TW201503532A - 具有可控制多輸入整流之電源供應裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種電源供應裝置，其用於自一第一AC電源及一第二AC電源之至少一者提供電力至一電力消耗器件或一電力轉換器件。該電源供應裝置包括與該等第一AC電源及第二AC電源之各者相關聯之可控制整流器器件。該等可控制整流器器件係可控制以同時整流及控制藉由該等第一AC電源及第二AC電源提供之電力。

Description

具有可控制多輸入整流之電源供應裝置
本發明係關於一種用於自一第一AC電源及一第二AC電源之至少一者提供電力之電源供應裝置。
在當需要一非常可靠電力供應時及/或當可用電源不可靠時之情況中，能夠在不同AC電源之間切換以防止或至少降低供應至一電力消耗性產品之電力之損耗可為必要的。
為提供不同AC電源之間之此一切換，已知使用藉由實體接通或關斷電路而連接或斷開AC電源之機電轉接切換器。
此等習知機電轉接切換器具有各種缺點。例如，若一第一AC電源失效，則可能有一段時期之電力供應之中斷直至連接一第二AC電源。此外，該機電切換可導致閂鎖及高電流暫態。
美國專利案5 138 184揭示一種用於在AC電源之間切換之所謂靜態轉接切換裝置。此類型之裝置可比上文提及之習知機電轉接切換器更迅速切換。
根據美國專利案5 138 184之靜態轉接切換裝置可非常適於饋送AC負載。當需要饋送DC負載(諸如電池等)時，需要使用額外電路(諸如全波整流器電橋)整流來自靜態轉接切換裝置之輸出。此導致電力損耗及熱應力，電力損耗及熱應力在具有高效率要求之可再生能源應 用中或在其中周圍高操作溫度及有限冷卻可能性係一顯著關注問題之應用中尤其不利。
鑒於先前技術之上文提及之缺點及其他缺點，因此，本發明之一大體目的係提供實現第一AC電源與第二AC電源之間之切換、特定言之用於饋送一DC負載之一更能效之方式。
根據本發明，因此提供一種用於自一第一AC電源及一第二AC電源之至少一者提供電力至一電力消耗器件或一電力轉換器件之電源供應裝置，該電源供應裝置包括：第一輸入終端及第二輸入終端，其等用於將該第一AC電源連接於該第一輸入終端與該第二輸入終端之間；第三輸入終端及第四輸入終端，其等用於將該第二AC電源連接於該第三輸入終端與該第四輸入終端之間；第一輸出終端及第二輸出終端，其等用於將電力消耗器件或電力轉換器件連接於該第一輸出終端與該第二輸出終端之間；複數個整流器器件，其等包括：以使得防止電流自該第一輸出終端流動至該等輸入終端之各者之一方式將該等輸入終端之各者與該第一輸出終端電連接之至少一整流器器件；及以使得防止電流自該等輸入終端流動至該第二輸出終端之一方式將該等輸入終端之各者與該第二輸出終端電連接之至少一整流器器件，其中以下之各者：該複數個整流器器件之將該第一輸入終端與該第一輸出終端電連接之一第一整流器器件；該複數個整流器器件之將該第一輸入終端與該第二輸出終端電連接之一第二整流器器件；該複數個整流器器件之將該第四輸入終端與該第一輸出終端電連接之一第三整流器器件；該複數個整流器器件之將該第四輸入終端與該第二輸出終端電連接之一第四整流器器件，皆係一可控制整流器器件，其可控制以允許或防止電流流動通過該可控制整流器器件。
藉由「AC電源」應理解為任何交流電流(AC)電力源。特定言 之，第一AC電源及第二AC電源之任一者或兩者可(例如)為一單相AC電源或來自一個三相AC電源之一相。AC電源之實例(例如)包含一電力網、一燃燒式引擎驅動發電機、一風力渦輪機等。
「電力消耗器件」或簡單地說「負載」可為消耗如交流電流(AC)或直流電流(DC)之電力之任何負載。
一整流器器件係至少在其正常操作體制中僅沿著一方向傳導電流之一器件。各種二極體係整流器器件之實例。
分別將第二輸入終端及第三輸入終端與第一輸出終端及第二輸出終端電連接之整流器器件可有利地為不可控制之整流器器件(諸如二極體)。在一較佳實施例中，第二輸入終端及第三輸入終端可有利地為一共同輸入終端。
本發明係基於實現：若經適當地配置，則可控制整流器器件可用於執行一AC電源之輸出之整流及在一第一AC電源與一第二AC電源之間之切換之雙重功能。此提供特定言之用於饋送一DC負載之一更高能效之電源供應裝置。
此外，AC電源之間之經改良切換可具有比先前技術更簡單及更低成本之一解決方案。該切換可在無需移動零件且僅使用單向性切換元件之情況下進行。
此外，可使第一AC電源與第二AC電源之間之該切換為完整或部分的。部分切換(來自第一AC電源之總電力之一部分及來自第二AC電源之總電力之一部分)允許儘可能使用一較佳第一AC電源且使用第二AC電源「補足」。例如，第一AC電源可為可再生能源之一源，諸如一風力渦輪機。
此外，根據本發明之電源供應裝置之各種實施例提供AC電源之間之逐漸(「軟」)切換，此可顯著降低該等AC電源之電路下游及/或負載上之應變。
根據本發明之各種實施例，電源供應裝置可進一步包括一控制器，其連接至可控制整流器器件之各者以用於控制通過該等可控制整流器器件之電流流動。透過此控制器，電源供應裝置可基於第一AC電源及/或第二AC電源之經儲存條件及/或經感測性質來獨立地控制分別來自該第一AC電源及該第二AC電源之電流之流動。
控制器可以硬體、軟體或軟硬體組合之形式提供，且可透過該控制器中之硬體、透過經調適以於包括於該控制器中之一微處理器上運行之一電腦程式或作為其等之一組合達成該控制器之組態。
根據一實施例，控制器可經組態以：控制第一整流器器件及第二整流器器件以僅在對於第一AC電源之每半週期之一部分期間允許電流流動通過該第一整流器器件及該第二整流器器件之至少一者；及/或控制第三整流器器件及第四整流器器件以僅在對於第二AC電源之每半週期之一部分期間允許電流流動通過該第三整流器器件及該第四整流器器件之至少一者。
第一AC電源及/或第二AC電源之每半週期之該部分可為在該半週期之自0%至100%之範圍內之一可變部分。此類型之控制通常稱為傳導角控制且係逐漸增加/降低自第一AC電源及/或第二AC電源汲取之電流之一便利方式。
此在啟動或結束來自第一AC電源及/或第二AC電源之電流之供應以達成「斜升」或「斜降」期間尤其有用。在一特定AC電源之「斜升」之後，與該AC電源相關聯之可控制整流器器件可經控制以總是「開啟」(允許電流流動)。
在各種實施例中，每半週期之部分可為該每半週期之結束時使得一特定部分總是在相同相位位置處結束。接著，控制該部分涉及控制相對於一特定半週期之結束時之「啟動時間」。
此控制方案對可控制整流器器件尤其有用，該等可控制整流器 器件可經控制自一非傳導狀態至一傳導狀態但並不返回至一非傳導狀態。此一可控制整流器器件之一實例係一閘流體。
此外，包括於電源供應裝置中之控制器可經組態以：控制第一整流器器件以僅在對於第一AC電源之每正半週期之一部分期間允許電流流動通過該第一整流器器件；及控制第二整流器器件以僅在對於該第一AC電源之每負半週期之一部分期間允許電流流動通過該第二整流器器件；及/或控制第三整流器器件以僅在對於第二AC電源之每正半週期之一部分期間允許電流流動通過該第三整流器器件；及控制第四整流器器件以僅在對於該第二AC電源之每負半週期之一部分期間允許電流流動通過該第四整流器器件。
在根據此等實施例之電源供應裝置中之可控制整流器器件之交替控制允許平穩斜升及斜降，此係因為可在正半週期及負半週期兩者期間控制電流流動。
應注意，上文提及之各種實施例並不依靠自第一AC電源及/或第二AC電源汲取之輸入電流之主動量測且可因此使用非常少實體組件實施，因此非常低成本。
根據實施例，控制器可進一步包括：第一感測電路，其經配置以感測藉由第一AC電源提供之一第一電壓、一第一頻率及一第一電流之至少一者；及第二感測電路，其經配置以感測藉由第二AC電源提供之一第二電壓、一第二頻率及一第二電流之至少一者。
在此等實施例中，控制器可有利地經組態以基於第一電壓來控制第一整流器器件及第二整流器器件；及基於第二電壓來控制第三整流器器件及第四整流器器件。
例如，上文提及之控制何時允許電流流動通過不同整流器器件之時序可有利地基於一經感測性質，即，電壓、頻率或電流。
根據本發明之另一實施例，電源供應裝置可進一步包括與往返 於一主控制器之控制信號及參考值連接之一電橋控制區塊。
例如，若感測到一AC電源之輸出電壓之一逐漸降低或突然降低，則控制器可自動地提供一合適傳導相角調整至可控制整流器器件，以降低或完全切斷來自該AC電源之傳入電流。
因此，上述控制特徵係有利於防止該等傳入AC源之任一者上之過度應變且藉此避免歸因於AC源崩潰之至電源供應裝置之負載之電力之完全中斷。
此一電力崩潰可由一發電機鬆弛速度及停止而引起，或因為一小及準尺寸下之農村AC電力變電站歸因於連接至電源供應裝置之負載超過經允許限制而突然切斷電力。
為提供上文提及之傳導角控制之改良精確度及/或為使電源供應裝置能夠處置其中第一AC電源及/或第二AC電源之頻率係未知之情況，控制器可經組態以基於第一電壓判定指示對於該第一AC電源之一週期之一量測；及基於第二電壓判定指示對於該第二AC電源之一週期之一量測。
根據各種實施例，控制器可經組態以：控制第一整流器器件及第二整流器器件以縮減一時間，在該時間期間回應於第一電壓及第一頻率之至少一者之降低，而允許電流流動通過該第一整流器器件及該第二整流器器件之各者；及/或控制第三整流器器件及第四整流器器件以縮減一時間，在該時間期間回應於第二電壓及第二頻率之至少一者之降低，而允許電流流動通過該第三整流器器件及該第四整流器器件之各者。
根據進一步實施例，控制器可經組態以：比較第一電流與一第一參考電流；且若該第一電流大於該第一參考電流，則控制第一整流器器件及第二整流器器件以縮減一時間，在該時間期間允許電流流動通過該第一整流器器件及該第二整流器器件之各者；及/或比較第二 電流與一第二參考電流；且若該第二電流大於該第二參考電流，則控制第三整流器器件及第四整流器器件以縮減一時間，在該時間期間允許電流流動通過該第三整流器器件及該第四整流器器件之各者。
此外，電源供應裝置可進一步包括連接於第一輸出終端與第二輸出終端之間之一電力轉換器件，該電力轉換器件經組態以塑造該第一輸出終端與該第二輸出終端之間之一輸出電流以遵循該第一輸出終端與該第二輸出終端之間之一輸出電壓。
上述實施例中給定之傳導角控制方案並非為控制來自輸入AC源之汲取電流之量值及藉由完整電源供應裝置汲取之有效量之電力之唯一方法。
替代性地，在又另一實施例中，嵌入於電力轉換單元或主控制區塊中之類比或數位控制系統亦可經設計以藉由控制轉變電力轉換單元操作點或操作條件以及至負載之電力轉接而降低自AC電源汲取之電力之凈量，同時在不具有主動傳導角控制或來自電橋控制單元之干涉之情況下將可控制整流器器件之全部或一些保持於一固定傳導狀態。
有利的是，控制器可經由至少一非導電驅動器連接至可控制整流器器件之至少一者。
通過該等非導電驅動器，相同控制可便利地提供至處於不同電壓位準之可控制整流器器件。該非導電驅動器可有利地選自由一隔離閘極驅動電路、一光學耦合器組成之群組。
在根據本發明之電源供應裝置之實施例中，此外，第二輸入終端及該第三輸入終端可提供為一共同輸入終端。在此等實施例中，需要較少組件且可達成一更緊緻解決方案。當第二輸入終端及第三輸入終端經提供為一共同輸入終端時，第一AC電源及第二AC電源之各者之中性線應連接至該共同輸入終端。
此外，根據本發明之各種實施例之電源供應裝置可包含於一電源供應系統中，該電源供應系統進一步包括：一第一AC電源，其連接於該電源供應裝置之第一輸入終端與第二輸入終端之間；及一第二AC電源，其連接於該電源供應裝置之第三輸入終端與第四輸入終端之間。
在各種實施例中，第一AC電源可為具有連接至第二輸入終端之中性線之一單相源；且第二AC電源可為具有連接至第三輸入終端之中性線之一單相源，其中該第二輸入終端及該第三輸入終端彼此電連接。
根據本發明之一第二態樣，提供有一種將至一電力消耗性產品之DC電力之供應自一第一AC電源切換至一第二AC電源之方法，該方法包括以下步驟：增加一時間，在該時間期間透過與該第二AC電源相關聯之至少一可控制整流器器件之傳導角控制而整流來自該第二AC電源之電力；及縮減一時間，在該時間期間透過與該第一AC電源相關聯之至少一可控制整流器器件之傳導角控制而整流來自該第一AC電源之電力。
藉由增加時間或更確切地說總時間之分率，在其期間來自第二AC電源之電力係在縮減時間(總時間之分率)(在其期間整流來自第一AC電源之電力)之前進行整流，提供至電力消耗器件之電力之連續供應。此外，此程序提高切換之安全性，此係因為一旦已連接第二AC電源，第一AC電源就將實際上不提供電流。
根據各種實施例，可逐漸增加時間，在該時間期間透過傳導角控制而整流來自第二AC電源之電力。因此，可達成該第二AC電源之一「軟啟動」，藉以可限制來自該第二AC電源之啟動電流以保護下游電路(諸如一電力轉換單元)。例如，來自第二AC電源之電力可在對應於該第二AC電源之一週期之至少一時間內自零或接近於零逐漸增加 至所要/所需電力。
可突然縮減在整流來自第一AC電源之電力期間之時間以降低切換應力。例如，可使來自第一AC電源之電力在大約幾微秒內(諸如小於1毫秒內)為零或接近於零。
概括地說，本發明係關於一種用於自一第一AC電源及一第二AC電源之至少一者提供電力至一電力消耗器件或一電力轉換器件之電源供應裝置。該電源供應裝置包括與該等第一AC電源及第二AC電源之各者相關聯之可控制整流器器件。該等可控制整流器器件係可控制以同時整流及控制藉由該等第一AC電源及第二AC電源提供之電力。
1‧‧‧電源供應系統
2‧‧‧電源供應裝置
3‧‧‧第一AC電源/第一電源
4‧‧‧第二AC電源/第二電源
5‧‧‧電力消耗器件
10‧‧‧第一輸入終端
11‧‧‧第二輸入終端/共同輸入終端或節點
12‧‧‧第三輸入終端
13‧‧‧第四輸入終端
15‧‧‧第一輸出終端
16‧‧‧第二輸出終端
18a‧‧‧第一整流器器件/整流器件/可控制整流器/可控制整流器件/可控制整流器器件
18b‧‧‧第二整流器器件/整流器件
18c‧‧‧第三整流器器件/整流器件/可控制整流器/可控制整流器件/可控制整流器器件
19a‧‧‧第一整流器器件/整流器件/可控制整流器/可控制整流器件/可控制整流器器件
19b‧‧‧第二整流器器件/整流器件
19c‧‧‧第三整流器器件/整流器件/可控制整流器/可控制整流器件/可控制整流器器件
20‧‧‧輸出終端
21‧‧‧輸出終端
24‧‧‧控制單元
25‧‧‧第一電壓感測器
26‧‧‧第二電壓感測器
27‧‧‧第一電流感測器
28‧‧‧第二電流感測器
33‧‧‧電力轉換單元
35a‧‧‧流電隔離驅動器
35b‧‧‧流電隔離驅動器
35c‧‧‧流電隔離驅動器
35d‧‧‧流電隔離驅動器
100‧‧‧第一步驟
101‧‧‧步驟
102‧‧‧步驟
103‧‧‧步驟
104‧‧‧步驟
105‧‧‧步驟
106‧‧‧步驟
107‧‧‧步驟
108‧‧‧步驟
109‧‧‧步驟
110‧‧‧步驟
111‧‧‧步驟
112‧‧‧步驟
t0‧‧‧時間
t1‧‧‧時間
t2‧‧‧時間
t3‧‧‧時間
t4‧‧‧時間
t5‧‧‧時間
t6‧‧‧時間
t7‧‧‧時間
ta‧‧‧時間週期
tb‧‧‧時間週期
tc‧‧‧時間週期
現將參考展示本發明之一例示性實施例之附圖更詳細描述本發明之此等及其他態樣，其中：圖1示意性地繪示根據本發明之一例示性實施例之一電源供應系統之一應用；圖2係示意性地繪示包括於圖1中之電源供應系統中之電源供應裝置之一方塊圖；圖3係示意性地繪示根據本發明之一實施例之一方法之一實例之一流程圖；圖4係示意性地繪示一例示性控制序列之一時序圖；及圖5a至圖5b係示意性地繪示對於圖4中所使用之「軟啟動」功能性之傳導角控制之時序圖。
在本詳細描述中，主要參考包括兩個單相AC電源且供應電力至一DC電力消耗性產品之一電源供應系統論述根據本發明之電源供應裝置及方法之各種實施例。
應注意，此並不限制本發明之範疇，該範疇同樣包含(例如)包括 額外單相AC電源以及三相AC電源之電源供應系統。此外，電源供應系統可經設計以用於供應電力至AC電力消耗性產品。
圖1示意性地繪示根據本發明之一例示性實施例之用於一電源供應系統之一應用。該電源供應系統1包括一電源供應裝置2、一第一AC電源3及一第二AC電源4且供應電力至一電力消耗器件5。
該電力消耗器件5可(例如)為電信設備。然而，應注意，該電源供應系統可用於提供電力至實際上任何電力消耗性產品。
現將參考圖2更詳細描述包括於圖1中之電源供應系統中之電源供應裝置2之一實施例。
參考圖2，電源供應裝置2包括用於連接第一AC電源3之第一輸入終端10及第二輸入終端11、用於連接第二AC電源4之第三輸入終端12及第四輸入終端13以及用於連接電力轉換單元33之第一輸出終端15及第二輸出終端16，該電力轉換單元33繼而具有供應給電力消耗器件5之輸出終端20及21，如圖2中所繪示。在圖2中所展示之較佳實施例中，第二輸入終端及第三輸入終端係提供為一共同輸入終端或節點11。此要求第一AC電源3之中性線及第二AC電源4之中性線兩者皆連接至該共同輸入終端11。
如圖2中所展示，電源供應裝置2進一步包括一第一組整流器器件18a至18c及一第二組整流器器件19a至19c。
該第一組整流器器件包括配置於第一輸入終端10與第一輸出終端15之間之一第一整流器器件18a、配置於共同輸入終端11與第一輸出終端15之間之一第二整流器器件18b及配置於第四輸出終端13與第一輸出終端15之間之一第三整流器器件18c。該第一組整流器器件之該等整流器器件18a至18c之各者如圖2中所指示般以使得至少在正常操作條件下防止電流通過該等整流器件18a至18c流動朝向各自輸入終端10至13之一方式配置。
類似地，第二組整流器器件包括配置於第一輸入終端10與第二輸出終端16之間之一第一整流器器件19a、配置於共同輸入終端11與第二輸出終端16之間之一第二整流器器件19b及配置於第四輸出終端13與第二輸出終端16之間之一第三整流器器件19c。該第二組整流器器件之該等整流器器件19a至19c之各者如圖2中所指示般以使得至少在正常操作條件下防止電流自各自輸入終端10至13流動通過該等整流器件19a至19c之一方式配置。
如圖2中使用閘流體符號所指示，第一組整流器器件之第一整流器器件18a及第三整流器器件18c以及第二組整流器器件之第一整流器器件19a及第三整流器器件19c係可控制整流器。
在此內容脈絡中，應注意，閘流體(有時亦稱為一矽控整流器(SCR))僅係一合適可控制整流器器件之一實例。其他實例包含三端雙向整流器及閘流管等。
如圖2中所展示，電源供應裝置額外包括用於控制電源供應裝置2之操作之一控制器。在圖2之例示性實施例中，該控制器包括一控制單元24、第一電壓感測器25、第二電壓感測器26、第一電流感測器27及第二電流感測器28。如圖2中示意性地繪示，該控制器進一步包括流電隔離驅動器35a至35d。
第一電壓感測器25經配置以感測(跨第一AC電源3)在第一輸入終端10與第二輸入終端11之間之電壓，且第二電壓感測器26經配置以感測(跨第二AC電源4)在第三輸入終端12與第四輸入終端13之間之電壓。自第一電壓感測器25及第二電壓感測器26提供指示經感測電壓之信號至控制單元24。
第一電流感測器27經配置以感測藉由第一AC電源3提供之電流，且第二電流感測器28經配置以感測藉由第二AC電源4提供之電流。自第一電流感測器27及第二電流感測器28提供指示經感測電流之信號至 控制單元24。
基於來自第一電壓感測器25及第二電壓感測器26及/或第一電流感測器27及第二電流感測器28之信號，控制單元24判定用於可控制整流器18a、19a、18c及19c之控制參數。為根據該等經判定控制參數來控制該等可控制整流器18a、19a、18c及19c，控制單元24經由流電隔離驅動器35a至35d提供控制信號至可控制整流器件18a、18c及19a、19c。
儘管圖2中並未特定指示，然控制單元可額外接收進一步輸入，諸如指示由電力消耗器件5所需之瞬時電力之一輸入信號。在此等實施例中，可基於此進一步輸入額外或替代性地判定用於可控制整流器18a、19a、18c及19c之控制參數。
儘管圖1或圖2中未展示，然電源供應系統1可進一步包括至少一DC電源，諸如一電池。
現將參考圖3中之流程圖描述根據本發明之實施例之一例示性方法。
在一第一步驟100中，判定是否請求電力轉換。(例如)只要啟動圖1中之電力消耗器件5，就可提供此一請求。
若經判定請求電力轉換，則該方法在步驟101中繼續進行以判定第一AC電源3當前是否經控制以提供電力。
若在步驟101中判定第一AC電源並未經控制以提供電力(係處於「關閉」)，則該方法繼續進行至步驟102且在至少一AC主電源(供電)週期之一段時期內使對於該第一AC電源3之傳導角自0%斜升至100%。此後，在步驟103中，判定第一AC電源3是否「正常」。
代替性地，若在步驟101中判定第一AC電源3當前經控制以提供電力(係處於「開啟」)，則該方法直接繼續進行至步驟103且判定該第一AC電源3是否「正常」。
步驟103中判定第一AC電源3是否「正常」可(例如)涉及：感測該第一AC電源3之一電壓、一頻率及一電流之至少一者且比較該(等)經感測參數與一或若干對應臨限值或範圍。
若在步驟103中判定第一AC電源3並不「正常」，則該方法繼續進行至步驟104以藉由使對於該第一AC電源之傳導角自100%迅速降低至0%而「關閉」該第一AC電源3。例如，該傳導角可在大約幾微秒內自100%降低至0%。此後，該方法返回至步驟100以檢查當前是否請求電力轉換。
代替性地，若在步驟103中判定第一AC電源「正常」，則該方法直接返回至步驟100以檢查當前是否請求電力轉換。
關於第二AC電源4，進行步驟105至108，步驟105至108分別對應於上文所描述步驟101至104。
若在步驟100中之判定當前未請求電力轉換(先前是否已請求電力轉換)，則該方法繼續進行至步驟109以判定第一AC電源3當前是否經控制以提供電力。若在步驟109中判定第一AC電源3當前經控制以提供電力(係處於「開啟」)，則該方法繼續進行至步驟110，於此步驟關閉第一AC電源，如上文結合步驟104之描述所描述般。此後，該方法返回至步驟100以檢查當前是否請求電力轉換。
代替性地，若在步驟109中判定第一AC電源係處於「關閉」，則該方法直接返回至步驟100以檢查當前是否請求電力轉換。
關於第二AC電源4，進行分別對應於上文所描述步驟109及110之步驟111及112。
現將參考圖4中之時序圖描述可由使用圖3中之方法控制圖2中之電源供應裝置所引起之一例示性控制序列。
圖4中之時序圖自頂部至底部包含繪示電力轉換單元33中之電力(通過該電力轉換單元33之總電力)、電力轉換請求狀態、第一AC電源 3之傳導角控制、第二AC電源4之傳導角控制、第一電源3之狀態(「正常」或「不正常」)及第二電源4之狀態(「正常」或「不正常」)之圖表。
在時間t0處，接收啟動電力轉換之一命令。因為第一AC電源3及第二AC電源4兩者皆處於「關閉」及「正常」，所以電源供應裝置2經控制以「軟啟動」該第一AC電源3及該第二AC電源4。
現將參考圖2及圖5a至圖5b中之時序圖描述根據本發明之實施例之此「軟啟動」。
圖5a繪示隨時間而變化之跨第一AC電源3之電壓且圖5b繪示在使用傳導角控制之一「軟啟動」序列之一部分期間隨時間而變化之自該第一AC電源3提供至電力轉換單元33之電壓。
在第一半週期結束時，參考圖2之可控制整流器器件18a經控制以在圖5a至圖5b中所指示之時間週期ta期間允許電流之通過。在第二半週期結束時，可控制整流器器件19a經控制以在圖5a至圖5b中所指示之時間週期tb期間允許電流之通過。在第三半週期結束時，可控制整流器器件18a再次經控制以在圖5a至圖5b中所指示之時間週期tc期間允許電流之通過。因為tc>tb>ta，所以藉由第一AC電源3提供至電力轉換單元33之電力逐漸增加--第一AC電源3經「軟啟動」或「斜升」。
現返回參考圖4，第一AC電源3及第二AC電源4兩者皆如上文所描述自時間t0啟動般軟啟動。此意謂如圖4中之頂部圖表所示意性地指示般將電力提供至電力轉換單元33。
在時間t1處，經判定第一AC電源3並不「正常」。由於此判定，將直接控制可控制整流器器件18a及19a以防止電流傳遞通過該等可控制整流器器件18a及19a，此意謂藉由第一AC電源3提供至電力轉換單元33之電力將更多或更少瞬時降低至零。
在時間t2處，經判定第一AC電源3係再次「正常」且其將再次如上文所描述般軟啟動。
在時間t3處，經判定第二AC電源4並不「正常」。由於此判定，將直接控制可控制整流器器件18c及19c以防止電流傳遞通過該等可控制整流器器件18c及19c，此意謂藉由第二AC電源4提供至電力轉換單元33之電力將更多或更少瞬時降低至零。
在時間t4處，經判定第二AC電源4係再次「正常」且其將再次如上文所描述般軟啟動。
在時間t5處，第一AC電源3及第二AC電源4兩者皆經判定為「不正常」。由於此判定，第一AC電源3及第二AC電源4兩者皆將如上文所描述般切斷且通過電力轉換單元33之電力將下降至零。
在時間t6處，第二AC電源4再次經判定為「正常」且再次軟啟動。當電力足夠高時重新啟動電力轉換單元33。
最後，在時間t7處，接收停止電力轉換之一邏輯請求且關閉第二AC電源4。
2‧‧‧電源供應裝置
3‧‧‧第一AC電源
4‧‧‧第二AC電源
10‧‧‧第一輸入終端
11‧‧‧第二輸入終端/共同輸入終端或節點
12‧‧‧第三輸入終端
13‧‧‧第四輸入終端
15‧‧‧第一輸出終端
16‧‧‧第二輸出終端
18a‧‧‧第一整流器器件/整流器件/可控制整流器/可控制整流器件/可控制整流器器件
18b‧‧‧第二整流器器件/整流器件
18c‧‧‧第三整流器器件/整流器件/可控制整流器/可控制整流器 件/可控制整流器器件
19a‧‧‧第一整流器器件/整流器件/可控制整流器/可控制整流器件/可控制整流器器件
19b‧‧‧第二整流器器件/整流器件
19c‧‧‧第三整流器器件/整流器件/可控制整流器/可控制整流器件/可控制整流器器件
20‧‧‧輸出終端
21‧‧‧輸出終端
24‧‧‧控制單元
25‧‧‧第一電壓感測器
26‧‧‧第二電壓感測器
27‧‧‧第一電流感測器
28‧‧‧第二電流感測器
33‧‧‧電力轉換單元
35a‧‧‧流電隔離驅動器
35b‧‧‧流電隔離驅動器
35c‧‧‧流電隔離驅動器
35d‧‧‧流電隔離驅動器

Claims (15)

  1. 一種用於自一第一AC電源及一第二AC電源之至少一者提供電力至一電力消耗器件或一電力轉換器件之電源供應裝置，該電源供應裝置包括：第一輸入終端及第二輸入終端，其等用於將該第一AC電源連接於該第一輸入終端與該第二輸入終端之間；第三輸入終端及第四輸入終端，其等用於將該第二AC電源連接於該第三輸入終端與該第四輸入終端之間；第一輸出終端及第二輸出終端，其等用於將該電力消耗器件或該電力轉換器件連接於該第一輸出終端與該第二輸出終端之間；複數個整流器器件，其等包括：以使得防止電流自該第一輸出終端流動至該等輸入終端之各者之一方式將該等輸入終端之各者與該第一輸出終端電連接之至少一整流器器件；及以使得防止電流自該等輸入終端流動至該第二輸出終端之一方式將該等輸入終端之各者與該第二輸出終端電連接之至少一整流器器件，其中以下之各者：該複數個整流器器件之將該第一輸入終端與該第一輸出終端電連接之一第一整流器器件；該複數個整流器器件之將該第一輸入終端與該第二輸出終端電連接之一第二整流器器件；該複數個整流器器件之將該第四輸入終端與該第一輸出終端電連接之一第三整流器器件； 該複數個整流器器件之將該第四輸入終端與該第二輸出終端電連接之一第四整流器器件，皆係一可控制整流器器件，其可控制以允許或防止電流流動通過該可控制整流器器件。
  2. 如請求項1之電源供應裝置，其中該電源供應裝置進一步包括：一控制器，其連接至該等可控制整流器器件之各者以用於控制通過該等可控制整流器器件之電流流動。
  3. 如請求項2之電源供應裝置，其中該控制器經組態以：控制該第一整流器器件及該第二整流器器件以僅在對於該第一AC電源之每半週期之一部分期間允許電流流動通過該第一整流器器件及該第二整流器器件之至少一者；及/或控制該第三整流器器件及該第四整流器器件以僅在對於該第二AC電源之每半週期之一部分期間允許電流流動通過該第三整流器器件及該第四整流器器件之至少一者。
  4. 如請求項3之電源供應裝置，其中該控制器經組態以：控制該第一整流器器件以僅在對於該第一AC電源之每正半週期之一部分期間允許電流流動通過該第一整流器器件，且控制該第二整流器器件以僅在對於該第一AC電源之每負半週期之一部分期間允許電流流動通過該第二整流器器件；及/或控制該第三整流器器件以僅在對於該第二AC電源之每正半週期之一部分期間允許電流流動通過該第三整流器器件，且控制該第四整流器器件以僅在對於該第二AC電源之每負半週期之一部分期間允許電流流動通過該第四整流器器件。
  5. 如請求項3或4之電源供應裝置，其中該控制器經組態以：控制該第一整流器器件及該第二整流器器件以逐漸增加一時間，在該時間期間允許電流流動通過該第一整流器器件及該第 二整流器器件之各者；及/或控制該第三整流器器件及該第四整流器器件以逐漸增加一時間，在該時間期間允許電流流動通過該第三整流器器件及該第四整流器器件之各者。
  6. 如請求項2至4中任一項之電源供應裝置，其中該控制器進一步包括：第一感測電路，其經配置以感測藉由該第一AC電源提供之一第一電壓、一第一頻率及一第一電流之至少一者；及第二感測電路，其經配置以感測藉由該第二AC電源提供之一第二電壓、一第二頻率及一第二電流之至少一者。
  7. 如請求項6之電源供應裝置，其中該控制器經組態以：基於該第一電壓來控制該第一整流器器件及該第二整流器器件；及基於該第二電壓來控制該第三整流器器件及該第四整流器器件。
  8. 如請求項6之電源供應裝置，其中該控制器經組態以：基於該第一電壓判定指示對於該第一AC電源之一週期之一量測；及基於該第二電壓判定指示對於該第二AC電源之一週期之一量測。
  9. 如請求項6之電源供應裝置，其中該控制器經組態以：控制該第一整流器器件及該第二整流器器件以縮減一時間，在該時間期間回應於該第一電壓及該第一頻率之至少一者之降低，而允許電流流動通過該第一整流器器件及該第二整流器器件之各者；及/或控制該第三整流器器件及該第四整流器器件以縮減一時間， 在該時間期間回應於該第二電壓及該第二頻率之至少一者之降低，而允許電流流動通過該第三整流器器件及該第四整流器器件之各者。
  10. 如請求項6之電源供應裝置，其中該控制器經組態以：比較該第一電流與一第一參考電流；且若該第一電流大於該第一參考電流，則控制該第一整流器器件及該第二整流器器件以縮減一時間，在該時間期間允許電流流動通過該第一整流器器件及該第二整流器器件之各者；及/或比較該第二電流與一第二參考電流；且若該第二電流大於該第二參考電流，則控制該第三整流器器件及該第四整流器器件以縮減一時間，在該時間期間允許電流流動通過該第三整流器器件及該第四整流器器件之各者。
  11. 如請求項1至4中任一項之電源供應裝置，其中該電源供應裝置進一步包括連接於該第一輸出終端與該第二輸出終端之間之一電力轉換器件，該電力轉換器件經組態以塑造該第一輸出終端與該第二輸出終端之間之一輸出電流以遵循該第一輸出終端與該第二輸出終端之間之一輸出電壓。
  12. 一種電源供應系統，其包括：該如前述請求項中任一項之電源供應裝置；一第一AC電源，其連接於該電源供應裝置之該第一輸入終端與該第二輸入終端之間；及一第二AC電源，其連接於該電源供應裝置之該第三輸入終端與該第四輸入終端之間。
  13. 如請求項12之電源供應系統，其中；該第一AC電源係具有連接至該第二輸入終端之中性線之一單相源；及 該第二AC電源係具有連接至該第三輸入終端之中性線之一單相源，該第二輸入終端及該第三輸入終端彼此電連接。
  14. 一種將至一電力消耗器件之DC電力之供應自一第一AC電源切換至一第二AC電源之方法，該方法包括以下步驟：增加一時間，在該時間期間透過與該第二AC電源相關聯之至少一可控制整流器器件之傳導角控制而整流來自該第二AC電源之電力；及縮減一時間，在該時間期間透過與該第一AC電源相關聯之至少一可控制整流器器件之傳導角控制而整流來自該第一AC電源之電力。
  15. 如請求項14之方法，其中：逐漸增加該時間，在該時間期間整流來自該第二AC電源之電力。
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