。
[0073]系统概述(0100)
[0074]本发明的一较佳系统实施例已在图1(0100)中显示。在此实施例中，多个供电源(PSS) (0110、0111、0119)(通常包含一个主电源(PPS)以及一个次电源(SPS))被用以服务多个供电单元(PSU) (0140、0141、0149)，所述供电单元(0140、0141、0149)供电给一个或多个被保护的负载装置(PLD) (0150,0151,0159) ο在此实施例中，所述供电源(PSS) (0110、
0111.0119)是被电源状态检测(PCS)电路(0120)监控，该电源状态检测(PCS)电路(0120)提供输入给一个数字控制切换网络(DSN) (0130)，该数字控制切换网络(DSN) (0130)将所述供电源(PSS) (0110、0111、0119)与所述供电单元(PSU) (0140,0141,0149)互连。
[0075]所述供电单元(PSU) (0140、0141、0149)是交流+直流电源供应器，其被详细地描述于名称为不断电电源系统及方法(UNINTERRUPTABLE POWER SUPPLY SYSTEMAND METHOD)的美国专利申请案，发明人为Victor K.J.Lee、于USPT0的申请日(filedelectronically)为8/15/2014、申请号3014/461, 110以及名称为不断电电源系统及方法(UNINTERRUPTABLE POWER SUPPLY SYSTEM AND METHOD)的美国专利申请案，发明人为 Victor K.J.Lee，于 USPT0 的申请日(filed electronically)为 10/8/2014，申请号14/509，454，并在此纳入参考。在此实施例中，本发明描述在这些现有应用中配置该不断电电源供应系统的系统及方法，该些现有应用经由供电源至供电单元装置的失效切换(failover switching)提供不断电服务给受保护的装置。该失效切换包含用以监控该供电源的电源状态检测电路(0120)及一个将该供电源与该供电单元相连接的数字控制切换网络(0130)ο
[0076]如参考文献美国专利申请案(申请号14/461，110及申请号14/509，454)所述，该电力控制器(0190)的使用包含一个微控制器(microcontroller)数字计算仪器(0191)，其执行从一个计算机可读取媒体(0192)读取的机器指令，且其被用以连接电源状态检测(PCS)电路(0120)及该数字控制切换网络(DSN) (0130)，以配置该供电源(PSS) (0110、
0111.0119)与该交流+直流电供电单元(PSU)(0140,0141,0149)及由所述供电单元(0140,0141,0149)服务的该被保护的负载装置(PLD) (0150,0151,0159)之间的电力连结。该数字计算仪器(0191)能用以合并或扩增该电源状态检测(0120)及该控制接口以启动及配置该数字控制切换网络(0130)。
[0077]方法概述(0200)
[0078]该系统架构如图1(0100)所示，是典型的与一个如图2所示的总体方法相关，并且包含下列步骤:
[0079](1)借由该电源状态检测电路，监控来自一主电源(PPS)的线电压的状态(0201)；
[0080](2)借由该电源状态检测电路，监控一来自一次电源(SPS)的线电压的状态
(0202)；
[0081](3)确认该主电源电压是否在预定的范围内，若是继续步骤(4)，若否，则进行步骤(8)(0203)；
[0082](4)等待该主电源电压稳定(0204)；
[0083](5)启动该数字控制切换网络以将该次电源自该供电单元断开(0205)；
[0084](6)等待一供电源发生相位转换(0206);
[0085](7)启动该数字控制切换网络以将该主电源连接至该供电单元并且回到步骤(1)
(0207)，以继续监控主、次电源装置线电压的状态；
[0086](8)启动该数字控制切换网络以将该主电源自该供电单元断开(0208)；
[0087](9)若该次电源是一交流电源，则等待次电源发生相位转换(0209);及
[0088](10)启动该数字控制切换网络以将该次电源连接至该供电单元并且回到步骤
(1)(0210)ο
[0089]熟知此领域的技艺者将了解这些方法步骤可以被增加或重新布建而不限于本发明的教示。这个一般性地概要方法可借由在此描述的各种各样的组件而增加，以产生包含这个整体设计所描述的多种实施例。
[0090]示范性电源状态检测(0300)
[0091]如图1(0100)通常所描述的，该电源状态检测(PCS) (0120)运作并监控所述供电源(PSS) (0110,0111,0119)的电源状态。在一典型的组态中，该电源状态检测(0120)是被配置成监控至少一主电源(0111)。
[0092]如图3所示(0300)，一典型电源状态检测以下述方法来实现监控一主电源(0310)交流电源。该主电源(0310)输出是经由一过零检测器(Z⑶)(0320)处理以判断该主电源(0310)交流电讯号的正及负交流电相位时序。
[0093]这个相位的信息即被用以同步一频率产生器(0330)，该频率产生器(0330)是做为一损耗积分器峰值检测器(0340)的输出的一取样频率。该频率产生器(0330)是被配置成大约以该主电源(0310)的该线频率的数倍运作，并将之与该主电源(0310)电源同步以允许在该主电源(0310)波形的封包内有一个取样频率边缘被可靠地定位。该取样频率边缘决定该主电源(0310)电压何时被取样以供量测。
[0094]该损耗积分器峰值检测器(0340)积分自该主电源输出的交流波形的一正(或负)部分并且将之维持(借由一取样保持(0350)或等效电路)。然后该来自该主电源(0310)输出的被取样的正或负峰值被借由一数位比较器(0370)与一参考产生器(0360)的输出做比较。该比较器(0370)的数字输出被一正反器(0380)闩锁以产生讯号，该讯号表示互补的主电源电力佳及主电源电力差。
[0095]需注意的是所述的组态会决定是否已达成一 1 一相位周期电力佳状态(0380)。该系统也可以包含一第二正反器(0390)以延迟该数字控制切换网络的启动直到该数字控制切换网络的切换被启动之前至少一完整的主电源交流相位已被检测呈现”佳”。在本发明的其他较佳的实施例中，该切换延迟也可以被优化成包含具有额外的正反器阶级的额外的延迟。本领域的通常技术者能了解该延迟除了一被检测到的相位计数延迟外，也可以合并一些绝对时间延迟。
[0096]示范性组态控制操作(0400)
[0097]如图1(0100)所示，该电源状态检测(PCS) (0120)的运作协同该数字控制切换网络(DSN) (0130)以配置所述供电源(0110,0111,0119)与所述供电单元(0140,0141,0149)间的链接以服务所述被保护的负载装置(0150、0151、0159)。图4(0400)显示与在一典型主电源及次电源的架构中被监测的供电源相关的典型波形。
[0098]在此例中，一被监测的交流电主电源(0410)与一电力佳临界值(0419)相关，该电力佳临界值(0419)定义在一正转换相位中的点，供电源电压在该正转换相位被当成可容许的。在该第一正相位(0411)期间该电压达到该电力佳临界值(PGT) (0419)，但在该第二正相位(0413)期间该电压未达到该电力佳临界值(PGT) (0419)的需求。对于每个交流相位极性(0411、0412、0413、0414)，一过零检测器(0420)是被配置成产生一相对应于正相位(0421、0423)及负相位(0422、0424)状态的数字讯号。该过零检测器(0420)的输出是用以同步化在该供电源电压之中的电压准位的检测。
[0099]一损耗积分器峰值检测器(lossy integrator peak detector) (0430)用以侦测如所示的该主电源(PPS)的该电压准位，并且可以被多样化的方法配置，包括如图所示的一电路(0439)。虽然只有显示二个峰值(0431、0433)的正峰值的检测，一相似的电路(0439)(图中未显示，但使用一反向二极管)也可以被用以检测负相位峰值的负峰值电压准位。
[0100]一被同步地闸控且配置于该过零检测器(Z⑶)(0420)的频率产生器(0440)，并借此在该损耗积分器峰值检测器(0430)的波形封包(0441、0443)的内部范围之中定出频率的边缘，以撷取该正相位波形电压(0411、0413)的状态。该被捕捉的电压状态是锁定一相位周期以做为一电力良好讯号(PGS) (0450)，该电力良好讯号(PGS) (0450)可以表指一电力良好状态(0451)或一电力失效状态(0453)。
[0101]一旦该主电源电力状况被确认，该数字控制切换网络启动该适当的主电源开关(0460)以启动该主电源连结(当该主电源电力为佳)(0461)以及停用该主电源连结(当该主电源电力为差)(0463)。该互补式的数字控制切换网络也启动该适当的次电源开关(0470)以启动该次电源连结(当该主电源电力为差)(0473)以及停用该次电源连结(当该主电源电力为佳)(0471)。
[0102]示范性过零检测器(0500)
[0103]就图3(0300)揭露的广义化系统方块图而言，数个过零检测器(ZCD)是可被实现地，两个可能的实现方式于图5(0500)中进行揭露。其中一实施例(0510)使用电容耦合(0512)至一被输入至一数字比较器(0514)的截波网络(0513)来实现该供电源(0511)的侦测。另一个实施例(0520)使用电感耦合(0522)至一被输入至一数字比较器(0524)的截波网络(0523)来实现该供电源(0521)的侦测。上拉电阻(0515、0525)调节所述比较器(0514，0524)输出成数字化的准位。示范性的输入及检测波形(0530)是为了参考的目的而被说明。
[0104]示范性电压检测/开关(0600)
[0105]在图6(0600)中揭露数个在图3(0300)系统方块图中实现主电源电压检测的组件。在这范例式电压检测以及开关的原理图中，该供电源(0611)是被与该检测器归纳地隔离(0612)并透过一截波分压器网络(0613)进行处理。该截波分压器网络(0613)的输出是供一运算放大器(0614)使用，以形成一虚拟接地，并供一损耗积分器峰值检测器(0615)使用。该损耗积分器峰值检测器(0615)的输出借由一数字比较器(0617)与一电压参考产生器(0616)的参考输出相比较。该数位比较器(0617)的输出将依据该供电源(0611)电源的该相位电压时序而变化。
[0106]为了决定适当的时序以量测供电源(0611)电压，一与该供电源(0611)同步的频率产生器(0618)产生一脉冲序列，该脉冲序列在该供电源(0611)交流波形的该中间相位部分的期间提供频率给一正反器(0619)，并且在这中间相位时间将该比较器(0617)输出锁定。该正反器(0619)的输出(解释成高态有效)产生相位电力良好/差状态，其可供该数字控制切换网络(DSN)用以启动/停止该供电源与下游交流+直流供电单元(PSUs)之间的连接。如图6(0600)所示的该较佳的时序波形(0630)中，由该同步的频率产生器(0618)提供的该取样时序协同由该参考产生器(0616)产生的参考电压以确保该正反器(0619)的输出反映该供电源(0611)在该交流输入的一相位周期中的一失效。这允许快速启动该数字控制切换网络去替换电源以确保该被保护的负载装置不会遭受电力中断。
[0107]示范性不断电电源系统整合(0700)
[0108]图7(0700)说明在该不断电电源构造的脉络中的该电源供应配置系统(如图1(0100)所示)的整合，该不断电电源构造在美国专利申请案(申请号14/461，110及申请号14/509,454)中被描述。该电力控制器(0710)、电池转换开关(0720)、电池充电器(0730)、交流电+直流电源供应器(PSU) (0750)、交流电源选择器AC (0770)、以及旁路(0780)被连接在一起，且如文中所述是使用PCS电源感测以及电源控制硬件去影响该数字控制切换网络内的切换。
[0109]图7(0700)说明被本发明所支持的该不断电电源系统的唯--个后端的实现。其他如上述的专利申请案中所述应用也适于纳入如图7(0700)以及本发明专利申请案中的其他图式所述的该电源供应配置系统。
[0110]示范性数字控制切换网络切换实现
[0111]用于连接该供电源及该供电单元的该数字控制切换网络(DSN)可以包含多种能借由使用多种组件来实现的切换功能。一些示范的切换实现在图8(0800)中被描述，其中该数字控制切换网络(0830)被说明为包含一个或更多个下列电路组件:
[0112].传统的继电器或电磁开关(0831)；
[0113].传统的继电器/电磁开关串联互补式硅控整流器(SCRs) (0832);
[0114]?互补式绝缘闸双极晶体管(IGBTs)(单独使用或以如图式的