CN112448464A - 不间断电源系统旁路开关控制 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了不间断电源系统旁路开关控制。提供了接收输入功率并向负载提供输出功率的系统和方法。在一个示例中，电力系统包括被配置为耦合到电源并从电源接收输入功率的输入端、被配置为耦合到负载并向负载提供输出功率的输出端、耦合到输入端和输出端并被配置为选择性地将输入端耦合到输出端以将输入功率传送到输出端作为输出功率的旁路开关、以及耦合到旁路开关并包括通信接口的开关控制器，开关控制器被配置成在通信接口处检测链路重置，并且响应于检测到链路重置而控制旁路开关处于旁路操作状态，其中旁路开关将输入功率传送到输出端作为输出功率。

Description

不间断电源系统旁路开关控制
背景
技术领域
根据本公开的至少一个示例大体上涉及向关键负载提供可靠的电力。
相关技术的讨论
不间断电源系统(UPS)向关键负载提供功率，并包括在线UPS和离线UPS。在线UPS提供经调节的交流电(AC)功率以及在AC功率的主要源中断时提供备用AC功率。离线UPS通常不提供输入AC功率的调节，但在主AC电源中断时提供备用AC功率。
概述
根据一个方面，提供了一种电力系统，其包括：输入端，其被配置为耦合到电源并从电源接收输入功率；输出端，其被配置为耦合到负载并向负载提供输出功率；功率转换电路，其耦合到输入端和输出端并被配置为接收输入功率并提供输出功率；旁路开关，其耦合到输入端和输出端，并且被配置为选择性地将输入端耦合到输出端以将输入功率传送到输出端作为输出功率；以及开关控制器，其耦合到旁路开关并且包括通信接口，开关控制器被配置为在通信接口处检测链路重置，并且响应于检测到链路重置而控制旁路开关处于旁路操作状态，其中旁路开关将输入功率传送到输出端作为输出功率。
一些实施例包括单元控制器，其耦合到功率转换电路并且包括耦合到开关控制器的通信接口的通信接口，该单元控制器被配置成检测故障条件，并且响应于检测到故障条件而在通信接口处生成链路重置。单元控制器可以包括被配置为通过达到超时阈值来检测故障条件的看门狗逻辑。在一些示例中，超时阈值可以是大约500微秒或更短。
在某些实施例中，开关控制器可以进一步被配置为在确认时期之后确认链路重置，并且响应于确认链路重置而控制旁路开关处于旁路操作状态。在某些实施例中，确认时期可以是大约500微秒或更短。
在一些实施例中，开关控制器包括现场可编程门阵列，并且通信接口包括物理层接口电路，并且物理层接口电路通过介质独立接口耦合到现场可编程门阵列。
根据另一方面，提供了一种电力系统，其包括：输入端，其被配置为耦合到电源并从电源接收输入功率；输出端，其被配置为耦合到负载并向负载提供输出功率；旁路开关，其耦合到输入端和输出端并被配置为选择性地将输入端耦合到输出端以将输入功率传送到输出端作为输出功率；以及开关控制器，其耦合到旁路开关并包括通信接口，开关控制器被配置成在通信接口处检测链路重置，并且响应于检测到链路重置而控制旁路开关处于旁路操作状态，其中旁路开关将输入功率传送到输出端作为输出功率。
根据另一方面，提供了一种电力系统，其包括：输入端，其被配置为耦合到电源并从电源接收输入功率；输出端，其被配置为耦合到负载并向负载提供输出功率；功率转换电路，其耦合到输入端和输出端并被配置为接收输入功率并提供输出功率；以及单元控制器，其耦合到功率转换电路并且配置有通信接口，该单元控制器配置成检测故障条件，并且响应于检测到故障条件而在通信接口处生成链路重置条件。
某些实施例还包括旁路开关和开关控制器，该旁路开关耦合到输入端和输出端并被配置成选择性地将输入端耦合到输出端以将输入功率传送到输出端作为输出功率，该开关控制器耦合到旁路开关并配置有耦合到单元控制器的通信接口的通信接口，开关控制器被配置成在通信接口处检测链路重置条件，并响应于检测到链路重置条件而控制旁路开关处于旁路操作状态，其中旁路开关将输入功率传送到输出端作为输出功率。开关控制器还可以被配置为在确认时期之后确认链路重置条件，并且响应于确认链路重置条件而控制旁路开关处于旁路操作状态。在一些实施例中，确认时期可以是400微秒或更短。
根据各种实施例，单元控制器可以包括被配置为通过达到超时阈值来检测故障条件的看门狗逻辑，并且在一些示例中，超时阈值可以是500微秒或更短。
在一些实施例中，单元控制器包括现场可编程门阵列，并且通信接口包括物理层接口电路，并且物理层接口电路通过介质独立接口来耦合到现场可编程门阵列。
根据另一方面，提供了向负载提供输出功率的方法。该方法包括：从电源接收输入功率；在第一操作模式中，通过功率转换电路处理输入功率以向负载提供输出功率，功率转换电路由单元控制器控制；检测功率转换电路或单元控制器中的至少一个的故障条件；由单元控制器响应于检测到故障条件而重置通信接口；由开关控制器检测通信接口重置；以及由开关控制器响应于通信接口重置来控制旁路开关，以在第二操作模式中将输入功率提供到负载作为输出功率。
一些实施例包括由单元控制器监控以规律的间隔发生的事件，其中检测故障条件包括检测到该事件在超时阈值内未能发生。
某些实施例包括在确认时期之后由开关控制器确认检测到通信接口重置，其中控制旁路开关在第二操作模式中响应于通信接口重置的确认检测。
根据各种实施例，控制旁路开关在第二操作模式中被配置为实质上在故障条件的一毫秒内发生。
在一些实施例中，重置通信接口包括控制物理层电路。
在某些实施例中，检测通信接口重置包括经由介质独立接口从物理层电路接收中断。
根据另一方面，提供了一种用于在两个或更多个控制器之间传递一个或更多个条件的高速通信系统。该系统包括第一控制器，该第一控制器包括具有第一物理层接口电路的第一通信接口，该第一控制器被配置成检测条件，并且响应于检测到该条件而在第一物理层接口电路处生成链路重置。该系统还包括第二控制器，该第二控制器操作地耦合到第一控制器并包括具有第二物理层接口电路的第二通信接口，该第二控制器被配置成在第二物理层接口电路处检测链路重置，并且响应于检测到链路重置而输出指示条件检测的信号。
在一些实施例中，第二控制器还被配置为在确认时期之后确认链路重置，并响应于确认链路重置而采取校正行动。确认时期可以是大约500微秒或更短。第一控制器可以包括被配置为通过达到超时阈值来检测条件的看门狗逻辑。超时阈值可以是大约500微秒或更短。第一控制器包括现场可编程门阵列，并且物理层接口电路通过介质独立接口来耦合到现场可编程门阵列。
以下还详细讨论了其他方面、实施例、示例以及这些示例性方面和实施例的优点。本文中所公开的示例可以以与本文中所公开的原理中的至少一个一致的任何方式与其他示例组合，并且对“示例”、“一些示例”、“可替代的示例”、“各个示例”、“一个示例”等的提及不一定是相互排斥的，并且旨在指示所描述的特定特征、结构或特性可包括在至少一个示例中。本文中这些术语的出现不一定都指相同的示例。
附图说明
下面参考附图讨论至少一个实施例的各种方面，附图并非旨在按比例绘制。附图被包括以提供各个方面和实施例的说明和进一步的理解，并且被并入该说明书中并构成该说明书的一部分，但是不意欲作为所要求保护的系统和方法的限制的定义。在附图中，在各个图中所示的每个相同的或几乎相同的部件可由相似或类似的数字表示。为了清楚的目的，不是每个部件都可在每个图中标出。在图中：
图1是不间断电源系统(UPS)的示例的框图；
图2是单元控制器和旁路开关控制器的示例的框图，UPS中的每个通过通信信道互连；
图3是操作UPS的示例方法的流程图；以及
图4是形成可配置成实现本公开的一个或更多个方面的系统的计算部件的示例框图。
详细描述
本文讨论的系统和方法针对不间断电源系统和方法，其可以包括控制各种功率切换、转换电路、电池充电等的单元控制器以及允许功率例如在任何单元控制器或其他部件中的故障期间被直接输送到负载(例如，通过将电源耦合到负载并绕过其他电路)的旁路开关。本文描述的不间断电源系统和方法可以包括基于内部以太网的通信部件。以太网通信部件提供控制器区域网，并且以允许对单元控制器故障的快速检测的方式被控制，使得旁路开关控制器可以起作用来闭合旁路开关以在故障条件期间继续向负载提供功率。传统的系统和方法可能不能够使用基于以太网的通信作为控制器区域网，因为以太网连接可能不适合于嵌入式实时应用。
本文所讨论的方法和系统的示例并不将其应用限于下面描述中阐述的或者在附图中示出的部件的结构和布置的细节。各方法和系统能够在其他实施例中实施，并且能够以各种方式实践或执行。特定实现的示例仅为了说明性目的而在本文被提供，且不旨在是限制性的。具体来说，结合任何一个或更多个示例论述的动作、部件、元件以及特征不旨在排除任何其他示例中的类似作用。
另外，在本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，且不应被视为是限制性的。对在本文中以单数形式提及的系统和方法的示例、实施例、部件、元件或者行动的任何提及也可以包含包括复数的实施例，并且对本文的任何实施例、部件、元件或者行动的复数形式的任何提及也可以包含仅包括单数的实施例。单数或者复数形式的提及并不旨在限制当前公开的系统或者方法、它们的部件、行动或者元件。“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有”、“包含”、“涉及”及其变形在本文中的使用理应包括其后列举的项目及其等价物以及额外的项目。对“或”的提及可解释为包括性的，使得使用“或”所描述的任何术语都可以指示所描述的术语的单个、多于一个以及全部中的任何一种。另外，在本文件和通过引用并入本文的文件之间术语的用法不一致的情况下，在并入的文献中的术语用法作为对本文件中的术语用法的补充；对于不可协调的不一致，以本文件中的术语用法为准。
不间断电源系统通常用于向敏感和/或关键负载或需要可靠电源的任何负载提供经调节的不间断功率。图1示出了根据本文公开的方面和实施例的在线UPS 100的示例。UPS100包括具有交流(AC)功率输入端120、直流(DC)输出端140和(可选地)DC输入端130的转换器110。DC输出端140向逆变器150提供功率，逆变器150将DC功率转换成AC功率，并在AC功率输出端160处提供AC功率以向负载164供电。单元控制器170控制转换器110、逆变器150和各种其他部件的操作。在各种实施例中，可以包括一个或更多个电池和/或电池充电部件，并且功率调节和控制模块(PCCM)可以将DC源耦合到(可选的)DC输入端130。
旁路开关180被包括且有时可以将AC输入端120耦合到AC输出端160，绕过转换器110和逆变器150，以例如在转换器110、逆变器150、单元控制器170或其他部件的操作故障的时间期间将AC功率从AC输入端120提供到AC输出端160。因此，旁路开关180可以包括旁路开关控制器(BSC)182，其控制旁路开关180在不同时间处处于开路条件或处于闭路条件。
单元控制器170和旁路开关控制器182可以通过可以被称为控制器区域网的通信信道184彼此通信。通信信道184实现在控制器(例如，单元控制器170和旁路开关控制器182)之间的内部通信。在传统系统中，控制器区域网可以是例如串行接口，例如通常被称为485总线的RS-485/TIA-485接口或类似接口。然而，本文公开的各方面和实施例使用分组化或面向数据报的通信接口(例如，以太网(例如，IEEE 802.3)型接口)作为通信信道184，以实现在控制器之间的通信。
为控制器区域通信提供这种通信接口的至少一个挑战包括满足用于传递单元控制器170的故障的定时要求。例如，单元控制器170的故障可能需要由旁路开关控制器182快速响应，例如以操作旁路开关180处于闭路条件，从而足够快地继续向AC输出端160提供功率。在各种实施例中，旁路开关控制器182在大约1毫秒或更短时间内做出反应可能是合乎需要的。在各种实施例中，旁路开关控制器182通过在800至1,200微秒(例如，0.8至1.2毫秒)内闭合旁路开关180来对单元控制器170的故障做出响应。本文公开的各方面和实施例以允许快速检测单元控制器170的故障而不需要在接口上传递专用协议的这样的方式控制和/或监控标准化的面向分组的通信接口。通信信道184可以根据各种标准(例如，IEEE802.3标准或诸如此类)中的任何一个来操作，并且可以利用如本文描述的操作来提供单元控制器170的故障的快速指示。
图2示出了包括通过通信信道184进行通信的单元控制器170和旁路开关控制器182的子系统200的一个示例，通信信道184是基于以太网的通信信道。单元控制器170和旁路开关控制器182中的每一个都可以包括到物理层(PHY)芯片186的介质独立接口(MII)，该介质独立接口可以是吉比特介质独立接口(GMII/RGMII)，该物理层芯片186实现标准化的物理层接口，例如以太网物理层接口。在至少一个实施例中，PHY芯片186可以是实现集成的10/100/1000Mbps以太网收发器的
Figure BDA0002185847470000073
88E1512P半导体芯片。例如，单元控制器170和旁路开关控制器182中的每一个可以包括通过介质独立接口与PHY芯片186通信的以太网介质访问控制器(EMAC)。在各种实施例中，PHY芯片186b和GMII可以被认为是旁路开关控制器182的一部分，并且与EMAC协力来形成对于旁路开关控制器的通信接口。在各种实施例中，PHY芯片186a和GMII可以被认为是单元控制器170的一部分，并且与EMAC协力来形成对于单元控制器的通信接口。在各种实施例中，单元控制器170和旁路开关控制器182中的每一个都可以包括基于精简指令集计算(RISC)的处理器，并且可以是高级RISC机器(ARM)处理器，其可以与现场可编程门阵列(FPGA)集成或者集成在现场可编程门阵列中，如所示。例如，在至少一个实施例中，单元控制器170和开关旁路控制器182中的任一个或两个可以是包括嵌入式ARM Cortex-A9MP核心和FPGA可编程逻辑的
Figure BDA0002185847470000071
Figure BDA0002185847470000072
V SoC。然而，在各种实施例中，包括不同硬件体系结构和指令集的不同处理器和/或处理器体系结构可以被包括，并且可以以各种方式与PHY芯片相连接或以其他方式控制PHY芯片。
对于本文描述的示例，可以监控单元控制器170以找到故障，并且旁路开关控制器182可以通过本文描述的系统和方法来检测这种故障。然而，各种实施例可以使用根据本文描述的方面和实施例的系统或方法来监控任何系统、处理器、控制器等，并且通过通信通道在任何其他系统、处理器、控制器等处检测这种故障，通信通道可以根据各种标准来以其他方式操作，即使这样的标准可能不提供故障消息的实时或时间关键通信，以及即使这样的标准可能并非适合于时间关键的或实时嵌入式应用。
继续参考图2，根据本文公开的系统和方法，在单元控制器170中的故障可以被“传递”到旁路开关控制器182，并且由旁路开关控制器182通过有目的的物理层重置来检测。
例如，单元控制器170可以包括在FPGA或等效电路中编码的看门狗逻辑172，并且ARM处理器可以以规律间隔运行“馈送”看门狗逻辑172的任务。例如，处理器可以运行规律地提供规律操作的指示的过程，例如重置看门狗逻辑172的时钟或定时器，并且看门狗逻辑172可以监控到时钟没有超过阈值。例如，如果时钟例如在单元控制器170的正常操作下以规律间隔被重置，则时钟将不超过阈值，但是如果处理器不正常操作，则时钟可能超过阈值。当看门狗逻辑172检测到超时阈值被满足时，看门狗逻辑172控制PHY芯片186a以重置通信链路184。例如，在至少一个实施例中，处理器可以运行以10kHz速率(例如，每100微秒)更新看门狗逻辑172的任务。看门狗逻辑172监控这样的操作，并且如果例如500微秒的超时阈值流逝而没有更新，则看门狗逻辑172可以重置PHY芯片186a，以向旁路开关控制器182指示在单元控制器170中已经出现故障。
在通信信道184的另一侧上，旁路开关控制器182可以包括专用于由PHY芯片186b支持对重置例如链路失效(link down)条件的检测的FPGA逻辑。在各种实施例中，旁路开关控制器182可以被配置成对PHY芯片186b进行编程以检测并通知链路失效事件，例如在检测到链路丧失时提供中断188。接收这样的中断188可以由旁路开关控制器182解释为在单元控制器170处的故障的指示，并且旁路开关控制器182可以响应于中断188而闭合旁路开关180。因此，旁路开关180可以被置于闭合条件中以绕过各种其他功率部件，以在故障条件期间继续向负载164(见图1)提供AC功率。例如，如果看门狗逻辑172控制PHY芯片186a以在例如500微秒的阈值超时时重置，则旁路开关控制器182可以在1.0毫秒的响应时间内被通知在单元控制器170处的故障。
在一些实施例中，旁路开关控制器182可以通过随后在一段时间后检查PHY芯片186b的寄存器来确认接收到的中断188例如是故障通知，而不是临时链路丧失。在一些实施例中，旁路开关控制器182可以针对特定间隔设置硬件定时器，并且在该间隔结束时可以与PHY芯片186b确认链路保持失效。在这样的实施例中，旁路开关控制器182可以将其后面是链路在某个时间间隔期间保持失效的链路失效事件解释为单元控制器170出故障的指示。响应于此，旁路开关控制器182可以闭合旁路开关180。
例如，在各种实施例中，单元控制器170可以包括看门狗逻辑，如果单元控制器170到超时阈值时期为止未能保持正常操作(例如，如通过以一定间隔重置或“馈送”看门狗逻辑所检测的)，则看门狗逻辑控制PHY芯片以重置通信链路。在一些实施例中，超时阈值可以是500微秒或更短。在各种实施例中，旁路开关控制器182可以通过控制PHY芯片检测通信链路的重置来提供链路丧失中断188，并且可以将通信链路的重置解释为单元控制器170已经出故障的消息，并且可以响应于此而闭合旁路开关180。在一些实施例中，旁路开关控制器182可以根据PHY芯片186b确认中断188是链路丧失事件，并且可以可选地设置硬件时间以在确认时期之后重新确认链路丧失事件。在一些实施例中，该确认时期可以是500微秒。在其他实施例中，为了考虑到由PHY芯片对链路丧失的检测时间，确认时期可以小于500微秒以实现1毫秒响应时间。例如，在自动协商用于实现快速反应时间的一个实施例中，对于链路丧失的检测时间可以是100微秒，并且所使用的确认时期是400微秒。
因此，在一些实施例中，1.0毫秒响应时间可以通过单元控制器170的500微秒超时阈值时期(例如，在以链路重置的形式发送故障消息之前)结合旁路开关控制器182的400微秒确认时期(例如，在将链路重置解释为故障消息之前)来实现。此外，各种实施例可以使用与看门狗逻辑172相关联的各种超时阈值时期或类似时期和/或与确认定时器或类似定时器相关联的各种确认时期来实现其他响应时间。
图3示出了可以由在UPS中的单元控制器170和旁路开关控制器182实现的示例方法300。根据示例方法300，单元控制器170包括看门狗功能，其通过检测是否满足超时阈值(块320)来监控(块310)故障。如果满足超时阈值，则故障被检测到，且看门狗功能控制PHY接口以重置(块330)。旁路开关控制器182可以检测物理层重置(例如，链路失效条件)(块340)，并且在一些实施例中可以将物理层重置解释为故障通知，并且响应于此而闭合旁路开关180。在其他实施例中，旁路开关控制器182可以等待确认时期(块350)，并在确认时期到期时确认物理层重置(块360)。如果物理层重置被确认，则旁路开关控制器182将所确认的物理层重置解释为故障通知，并响应于此而闭合旁路开关180(块370)。在各种实施例中，故障检测可以以不同或附加的方式完成。例如，除了看门狗方案之外或代替看门狗方案，各种硬件故障检测方案也可以被合并以检测故障，并且PHY重置可以由各种故障检测机制中的任何一种被触发或引起，例如作为故障通知。
图4图示了形成计算系统400的计算部件的示例框图，该计算系统可被配置为实施本文公开的一个或更多个方面。例如，控制器170、182或类似物可以包括计算系统400，或者计算系统400可以被包括在UPS(例如UPS 100)中，以提供控制器的功能，或者向操作员提供管理接口，或者与其他设备(例如公用电网124的通信接口)通信，等等。
例如，计算系统400可以包括计算平台，例如基于通用计算处理器、专用处理器或微控制器的计算平台。计算系统400可以包括特别编程的专用硬件(例如专用集成电路(ASIC))或者更一般地设计的硬件(例如现场可编程门阵列(FPGA))或通用处理器或这些的任何组合。此外，本公开的各种方面可被实现为在计算系统400上执行的专业软件。
计算系统400可以包括连接到一个或更多个存储器设备410(例如磁盘驱动器、存储器、闪存、嵌入式或片上存储器或用于存储数据的其他设备)的处理器/ASIC 406。存储器410可以用于在计算系统400的操作期间存储程序和数据。计算系统400的部件可以由互连机构408耦合，该互连机构可以包括一个或更多个总线和/或网络。互连机构408使例如数据和指令的通信能够在计算系统400的部件之间被交换。计算系统400也可包括一个或更多个输入设备404，其可包括例如键盘、鼠标、触摸屏和诸如此类或用于这样的设备的连接的接口。计算系统400还可以包括一个或更多个输出设备402，其可以包括例如显示器、蜂鸣器、警报器或其他音频指示器、灯或其他视觉指示器和诸如此类或类似的接口。此外，除了互连机构408之外或作为其的备选方案，计算系统400还可包含可将计算系统400连接至通信网络的一个或更多个接口(未示出)。
计算系统400可包括储存部件412，其可包括计算机可读和/或可写的非易失性介质，信号可被储存在计算机可读和/或可写的非易失性介质中以提供待由处理器/ASIC 406执行的程序或提供在介质上或在介质中存储的待由程序处理的信息。该介质可以是例如磁盘或闪存或其他非易失性存储器(包括各种类型的可编程只读存储器(PROM))，并且在一些示例中可以包括随机存取存储器(RAM)。在一些实施例中，处理器可使数据从非易失性介质被读取到另一存储器410中，该存储器410比该介质允许由处理器/ASIC 406对信息进行更快的访问。该存储器410可以是易失性随机存取存储器，诸如动态随机存取存储器(DRAM)或静态存储器(SRAM)。它可位于储存部件412中或存储器410中。处理器/ASIC 406可操纵在存储器410内的数据并且在处理完成之后将数据复制到储存装置412。存储器410和储存装置412中的一个或两个可以集成在处理器/ASIC 406中。
计算系统400可以包括使用高级计算机编程语言可编程的计算机平台。计算系统400也可使用特别编程的或专用硬件(例如ASIC)来实现。处理器/ASIC 406可以执行核心低级操作系统，且也可以执行高级操作系统，其可以是例如从来自微软公司可得到的Windows操作系统、从苹果计算机可得到的MAC OS System X或iOS操作系统、从Sun Microsystems可得到的Solaris操作系统、从各种源可得到的UNIX和/或LINUX操作系统、从谷歌公司可得到的Android操作系统。可以使用许多其他操作系统，包括裸机和/或虚拟计算系统。
在某些实施例中，UPS具有根据本文公开的方面和实施例的一个或更多个控制器，其可以包括处理器，该处理器可以是上述或其他合适的处理器中的任一个(包括FPGA和/或ASIC)，并且可以运行指令集或在其他逻辑上操作，以实现如上面所讨论的各种部件的控制。
根据本文公开的方面和实施例，UPS方法和系统的一些实施例可以提供单相功率或三相功率，并且可以从各种功率输入端中的任何一个或其任何组合接收以单相或三相形式的输入功率。本文公开的实施例可以使用多个电源(包括储能、可再生能源和不可再生能源)来向关键负载和/或公用电网提供不间断功率。在一些实施例中，传统和现代源以及未来能源由各种功率调节和控制模块(PCCM)适应。
在某些实施例中，转换器(例如转换器110)可以是或可以包括功率因数校正(PFC)电路，并且可以一次聚集来自一个能源的功率，或者可以可控地聚集来自多个能源的功率，并且可以向一个或更多个能量输出端提供功率。另外，转换器110可以包括能够接收和提供功率的功率接口，例如，AC输入端120可以接收AC功率输入，但也可以在例如转换器110转换多余的可再生或所储存的能量以将功率馈送回到公用电网时充当功率输出端。
在各种实施例中，控制器(例如根据上面讨论的控制器)可以是系统控制模块(SCM)，其是选择在任何给定时间处使用哪个或哪些能源以保持对负载的功率并最小化能量成本的智能功率管理器。这种控制器可以通过在高峰电费率期间利用能量储存装置并在非高峰费率期间对能量储存装置再充电来实现能量套利。根据上面讨论的UPS和控制器可通过旁路回路或双向前端功率转换器(例如，从AC输入端120输出)来将剩余的可再生或电池功率销售回公用设施，这也可以由控制器控制。
上面讨论的至少一个实施例使用在功率设备中的基于以太网的通信系统来提供故障条件的高速检测。在其他实施例中，本文所述的系统和方法可用在其他类型的高速通信系统中和除了功率设备之外的设备中。例如，在具有第一控制器和第二控制器(每个控制器都具有通信接口)的系统中，可以使用在第一控制器和第二控制器之间的通信信道的链路重置来在第一控制器和第二控制器之间传递故障条件、其他警报和关于一个或更多个条件的通知。目前的系统通常不提供用于在两个或更多个控制器之间传递关于一个或更多个条件的通知的高速通信系统。这是一个技术问题。用于在两个或更多个控制器之间传递一个或更多个条件的高速通信系统的示例性实施例可以包括第一控制器，其包括具有第一物理层接口电路的第一通信接口，该第一控制器被配置为检测条件并且响应于检测到该条件而在第一物理层接口电路处生成链路重置。示例性实施例还可以包括可操作地耦合到第一控制器并且包括具有第二物理层接口电路的第二通信接口的第二控制器，第二控制器被配置成在第二物理层接口电路处检测链路重置，并且响应于检测到链路重置而输出指示条件检测的信号。特征的至少这个前述组合包括用作对前述技术问题的技术解决方案的高速通信系统体系结构。这个技术解决方案在高速通信系统设计的领域中不是例行的且是非常规的。该技术方案是示例性高速通信系统设计的实际应用，该高速通信系统设计解决前述技术问题并且至少通过便于在两个控制器之间的更快的数据传输而构成在高速通信系统设计的技术领域中的改进。
在这样描述了本公开的至少一个实施例的几个方面后，应认识到，本领域中的技术人员将容易想到各种变更、修改和改进。这种变更、修改和改进被规定为本公开的一部分，并且被规定为在所要求的保护的系统和方法的精神和范围内。因此，前文的描述和附图仅仅是以示例的方式。

Claims (20)

1.一种电力系统，包括：
输入端，其被配置为耦合到电源并从所述电源接收输入功率；
输出端，其被配置为耦合到负载并向所述负载提供输出功率；
功率转换电路，其耦合到所述输入端和所述输出端并被配置为接收所述输入功率并提供所述输出功率；
旁路开关，其耦合到所述输入端和所述输出端，并且被配置为选择性地将所述输入端耦合到所述输出端以将输入功率传送到所述输出端作为输出功率；以及
开关控制器，其耦合到所述旁路开关并且包括通信接口，所述开关控制器被配置为在所述通信接口处检测链路重置，并且响应于检测到所述链路重置而控制所述旁路开关处于旁路操作状态，在所述旁路操作状态中，所述旁路开关将所述输入功率传送到所述输出端作为所述输出功率。
2.根据权利要求1所述的电力系统，还包括单元控制器，所述单元控制器耦合到所述功率转换电路并且包括耦合到所述开关控制器的所述通信接口的通信接口，所述单元控制器被配置成检测故障条件，并且响应于检测到所述故障条件而在所述通信接口处生成所述链路重置。
3.根据权利要求2所述的电力系统，其中，所述单元控制器包括被配置为通过达到超时阈值来检测所述故障条件的看门狗逻辑。
4.根据权利要求3所述的电力系统，其中，所述超时阈值是大约400微秒或更短，以及链路丧失检测时间小于大约100微秒。
5.根据权利要求1所述的电力系统，其中，所述开关控制器还被配置为在确认时期之后确认所述链路重置，并且响应于确认所述链路重置而控制所述旁路开关处于所述旁路操作状态。
6.根据权利要求5所述的电力系统，其中，所述确认时期是大约500微秒或更短。
7.根据权利要求1所述的电力系统，其中，所述开关控制器包括现场可编程门阵列，并且所述通信接口包括物理层接口电路，并且所述物理层接口电路通过介质独立接口耦合到所述现场可编程门阵列。
8.一种电力系统，包括：
输入端，其被配置为耦合到电源并从所述电源接收输入功率；
输出端，其被配置为耦合到负载并向所述负载提供输出功率；
功率转换电路，其耦合到所述输入端和所述输出端并被配置为接收所述输入功率并提供所述输出功率；以及
单元控制器，其耦合到所述功率转换电路并且包括通信接口，所述单元控制器配置成检测故障条件，并且响应于检测到所述故障条件而在所述通信接口处生成链路重置。
9.根据权利要求8所述的电力系统，还包括：
旁路开关，其耦合到所述输入端和所述输出端并被配置成选择性地将所述输入端耦合到所述输出端以将所述输入功率传送到所述输出端作为所述输出功率；以及
开关控制器，其耦合到所述旁路开关并包括耦合到所述单元控制器的所述通信接口的通信接口，所述开关控制器被配置成在所述通信接口处检测所述链路重置条件，并响应于检测到所述链路重置而控制所述旁路开关处于旁路操作状态，在所述旁路操作状态中，所述旁路开关将所述输入功率传送到所述输出端作为所述输出功率。
10.根据权利要求9所述的电力系统，其中，所述开关控制器还被配置为在确认时期之后确认所述链路重置，并且响应于确认所述链路重置而控制所述旁路开关处于所述旁路操作状态。
11.根据权利要求10所述的电力系统，其中，所述确认时期是大约500微秒或更短。
12.根据权利要求8所述的电力系统，其中，所述单元控制器包括被配置为通过达到超时阈值来检测所述故障条件的看门狗逻辑。
13.根据权利要求12所述的电力系统，其中，所述超时阈值是大约500微秒或更短。
14.根据权利要求8所述的电力系统，其中，所述单元控制器包括现场可编程门阵列，并且所述通信接口包括物理层接口电路，并且所述物理层接口电路通过介质独立接口来耦合到所述现场可编程门阵列。
15.一种用于在两个或更多个控制器之间传递一个或更多个条件的高速通信系统，包括：
第一控制器，其包括具有第一物理层接口电路的第一通信接口，所述第一控制器被配置为检测条件，并且响应于检测到所述条件而在所述第一物理层接口电路处生成链路重置；以及
第二控制器，其可操作地耦合到所述第一控制器，并且包括具有第二物理层接口电路的第二通信接口，所述第二控制器被配置为在所述第二物理层接口电路处检测所述链路重置，并且响应于检测到所述链路重置而输出指示所述条件检测的信号。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第二控制器还被配置为在确认时期之后确认所述链路重置，并响应于确认所述链路重置而采取校正行动。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述确认时期是大约500微秒或更短。
18.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一控制器包括被配置为通过达到超时阈值来检测所述条件的看门狗逻辑。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述超时阈值是大约500微秒或更短。
20.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一控制器包括现场可编程门阵列，并且所述第一物理层接口电路通过介质独立接口来耦合到所述现场可编程门阵列。
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