IT201600115761A1 - Apparato di alimentazione ad alta affidabilita’ per carichi elettrici - Google Patents

Apparato di alimentazione ad alta affidabilita’ per carichi elettrici

Info

Publication number
IT201600115761A1
IT201600115761A1 IT102016000115761A IT201600115761A IT201600115761A1 IT 201600115761 A1 IT201600115761 A1 IT 201600115761A1 IT 102016000115761 A IT102016000115761 A IT 102016000115761A IT 201600115761 A IT201600115761 A IT 201600115761A IT 201600115761 A1 IT201600115761 A1 IT 201600115761A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
power supply
supply unit
loads
aux
power
Prior art date
Application number
IT102016000115761A
Other languages
English (en)
Inventor
Massimo Speciale
Armando Lobascio
Original Assignee
Efore S P A
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 Efore S P A filed Critical Efore S P A
Priority to IT102016000115761A priority Critical patent/IT201600115761A1/it
Publication of IT201600115761A1 publication Critical patent/IT201600115761A1/it

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit 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
    • H02J9/06Circuit 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
    • H02J9/062Circuit 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
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/263Arrangements for using multiple switchable power supplies, e.g. battery and AC
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/30Means for acting in the event of power-supply failure or interruption, e.g. power-supply fluctuations
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/18The network being internal to a power source or plant
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit 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
    • H02J9/06Circuit 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
    • H02J9/068Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

“APPARATO DI ALIMENTAZIONE AD ALTA AFFIDABILITA’ PER CARICHI ELETTRICI”
DESCRIZIONE
CAMPO DI APPLICAZIONE DELL’INVENZIONE
La presente invenzione ha per oggetto un apparato di alimentazione per carichi elettrici.
La presente invenzione ha inoltre per oggetto un sistema di carichi elettrici dotato di detto apparato di alimentazione.
La presente invenzione ha altresì per oggetto una sezione di protezione per apparati di alimentazione per carichi elettrici.
STATO DELLA TECNICA
Com’è noto, le unità di alimentazione (o alimentatori) hanno il compito di fornire ai carichi ad essi associati una potenza idonea, avente caratteristiche adatte al carico in termini di tensione/corrente.
Le unità di alimentazione ricevono tipicamente potenza da una rete di alimentazione e, grazie alla circuiteria presente al proprio interno, provvedono a convertirla in modo che possa essere fruita dai carichi.
È quindi chiaro che le unità di alimentazione rivestano un ruolo molto importante per il corretto funzionamento del sistema in cui i rispettivi carichi sono inseriti.
In altre parole, il fatto che una unità di alimentazione possa essere soggetta a un guasto/malfunzionamento, tale da impedirle di alimentare il carico, deve essere tenuto in debita considerazione nella valutazione della affidabilità complessiva del sistema.
Considerazioni di questa natura diventano particolarmente critiche in sistemi comprendenti una molteplicità di carichi, ciascuno alimentato dal rispettivo alimentatore, nei quali il guasto/malfunzionamento di un singolo alimentatore può determinare il guasto/malfunzionamento del sistema completo.
Un primo approccio consiste nell'accettare l'affidabilità delle singole unità di alimentazione, senza adottare alcuna precauzione atta a prevenire eventuali guasti. Si tratta di un approccio che permette di limitare i costi in fase iniziale, ma che chiaramente non può fornire garanzie soddisfacenti in termini di corretto funzionamento nel tempo del sistema, soprattutto, come detto, nel caso di sistemi comprendenti un elevato numero di carichi e di alimentatori.
Un diverso approccio prevede di dotare ciascun alimentatore di un alimentatore di back-up, da utilizzarsi nel caso di guasto dell'alimentatore impiegato di default. Si tratta di una soluzione certamente performante in termini di affidabilità, ma che comporta costi elevatissimi, verosimilmente insostenibili per applicazioni commerciali.
La Richiedente ha inoltre verificato che soluzioni in cui una unità di alimentazione ausiliaria è collegata a più array di alimentatori, ciascuno associato a un rispettivo di carichi elettrici, comportano complicazioni difficilmente gestibili nei cablaggi, rese ulteriormente critiche dalla necessità di aumentare la sezione del cavo impiegato, per poter garantire anche al carico più lontano una potenza adeguata.
SOMMARIO DELL'INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un apparato di alimentazione per carichi elettrici, in grado di migliorare l'affidabilità del sistema mantenendo limitati i costi e la complessità dell'architettura circuitale.
Questo ed altri scopi ancora sono sostanzialmente raggiunti da un apparato di alimentazione per carichi elettrici secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE
Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite e non esclusive dell'invenzione.
Tale descrizione è fornita qui di seguito con riferimento alle unite figure, anch'esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui:
- la figura 1 mostra uno schema a blocchi rappresentativo dell'invenzione;
- la figura la mostra un esempio pratico di applicazione dell'invenzione rappresentata in figura i;
- la figura 2 mostra una parte dello schema a blocchi di figura 1;
- la figura 3 mostra lo schema a blocchi di figura 1 in cui alcune parti sono state eliminate per meglio evidenziarne altre;
- la figura 4 mostra uno schema a blocchi di un elemento facente parte dell'invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI FORME DI REALIZZAZIONE DELL'INVENZIONE
Con riferimento alle unite figure, con 1 è stato complessivamente indicato un apparato di alimentazione per carichi elettrici secondo la presente invenzione.
I carichi elettrici L (figura 1) sono disposti secondo una pluralità di linee R1-R4.
Complessivamente, può essere presente un numero totale Ntot di carici elettrici L.
Preferibilmente le linee R1-R4 sono sostanzialmente parallele tra loro, così da formare una matrice le cui righe sono costituire dalle linee R1-R4.
Si noti tuttavia che l'invenzione può essere vantaggiosamente applicata anche a gruppi di alimentatori e conseguentemente di carichi elettrici disposti secondo una diversa geometria o topologia.
Si noti inoltre che la figura 1 rappresenta quattro linee R1-R4, ciascuna comprendente quattro carichi elettrici L, a mero titolo esemplificativo. L'invenzione può essere chiaramente applicata a sistemi di carichi elettrici aventi un diverso numero di linee ed un diverso numero di carichi su ciascuna linea.
A titolo esemplificativo, la figura la rappresenta uno schema a blocchi in cui i carichi ed i relativi alimentatori sono disposti su dieci righe, e ciascuna riga è comprende cinque carichi. Ciascun blocco "B" rappresenta un insieme formato da un carico elettrico L e dal relativo alimentatore.
Nel seguito, il numero totale di linee R1-R4 sarà genericamente indicato come "numero NI".
Preferibilmente, su ciascuna linea R1-R4 è presente un numero di carichi elettrici L pari ad almeno N2.
L'apparato di alimentazione 1 comprende innanzitutto una pluralità di unità di alimentazione principali M.
Ciascuna unità di alimentazione principale M è collegata ad almeno un rispettivo carico elettrico L per alimentare lo stesso.
In una forma di realizzazione, ciascuna unità di alimentazione principale M è collegata ad un solo carico L.
In una diversa forma di realizzazione, ciascuna unità di alimentazione principale M è collegata a due o più carichi L.
L'unità di alimentazione principale M riceve in ingresso potenza da una rete di alimentazione (non illustrata), e fornisce in uscita una potenza adatta al rispettivo carico (o ai rispettivi carichi).
La figura 4 mostra uno schema a blocchi esemplificativo di una unità di alimentazione principale M.
Preferibilmente l'unità di alimentazione principale M è dotata di un ingresso Min per ricevere tensione alternata da una rete di alimentazione.
Preferibilmente l'unità di alimentazione principale M comprende inoltre un filtro di ingresso MIO, un booster M20, un convertitore DC-DC preferibilmente di tipo risonante M30, un circuito secondario M40 e un modulo di elaborazione e di controllo corrente M50.
Preferibilmente sul circuito secondario M40 è ottenuta un'uscita Mout del modulo di alimentazione principale M, tramite la quale viene fornita alimentazione al rispettivo carico elettrico L.
Preferibilmente tale alimentazione in uscita può essere, una tensione continua, ad esempio di 12V o 24V.
Nel caso di una pluralità di carichi collegati all'unità di alimentazione principale M, quest'ultima sarà dotata di un corrispondente numero di uscite, per poter alimentare ciascuno di tali carichi. In taluni casi la singola uscita dell'alimentatore principale M può essere utilizzata per alimentare due o più carichi concepiti per poter lavorare con la stessa alimentazione proveniente da un'unica uscita.
Preferibilmente il modulo di alimentazione principale M comprende inoltre un modulo di controllo M60, associato ai moduli M20-M50 per controllarne il funzionamento.
Preferibilmente, tutte le unità di alimentazione M forniscono la medesima potenza ai rispettivi carichi elettrici L.
A titolo esemplificativo, la potenza fornita da ciascuna unità di alimentazione principale M al rispettivo carico L (o a ciascuno dei rispettivi carichi) può essere minore di 100W, per esempio pari a 40W o 65W.
L'apparato di alimentazione 1 comprende inoltre una sezione di protezione 100 (figure 1, 3).
La sezione di protezione 100 ha lo scopo di migliorare l'affidabilità dell'apparato 1, fornendo soluzioni di ripiego nel caso in cui una o più unità di alimentazione principali M dovessero guastarsi.
La sezione di protezione 100 fornisce quindi all'apparato 1 una protezione nei confronti di guasti o malfunzionamenti delle unità di alimentazione principali M.
La sezione di protezione 100 comprende una unità di alimentazione ausiliaria AUX.
Come sarà più chiaro in seguito, l'unità di alimentazione ausiliaria AUX ha il compito di fornire alimentazione ai carichi associati a unità di alimentazione principali che dovessero guastarsi.
La sezione di protezione 100 comprende inoltre un divisore di potenza PS.
Il divisore di potenza PS presenta un ingresso PSin, collegato all'unità di alimentazione ausiliaria AUX.
Il divisore di potenza PS presenta inoltre una pluralità di uscite PSout, ciascuna delle quali è collegata ad una rispettiva linea R1-R4 di carichi elettrici L.
Il divisore di potenza PS presenta quindi un numero di uscite pari a NI.
In questo modo l'unità di alimentazione ausiliaria AUX può fornire alimentazione al carico o ai carichi di tale rispettiva linea corrispondenti all'unità di alimentazione principale M che subisce il guasto.
In una forma di realizzazione, l'unità di alimentazione ausiliaria AUX ed il divisore di potenza PS possono essere integrati in un unico apparato, identificato per esempio come "unità di alimentazione secondaria".
Il divisore di potenza PS è configurato per fornire, a una o più delle proprie uscite PSout, una potenza sostanzialmente pari almeno alla potenza fornita da ciascuna unità di alimentazione principale M al rispettivo carico elettrico L.
In particolare, la potenza che può essere fornita da ciascuna delle uscite PSout del divisore di potenza PS può essere pari alla potenza fornita da ciascuna unità di alimentazione principale M al rispettivo carico L o a un multiplo intero di tale potenza.
Tornando all'esempio menzionato sopra, nel caso in cui ciascuna unità di alimentazione principale M fornisse al rispettivo carico elettrico L una potenza sostanzialmente pari a 65W, il divisore di potenza sarebbe configurato per fornire, a una o più delle proprie uscite PSout, una potenza pari a 65W.
In un diverso esempio, ciascuna unità di alimentazione principale M può essere collegata a due carichi L e può fornire a ciascuno di essi una potenza pari a 40W. Il divisore di potenza PS, in questo caso, può essere configurato per fornire, ad una o più delle proprie uscite PSout, una potenza pari a 80W.
In generale, la potenza resa disponibile alle uscite PSout del divisore di potenza PS è pari alla potenza necessaria per sostituire una o più unità di alimentazioni principali M.
In accordo con l'invenzione, in ciascun istante temporale, l'unità di alimentazione ausiliaria AUX può alimentare, attraverso il divisore di potenza PS, un numero Naux di carichi minore del numero complessivo di carichi Ntot.
In particolare, viene fornita alimentazione a un numero NI' di linee R1-R4 minore del numero totale NI di linee, e su ciascuna linea alla quale l'unità di alimentazione ausiliaria AUX fornisce alimentazione, viene alimentato un numero N2' di carichi L minore del numero totale N2 di carichi presenti su tale linea.
In altri termini, l'unità di alimentazione ausiliaria AUX ed il divisore di potenza sono dimensionati/configurati in modo da poter sopperire ad un numero limitato di guasti che possono verificarsi.
La Richiedente ha tuttavia verificato che, nonostante queste limitazioni, è possibile ottenere una protezione altamente affidabile per l'intero sistema di alimentazione.
In particolare, l'unità di alimentazione ausiliaria AUX è collegata, tramite il divisore di potenza PS, a tutte le linee R1-R4. Tuttavia, l'unità di alimentazione ausiliaria AUX è in grado di alimentare, in uno stesso momento, solo un numero N1'<N1 di carichi elettrici L.
Si noti che, tramite il divisore di potenza PS, viene messa a disposizione di ciascuna linea R1-R4 la potenza necessaria per alimentare un numero limitato di carichi appartenenti a tale linea, ed in particolare un numero N2'<N2. Quali saranno effettivamente i carichi alimentati dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX sarà determinato sulla base delle unità di alimentazione principali che subiranno dei guasti. L'unità di alimentazione AUX potrà intervenire sui primi Naux guasti che si verificano.
Preferibilmente, il rapporto tra il numero NI' di linee alimentate dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX ed il numero totale NI di tali linee è compreso tra 0,3 e 0,5.
A titolo esemplificativo, tale rapporto può essere pari a 0,4.
Preferibilmente il rapporto tra il numero N2' di carichi alimentati su ciascuna linea dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX ed il numero totale N2 di carichi presenti su tale linea è compreso tra 0,1 e 0,3.
A titolo esemplificativo, tale rapporto può essere pari a 0,2.
In una forma di realizzazione, la potenza complessiva erogata dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX è minore del prodotto tra il numero NI di linee R1-R4 e la potenza fornita da ciascuna unità di alimentazione principale M al rispettivo carico elettrico L.
In questo modo, l'unità di alimentazione ausiliaria AUX può alimentare, in un dato istante temporale, un numero Naux di carichi elettrici minore del numero NI di linee R1-R4. In una forma di realizzazione, ciascun carico elettrico L alimentato dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX è localizzato su una linea diversa rispetto agli altri carichi elettrici L alimentati dalla medesima unità di alimentazione ausiliaria AUX.
In altri termini, l'unità di alimentazione ausiliaria AUX è in grado di sostituire, in uno stesso momento, solo un numero Naux<Nl di alimentatori.
L'unità di alimentazione AUX potrà intervenire sui primi Naux guasti che si verificano su linee diverse.
In sintesi, l'unità di alimentazione ausiliaria AUX fornisce in uscita una potenza pari al massimo a N2 x P, dove P è la potenza erogata da ciascuna unità di alimentazione principale M al rispettivo carico.
Alla luce di quanto sopra, ciascun carico elettrico L è configurato per ricevere alimentazione dalla rispettiva unità di alimentazione principale M, quando quest'ultima opera correttamente, e dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX, tramite il divisore di potenza AUX, in caso di guasto all'unità di alimentazione principale M stessa.
Come schematicamente mostrato nelle figure 2-3, l'apparato 1 comprende preferibilmente una pluralità di cavi elettrici W, ciascuno presentante un ingresso Win collegato ad una rispettiva delle uscite PSout del divisore di potenza PS.
Ciascun cavo elettrico W presenta inoltre una pluralità di uscite Wout, ciascuna collegabile ad un rispettivo carico elettrico L appartenente alla linea R1-R4 associata all'uscita PSout.
La figura 2 mostra schematicamente una generica riga nesima Rn, in cui sono evidenziati i dettagli relativi al rispettivo cavo elettrico W.
Vantaggiosamente, ciascuna unità di alimentazione principale M è associata ad un rispettivo circuito di controllo C atto a collegare il rispettivo carico elettrico L con la rispettiva uscita Wout del rispettivo cavo elettrico W in caso di guasto dell'unità di alimentazione principale M. In questo modo, la potenza fornita dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX può essere impiegata in sostituzione di quella fornita dall'unità di alimentazione principale M guasta.
In una forma di realizzazione, il circuito di controllo C può essere realizzato tramite un diodo opportunamente orientato, avente un terminale collegato al divisore di potenza PS ed l'altro terminale posto in "OR" con l'uscita dell'unità di alimentazione principale M. Nel caso in cui quest'ultima non fornisca l'alimentazione prevista al/ai carico/carichi ad essa collegato/i, il ramo definito dal suddetto diodo permette a tale/i carico/carichi di essere alimentato/i dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX.
In una forma di realizzazione, il circuito di controllo C può essere provvisto di componenti/dispositivi configurati per rilevare in modo intelligente eventuali guasti dell'unità di alimentazione principale M, e per consentire l'intervento dell'unità di alimentazione ausiliaria AUX.
In una forma di realizzazione, il circuito di controllo può essere provvisto di un commutatore elettromeccanico per eseguire la commutazione nel caso di eventuali guasti dell'unità di alimentazione principale M, e per consentire l'intervento dell'unità di alimentazione ausiliaria AUX.
In una forma di realizzazione, il circuito di controllo può essere provvisto di un commutatore a stato solido per eseguire in modo automatico la commutazione nel caso di eventuali guasti dell'unità di alimentazione principale M, e per consentire l'intervento dell'unità di alimentazione ausiliaria AUX.
Preferibilmente, il circuito di controllo C è integrato all'unità di alimentazione principale M.
L'utilità della soluzione qui sopra descritta può essere apprezzata analizzando la seguente relazione matematica: In cui:
RPGrappresenta l'affidabilità complessiva del sistema formato dalle unità di alimentazione principali M, dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX e dal divisore di potenza PS;
Rwrappresenta l'affidabilità della singola unità di alimentazione principale M;
n rappresenta il numero totale di unità di alimentazione principali M - nel caso in cui ciascuna unità di alimentazione principale M sia collegata ad un solo carico elettrico L, il numero n coincide con Ntot;
RPrappresenta l'affidabilità del sistema costituito dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX e dal divisore di potenza PS;
Fwrappresenta la probabilità di guasto di una singola unità di alimentazione principale M;
r rappresenta, in generale, il massimo numero di guasti proteggibili dall'unità di alimentazione ausiliaria AUX; nel caso particolare (al quale la formula qui sopra si riferisce) in cui ciascuna uscita del divisore di potenza PS possa sopperire al guasto di una sola unità di alimentazione principale M, r risulta pari al numero di linee R1-R4.
Per quanto riguarda i vari termini presenti nell'espressione:
Rw<n>rappresenta il fatto che tutte le unità di alimentazione principali M operino correttamente;
n'FwRw<(n-1)>rappresenta il fatto che una unità di alimentazione principale M si è guastata, mentre le altre n-1 operano correttamente;
k2<,>Fw<2>>Rw<(n_2)>rappresenta il fatto che due unità di alimentazione principali M si sono gustate, mentre le restanti n-2 operano correttamente; il fattore k2è calcolato in modo che i due alimentatori guasti appartengano a linee diverse. Nel caso in cui si volesse considerare anche l'ipotesi di due guasti sulla stessa linea, il fattore k2andrebbe determinato in maniera idonea;
kr-Fw<r>>Rw<(n_r)>rappresenta il fatto che r unità di alimentazione principali M sono guaste, e le restanti n-r operano correttamente.
Come detto, r è il numero massimo di guasti ai quali l'unità di alimentazione ausiliaria AUX può porre rimedio in un dato istante temporale.
La Richiedente ha verificato che, oltre un certo valore di r, i termini del tipo kr<>>Fw<r>>Rw<(n_r)>non sono più significativi - hanno cioè valore troppo basso per incidere in maniera sostanziale sull'affidabilità del sistema. Da un punto di vista statistico, questo significa che è altamente improbabile che, si guasti un numero eccessivo (maggiore di r, appunto) di unità di alimentazione principali M.
A titolo esemplificativo, nell'ipotesi in cui ciascuna unità di alimentazione principale M presenti una affidabilità (MTBF - Mean Time Between Failures - Tempo medio intercorrente tra due guasti) di circa 1.500.000 ore, i termini con r>5 presentano valori del tutto trascurabili.
Si noti che quanto sopra descritto è relativo ad un sistema in cui opera una sola unità di alimentazione ausiliaria AUX. È tuttavia previsto che l'invenzione possa essere applicata anche a sistemi più complessi, in cui sono impiegate due o più unità di alimentazione ausiliarie, con relativi divisori di potenza. Questo può essere necessario o consigliabile, per esempio, quando il numero totale di carichi da alimentare è particolarmente elevato. Per esempio, per un sistema comprendente 400 carichi e 400 unità di alimentazione principali, si possono prevedere 8 gruppi, cioè 8 sottosistemi ciascuno dotato di una rispettiva unità di alimentazione ausiliaria e divisore di potenza, in cui ciascun gruppo comprende 50 carichi/unità di alimentazione principali.
L'affidabilità del sistema complesso può quindi essere espressa con la seguente equazione:
in cui RSySrappresenta l'affidabilità complessiva del sistema, RPGrappresenta l'affidabilità di ciascun gruppo, N è il numero totale di unità di alimentazione principali e n è il numero di unità di alimentazione principali presenti in un gruppo.
L'invenzione consegue importanti vantaggi.
Innanzitutto, l'invenzione permette di migliorare l'affidabilità di un sistema di alimentazione mantenendo limitati i costi e la complessità dell'architettura circuitale.
In particolare, i cablaggi aggiunti per la protezione non creano particolari criticità ed la sezione delle singole connessioni non deve essere aumentata in modo ingestibile.
Va inoltre notato che l'affidabilità del sistema di alimentazione ottenuta tramite l'invenzione può essere molto elevata anche a fronte di singole unità di alimentazione che non presentino probabilità di guasto particolarmente basse.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di alimentazione per una pluralità di carichi elettrici (L) disposti secondo una pluralità di linee (Rl-R4), comprendente: a.una pluralità di unità di alimentazione principali (M), ciascuna associata ad almeno un rispettivo di detti carichi elettrici (L); b. una sezione di protezione (100), comprendente: i. una unità di alimentazione ausiliaria (AUX); ii. un divisore di potenza (PS), presentante un ingresso (PSin) collegato a detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX), ed una pluralità di uscite (PSout); in cui ciascuna di dette uscite (PSout) è collegata ad una rispettiva linea (R1-R4) di detti carichi elettrici (L) per fornire alimentazione ad almeno un carico di detta rispettiva linea in caso di guasto della rispettiva unità di alimentazione principale (M); in cui detto divisore di potenza (PS) è configurato per fornire, a una o più delle proprie uscite (PSout), una potenza sostanzialmente pari almeno alla potenza fornita da ciascuna unità di alimentazione principale (M) al rispettivo carico elettrico (L); in cui, in ciascun istante temporale, detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX) può alimentare attraverso detto divisore di potenza (PS) un numero (Naux) di carichi minore del numero complessivo di carichi (Ntot) collegati a detto divisore di potenza (PS), in modo tale che: - viene fornita alimentazione a un numero (NI') di linee (R1-R4) minore o uguale rispetto al numero totale (NI) di dette linee (R1-R4); - su ciascuna linea alla quale detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX) fornisce alimentazione, viene alimentato un numero (N2') di carichi minore del numero totale (N2) di carichi presenti su tale linea.
  2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1 in cui dette unità di alimentazione principale (M) forniscono sostanzialmente la medesima potenza ai rispettivi carichi (L).
  3. 3. Apparato secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui ciascun carico elettrico (L) è configurato per ricevere alimentazione dalla rispettiva unità di alimentazione principale (M), e dall'unità di alimentazione ausiliaria (AUX), tramite detto divisore di potenza (PS), in caso di guasto alla rispettiva unità di alimentazione principale (M).
  4. 4. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti carichi elettrici (L) sono sostanzialmente disposti a matrice, in cui dette linee (R1-R4) sono righe di detta matrice.
  5. 5. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui il rapporto tra il numero (NI') di linee alimentate da detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX) ed il numero totale (NI) di dette linee è compreso tra 0,3 e 0,5.
  6. 6. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui il rapporto tra il numero (N2') di carichi alimentati su ciascuna linea da detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX) ed il numero totale (N2) di carichi presenti su detta linea è compreso tra 0,1 e 0,3.
  7. 7. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente una pluralità di cavi elettrici (W), ciascuno presentante un ingresso (Win) collegato ad una rispettiva delle uscite (PSout) di detto divisore di potenza (PS), ed una pluralità di uscite (Wout), ciascuna collegabile ad un rispettivo carico elettrico (L) appartenente alla linea (R1-R4) associata a detta uscita (PSout).
  8. 8. Apparato secondo la rivendicazione 7 in cui ciascuna unità di alimentazione principale (M) è associata ad un rispettivo circuito di controllo (C) atto a collegare il rispettivo carico elettrico (L) con la rispettiva uscita (Wout) del rispettivo cavo elettrico (W) in caso di guasto di detta unità di alimentazione principale (M).
  9. 9. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui la potenza complessiva erogata da detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX) è minore del prodotto tra il numero totale (NI) di dette linee (R1-R4) e la potenza fornita da ciascuna unità di alimentazione principale (M) al rispettivo carico elettrico (L).
  10. 10. Apparato secondo la rivendicazione 9 in cui detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX) può alimentare, in un dato istante temporale, un numero (NI') di carichi elettrici minore del numero (NI) di dette linee (R1-R4), ciascun carico elettrico (L) alimentato da detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX) essendo localizzato su una diversa linea rispetto agli altri carichi elettrici (L) alimentati da detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX).
  11. 11. Sistema di carichi elettrici comprendente: a.una pluralità di carichi elettrici (L), disposti secondo una pluralità di linee (R1-R4); b. un apparato di alimentazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
  12. 12. Sezione di protezione per un apparato (1) di alimentazione per carichi elettrici, detti carichi elettrici (L) essendo disposti secondo una pluralità di linee (R1-R4), in cui detto apparato (1) comprende una pluralità di unità di alimentazione principali (M), ciascuna associata ad almeno un rispettivo di detti carichi elettrici (L), in cui detta sezione di protezione (100) comprende: a.una unità di alimentazione ausiliaria (AUX); b.un divisore di potenza (PS), presentante un ingresso (PSin) collegato a detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX), ed una pluralità di uscite (PSout); in cui ciascuna di dette uscite (Psout) è collegata ad una rispettiva linea (R1-R4) di detti carichi elettrici (L) per fornire alimentazione ad almeno un carico elettrico di detta rispettiva linea in caso di guasto della rispettiva unità di alimentazione principale (M); in cui detto divisore di potenza (PS) è configurato per fornire, a una o più delle proprie uscite (PSout), una potenza sostanzialmente pari almeno alla potenza fornita da ciascuna unità di alimentazione principale (M) al rispettivo carico elettrico (L); in cui, in ciascun istante temporale, detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX) può alimentare attraverso detto divisore di potenza (PS) un numero (Naux) di carichi minore del numero complessivo di carichi (Ntot) collegati a detto divisore di potenza (PS), in modo tale che: - viene fornita alimentazione a un numero (NI') di linee (R1-R4) minore o uguale rispetto al numero totale (NI) di dette linee (R1-R4); - su ciascuna linea alla quale detta unità di alimentazione ausiliaria (AUX) fornisce alimentazione, viene alimentato un numero (N2') di carichi minore del numero totale (N2) di carichi presenti su tale linea.
IT102016000115761A 2016-11-16 2016-11-16 Apparato di alimentazione ad alta affidabilita’ per carichi elettrici IT201600115761A1 (it)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102016000115761A IT201600115761A1 (it) 2016-11-16 2016-11-16 Apparato di alimentazione ad alta affidabilita’ per carichi elettrici

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102016000115761A IT201600115761A1 (it) 2016-11-16 2016-11-16 Apparato di alimentazione ad alta affidabilita’ per carichi elettrici

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT201600115761A1 true IT201600115761A1 (it) 2018-05-16

Family

ID=58266089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102016000115761A IT201600115761A1 (it) 2016-11-16 2016-11-16 Apparato di alimentazione ad alta affidabilita’ per carichi elettrici

Country Status (1)

Country Link
IT (1) IT201600115761A1 (it)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6191500B1 (en) * 1998-11-06 2001-02-20 Kling Lindquist Partnership, Inc. System and method for providing an uninterruptible power supply to a critical load
US20130080793A1 (en) * 2011-09-24 2013-03-28 Eaton Corporation Data processing system power distribution using reserve bus
US20130116946A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-09 Eaton Corporation Methods and apparatus for determining power distribution system topology using disturbance detection
US20160181861A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Eaton Corporation Power systems and methods using voltage waveform signaling

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6191500B1 (en) * 1998-11-06 2001-02-20 Kling Lindquist Partnership, Inc. System and method for providing an uninterruptible power supply to a critical load
US20130080793A1 (en) * 2011-09-24 2013-03-28 Eaton Corporation Data processing system power distribution using reserve bus
US20130116946A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-09 Eaton Corporation Methods and apparatus for determining power distribution system topology using disturbance detection
US20160181861A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Eaton Corporation Power systems and methods using voltage waveform signaling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4468331B2 (ja) モニタおよび/または制御装置ならびにそのブリッジ・モジュール
EP2887484B1 (en) Switchgear assembly for AC and DC power distribution
US10329032B2 (en) Power management and distribution system
EP2230743A3 (en) Electrical Power Distribution
US20090174256A1 (en) Power distribution system
EP3699034A1 (en) Vehicle power supply system
JP6392585B2 (ja) 電源装置
US10978872B2 (en) Power distribution system
US7843083B2 (en) Backup power system equipped with independent protection circuit architecture
IT201600115761A1 (it) Apparato di alimentazione ad alta affidabilita’ per carichi elettrici
EP2852020A1 (en) Power distribution architecture and aircraft comprising power distribution architecture
US7141893B2 (en) Highly available power distribution system
EP2846387A1 (en) Apparatus and method for controlling fuel cell system using sub-power conditioning system
CN107580739B (zh) 用于多路ups系统中的电力共享的系统和方法
JP2011135624A (ja) パワーコンバータのアドレス自動設定方法及びこの方法を適用した太陽光発電システム
US8212387B2 (en) Connection module for providing N+N and M+1 redundant power distribution
JP5381503B2 (ja) 電源出力電圧ループバック制御回路、電源装置及びそれらに用いるフェイルセーフ制御方法
US9800025B2 (en) Power supply controller for an electrical energy distribution network and method for manufacturing this controller
TWI658677B (zh) 擴充和冗餘電源裝置及電源系統
KR101451837B1 (ko) 터빈 제어기의 발전기와 전력 계통 동기화 시스템
US11056876B2 (en) Circuit arrangement for switching inverter devices
US10263431B2 (en) Supply system for electronic boards of an electrical distribution system
JP6537849B2 (ja) ラック給電線の接続不良検出装置
CN104133454B (zh) 脱硫控制系统
JP2014056336A (ja) 電源装置およびその障害対応方法