CN116316525A - 直流供电系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种直流供电系统,直流供电系统包括第一供电电路、第二供电电路与至少一个第一开关支路。第一供电电路与第二供电电路均包括移相变压器与至少一个整流支路。在第一供电电路中,移相变压器连接于第一输入源与整流支路之间,整流支路与第一负载一一对应连接。在第二供电电路中,移相变压器连接于第二输入源与整流支路之间,整流支路与第二负载一一对应连接。至少一个第一开关支路中第N个第一开关支路连接于第N个第一节点与第N个第二节点之间,第N个第一开关支路用于建立或断开第N个第一节点与第N个第二节点之间的连接。通过上述方式,能够实现具有移相变压器的直流供电系统的冗余供电功能,以保持为负载供电。
Description
技术领域
本申请涉及电源技术领域,特别是涉及一种直流供电系统。
背景技术
随着“新基建”发展, 对IDC数据中心提出更高的要求,例如,绿色低碳、高效可靠。而直流供电系统,具有低碳投入、高效率、高可靠性,成为新一代数据中心供电系统的最优选择。
传统的直流供电方案中,一般利用变压器将交流10KV转换为交流380V,并通过开关并联的双母线 在交流380V实现低压侧母线并联。当一路电网故障或是变压器检修时,通过交流380V侧母线并联,实现冗余供电,可以保证下游的用电负载不受影响。但是传统的方案由于需要采用多级架构,效率较低。基于此,目前最新的方案通常采用移相变压器实现直流供电,以提高效率。
然而,在移相变压器的低压侧存在多个绕组,无法如传统的直流供电方案一样通过低压侧母线并联,以实现冗余供电。换言之,当一路电网故障或是变压器检修时,下游的用电负载将失去供电。
发明内容
本申请旨在提供一种直流供电系统,能够实现具有移相变压器的直流供电系统的冗余供电功能,以保持为负载供电。
为实现上述目的,第一方面,本申请提供一种直流供电系统,包括:
第一供电电路、第二供电电路与至少一个第一开关支路;
所述第一供电电路与所述第二供电电路均包括移相变压器与至少一个整流支路;
在所述第一供电电路中,所述移相变压器连接于第一输入源与所述至少一个整流支路之间,所述至少一个整流支路与至少一个第一负载一一对应连接;
其中,所述移相变压器用于基于所述第一输入源输出为所述至少一个整流支路供电的电源,所述至少一个整流支路中任一整流支路均用于对输入的电源进行整流,以为对应的第一负载供电;
在所述第二供电电路中,所述移相变压器连接于第二输入源与所述至少一个整流支路之间,所述至少一个整流支路与至少一个第二负载一一对应连接;
其中,所述移相变压器用于基于所述第二输入源输出为所述至少一个整流支路供电的电源,所述至少一个整流支路中任一整流支路均用于对输入的电源进行整流,以为对应的第二负载供电;
所述至少一个第一开关支路中第N个第一开关支路连接于第N个第一节点与第N个第二节点之间,所述第N个第一开关支路用于建立或断开所述第N个第一节点与第N个第二节点之间的连接,N为≥1的整数;
其中,所述第N个第一节点为所述第一供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路与第N个第一负载之间的连接节点,所述第N个第二节点为所述第一供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路与第N个第二负载之间的连接节点。
在一种可选的方式中,所述直流供电系统还包括控制器;
所述至少一个整流支路中任一整流支路均包括至少一个整流器组,所述至少一个整流器组中任一整流器组包括至少一个整流器;
所述至少一个整流器组中任一整流器组的各所述整流器的输入端相连,各所述整流器的输出端并联连接,所述控制器与各所述整流器连接;
其中,在所述第一供电电路中,所述至少一个整流器组中任一整流器组连接于移相变压器中对应的二次侧绕组与对应的第一负载之间,且至少一个整流支路中第N个整流支路的各整流器组与第N个第一负载连接于第N个第一节点;
在所述第二供电电路中,所述至少一个整流器组中任一整流器组连接于移相变压器中对应的二次侧绕组与对应的第二负载之间,且至少一个整流支路中第N个整流支路的各整流器组与第N个第二负载连接于第N个第二节点。
在一种可选的方式中,所述控制器用于:
控制每个所述整流器的功率均通过以下公式分配:W=(W1+W2)/(X+Y);
其中,W为每个所述整流器被分配的功率,W1为所述第N个第一负载的功率之和,W2为所述第N个第二负载的功率之和,X为所述第一供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路的整流器的总数量,Y为所述第二供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路的整流器的总数量。
在一种可选的方式中,所述控制器用于:
获取所述第一供电电路中所述至少一个整流支路中功率最大的第一整流支路;
计算所述第一供电电路中所述至少一个整流支路中第I个整流支路的功率与所述第一整流支路的功率之间的第I个比值,I为≥1的整数;
在所述第I个整流支路下,计算所述整流器的总数量与所述移相变压器的二次侧绕组的总数量之间的比值,以确定第I个整流支路中每个整流器组的整流器的数量;
基于所述第I个比值与所述第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量,确定所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组被开启的数量。
在一种可选的方式中,所述控制器还用于:
获取所述第一整流支路中整流器的第一数量;
计算所述第一数量与所述第I个比值之间的乘积,并基于所述乘积与所述第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量的比值,确定开启所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组的数量。
在一种可选的方式中,所述控制器还用于:
基于所述乘积与所述第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量的比值中的整数部分数值,确定所述第I整流支路下,所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量;
基于所述乘积与所述第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量比值中的余数部分数值,确定所述第I个整流支路下,所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第二批被开启的数量。
将所述第I个数量与所述第一供电电路中每个整流器组的整流器的数量之间的比值中的整数部分数值,确定在所述第I个整流支路下,所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量;
将所述第I个数量与所述第一供电电路中每个整流器组的整流器的数量之间相除后的余数,并基于所述余数开启对应数量的二次侧绕组,以确定所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第二批被开启的数量。
在一种可选的方式中,所述控制器还用于:
若确定在所述第I个整流支路下,所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量为偶数,则将所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组对应的角度呈现对称分布;
若确定在所述第I个整流支路下,所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量为奇数,则将所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组对应的角度中的一个为0,其他的角度呈现对称分布。
在一种可选的方式中,所述至少一个整流支路中任一整流支路还包括至少一个第一开关;
所述至少一个第一开关中任一第一开关连接于对应的移相变压器与对应的整流器组之间,其中,所述至少一个第一开关与所述至少一个整流器组一一对应连接,所述至少一个第一开关还与所述控制器连接;
所述至少一个第一开关中任一第一开关用于受控于所述控制器而建立或断开对应的移相变压器与对应的整流器组之间的连接。
在一种可选的方式中,所述至少一个整流支路中任一整流支路还包括至少一个第二开关;
在所述第一供电电路中,所述至少一个第二开关中任一第二开关连接于对应的整流器与对应的第一节点之间,所述第二开关用于建立或断开对应的整流器与对应的第一节点之间的连接;
在所述第二供电电路中,所述至少一个第二开关中任一第二开关连接于对应的整流器与对应的第二节点之间,所述第二开关用于建立或断开对应的整流器与对应的第二节点之间的连接;
其中,所述至少一个第二开关与所述至少一个整流器一一对应连接。
在一种可选的方式中,所述至少一个第二开关中任一第二开关包括:二极管、MOS管、继电器、断路器与负荷开关中的至少一种。
在一种可选的方式中,所述至少一个整流支路中任一整流支路还包括至少一个第一熔丝,和/或,至少一个第二熔丝;
在所述第一供电电路中,所述至少一个第一熔丝中任一第一熔丝连接于对应的整流器与对应的第一节点之间,所述至少一个第一熔丝与所述至少一个整流器一一对应连接;
所述至少一个第二熔丝中任一第二熔丝连接于对应的第一节点与对应的第一负载之间,所述至少一个第二熔丝与所述至少一个第一负载一一对应连接;
在所述第二供电电路中,所述至少一个第一熔丝中任一第一熔丝连接于对应的整流器与对应的第二节点之间,所述至少一个第一熔丝与所述至少一个整流器一一对应连接;
所述至少一个第二熔丝中任一第二熔丝连接于对应的第一节点与对应的第二负载之间,所述至少一个第二熔丝与所述至少一个第二负载一一对应连接。
在一种可选的方式中,所述第一供电电路与所述第二供电电路均包括第三开关;
在所述第一供电电路中,所述第三开关连接于所述第一输入源与所述移相变压器之间;
在所述第二供电电路中,所述第三开关连接于所述第二输入源与所述移相变压器之间。
在一种可选的方式中,所述第一开关支路包括第三熔丝、第四熔丝与第四开关;
第N个第一节点通过第N个第一开关支路中的第三熔丝、第四开关与第四熔丝连接至第N个第二节点。
本申请的有益效果是:本申请提供的直流供电系统包括第一供电电路、第二供电电路与至少一个第一开关支路。其中,第一供电电路与第二供电电路均包括移相变压器与至少一个整流支路。在第一供电电路中,移相变压器连接于第一输入源与至少一个整流支路之间,至少一个整流支路与至少一个第一负载一一对应连接。在第二供电电路中,移相变压器连接于第二输入源与至少一个整流支路之间,至少一个整流支路与至少一个第二负载一一对应连接。当第一输入源与第二输入源均处于正常状态时,第一输入源通过第一供电电路为各第一负载供电,并通过第一供电电路与闭合的各第一开关支路为各第二负载供电;第二输入源可通过第二供电电路为各第二负载供电,并通过第二供电电路与闭合的各第一开关支路为第二负载供电。即第一供电电路与第二供电电路能够同时为各第一负载与第二负载供电。当第一输入源与第二输入源中一个出现故障、或第一供电电路与第二供电电路中一个出现故障,另一个未出现故障的能够继续保持为各第一负载与第二负载供电。从而,也就实现了具有移相变压器的直流供电系统的冗余供电功能,以保持为各第一负载与第二负载供电。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请一实施例提供的直流供电系统的结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的第一供电电路的结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的第二供电电路的结构示意图;
图4为本申请一实施例提供的控制器所执行的方法步骤的流程图;
图5为本申请实施例提供的图4中示出的步骤404的一实施方式的示意图;
图6为本申请实施例提供的图5中示出的步骤502的一实施方式的示意图;
图7为本申请一实施例提供的第一供电电路的结构示意图;
图8为本申请一实施例提供的第一供电电路的结构示意图;
图9为本申请一实施例提供的第一供电电路的结构示意图;
图10为本申请一实施例提供的直流供电系统的结构示意图;
图11为本申请一实施例提供的直流供电系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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他实施例,都属于本申请保护的范围。
请参照图1,图1为本申请实施例提供的直流供电系统的结构示意图。如图1所示,该直流供电系统包括直流供电系统包括第一供电电路100、第二供电电路200与至少一个第一开关支路。第一供电电路100与第二供电电路200均包括移相变压器与至少一个整流支路。其中,移相变压器也是一种变压器,其二次侧绕组具有不同的相位。
其中,至少一个第一开关支路包括第一个第一开关支路D1、第二个第一开关支路D2…第m个第一开关支路Dm。第一供电电路100包括第一移相变压器T1,第二供电电路200包括第二移相变压器T2。第一供电电路100中至少一个整流支路包括第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am。第二供电电路200中至少一个整流支路也包括第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am。其中,m为≥1的整数。可以理解的是,在该实施例中,以第一供电电路100中的整流支路数量与第二供电电路200中的整流支路数量相同为例,而在其他的实施例中,也可以设置第一供电电路100中的整流支路数量与第二供电电路200中的整流支路数量不同,本申请实施例对此不作具体限制。
具体地,在第一供电电路100中,第一移相变压器T1连接于第一输入源V1与至少一个整流支路之间,至少一个整流支路与至少一个第一负载一一对应连接。即第一移相变压器T1的输入端与第一输入源V1连接,第一移相变压器T1的m个输出端与第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am一一对应连接。第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am与第一个第一负载B1、第二个第一负载B2…第m个第一负载Bm一一对应连接。
其中,各第一负载与各第二负载指的是用电负载,例如电池等需要使用直流电源供电的负载。在一些实施方式中,当用电负载包括电池时,电池包括但不限于锂电池、蓄电池等,并且与电池连接的整流支路能够对电池的充放电进行管理。
其中,在第一供电电路100中,第一移相变压器T1用于基于第一输入源V1输出为至少一个整流支路供电的电源,至少一个整流支路中任一整流支路均用于对输入的电源进行整流,以为对应的第一负载供电。具体为,第一移相变压器T1用于对第一输入源V1进行转换,以在第一移相变压器T1的m个输出端输出为第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am供电的电源。第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am对第一移相变压器T1输出的电源进行整流,以为第一个第一负载B1、第二个第一负载B2…第m个第一负载Bm供电。
例如,在一些实施方式中,第一输入源为10KV的交流电源,第一移相变压器T1用于将10KV的交流电源转换为240V的交流电源,并将该240V的交流电源分别输入至第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am。第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am再对240V的交流电源进行整流,以输出为第一个第一负载B1、第二个第一负载B2…第m个第一负载Bm供电的直流电源。
在第二供电电路200中,第二移相变压器T2连接于第二输入源V2与至少一个整流支路之间,至少一个整流支路与至少一个第二负载一一对应连接。即第二移相变压器T2的输入端与第二输入源V2连接,第二移相变压器T2的m个输出端与第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am一一对应连接。第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am与第一个第二负载C1、第二个第二负载C2…第m个第二负载Cm一一对应连接。
其中,在第二供电电路200中,第二移相变压器T2用于基于第二输入源V2输出为至少一个整流支路供电的电源,至少一个整流支路中任一整流支路均用于对输入的电源进行整流,以为对应的第二负载供电。具体为,第二移相变压器T2用于对第二输入源V2进行转换,以在第二移相变压器T2的m个输出端输出为第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am供电的电源。第一个整流支路A1、第二个个整流支路A2…第m个整流支路Am对第二移相变压器T2输出的电源进行整流,以为第一个第二负载C1、第二个第二负载C2…第m个第一负载Cm供电。
至少一个第一开关支路中第N个第一开关支路连接于第N个第一节点与第N个第二节点之间,第N个第一开关支路用于建立或断开第N个第一节点与第N个第二节点之间的连接,N为≥1的整数。其中,第N个第一节点为第一供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路与第N个第一负载之间的连接节点,第N个第二节点为第二供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路与第N个第二负载之间的连接节点。
具体地,第一个第一开关支路D1连接于第一个第一节点P1与第一个第二节点Q1之间,第一个第一开关支路D1用于建立或断开第一个第一节点P1与第一个第二节点Q1之间的连接;第二个第一开关支路D2连接于第二个第一节点P2与第二个第二节点Q2之间,第二个第一开关支路D2用于建立或断开第二个第一节点P2与第二个第二节点Q2之间的连接;…第m个第一开关支路Dm连接于第m个第一节点Pm与第m个第二节点Qm之间,第m个第一开关支路Dm用于建立或断开第m个第一节点Pm与第m个第二节点Qm之间的连接。
其中,第一个第一节点P1为第一供电电路100中第一个整流支路A1与第一个第一负载B1之间的连接节点,第一个第二节点Q1为第二供电电路200中第一个整流支路A1与第一个第二负载C1之间的连接节点;第二个第一节点P2为第一供电电路100中第二个整流支路A2与第二个第一负载B2之间的连接节点,第二个第二节点Q2为第二供电电路200中第二个整流支路A2与第二个第二负载C2之间的连接节点;…第m个第一节点Pm为第一供电电路100中第m个整流支路Am与第m个第一负载Bm之间的连接节点,第m个第二节点Qm为第二供电电路200中第m个整流支路Am与第m个第二负载C1之间的连接节点。
在该实施例中,当第一输入源V1与第二输入源V2均处于正常状态时,第一输入源V1通过第一供电电路100为各第一负载供电,并通过第一供电电路100与闭合的各第一开关支路为各第二负载供电;第二输入源V2可通过第二供电电路200为各第二负载供电,并通过第二供电电路200与闭合的各第一开关支路为第一负载供电。
例如,第一输入源V1通过第一移相变压器T1、第一个整流支路A1为第一个第一负载B1供电,第一输入源V1还通过第一移相变压器T1、第一个整流支路A1与闭合的第一个第一开关支路D1为第一个第二负载C1供电;第二输入源V2通过第二移相变压器T2、第一个整流支路A1为第一个第二负载C1供电,第二输入源V2还通过第二移相变压器T2、第一个整流支路A1与闭合的第一个第一开关支路D1为第一个第一负载B1供电。
可见,第一供电电路100与第二供电电路200能够同时为各第一负载与第二负载供电。进而,当第一输入源V1与第二输入源V2中一个出现故障、或第一供电电路100与第二供电电路200中一个出现故障,另一个未出现故障的能够继续保持为各第一负载与第二负载供电。例如,当第一输入源V1出现故障而无法提供电能时,第二输入源V2可通过第二移相变压器T2、第二供电电路200中第一个整流支路A1与闭合的第一个第一开关支路D1为第一个第一负载B1供电,以保持第一个第一负载B1的正常运行。从而,实现了当第一输入源V1与第二输入源V2中的任意一个出现故障时,另一个电源可以接管其工作,以保持各负载(包括第一个第一负载B1、第二个第一负载B2…第m个第一负载Bm以及第一个第二负载C1、第二个第二负载C2…第m个第一负载Cm),也就实现了具有移相变压器的直流供电系统的冗余供电功能,以保持为各负载供电。
此外,当第一供电电路100出现故障(例如,第一移相变压器或各整流支路等出现故障),为了确保故障不蔓延,故障范围可控,可以将对应第一开关支路切断,保证供电线路200的供电安全。例如,当第一整流支路A1发生故障时,可以将第一个第一开关支路D1切断。
在一实施例中,该直流供电系统还包括控制器。至少一个整流支路中任一整流支路均包括至少一个整流器组,至少一个整流器组中任一整流器组包括至少一个整流器。至少一个整流器组中任一整流器组的各整流器并联连接,控制器与各整流器连接。
以第一供电电路100与第二供电电路200中至少一个整流支路均包括第一个整流支路A1、第二个整流支路A2,且每个整流支路包括两个整流器组,以及每个整流器组包括两个整流器为例进行说明。
请结合图1参照图2与图3,在第一供电电路100中,第一个整流支路A1包括第一整流器组H111、第二整流器组H112;第二个整流支路A2包括第三整流器组H113、第四整流器组H114。
第一整流器组H111包括第一整流器E11、第二整流器E12。第二整流器组H112包括第三整流器E13、第四整流器E14。第三整流器组H113包括第五整流器E15、第六整流器E16。第四整流器组H114包括第七整流器E17、第八整流器E18。
第一整流器E11的输入端与第二整流器E12的输入端相连,第一整流器E11的输出端与第二整流器E12的输出端并联连接,第一整流器E11与第二整流器E12均与控制器U1连接。第三整流器E13的输入端与第四整流器E14的输入端相连,第三整流器E13的输出端与第四整流器E14的输出端并联连接,第三整流器E13与第四整流器E14均与控制器U1连接。第五整流器E15的输入端与第六整流器E16的输入端相连,第五整流器E15的输出端与第六整流器E16的输出端并联连接,第五整流器E15与第六整流器E16均与控制器U1连接。第七整流器E17的输入端与第八整流器E18的输入端相连,第七整流器E17的输出端与第八整流器E18的输出端并联连接,第七整流器E17与第八整流器E18均与控制器U1连接。
在第二供电电路200中,第一个整流支路A1包括第五整流器组H211、第六整流器组H212。第二个整流支路A2包括第七整流器组H213、第八整流器组H214。
第五整流器组H211包括第九整流器E21、第十整流器E22。第六整流器组H212包括第十一整流器E23、第十二整流器E24。第七整流器组H213包括第十三整流器E25、第十四整流器E26。第八整流器组H214包括第十五整流器E27、第十六整流器E28。
第九整流器E21的输入端与第十整流器E22的输入端相连,第九整流器E21的输出端与第十整流器E22的输出端并联连接,第九整流器E21与第十整流器E22均与控制器U1连接。第十一整流器E23的输入端与第十二整流器E24的输入端相连,第十一整流器E23的输出端与第十二整流器E24的输出端并联连接,第十一整流器E23与第十二整流器E24均与控制器U1连接。第十三整流器E25的输入端与第十四整流器E26的输入端相连,第十三整流器E25的输出端与第十四整流器E26的输出端并联连接,第十三整流器E25与第十四整流器E26均与控制器U1连接。第十五整流器E27的输入端与第十六整流器E28的输入端相连,第十五整流器E27的输出端与第十六整流器E28的输出端并联连接,第十五整流器E27与第十六整流器E28均与控制器U1连接。
其中,在第一供电电路100中,至少一个整流器组中任一整流器组连接于对应的移相变压器中对应的二次侧绕组与对应的第一负载之间,且至少一个整流支路中第N个整流支路的各整流器组与第N个第一负载连接于第N个第一节点。
具体地,在第一供电电路100中,第一整流器组H111连接于第一移相变压器T1中第一个二次侧绕组L111与第一个第一负载B1之间;第二整流器组H112连接于第一移相变压器T1中第二个二次侧绕组L112与第一个第一负载B1之间;第三整流器组H113连接于第一移相变压器T1中第三个二次侧绕组L113与第二个第一负载B1之间;第四整流器组H114连接于第一移相变压器T1中第四个二次侧绕组L111与第二个第一负载B1之间。第一个整流支路A1的各整流器组与第一个第一负载B1连接于第一个第一节点P1,第二个整流支路A2的各整流器组与第二个第一负载B2连接于第二个第一节点P2。
在第二供电电路200中,至少一个整流器组中任一整流器组连接于对应的移相变压器中对应的二次侧绕组与对应的第二负载之间,且至少一个整流支路中第N个整流支路的各整流器组与第N个第二负载连接于第N个第二节点。
具体地,在第二供电电路200中,第五整流器组H211连接于第二移相变压器T2中第五个二次侧绕组L211与第一个第二负载C1之间;第六整流器组H212连接于第二移相变压器T2中第六个二次侧绕组L212与第一个第二负载C1之间;第七整流器组H213连接于第二移相变压器T2中第七个二次侧绕组L213与第一个第二负载C1之间;第八整流器组H214连接于第二移相变压器T2中第八个二次侧绕组L211与第一个第二负载C1之间。第一个整流支路A1的各整流器组与第一个第二负载C1连接于第一个第二节点Q1,第二个整流支路A2的各整流器组与第二个第一负载C2连接于第二个第二节点Q2。
需要说明的是,在图2与图3所示的结构中,以任一整流支路所包括的整流器组的数量相同,以及任一整流器组包括的整流器的数量相同为例。例如,在第一供电电路100中,第一整流支路A1与第二个整流支路A2均包括两个整流器组,第一个整流器组H111与第二个整流器组H112均包括两个整流器。而在其他的实施例中,也可以将不同整流支路所包括的整流器组的数量设置为不同,以及将不同整流器组包括的整流器的数量设置为不同,本申请实施例对此不作具体限制。
在一实施方式中,控制器U1能够根据整个直流供电系统的整流器的总数对各整流器的功率进行平均分配。具体为,控制器U1用于:控制每个整流器的功率均通过以下公式分配:W=(W1+W2)/(X+Y)。其中,W为每个整流器被分配的功率,W1为第N个第一负载的功率之和,W2为第N个第二负载的功率之和,X为第一供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路的整流器的总数量,Y为第二供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路的整流器的总数量。
仍以图2与图3所示的结构为例进行说明。
在该实施例中,若W1为第一个第一负载B1的功率,W2即为第一个第二负载C1的功率。第一供电电路100中第一个整流支路A1的整流器的总数量为四(包括第一整流器E11、第二整流器E12、第三整流器E13、第四整流器E14),此时X=4。第二供电电路200中第一个整流支路A1的整流器的总数量为四(包括第九整流器E21、第十整流器E22、第十一整流器E23、第十二整流器E24),此时Y=4。控制器U1控制第一供电电路100中第一个整流支路A1与第二供电电路200中第一个整流支路A1中的每个整流器的功率均为:(W1+W2)/8。
若W1为第二个第一负载B2的功率,W2即为第二个第二负载C2的功率。参照上述实施例同样的方式可得,控制器U1控制第一供电电路100中第二个整流支路A1与第二供电电路200中第二个整流支路A1中的每个整流器的功率均为:(W1+W2)/8。
综上,在此实施例中,通过按照总的整流器进行对负载的总功率进行平均分配,能够有效实现负载侧供电的冗余功能,以提高供电的可靠性。
可以理解的是,这里的整流器的数量指的是未出现故障的整流器。例如,若第一供电电路100中第一个整流支路A1与第二供电电路200中第一个整流支路A1中出现z个故障的整流器,则控制器U1控制第一供电电路100中第一个整流支路A1与第二供电电路200中第一个整流支路A1中的每个整流器的功率均为:(W1+W2)/(8-z)。
在另一实施例中,还通过控制器U1对各移相变压器的二次侧绕组功率进行均衡配置,以减小各移相变压器输入电流的谐波畸变率(Total Harmonics Distortion,THD)。其中,THD为表征波形相对正弦波畸变程度的一个性能参数,并且,THD越小,直流供电系统的供电效率越高。
以下以降低第一供电电路100中移相变压器的电流THD为例进行说明。具体如图4所示,在各整流器组中的整流器的数量均相等时,该控制器U1用于执行如下步骤:
步骤401:获取第一供电电路中至少一个整流支路中功率最大的第一整流支路。
步骤402:计算第一供电电路中至少一个整流支路中第I个整流支路的功率与第一整流支路的功率之间的第I个比值。
其中,I为≥1的整数,且I≤m。
请一并参照图1,在第一供电电路100中的第一个整流支路A1、第二个整流支路A2…第m个整流支路Am找出功率最大的整流支路,该最大的整流支路即为第一整流支路。并依次计算所有整流支路与第一整流支路的功率的比值,第I个整流支路与第一整流支路的功率之间的比值记为第I个比值。
例如,假设功率最大的整流支路为第一个整流支路A1,其功率为Wmax。而第二个整流支路A2…第m个整流支路Am的功率分别为W2…WI,则各比值分别为1、W2/Wmax…WI/Wmax。亦即,第一个整流支路A1对应的第一个比值(I=1)为1,第二个整流支路A2对应的第二个比值(I=2)为W2/Wmax…第I个整流支路Am对应的第I个比值为WI/Wmax。
步骤403:在第I个整流支路下,计算整流器的总数量与移相变压器的二次侧绕组的总数量之间的比值,以确定第I个整流支路中每个整流器组的整流器的数量。
以图2所示的结构为例,第一供电电路的第I个整流支路包括第一个整流支路A1与第二个整流支路A2。
其中,在第一个整流支路A1下,整流器的总数量为四个(包括第一整流器E11至第四整流器E12),第一移相变压器T1的二次侧绕组的总数量为两个(包括第一个二次侧绕组L111与第二个二次侧绕组L112),则可确定第一个整流支路A1中每个整流器组的整流器数量为:4/2=2个。比如,第一个整流支路A1中的整流器组包括第一整流器组H111,第一整流器组H111的整流器数量为2个。
在第二个整流支路A2下,整流器的总数量为四个(包括第五整流器E15至第八整流器E18),第一移相变压器T1的二次侧绕组的总数量为两个(包括第三个二次侧绕组L113与第四个二次侧绕组L114),则可确定第二个整流支路A2中每个整流器组的整流器数量为:4/2=2个。比如,第二个整流支路A2中的整流器组包括第三整流器组H113,第三整流器组H113的整流器数量为2个。
以此类推,可以基于同样的方式确定第m整流支路Am下的每个整流器组的整流器数量。综上,也就获得了第一供电电路100中每个整流器组的整流器的数量。
步骤404:基于第I比值与第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量,确定确定第一供电电路中移相变压器的二次侧绕组被开启的数量。
其中,整流器或二次侧绕组被开启指的是整流器或二次侧绕组在实际应用中能够处于运行状态。反之,未被开启的整流器或二次侧绕组则虽然电连接于电路中,但不进入运行状态,亦即未被开启二次侧绕组未输出电流,未被开启的整流器未执行整流操作。
在一实施方式中,如图5所示,步骤404中基于第I比值与第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量,确定确定第一供电电路中移相变压器的二次侧绕组被开启的数量的过程包括如下步骤(同样为控制器U1执行的步骤):
步骤501:获取第一整流支路中整流器的第一数量。
步骤502:计算第一数量与第I个比值之间的乘积,并基于乘积与第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量的比值,确定开启第一供电电路中移相变压器的二次侧绕组的数量。
其中,第一数量为第一整流支路中整流器的数量,即至少一个整流支路中功率最大的整流支路中整流器的数量。
具体地,仍以图1所示的结构为例。假设功率最大的整流支路为第一个整流支路A1,其功率为Wmax。而第二个整流支路A2…第m个整流支路Am的功率分别为W2…Wm,则当I依次等于1-m时,第I个整流支路的功率与第一整流支路的功率之间的第I个比值分别为1、W2/Wmax…Wm/Wmax。
假设第一个整流支路A1中整流器的数量为r个,即第一数量为r个。当I依次等于1-m时,第一数量与第I个比值的乘积分别为:r、r*W2/Wmax…r*Wm/Wmax。以图2所示的结构为例。第一个整流支路A1中整流器的数量为4个(即r=4)。此时,第一数量与第I个比值的乘积分别为:4、4*W2/Wmax。
可以理解的是,该乘积也可以对应为第I个整流支路中实际应该被开启的整流器数量。例如第一数量与第一个比值的乘积为4,可对应第一个整流支路A1中实际应该被开启的整流器数量为4。又如W2/Wmax=0.75,第一数量与第二个比值的乘积为4*0.75=3,可对应第二个整流支路A2中实际应该被开启的整流器数量为3。
在一实施方式中,如图6所示,步骤502中基于乘积与第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量的比值,确定开启第一供电电路中移相变压器的二次侧绕组的数量的过程包括如下步骤(同样为控制器U1执行的步骤):
步骤601:基于乘积与第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量的比值中的整数部分数值,确定第I个整流支路下,第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量。
具体地,仍以图2所示的结构为例,其中,r=4。由步骤403的说明可得,第一个整流支路A1中一个整流器组的整流器数量为2个,且第二个整流支路A2中一个整流器组的整流器数量为2个。
由步骤502的说明可得,若功率最大的整流支路为第一个整流支路A1,其功率为Wmax。且第一整流支路A1中整流器的数量为4个,则当I依次等于1-m时,第一数量与第I个比值的乘积分别为:4、4*W2/Wmax…4*Wm/Wmax。因此,当m=2时,第一数量与第一个比值的乘积分别为4,且第一数量与第二个比值的乘积为4*W2/Wmax。
综上,当I依次等于1-m时,上述的乘积与第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量的比值分别为4/2、4*W2/(2*Wmax)…4*Wm/(2*Wmax)。因此,当m=2时,第一数量与第一个比值的乘积与第一个整流支路A1中一个整流器组的整流器的数量的比值为4/2=2,第一数量与第二个比值的乘积与第二个整流支路A2中一个整流器组的整流器的数量的比值为4*W2/(2*Wmax)。接着,获取2、2*W2/Wmax中的整数部分数值或向下取整(即删除小数部分,如1.1-1.9取整数部分数值或向下取整均为1)。以第二个整流支路A2的功率与第一个整流支路A1的功率的比值为W2/Wmax=0.75为例,则2*W2/Wmax=1.5,对1.5取整数部分数值或者对1.5向下取整均可得1。从而,在第一个整流支路A1下,第一供电电路中移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量为2个;在第二个整流支路A2下,第一供电电路中移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量为1个。
在一实施例中,在执行步骤601之后,控制器U1还用于执行如下步骤:若确定在第I个整流支路下,第一供电电路100中移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量为偶数,则将第一供电电路100中移相变压器的二次侧绕组对应的角度呈现对称分布。若确定在第I个整流支路下,第一供电电路100中移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量为奇数,则将第一供电电路100中移相变压器的二次侧绕组对应的角度中的一个为0,其他的角度呈现对称分布。其中,其他角度指的是第一供电电路100中移相变压器中第一批被开启的二次侧绕组除了角度为0的其他角度。
具体地,移相变压器中二次侧绕组的角度一般为+f1、+f2、+f3…0…-f3、-f2、-f1。继而,对于每一个整流支路而言,若确定第一批被开启的二次侧绕组的数量为偶数个,那么就使这部分被开启的二次侧绕组的角度呈现对应分布。例如,若确定第一批被开启的二次侧绕组的数量为4个,那么可使这部分被开启的二次侧绕组的角度分别对应+f2、+f3、-f3、-f2。
而若确定第一批被开启的二次侧绕组的数量为奇数个,那么就使这部分被开启的二次侧绕组的角度其中一个为0,其他保持对称分布。例如,若确定第一批被开启的二次侧绕组的数量为5个,那么可使这部分被开启的二次侧绕组的角度分别对应+f2、+f3、0、-f3、-f2。
如此一来,就能够保证对于第一移相变压器T1而言,即使其二次侧绕组分别与不同的整流支路连接,第一移相变压器T1的二次侧绕组的电流也基本是一致的。并且,由于是分布在正负对称角度,第一移相变压器T1的一次侧绕组(即原边绕组)的电流THD能够得到较大程度的改善,即减小了第一移相变压器T1的一次侧绕组的电流THD,提高了效率。
步骤602:基于乘积与第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量的比值中的余数部分数值,确定第I个整流支路下,第一供电电路中移相变压器的二次侧绕组第二批被开启的数量。
具体地,由于在步骤601中,获取的是乘积与第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量的比值中的整数部分数值,所以即使第一批需要被开启的二次侧绕组已全部开启,并且与这部分二次侧绕组所连接的整流器全部开启,仍存在部分整流器未被开启(因为上述比值中存在余数)。而这部分整流器的数量对应余数部分数值。因此,为了满足负载的功率需求,还需将剩余需要被开启但还未被开启的整流器开启。继而,将即上述余数部分对应的整流器数量作为第二批被开启的数量。并且,这部分整流器可平均分配到未开启的二次侧绕组上,然后对应开启被分配到的二次侧绕组。
例如,仍以图2所示的结构为例。假设第二个整流支路A2的功率与第一个整流支路A1的功率的比值为W2/Wmax=0.75。由上述实施例可得,第一数量与第一个比值的乘积与第一个整流支路A1中一个整流器组的整流器的数量的比值为4/2=2,第一数量与第二个比值的乘积与第二个整流支路A2中一个整流器组的整流器的数量的比值为4*W2/(2*Wmax)。此时,第一数量与第一个比值的乘积与第一个整流支路A1中一个整流器组的整流器的数量的比值的余数部分数值为0,第一数量与第二个比值的乘积与第二个整流支路A2中一个整流器组的整流器的数量的比值的余数部分数值为1。因此,在第一个整流支路A1下,还需开启的整流器数量为0个;在第二个整流支路A2下,还需开启的整流器数量为1个。可将该需开启的整流器分配到未被开启的二次绕组。例如,假设在第二个整流支路A2下,第三个二次侧绕组L113第一批被开启,此时,第二批可开启第四个二次侧绕组L114,并开启第七整理器E17与第八整流器E18中的一个。
在该实施例中,通过将需要被开启但还未被开启的整流器开启,可满足各负载的供电功率需求。并且,这部分整流器的数量相对较少,对第一移相变压器T1的一次侧绕组的电流THD影响较小,第一移相变压器T1的一次侧绕组的电流THD仍能够得到较大程度的改善。
需要说明的是,第一批被开启的二次侧绕组与第二批被开启的二次侧绕组在实际应用中都会同时处于运行状态,以满足各负载的供电需求。
其次,在上述实施例中,以图4-图6所示的方法步骤应用于第一供电电路100为例进行说明。而图4-图6所示的方法步骤同样可以应用于第二供电电路200,只需将各方法步骤中的第一供电电路修改为第二供电电路即可。并且,第二供电电路200的具体实现过程以及产生的有益效果与第一供电电路100类似,其在本领域技术人员容易理解的范围内,这里不再赘述。
在一实施例中,至少一个整流支路中任一整流支路还包括至少一个第一开关。至少一个第一开关中任一第一开关连接于对应的移相变压器与对应的整流器组之间。其中,至少一个第一开关与至少一个整流器组一一对应连接,至少一个第一开关还与控制器连接。至少一个第一开关中任一第一开关用于受控于控制器而建立或断开对应的移相变压器与对应的整流器组之间的连接。
以第一供电电路100为例进行说明,第二供电电路200与第一供电电路100的应用情况类似,则不再赘述。请参照图7,图7中示例了示出了在图2所示的第一供电电路100的基础上增加至少一个第一开关的结构。
如图7所示,以第一个整流支路A1为例。第一个整流支路A1还包括第一个第一开关S111、第二个第一开关S112。第一个第一开关S111连接于第一移相变压器T1与第一个整流器组H111之间,第二个第一开关S112连接于第一移相变压器T1与第二个整流器组H112之间。第一个第一开关S111、第二个第一开关S112与第一个整流器组H111、第二个整流器组H112一一对应连接。第一个第一开关S111、第二个第一开关S112均与控制器U1连接。
具体地,当第一个整流器组H111、第二个整流器组H112均未发生故障而能够正常运行时,控制器U1控制第一个第一开关S111、第二个第一开关S112均闭合,第一移相变压器T1与第一个整流器组H111、第二个整流器组H112连通。第一移相变压器T1通过第一个整流器组H111、第二个整流器组H112输出电压为第一个第一负载B1、第二个第一负载B2…第m个第一负载Bm供电。
当第一个整流器组H111、第二个整流器组H112中存在发生故障的整流器组时,控制器U1可控制对应的第一开关断开,以对对应的负载起到保护作用。例如,当第一个整流器组H111发生故障时,控制器U1可控制第一个第一开关S111断开,以对第一个第一负载B1起到保护作用。
在另一实施例中,至少一个整流支路中任一整流支路还包括至少一个第二开关。在第一供电电路中,至少一个第二开关中第N个第二开关连接于对应的整流器与第N个第一节点之间,第N个第二开关用于建立或断开对应的整流器与第N个第一节点之间的连接。在第二供电电路中,至少一个第二开关中第N个第二开关连接于对应的整流器与第N个第二节点之间,第N个第二开关用于建立或断开对应的整流器与第N个第二节点之间的连接。其中,至少一个第二开关与至少一个整流器一一对应连接。
以第一供电电路100为例进行说明,第二供电电路200与第一供电电路100的应用情况类似,则不再赘述。请参照图8,图8中示例了示出了在图7所示的第一供电电路100的基础上增加至少一个第二开关的结构。
如图8所示,以第一个整流支路A1为例。至少一个第二开关包括第一个第二开关S11、第二个第二开关S12、第三个第二开关S13、第四个第二开关S14。
其中,第一个第二开关S11连接于第一整流器E11与第一个第一节点P1之间,第一个第二开关S11用于建立或断开第一整流器E11与第一个第一节点P1之间的连接;第二个第二开关S12连接于第二整流器E12与第一个第一节点P1之间,第二个第二开关S12用于建立或断开第二整流器E12与第一个第一节点P1之间的连接;第三个第二开关S13连接于第三整流器E13与第一个第一节点P1之间,第三个第二开关S13用于建立或断开第三整流器E13与第一个第一节点P1之间的连接;第四个第二开关S14连接于第四整流器E14与第一个第一节点P1之间,第四个第二开关S14用于建立或断开第四整流器E14与第一个第一节点P1之间的连接。可见,每个整流器连接一个第二开关。
在一些实施方式中,至少一个第二开关中任一第二开关包括:二极管、MOS管、继电器、断路器与负荷开关中的至少一种。
具体地,当第二开关包括二极管等单向导通器件时,各整流器正极输出端连接二极管的阳极,二极管的阴极连接到正母线;或是各整流器负极输出连接二极管的阴极,二极管的阳极连接到负母线。
需要说明的是,在本申请的实施例中,各整流器的输出端均包括正极与负极,正极所在的连接线为正母线,负极所在的连接线为负母线。例如在图8所示的第一个整流支路A1中,各第二开关未与整流器连接一端均短接在同一连接线,其中,若各第二开关与整流器连接的是正极,则该连接线为正母线;若各第二开关与整流器连接的是负极,则该连接线为负母线。
在实际应用中,在各整流器故障且整流器本身触发保护时,整流器能够自动停止第一移相变压器T1提供的电源的进入,或整流器能够反馈至控制器U1,以使控制器U1断开第一个第一开关S111等各第一开关,从而停止第一移相变压器T1提供的电源的进入至各整流器。
与此同时,由于第二开关选用了二极管等单向导通器件,就能够实现杜绝正母线或负母线上能量流入至整流器,并且,单向导通器件的电流保护范围是0A~+∞,响应时间几十us以内,保护效果较佳。
当各第二开关包括MOS管、继电器等电子开关,或包括断路器、负荷开关等开关时,电子开关的控制端应连接至控制器U1,电子开关非控制端的两端连接在整流器输出端的正极与正母线之间,或连接在整流器输出端的负极与负母线之间。
在实际应用中,在各整流器故障时,在停止第一移相变压器T1提供的电源的进入至各整流器的同时,控制器U1在接收到各整流器的反馈后还能够控制电子开关断开,或控制断路器、负荷开关等开关分闸。继而,切断直流母线(包括正母线或负母线)与各整流器之间的连接,以避免直流母线上能量流入至整流器。
在一实施例中,至少一个整流支路中任一整流支路还包括至少一个第一熔丝,和/或,至少一个第二熔丝。
其中,在第一供电电路中,至少一个第一熔丝中任一第一熔丝连接于对应的整流器与对应的第一节点之间,至少一个第一熔丝与至少一个整流器一一对应连接。至少一个第二熔丝中任一第二熔丝连接于对应的第一节点与对应的第一负载之间,至少一个第二熔丝与至少一个第一负载一一对应连接。
在第二供电电路中,至少一个第一熔丝中任一第一熔丝连接于对应的整流器与对应的第二节点之间,至少一个第一熔丝与至少一个整流器一一对应连接。至少一个第二熔丝中任一第二熔丝连接于对应的第一节点与对应的第二负载之间,至少一个第二熔丝与至少一个第二负载一一对应连接。
以第一供电电路100为例进行说明,第二供电电路200与第一供电电路100的应用情况类似,则不再赘述。请参照图9,图9中示例了示出了在图7所示的第一供电电路100的基础上增加至少一个第一熔丝与至少一个第二熔丝的结构。
如图9所示,至少一个第一熔丝包括第一个第一熔丝G11、第二个第一熔丝G12、第三个第一熔丝G13、第四个第一熔丝G14。至少一个第二熔丝包括第一个第二熔丝FL1与第二个第二熔丝FL2。
以第一个整流支路A1为例。第一个第一熔丝G11连接于第一整流器E11与第一个第一节点P1之间;第二个第一熔丝G12连接于第二整流器E12与第一个第一节点P1之间;第三个第一熔丝G13连接于第三整流器E13与第一个第一节点P1之间;第四个第一熔丝G14连接于第四整流器E14与第一个第一节点P1之间。第一个第二熔丝FL1连接于第一个第一节点P1与第一个第一负载B1之间,第二个第二熔丝FL2连接与第二个第一节点P2与第一个第二负载B2之间。
其中,第一个第一熔丝G11用于在第一整流器E11的输出短路或故障时,断开第一整流器E11与第一个第一节点P1之间的连接;第二个第一熔丝G12用于在第二整流器E12的输出短路或故障时,断开第二整流器E12与第一个第一节点P1之间的连接;第三个第一熔丝G13用于在第三整流器E13的输出短路或故障时,断开第三整流器E13与第一个第一节点P1之间的连接;第四个第一熔丝G14用于在第四整流器E14的输出短路或故障时,断开第四整流器E14与第一个第一节点P1之间的连接。第一个第二熔丝FL1用于在第一个整流支路A1中任一整流器的输出短路或故障时,断开第一个第一节点P1与第一个第一负载B1之间的连接;第二个第二熔丝FL2用于在第一个整流支路A1中任一整流器的输出短路或故障时,断开第二个第一节点P2与第二个第一负载B2之间的连接。
通过增加至少一个第一熔丝与至少一个第二熔丝,能够及时使故障的整流器与直流母线之间的连接被断开,不影响到直流母线对各负载的供电,提高了系统供电的可靠性。
在一实施例中,请参照图10,图10中示例性示出了第一供电电路100与第二供电电路200的又一种结构。
如图10所示,第一供电电路100与第二供电电路200均包括第三开关。即图10所示的电路结构是在图1所示的电路结构的基础上增加第一个第三开关S01与第二个第三开关S02。
具体地,在第一供电电路100中,第一个第三开关S01连接于第一输入源V1与第一移相变压器T1之间。第一个第三开关S01用于建立或断开第一输入源V1与第一移相变压器T1之间的连接,以使第一移相变压器T1得电或失电。
在第二供电电路200中,第二个第三开关S02连接于第二输入源V2与第二移相变压器T2之间。第二个第三开关S02用于建立或断开第二输入源V2与第二移相变压器T2之间的连接,以使第二移相变压器T2得电或失电。
在一实施例中,第一开关支路包括第三熔丝、第四熔丝与第四开关。其中,第N个第一节点通过第N个第一开关支路中的第三熔丝、第四开关与第四熔丝连接至第N个第二节点。
以第一供电电路100与第二供电电路200均包括一个整流支路为例。请参照图11,图11中示例了示出了在图1所示的直流供电系统在m=1时的结构。
如图11所示,第一个第一开关支路D1包括第一个第三熔丝FA1、第一个第四熔丝FA2、第一个第四开关SA1。其中,第一个第一节点P1通过第一个第三熔丝FA1、第一个第四熔丝FA2与第一个第四开关SA1连接至第一个第二节点Q1。
在实际应用中,当第一供电电路100与第二供电电路200中一个出现故障,或是第一个第一负载B1与第一个第二负载C1中一个出现故障时,可以将第一个第四开关SA1切断,以保证故障不蔓延,故障范围可控,从而保证其中一路负载的供电安全。在一些实施方式中,第一个第四开关SA1采用负荷开关,结合第一个第三熔丝FA1与第一个第四熔丝FA2,可以起到过流与短路保护作用,并且只需付出较低的成本,实用性较强。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种直流供电系统,其特征在于,包括:
第一供电电路、第二供电电路与至少一个第一开关支路;
所述第一供电电路与所述第二供电电路均包括移相变压器与至少一个整流支路;
在所述第一供电电路中,所述移相变压器连接于第一输入源与所述至少一个整流支路之间,所述至少一个整流支路与至少一个第一负载一一对应连接;
其中,所述移相变压器用于基于所述第一输入源输出为所述至少一个整流支路供电的电源,所述至少一个整流支路中任一整流支路均用于对输入的电源进行整流,以为对应的第一负载供电;
在所述第二供电电路中,所述移相变压器连接于第二输入源与所述至少一个整流支路之间,所述至少一个整流支路与至少一个第二负载一一对应连接;
其中,所述移相变压器用于基于所述第二输入源输出为所述至少一个整流支路供电的电源,所述至少一个整流支路中任一整流支路均用于对输入的电源进行整流,以为对应的第二负载供电;
所述至少一个第一开关支路中第N个第一开关支路连接于第N个第一节点与第N个第二节点之间,所述第N个第一开关支路用于建立或断开所述第N个第一节点与第N个第二节点之间的连接,N为≥1的整数;
其中,所述第N个第一节点为所述第一供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路与第N个第一负载之间的连接节点,所述第N个第二节点为所述第二供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路与第N个第二负载之间的连接节点。
2.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控制器;
所述至少一个整流支路中任一整流支路均包括至少一个整流器组,所述至少一个整流器组中任一整流器组包括至少一个整流器;
所述至少一个整流器组中任一整流器组的各所述整流器的输入端相连,各所述整流器的输出端并联连接,所述控制器与各所述整流器连接;
其中,在所述第一供电电路中,所述至少一个整流器组中任一整流器组连接于移相变压器中对应的二次侧绕组与对应的第一负载之间,且至少一个整流支路中第N个整流支路的各整流器组与第N个第一负载连接于第N个第一节点;
在所述第二供电电路中,所述至少一个整流器组中任一整流器组连接于移相变压器中对应的二次侧绕组与对应的第二负载之间,且至少一个整流支路中第N个整流支路的各整流器组与第N个第二负载连接于第N个第二节点。
3.根据权利要求2所述的直流供电系统,其特征在于,所述控制器用于:
控制每个所述整流器的功率均通过以下公式分配:W=(W1+W2)/(X+Y);
其中,W为每个所述整流器被分配的功率,W1为所述第N个第一负载的功率之和,W2为所述第N个第二负载的功率之和,X为所述第一供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路的整流器的总数量,Y为所述第二供电电路中至少一个整流支路的第N个整流支路的整流器的总数量。
4.根据权利要求2所述的直流供电系统,其特征在于,若各整流器组中的整流器的数量均相等,则所述控制器用于:
获取所述第一供电电路中所述至少一个整流支路中功率最大的第一整流支路;
计算所述第一供电电路中所述至少一个整流支路中第I个整流支路的功率与所述第一整流支路的功率之间的第I个比值,I为≥1的整数;
在所述第I个整流支路下,计算所述整流器的总数量与所述移相变压器的二次侧绕组的总数量之间的比值,以确定第I个整流支路中每个整流器组的整流器的数量;
基于所述第I个比值与所述第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量,确定所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组被开启的数量。
5.根据权利要求4所述的直流供电系统,其特征在于,所述控制器还用于:
获取所述第一整流支路中整流器的第一数量;
计算所述第一数量与所述第I个比值之间的乘积,并基于所述乘积与所述第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量的比值,确定开启所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组的数量。
6.根据权利要求5所述的直流供电系统,其特征在于,所述控制器还用于:
基于所述乘积与所述第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量的比值中的整数部分数值,确定所述第I个整流支路下,所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量;
基于所述乘积与所述第I个整流支路中一个整流器组的整流器的数量比值中的余数部分数值,确定所述第I个整流支路下,所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第二批被开启的数量。
7.根据权利要求6所述的直流供电系统,其特征在于,所述控制器还用于:
若确定在所述第I个整流支路下,所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量为偶数,则将所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组对应的角度呈现对称分布;
若确定在所述第I个整流支路下,所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组第一批被开启的数量为奇数,则将所述第一供电电路中所述移相变压器的二次侧绕组对应的角度中的一个为0,其他的角度呈现对称分布。
8.根据权利要求2所述的直流供电系统,其特征在于,所述至少一个整流支路中任一整流支路还包括至少一个第一开关;
所述至少一个第一开关中任一第一开关连接于对应的移相变压器与对应的整流器组之间,其中,所述至少一个第一开关与所述至少一个整流器组一一对应连接,所述至少一个第一开关还与所述控制器连接;
所述至少一个第一开关中任一第一开关用于受控于所述控制器而建立或断开对应的移相变压器与对应的整流器组之间的连接。
9.根据权利要求2所述的直流供电系统,其特征在于,所述至少一个整流支路中任一整流支路还包括至少一个第二开关;
在所述第一供电电路中,所述至少一个第二开关中任一第二开关连接于对应的整流器与对应的第一节点之间,所述第二开关用于建立或断开对应的整流器与对应的第一节点之间的连接;
在所述第二供电电路中,所述至少一个第二开关中任一第二开关连接于对应的整流器与对应的第二节点之间,所述第二开关用于建立或断开对应的整流器与对应的第二节点之间的连接;
其中,所述至少一个第二开关与所述至少一个整流器一一对应连接。
10.根据权利要求9所述的直流供电系统,其特征在于,所述至少一个第二开关中任一第二开关包括:二极管、MOS管、继电器、断路器与负荷开关中的至少一种。
11.根据权利要求2所述的直流供电系统,其特征在于,所述至少一个整流支路中任一整流支路还包括至少一个第一熔丝,和/或,至少一个第二熔丝;
在所述第一供电电路中,所述至少一个第一熔丝中任一第一熔丝连接于对应的整流器与对应的第一节点之间,所述至少一个第一熔丝与所述至少一个整流器一一对应连接;
所述至少一个第二熔丝中任一第二熔丝连接于对应的第一节点与对应的第一负载之间,所述至少一个第二熔丝与所述至少一个第一负载一一对应连接;
在所述第二供电电路中,所述至少一个第一熔丝中任一第一熔丝连接于对应的整流器与对应的第二节点之间,所述至少一个第一熔丝与所述至少一个整流器一一对应连接;
所述至少一个第二熔丝中任一第二熔丝连接于对应的第一节点与对应的第二负载之间,所述至少一个第二熔丝与所述至少一个第二负载一一对应连接。
12.根据权利要求1-11任意一项所述的直流供电系统,其特征在于,所述第一供电电路与所述第二供电电路均包括第三开关;
在所述第一供电电路中,所述第三开关连接于所述第一输入源与所述移相变压器之间;
在所述第二供电电路中,所述第三开关连接于所述第二输入源与所述移相变压器之间。
13.根据权利要求1-11任意一项所述的直流供电系统,其特征在于,所述第一开关支路包括第三熔丝、第四熔丝与第四开关;
第N个第一节点通过第N个第一开关支路中的第三熔丝、第四开关与第四熔丝连接至第N个第二节点。
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