过所述检测单元检测到所述第一供电单元无电源输出，采用切换单元中功率变换器的逆变侧控制方式将所述负载与第二供电单元连接，所述第二供电单元的双向可控硅导通给所述负载供电。

10.根据权利要求9所述的多电源切换方法，其特征在于，所述第一供电单元切换到所述第二供电单元给所述负载供电所需的时间不超过3ms，即是所述负载在切换电源过程中断电的时间不超过3ms。

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