CN112751328A - 直流供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种直流供电系统，包括：至少两个供电电路，包括第一供电电路和第二供电电路，所述供电电路包括移相变压器，其中所述第一供电电路的输出端与负载第一供电电源的输入端电性耦接，所述第二供电电路的输出端与负载第二供电电源的输入端电性耦接；及第一双向电子开关，电性耦接于所述第一供电电路的输出端和所述第二供电电路的输出端之间，所述第一双向电子开关用于在所述第一供电电路的输出电压减去所述第二供电电路的输出电压的差值大于或等于设定的第一阈值时，将所述第一供电电路的输出电压输出至所述负载第二供电电源的输入端。本发明的直流供电系统，可以保证负载的冗余供电。

Description

直流供电系统
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种直流供电系统。
背景技术
直流供电具有高效、可靠的特点，因而在数据中心供电领域得到越来越广泛的应用。在传统的直流供电方案中，一般采用将中压交流10kV转换到低压交流380V的传统电力变压器，其在低压交流380V侧采用通过开关等并联的双母线，这样，在变压器维修或一路电网故障时，通过低压交流380V侧母线并联，可以保证其下游所连接的IT等设备的供电有冗余。但是传统直流供电方案具有效率不够高的缺点。
如图1所示，目前业界正在推广的采用移相变压器将中压交流变为低压交流后再转换为直流给负载供电的供电方案中，从中压交流10kV采用移相变压器101变压到低压交流后，再经过整流调压器102整流调压，得到相应的直流输出，此直流输出用于为下游的负载105的供电电源103和供电电源104供电。其中，负载105可以为IT设备。采用移相变压器的供电方案比传统的采用电力变压器的供电方案高近2％的效率。
但是，移相变压器的低压交流侧有多个绕组，不能像传统的采用电力变压器的直流供电方案那样采用低压交流侧母线并联的方式。这样当变压器维修或一路电网故障时，下游所连接的IT等设备供电将失去冗余，有部分IT设备将面临宕机的风险。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的在于提供，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种直流供电系统，包括：至少两个供电电路，包括第一供电电路和第二供电电路，所述供电电路包括移相变压器，其中所述第一供电电路的输出端与负载第一供电电源的输入端电性耦接，所述第二供电电路的输出端与负载第二供电电源的输入端电性耦接；及第一双向电子开关，电性耦接于所述第一供电电路的输出端和所述第二供电电路的输出端之间，所述第一双向电子开关用于在所述第一供电电路的输出电压减去所述第二供电电路的输出电压的差值大于或等于设定的第一阈值时，将所述第一供电电路的输出电压输出至所述负载第二供电电源的输入端，用于在所述第二供电电路的输出电压减去所述第一供电电路的输出电压的差值大于或等于设定的第二阈值时，将所述第二供电电路的输出电压输出至所述负载第一供电电源的输入端。
在一些实施例中，所述第一双向电子开关包括双向直流-直流转换器。
在一些实施例中，所述第一双向电子开关包括与所述第一供电电路的输出端电性耦接的第一端和与所述第二供电电路的输出端电性耦接的第二端，所述双向直流-直流转换器包括：第一开关器件，包括第一端和第二端，所述第一开关器件的第一端与所述第一双向电子开关的第一端的负极电性耦接；第二开关器件，包括第一端和第二端，所述第二开关器件的第一端与所述第一双向电子开关的第二端的负极电性耦接，所述第二开关器件的第二端与所述第一开关器件的第二端电性耦接；储能电感，包括第一端和第二端，分别与所述第一双向电子开关的第一端的正极和所述第一双向电子开关的第二端的正极电性耦接；第一电容，包括正极端和负极端，所述第一电容的正极端与所述第一双向电子开关的第一端的正极电性耦接，所述第一电容的负极端与所述第一双向电子开关的第一端的负极电性耦接；第二电容，包括正极端和负极端，所述第二电容的正极端与所述第一双向电子开关的第二端的正极电性耦接，所述第二电容的负极端与所述第一双向电子开关的第二端的负极电性耦接；第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一开关器件的第二端电连接，所述第一二极管的阴极与所述储能电感的第一端电连接；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第二开关器件的第二端电连接，所述第二二极管的阴极与所述储能电感的第二端电连接。
在一些实施例中，所述第一开关器件和所述第二开关器件包括至少一场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管。
在一些实施例中，所述第一双向电子开关包括半导体开关。
在一些实施例中，所述半导体开关包括以下任一种器件：绝缘栅双极型晶体管、场效应晶体管、可控硅或静态转换开关。
在一些实施例中，还包括：第一储能装置和第二储能装置，所述第一储能装置与所述第一供电电路的输出端及所述负载第一供电电源的输入端电性耦接，所述第二储能装置与所述第二供电电路的输出端及所述负载第二供电电源的输入端电性耦接。
在一些实施例中，所述第一供电电路的输出电压与所述第二供电电路的输出电压不相等。
在一些实施例中，所述直流供电系统还包括：第一电压检测装置，与所述第一供电电路的输出端电性耦接，用于检测所述第一供电电路的输出电压，并输出第一检测值；第二电压检测装置，与所述第二供电电路的输出端电性耦接，用于检测所述第二供电电路的输出电压，并输出第二检测值；控制器，接收所述第一检测值和所述第二检测值，并根据所述第一检测值和所述第二检测值产生并输出控制信号，用以控制所述第一双向电子开关。
根据本发明的另一个方面，提供了另一种直流供电系统，包括：2N+1个第三供电电路，每个所述第三供电电路包括移相变压器；2N个负载第三供电电源，以及2N个第二电子开关；其中，第一至第2N个所述第三供电电路的输出端分别与一个对应的所述2N个负载第三供电电源的输入端电性耦接；第一至第2N个所述第二电子开关分别电性耦接于一个对应的所述第三供电电路的输出端与第2N+1个所述第三供电电路的输出端之间；每个所述第二电子开关用于在第2N+1个所述第三供电电路的输出电压减去对应的所述第三供电电路的输出电压的差值大于或等于设定的第三阈值时，将第2N+1个所述第三供电电路的输出电压输出至对应的所述负载第三供电电源的输入端；其中，N为大于或等于1的自然数。
在一些实施例中，所述第二电子开关包括直流-直流转换器。
在一些实施例中，所述第二电子开关包括半导体开关。
在一些实施例中，所述半导体开关包括以下任一种器件：绝缘栅双极型晶体管、场效应晶体管、可控硅或静态转换开关。
在一些实施例中，还包括：2N个第三储能装置，第一至第2N个所述第三供电电路的输出端分别与一个对应的所述第三储能装置电性耦接。
在一些实施例中，每个所述第三供电电路的输出电压不完全相等。
本发明实施例中的直流供电系统通过在第一供电电路的输出端和第二供电电路的输出端之间耦接电子开关，在第一供电电路或第二供电电路供电异常时，电子开关能够将仍然正常工作的供电电路输出的能量传递到供电异常的供电电路的输出端，使得负载的供电电源始终具有正常供电，实现了对负载供电的冗余设计。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性示出相关技术中的采用移相变压器的直流供电系统的示意图；
图2示意性示出本发明一种实施例中的直流供电系统的示意图；
图3示意性示出本发明一种实施例中的双向电子开关的示意图；
图4示意性示出本发明另一种实施例中的双向电子开关的示意图；
图5示意性示出本发明另一种实施例中的直流供电系统的示意图；
图6示意性示出本发明又一种实施例中的直流供电系统的示意图；
图7示意性示出本发明又一种实施例中的直流供电系统的示意图；
图8示意性示出本发明又一种实施例中的直流供电系统的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“所述”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
本示例实施方式中提供了一种直流供电系统，以实现负载的冗余供电。
如图2所示，发明实施例提供的直流供电系统包括第一供电电路、第二供电电路以及第一双向电子开关，第一供电电路和第二供电电路均包括移相变压器201和整流调压器202，其中第一供电电路的输出端与负载205的第一供电电源203的输入端电性耦接，第二供电电路的输出端与负载205的第二供电电源204的输入端电性耦接。第一双向电子开关206电性耦接于第一供电电路的输出端和第二供电电路的输出端之间，第一双向电子开关206用于在第一供电电路的输出电压减去第二供电电路的输出电压的差值大于或等于设定的第一阈值时，将第一供电电路的输出电压输出至负载205的第二供电电源204的输入端，用于在第二供电电路的输出电压减去第一供电电路的输出电压的差值大于或等于设定的第二阈值时，将第二供电电路的输出电压输出至负载205的第一供电电源203的输入端。
在本发明实施例的技术方案中，第一双向电子开关206在第一供电电路的输出电压与第二供电电路的输出电压的差值满足设定条件时，为第一供电电路的输出端和第二供电电路的输出端之间提供能量通道，这样可以保证负载的两个供电电源在第一供电电路或第二供电电路供电异常时仍具有正常供电，实现了对负载供电的冗余设计。
其中第一阈值和第二阈值分别为系统预设的值，可根据应用环境的不同而进行不同的设定。
如图2所示，PSU A与PSU B即第一供电电源203和第二供电电源204为负载ITloads 205的两个供电电源。IT loads(information technology loads，信息技术负载)一般具有两个供电电源作为冗余备份。
在本发明实施例中，第一供电电路的输出电压与第二供电电路的输出电压可以相等，也可以不相等。
第一双向电子开关可以为如图3和图4所示的双向直流-直流转换器。
如图3所示，第一双向电子开关206包括与第一供电电路的输出端电性耦接的第一端和与第二供电电路的输出端电性耦接的第二端，双向直流-直流转换器包括：第一开关器件K1，包括第一端和第二端，第一开关器件K1的第一端与第一双向电子开关206的第一端的负极电性耦接；第二开关器件K2，包括第一端和第二端，第二开关器件K2的第一端与第一双向电子开关206的第二端的负极电性耦接，第二开关器件K2的第二端与第一开关器件K1的第二端电性耦接；储能电感L1，包括第一端和第二端，分别与第一双向电子开关206的第一端的正极和第一双向电子开关206的第二端的正极电性耦接；第一电容C1，包括正极端和负极端，第一电容C1的正极端与第一双向电子开关206的第一端的正极电性耦接，第一电容C1的负极端与第一双向电子开关的第一端的负极电性耦接；第二电容C2，包括正极端和负极端，第二电容C2的正极端与第一双向电子开关206的第二端的正极电性耦接，第二电容C2的负极端与第一双向电子开关206的第二端的负极电性耦接；第一二极管D1，第一二极管D1的阳极与第一开关器件K1的第二端电连接，第一二极管D1的阴极与储能电感L1的第一端电连接；第二二极管D2，第二二极管D2的阳极与第二开关器件K2的第二端电连接，第二二极管D2的阴极与储能电感L1的第二端电连接。
其中，第一开关器件K1和第二开关器件K2可以为至少一场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管。
如图4所示，第一双向电子开关206包括与第一供电电路的输出端电性耦接的第一端和与第二供电电路的输出端电性耦接的第二端，双向直流-直流转换器包括：第三开关器件K3，包括第一端和第二端，第三开关器件K3的第一端与第一双向电子开关206的第一端的负极电性耦接；第四开关器件K4，包括第一端和第二端，第四开关器件K4的第一端与第一双向电子开关206的第二端的正极电性耦接，第四开关器件K4的第二端与第三开关器件K3的第二端电性耦接；储能电感L2，包括第一端和第二端，分别与第一双向电子开关206的第一端的正极和第三开关器件K3的第二端电性耦接；第三电容C3，包括正极端和负极端，第三电容C3的正极端与第一双向电子开关206的第一端的正极电性耦接，第三电容C3的负极端与第一双向电子开关206的第一端的负极电性耦接；第四电容C4，包括正极端和负极端，第四电容C4的正极端与第一双向电子开关206的第二端的正极电性耦接，第四电容C4的负极端与第一双向电子开关206的第二端的负极电性耦接。
其中，第三开关器件K3和第四开关器件K4可以为至少一场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管。
此外，第一双向电子开关206也可以为半导体开关。半导体开关可以且不限于为以下任一种器件：绝缘栅双极型晶体管、场效应晶体管、可控硅或静态转换开关。
如图5所示的直流供电系统还可以包括第一储能装置207和第二储能装置208，第一储能装置207与第一供电电路的输出端及负载第一供电电源203的输入端电性耦接，第二储能装置208与第二供电电路的输出端及负载第二供电电源204的输入端电性耦接。此外，第一储能装置207和第二储能装置208均接地。
在本发明实施例中，直流供电系统还包括：第一电压检测装置(图中未示出)，与第一供电电路的输出端电性耦接，用于检测第一供电电路的输出电压，并输出第一检测值；第二电压检测装置(图中未示出)，与第二供电电路的输出端电性耦接，用于检测第二供电电路的输出电压，并输出第二检测值；控制器(图中未示出)，接收第一检测值和第二检测值，并根据第一检测值和第二检测值产生并输出控制信号，用以控制第一双向电子开关206。
如图6所示，本发明实施例提供的另一种直流供电系统包括：2N+1个第三供电电路、2N个负载第三供电电源604以及2N个第二电子开关606。其中，每个第三供电电路包括移相变压器601和整流调压器602，每个负载605对应两个负载第三供电电源604。第一至第2N个第三供电电路的输出端分别与一个对应的2N个负载第三供电电源604的输入端电性耦接；第一至第2N个第二电子开关606分别电性耦接于一个对应的第三供电电路的输出端和第2N+1个第三供电电路的输出端之间；每个第二电子开关606用于在第2N+1个第三供电电路的输出电压减去对应的第三供电电路的输出电压的差值大于或等于设定的第三阈值时，将第2N+1个第三供电电路的输出电压输出至对应的负载第三供电电源604的输入端；其中，N为大于或等于1的自然数。第三阈值为系统预设的值，可根据具体应用环境的不同进行不同的设定。
在本发明实施例中，每个第三供电电路的输出电压可以不完全相等。
第二电子开关606可以为单向直流-直流转换器或者双向直流-直流转换器或者半导体开关。其中，半导体开关可以为且不限于为以下任一种器件：绝缘栅双极型晶体管、场效应晶体管、可控硅或静态转换开关。
如图6所示，直流供电系统还可以包括2N个第三储能装置607，第一至第2N个第三供电电路的输出端分别与一个对应的第三储能装置607电性耦接。
如图7所示的直流供电系统中，N＝1，共有三个第三供电电路，每个第三供电电路均包括移相变压器701和整流调压器702。其中第一个和第二个第三供电电路的输出端分别与负载705的两个第三供电电源704的输入端对应连接，第三个第三供电电路的输出端分别通过两个第二电子开关706与前述第一个和第二个第三供电电路的输出端对应连接。这样，在第一个或者第二个第三供电电路供电异常时，第三个第三供电电路可以通过对应的第二电子开关706为负载705的两个第三供电电源704提供电能，实现了对负载供电的冗余设计。
如图8所示的直流供电系统中，N＝2，共有五个第三供电电路，每个第三供电电路均包括移相变压器801和整流调压器802。其中第一个至第四个第三供电电路的输出端分别与负载805的四个第三供电电源804的输入端对应连接，第五个第三供电电路的输出端分别通过四个第二电子开关806与前述第一个至第四个第三供电电路的输出端对应连接。这样，在第一个至第四个第三供电电路中任一个第三供电电路供电异常时，第五个第三供电电路可以通过对应的第二电子开关806为负载805的四个第三供电电源804提供电能，实现了对负载供电的冗余设计。
本发明实施例中的直流供电系统通过在第一供电电路的输出端和第二供电电路的输出端之间耦接电子开关，在第一供电电路或第二供电电路供电异常时，电子开关可以将正常工作的供电电路的输出电能传输给发生异常的供电电路的输出端，使得负载的供电电源始终具有正常供电，实现了对负载供电的冗余设计。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (15)

1.一种直流供电系统，其特征在于，包括：
至少两个供电电路，包括第一供电电路和第二供电电路，所述供电电路包括移相变压器，其中所述第一供电电路的输出端与负载第一供电电源的输入端电性耦接，所述第二供电电路的输出端与负载第二供电电源的输入端电性耦接；及
第一双向电子开关，电性耦接于所述第一供电电路的输出端和所述第二供电电路的输出端之间，所述第一双向电子开关用于在所述第一供电电路的输出电压减去所述第二供电电路的输出电压的差值大于或等于设定的第一阈值时，将所述第一供电电路的输出电压输出至所述负载第二供电电源的输入端，用于在所述第二供电电路的输出电压减去所述第一供电电路的输出电压的差值大于或等于设定的第二阈值时，将所述第二供电电路的输出电压输出至所述负载第一供电电源的输入端。
2.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，所述第一双向电子开关包括双向直流-直流转换器。
3.根据权利要求2所述的直流供电系统，其特征在于，所述第一双向电子开关包括与所述第一供电电路的输出端电性耦接的第一端和与所述第二供电电路的输出端电性耦接的第二端，所述双向直流-直流转换器包括：
第一开关器件，包括第一端和第二端，所述第一开关器件的第一端与所述第一双向电子开关的第一端的负极电性耦接；
第二开关器件，包括第一端和第二端，所述第二开关器件的第一端与所述第一双向电子开关的第二端的负极电性耦接，所述第二开关器件的第二端与所述第一开关器件的第二端电性耦接；
储能电感，包括第一端和第二端，分别与所述第一双向电子开关的第一端的正极和所述第一双向电子开关的第二端的正极电性耦接；
第一电容，包括正极端和负极端，所述第一电容的正极端与所述第一双向电子开关的第一端的正极电性耦接，所述第一电容的负极端与所述第一双向电子开关的第一端的负极电性耦接；
第二电容，包括正极端和负极端，所述第二电容的正极端与所述第一双向电子开关的第二端的正极电性耦接，所述第二电容的负极端与所述第一双向电子开关的第二端的负极电性耦接；
第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一开关器件的第二端电连接，所述第一二极管的阴极与所述储能电感的第一端电连接；
第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第二开关器件的第二端电连接，所述第二二极管的阴极与所述储能电感的第二端电连接。
4.根据权利要求3所述的直流供电系统，其特征在于，所述第一开关器件和所述第二开关器件包括至少一场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管。
5.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，所述第一双向电子开关包括半导体开关。
6.根据权利要求5所述的直流供电系统，其特征在于，所述半导体开关包括以下任一种器件：绝缘栅双极型晶体管、场效应晶体管、可控硅或静态转换开关。
7.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，还包括：
第一储能装置和第二储能装置，所述第一储能装置与所述第一供电电路的输出端及所述负载第一供电电源的输入端电性耦接，所述第二储能装置与所述第二供电电路的输出端及所述负载第二供电电源的输入端电性耦接。
8.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，所述第一供电电路的输出电压与所述第二供电电路的输出电压不相等。
9.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，所述直流供电系统还包括：
第一电压检测装置，与所述第一供电电路的输出端电性耦接，用于检测所述第一供电电路的输出电压，并输出第一检测值；
第二电压检测装置，与所述第二供电电路的输出端电性耦接，用于检测所述第二供电电路的输出电压，并输出第二检测值；
控制器，接收所述第一检测值和所述第二检测值，并根据所述第一检测值和所述第二检测值产生并输出控制信号，用以控制所述第一双向电子开关。
10.一种直流供电系统，其特征在于，包括：
2N+1个第三供电电路，每个所述第三供电电路包括移相变压器；
2N个负载第三供电电源，以及
2N个第二电子开关；
其中，第一至第2N个所述第三供电电路的输出端分别与一个对应的所述2N个负载第三供电电源的输入端电性耦接；第一至第2N个所述第二电子开关分别电性耦接于一个对应的所述第三供电电路的输出端与第2N+1个所述第三供电电路的输出端之间；
每个所述第二电子开关用于在第2N+1个所述第三供电电路的输出电压减去对应的所述第三供电电路的输出电压的差值大于或等于设定的第三阈值时，将第2N+1个所述第三供电电路的输出电压输出至对应的所述负载第三供电电源的输入端；
其中，N为大于或等于1的自然数。
11.根据权利要求10所述的直流供电系统，其特征在于，所述第二电子开关包括直流-直流转换器。
12.根据权利要求10所述的直流供电系统，其特征在于，所述第二电子开关包括半导体开关。
13.根据权利要求12所述的直流供电系统，其特征在于，所述半导体开关包括以下任一种器件：绝缘栅双极型晶体管、场效应晶体管、可控硅或静态转换开关。
14.根据权利要求10所述的直流供电系统，其特征在于，还包括：
2N个第三储能装置，第一至第2N个所述第三供电电路的输出端分别与一个对应的所述第三储能装置电性耦接。
15.根据权利要求10所述的直流供电系统，其特征在于，每个所述第三供电电路的输出电压不完全相等。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150078045A1 (en) * 2012-04-20 2015-03-19 Guangdong East Power Co., Ltd. Non-isolated symmetric self-coupling 18-pulse rectifier power supply system
TW201530976A (zh) * 2014-01-28 2015-08-01 Delta Electronics Shanghai Co 多電源供電系統及其控制方法
CN108233513A (zh) * 2018-02-07 2018-06-29 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 带有直流母线保护功能的电源系统及直流母线保护方法
CN108923409A (zh) * 2018-08-20 2018-11-30 台达电子工业股份有限公司 直流供电系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7307361B1 (en) * 2006-11-13 2007-12-11 Drs Power & Control Technologies, Inc. Medium voltage power converter formed using low voltage drives
CN102246403B (zh) 2011-05-16 2013-06-26 华为技术有限公司 双向供电辅助电源
CN202309201U (zh) 2011-09-28 2012-07-04 商洛供电局 一种通信电源系统
TWI535168B (zh) 2012-05-17 2016-05-21 台達電子工業股份有限公司 充電系統
CN104980024B (zh) 2015-06-30 2017-10-17 成都芯源系统有限公司 均流电路及其控制方法
US9899834B1 (en) 2015-11-18 2018-02-20 Western Digital Technologies, Inc. Power control module using protection circuit for regulating backup voltage to power load during power fault
CN205429765U (zh) 2016-03-15 2016-08-03 华北电力大学（保定） 基于分布式母线结构的交直流混合微电网系统
CN205429761U (zh) 2016-03-15 2016-08-03 华北电力大学（保定） 基于双向互动式直流微电网的绿色建筑供电系统
EA202090065A1 (ru) * 2017-06-16 2020-04-17 Таэ Текнолоджиз, Инк. Многоуровневые контроллеры напряжения гистерезиса для модуляторов напряжения и способы для их управления
JP6835676B2 (ja) * 2017-07-05 2021-02-24 株式会社ダイヘン 電源システム、電源装置、制御方法及び制御プログラム
CN108173441A (zh) * 2018-01-09 2018-06-15 青岛大学 串联同时供电正激直流斩波型单级多输入高频环节逆变器
WO2019145999A1 (ja) * 2018-01-23 2019-08-01 Tdk株式会社 直流給電システム
US10892637B2 (en) 2018-02-16 2021-01-12 Monolithic Power Systems, Inc. Power supply and power supplying method with power backup
JP2019192861A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 アイシン精機株式会社 コネクタ付きプリント基板の筐体構造
CN110677060B (zh) * 2018-07-02 2021-08-03 台达电子工业股份有限公司 功率变换系统及其中直流母线电容的预充电方法
CN110247562A (zh) 2019-06-14 2019-09-17 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种直流电弧炉的供电装置和供电方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150078045A1 (en) * 2012-04-20 2015-03-19 Guangdong East Power Co., Ltd. Non-isolated symmetric self-coupling 18-pulse rectifier power supply system
TW201530976A (zh) * 2014-01-28 2015-08-01 Delta Electronics Shanghai Co 多電源供電系統及其控制方法
CN108233513A (zh) * 2018-02-07 2018-06-29 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 带有直流母线保护功能的电源系统及直流母线保护方法
CN108923409A (zh) * 2018-08-20 2018-11-30 台达电子工业股份有限公司 直流供电系统

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