JP2013539347A - 電力使用を管理するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
電力使用を管理するために提供させるシステムと方法である。所定の期間中、例えば、停電状態の間などにおいて、デジタル信号プロセッサ(DSP)は、IGBT/FETベースの装置を制御して、割り当てられた量の電力を提供する。消費された量の電力が割り当てられた量を超える場合、DSPは電力をオフにする。或いは、システムは、消費される電力を減少するために信号を提供する。所定の期間の後で、十分な負荷が減少されない場合、電力はオフにされる。更に代替的又は追加的に、DSPは、所定の電気アウトプットへの電力をオフにする一方で、他の電力アウトプットへ電力を提供して、所定量に電力使用を減少してよい。他の時間の間、DSPは、AC入力線電圧よりも小さい所定電圧を提供するように、IGBT/FETベースの装置を制御する。電圧が所定電圧以下に落ちる場合、例えば、低電圧状態などにおいて、マイクロプロセッサは、トランスシステムの一次巻線側の電気スイッチを制御して、ブースト出力電圧を提供する。
【選択図】図19C
Description
VOUT=0.06*I/(D+0.3mm)
(2) 相入力接続部
(3) 磁束コンセントレータ
(4) アナログ信号調節デバイス
(5) 電圧ゼロクロスポイント検出器
(6) 損失相検出デバイス
(7) 相回転デバイス
(8) 半サイクル識別部
(9) 論理デバイス
(10) デジタル信号プロセッサ
(11) A/Dコンバータ
(12) 電力供給ユニット
(13) リセットスイッチ
(14) 発光ダイオード
(15) IGBT/FET駆動制御部
(16) 演算デバイス
(17) 相出力接続部
(18) ニュートラル
(19) 入力エネルギー
(20) アナログ信号
(21) 電圧ゼロクロスポイント
(22) 正の半サイクル
(23) 負の半サイクル
(24) 低減されたエネルギー
(25) USB通信インターフェイス
(26) 回路基板
(27) ハウジング
(28) 導体
(29) ハウジングの上半体
(30) ハウジングの下半体
(31) ヒンジ
(32) 第1フィルタ
(33) 第2フィルタ
(34) コンパレータ
(35) シュミットバッファ
(36) 絶対ゼロクロス信号
(37) 磁束コンセントレータチップ
(38) 開口
(39) 入力サイン波
(40) ウィンドウインターフェイス
(41) メインモニタリングスクリーン
(42) フィールド(総称)
(43) 動作モードフィールド
(44) フェーズフィールド
(45) スタートアップフィールド
(46) キャリブレーションフィールド
(47) セットポイントフィールド
(48) インジケータ
(49) リアルタイムクロック
(50) デジタル電力量計
(51) シュミットトリガ反転バッファ
(52) トランソーブデバイス
(53) ダイオード
(54) 正の半サイクル制御トランジスタ
(55) FET
(56) キャパシタ
(57) トランス
(58) 負の半サイクル操作トランジスタ
(59) IGBT第一シャント制御トランジスタ
(60) IGBT第二シャント制御トランジスタ
(61) シャントデバイス
(62) 集積回路
(63) 抵抗器
(64) スプリットレールジェネレータ
(65) 光アイソレータ
(66) 光学結合ドライバ
(67) FET第1シャント制御トランジスタ
(68) FET第2シャント制御トランジスタ
(69) 矩形波
(70) オペアンプ
(71) アイソレータ
(72) 整流器
(73) トランジスタ
(74) USBポート
(75) ツェナーダイオード
(76) 第1コネクタ
(77) 第2コネクタ
(78) インダクタ
(79) 抵抗器サポート
(80) 論理デバイスコネクタ
(81) リニア電圧レギュレータ
(82) 正の半サイクル制御抵抗器に印加される正の半サイクルドライブ信号
(83) 負の半サイクル制御抵抗器に印加される負の半サイクルドライブ信号
(84) 負の半サイクル間で正の半サイクル制御トランジスタに印加されるドライブ信号
(85) 正の半サイクル間で負の半サイクル制御トランジスタに印加されるドライブ信号
(86) 負の半サイクル間でIGBT第1シャント制御トランジスタに印加されるドライブ信号
(87) 正の半サイクル間でIGBT第2シャント制御トランジスタに印加されるドライブ信号
(88) 負の半サイクル間でFET第1シャント制御トランジスタに印加されるドライブ信号
(89) 正の半サイクル間でFET第2シャント制御トランジスタに印加されるドライブ信号
(90) スイッチングレギュレータ
Claims (20)
- 電力使用を管理する方法であって、
第1の所定期間中、デジタル信号プロセッサを有するIGBT/FETベースの装置のホット出力ライン介して、割当てた電力の量を提供する工程と、
前記第1所定期間中、前記デジタル信号プロセッサを用いて、前記ホット出力ラインを介して消費された電力を監視する工程と、
を含んでおり、
前記IGBT/FETベースの装置は、
少なくとも1つのアナログ信号を有する所定量の入力エネルギーを前記IGBT/FETベースの装置に入力するように構成された少なくとも1つの相入力接続部と、
前記少なくとも1つの位相入力接続部に接続されており、前記IGBT/FETベースの装置内の前記所定量の入力エネルギーを検出するように構成された少なくとも1つの磁束コンセントレータと、
前記少なくとも1つの相入力接続部に電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の少なくとも1つのゼロボルトクロスポイントを検出するように構成された少なくとも1つの電圧ゼロクロスポイント検出器と、
前記少なくとも1つの相入力接続部に電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の少なくとも1つの正の半サイクルと前記少なくとも1つのアナログ信号の少なくとも1つの負の半サイクルとを特定するために構成された少なくとも1つの半サイクル特定器と、
前記少なくとも1つの電圧ゼロクロスポイント検出器と、前記少なくとも1つの半サイクル特定器とに電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの正の半サイクルと、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの負の半サイクルとを前記デジタル信号プロセッサにルーティングするように構成された少なくとも1つの論理デバイスと、
前記少なくとも1つの論理デバイスに電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号を処理するように構成された前記デジタル信号プロセッサと、
少なくとも1つのドライブコントローラを有しており、前記少なくとも1つのデジタル信号プロセッサに電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログデジタル信号にパルス幅変調をして、量が減少したエネルギーを生じることによって、前記所定量の入力電力を減少するように構成された電圧減少手段と、
前記少なくとも1つの電圧減少手段と電気的に接続されており、前記IGBT/FETベースの装置の外へ前記減少したエネルギー量を出力するように構成された少なくとも1つの相出力接続部と、
を備える方法。 - 前記第1の所定期間中、監視された電力が前記割当てられた量の電力を超える場合、前記ホット出力ラインの電力をオフに切り換える工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の所定期間は、予期された停電状態である、請求項2に記載の方法。
- 前記第1の所定期間中、前記監視された電力が前記割当てられた量の電力を超える場合、前記デジタル信号プロセッサに第1信号を送る工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1信号は、可聴な音声である、請求項4に記載の方法。
- 前記第1信号の後に、前記監視された電力が、所定の時間にて前記割当てられた量の電力を超える場合、前記第1信号の後、前記所定の時間にて、前記ホット出力ラインにおける電力をオフに切り替える工程、を更に含む請求項4に記載の方法。
- 前記スイッチをオフに切り替える工程は、前記監視する工程の間に生じる、請求項6に記載の方法。
- 前記スイッチをオフに切り替える工程の後、前記ホット出力ラインにて前記割当てられた量の電力をオンに切り替える、請求項6に記載の方法。
- 前記オンに切り替える工程は、コマンドに応答して起こる、請求項8に記載の方法。
- 前記コマンドは、コマンドスイッチの状態で変化する、請求項9に記載の方法。
- 第2所定期間中、前記IGBT/FETベースの装置がAC入力線電圧を受け取る工程と、
前記第2所定期間中、前記IGBT/FETベースの装置から、前記AC入力線電圧よりも小さいホット出力線の所定電圧を提供する工程と、
前記第2所定期間中、前記AC入力線電圧を測定する工程と、
を更に備える、請求項2に記載の方法。 - ホット入力線とホット出力線の間の二次巻線と、第1端で前記ホット入力線と、第2端で電気スイッチとに電気的に接続する一次巻線とを備えたトランスを提供する工程と、
前記ホット入力線の前記AC入力線電圧を受け取る工程と、
前記第2所定期間中、前記AC入力線電圧が前記所定電圧よりも大きい場合、前記一次巻線の第2端を前記ホット入力線に電気的に接続する第1状態になるように、マイクロプロセッサを用いて、前記電気スイッチを制御する工程と、
を更に含む、請求項11に記載の方法。 - 前記電気スイッチが前記第1状態の場合、前記トランスの一次巻線を短絡して、前記二次巻線の電流の無効成分を除去する工程を更に含む、請求項12に記載の方法。
- 前記第2所定期間中、前記AC入力線電圧が前記所定電圧よりも小さい場合、前記第2端をニュートラルに電気接続する第2状態に、前記マイクロプロセッサを備えた前記電気スイッチを制御する工程と、
前記トランスの二次電圧を前記AC入力線電圧に加えることによって、前記第2所定期間中、前記電気スイッチを用いて、前記トランスを介して前記トランスのホット出力ラインの電圧を前記所定電圧に増加する工程と、
を更に備える請求項12に記載の方法。 - 前記第1状態と前記第2状態の間の切替えの制御中、前記トランスのホット出力ラインの電圧の中断はない、請求項14に記載の方法。
- 前記スイッチは、IGBTデバイスと電気的に接続するダイオードブリッジ回路を含む、請求項14に記載の方法。
- 電力使用の管理のシステムであって、
送電線網と、
トランスと、
マイクロプロセッサと、
電源と、
電気スイッチと、
IGBT/FETベースの装置と、
を備えており、
前記送電線網は、前記トランスのホット入力線と電気的に接続し、
前記トランスは、前記ホット入力線とホット出力線の間に二次巻線を有し、
前記トランスは、第1端で前記ホット入力線と、第2端で前記電気スイッチとに電気的に接続する一次巻線を有し、
前記電気スイッチは、前記一次巻線を短絡する第1状態と、一次入力電圧にトランス第2電圧を加える第2状態を有し、
前記マイクロプロセッサは、前記ホット入力線と前記電気スイッチとに電気的に接続されており、
前記電源は、前記電気スイッチと電気的に接続されており、前記電気スイッチに電力を提供するように構成されており、
前記IGBT/FETベースの装置は、
前記IGBT/FETベースの装置に電気的に接続されており、前記IGBT/FETベースの装置に電力供給するための少なくとも1つの電力供給部と、
前記送電網から前記IGBT/FETベースの装置に、少なくとも1つのアナログ信号を有する所定量の入力エネルギーを入力するように構成された少なくとも1つの相入力接続部と、
前記少なくとも1つの相入力接続部に接続され、前記IGBT/FETベースの装置に入る前記所定量の入力電力を検出するように構成された少なくとも1つの電流トランスと、
前記少なくとも1つの電流トランスに存在する前記エネルギーの前記少なくとも1つのアナログ信号を調節するように構成された少なくとも1つのアナログ信号調節装置と、
前記少なくとも1つの相入力接続部と電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つのゼロボルトクロスポイントを決定するように構成された少なくとも1つの電圧ゼロクロスポイント検出器と、
前記少なくとも1つの相入力接続部と電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の少なくとも1つの正の半サイクルと、前記少なくとも1つのアナログ信号の少なくとも1つの負の半サイクルとを特定するように構成された少なくとも1つの半サイクル特定器と、
前記少なくとも1つの電圧ゼロクロスポイント検出器と前記少なくとも1つの半サイクル特定器とに電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの正の半サイクルと、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの負の半サイクルとを、前記少なくとも1つのアナログ信号を処理するように構成された前記少なくとも1つのデジタル信号プロセッサにルーティングするように構成された少なくとも1つの論理デバイスと、
前記少なくとも1つの論理デバイスと電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号を処理するように構成された少なくとも1つのデジタル信号プロセッサと、
少なくとも1つの駆動制御を有する少なくとも1つの電圧減少手段であって、前記少なくとも1つのデジタル信号プロセッサと電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号にパルス幅調整をすることによって、前記所定量の入力エネルギーを減少して、量が減少した電力を生成するように構成された電圧減少手段と、
前記少なくとも1つの電圧減少手段と電気的に接続されており、前記IGBT/FETベースの装置の外に、前記減少した量の電力を出力するように構成されている少なくとも1つの相出力接続部と、
前記電気信号プロセッサと電気的に接続されており、信号を提供するように構成された信号モジュールと、
を備えるシステム。 - 電力使用を管理する方法であって、
第1所定期間中、IGBT/FETベースの装置でAC入力線電圧を受け取る工程と、
前記第1所定期間中、前記IGBT/FETベースの装置から、前記AC入力線電圧よりも小さいホット出力線の所定の電圧を提供する工程と、
前記第1所定期間中、前記AC入力線電圧を測定する工程と、
前記第1所定期間中、前記AC入力線電圧が前記所定電圧よりも大きい場合、トランスの一次巻線側のスイッチを、マイクロプロセッサで第1状態に制御する工程と、
前記スイッチが、前記第1状態にある場合、前記一次巻線側を短絡することによって、前記トランスの二次巻線の電流の無効成分を取り除く工程と、
前記第1所定期間中、前記AC入力線電圧が前記所定の電圧よりも小さい場合、前記マイクロプロセッサを用いて、前記スイッチを第2状態に制御する工程と、
前記第1所定期間中、前記第2状態の前記スイッチを用いて、前記トランスの二次巻線側からの電圧出力を、前記所定電圧に増加する工程と、
を含んでおり、
前記IGBT/FETベースの装置は、
前記IGBT/FETベースの装置に所定量の入力電力を入力するための手段と、
前記IGBT/FETベースの装置の前記所定量の入力電力を検出する手段と、
前記エネルギーの少なくとも1つのアナログ信号を設定する手段と、
前記少なくとも1つの設定されたアナログ信号の少なくとも1つのゼロボルトクロスポイントを決定する手段と、
前記少なくとも1つの設定されたアナログ信号の少なくとも1つの正の半サイクルと少なくとも1つの負の半サイクルとを特定する手段と、
前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの正の半サイクルと、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの負の半サイクルとを、前記少なくとも1つのデジタル信号プロセッサにルーティングする手段と、
前記少なくとも1つの設定されたアナログ信号を処理する手段と、
前記所定量のエネルギーの前記少なくとも1つの設定されたアナログ信号を減少して、減少した量のエネルギーを生じさせる手段と、
前記IGBT/FETベースの装置の外に、前記減少したエネルギーを出力する手段と、
を含む方法。 - 前記IGBT/FETベースの装置のホット出力線を介して、第2所定期間中、割当てられた量の電力を提供する工程と、
前記第2所定期間中、前記ホット出力線を介して消費された電力を監視する工程と、
前記第2所定期間中、前記監視された電力が、前記割当てられた量の電力を超える場合、前記ホット出力線への電力をオフに切り替える工程と、
を更に含む、請求項18に記載の方法。 - 前記第2所定期間は、予期された停電状態の期間であり、前記スイッチの第2状態は、電圧低下状態のために構成されている、請求項19に記載の方法。
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