输入冗余电源电路及其控制方法与流程

1.本发明主要涉及配电系统中的电源切换，尤其涉及具有自动转换开关(ats)电路的输入冗余电源和控制方法。


背景技术：

2.配电系统中的继电器开关可操作为选择性地向负载供电或中断向负载供电。当多个电源中的一个电源变得异常时，继电器开关从异常电源切换到另一个电源，以便继续向负载供电。在这继电器开关切换过程中，由于电源提供的输入电压大于输出电压，可能产生很高的瞬时电流，例如浪涌电流或高浪涌电流。更具体地，该瞬时电流可能超过继电器开关的容限，并且继电器开关的电触点可能由于继电器开关的断开和闭合而磨损。


技术实现要素：

3.至少一个示例性实施例涉及一种输入冗余电源电路，所述输入冗余电源电路包括功率转换器、继电器开关单元、控制单元、大容量电容器和升压转换器。所述继电器开关单元包括耦合到第一电源的第一继电器电路和耦合到第二电源的第二继电器电路。所述控制单元被配置为控制所述继电器开关单元，使得所述功率转换器由所述第一电源或所述第二电源供电。所述大容量电容器由功率转换器供电，所述升压转换器耦合在功率转换器和大容量电容器之间。当所述继电器开关单元从所述第一电源和所述第二电源中的一个切换到所述第一电源和所述第二电源中的另一个时，所述升压转换器保持所述大容量电容器两端的电压高于所述第一电源的电压或所述第二电源的电压。
4.至少一个示例性实施例涉及一种控制输入冗余电源电路的方法，所述方法包括：检测到经由大容量电容器向负载供电的主电源的继电器开关闭合，且副电源的继电器开关断开；确定主电源发生故障；启用升压转换器；以及当主电源的继电器开关断开且副电源的继电器开关闭合时，通过升压转换器保持大容量电容器两端的电压高于副电源的电压。
5.至少一个示例性实施例涉及一种控制输入冗余电源电路的方法，包括：检测到经由大容量电容器向负载供电的主电源的继电器开关闭合和副电源的继电器开关断开，确定主电源已经发生故障，将由主电源供电的附加电源与大容量电容器断开连接，启用升压转换器，并且当主电源的继电器开关断开且副电源的继电器开关闭合时，通过升压转换器保持大容量电容器两端的电压高于副电源的电压。来自附加电源的电压被加到大容量电容器的电压上，以保持大容量电容器两端的电压高于副电源的电压。所述方法还包括限制附加电源的充电，以防止在主电源的继电器开关断开和副电源的继电器开关闭合之后，将附加电源连接到大容量电容器时在继电器开关上产生浪涌电流。
6.本发明实施方式提供的输入冗余电源电路及控制方法实现了继电器开关在零电流下进行切换。
附图说明
7.图1示出了本发明实施例的输入冗余电源电路的示意图；
8.图2示出了本发明实施例的输入冗余电源电路的操作的时序波形图；
9.图3a和3b示出了本发明的实施例的输出调节电路的示意图；
10.图4示出了本发明实施例中一种可选的自动转换开关(automatic transfer switching,简称ats)继电单元的示意图；
11.图5示出了本发明实施例一种可选的ats继电单元的示意图；
12.图6是本发明实施例的控制输入冗余电源电路的方法的流程图。
具体实施方式
13.下面结合输入冗余电源电路来描述本发明的实施例。
14.图1示出了根据本发明的实施例的输入冗余电源电路的示意图。输入冗余电源电路100包括自动转换开关(ats)继电单元104，input_a电压感测电路116，input_b电压感测电路120，功率因数校正(power factor correction,pfc)转换器124和控制器128，ats继电单元104包括继电器电路108、112，继电器电路108具有继电器开关s1，继电器电路112具有继电器开关s2。继电器电路108耦合到输入电压input_a，继电器电路112耦合到输入电压input_b。需要注意的是，输入电压input_a和输入电压input_b可以是两个交流输入电压，一个交流输入电压和一个高压直流输入电压(如240v dc)，或者是两个高压直流输入电压(如240v dc)。
15.input_a电压感测电路116耦接于继电器电路108与输入电压input_a之间，用以感测输入电压input_a是否正常工作。input_a电压感测电路116随后向控制器128提供指示输入电压input_a是否正常工作的感测信号sense_a。同样，input_b电压感测电路120耦接于继电器电路112与输入电压input_b之间，用以感测输入电压input_b是否正常工作。input_b电压感测电路120随后将指示输入电压input_b是否正常工作的感测信号sense_b提供给控制器128。input_a电压感测电路116和input_b感测电路120的细节可以以本领域技术人员公知的方式实现，在此不详细描述。来自控制器128的驱动信号drive_1激活ats继电单元104，使得继电器电路108和继电器电路112分别断开或闭合继电器开关s1和s2，使得输入电压input_a或输入电压input_b耦合到pfc转换器124。pfc转换器124将输入电压(ac或dc)提升为dc高压输出。
16.输入冗余电源电路100还包括浪涌限制电路132、输出调节电路156、c
bulk
电容器172和负载176。涌流限制电路132包括r1电阻136和s3继电器开关140。浪涌限制电路132耦合到pfc转换器124，并且r1电阻器136与s3继电器开关140并联。根据本发明的一个实施例，浪涌限制电路132用于在上电过程期间限制浪涌电流。s3继电器开关140是常开继电器开关，但是当电源工作时继电器开关是闭合的，使得来自电源的电能流过s3继电器开关140而避开流过r1电阻器136。r1电阻器136可以是常规电阻器或热电阻器。来自控制器128的驱动信号drive_2激活s3继电器开关140以打开或闭合s3继电器开关140。此外，来自控制器128的驱动信号drive_3接通和断开pfc转换器124。根据本发明的一个实施例，负载176可以是dc/dc(直流-直流)转换器或dc/ac(直流-转换器)。或者，输出可以是直流高压输出。
17.如图3a和3b所示，输出调节电路156包括升压转换器357a，357b、及rs电阻器344、
qs开关348和cs电容器352。如图3a所示，升压转换器357a包括da二极管360、qa晶体管364和la电感器368(此类通常称呼为增压转换器)。如图3b所示，升压转换器357b包括da二极管360、qa晶体管364和ta变压器358(此类通常称为隔离开关转换器)。尽管上面描述了两种类型的升压转换器，但在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以使用其它类型的升压转换器。cs电容器352是在输入源中断期间用作c
bulk
电容器172的储能电容器。
18.来自控制器128的驱动信号drive_4激活qs开关348以打开或闭合qs开关348。此外，来自控制器128的驱动信号drive_5(通常是惯常的脉宽调制(pulse width modulation，pwm)信号)激活qa晶体管364以使qa晶体管364处于打开或关闭状态。qa晶体管364是半导体开关，例如，qa晶体管364可以是但不限于金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mosfet)或绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)。虽然rs电阻器344、qs开关348和cs电容器352是输出调节电路156的一部分，但这些部件可以作为单独的部件提供。同样，虽然升压转换器357a包括da二极管360、qa晶体管364和la电感器368，升压转换器357b包括da二极管360、qa晶体管364和ta变压器358，但是这些部件也可以作为单独的部件提供。
19.根据本发明的输入冗余电源电路100的操作的一个实施例，当输入电压input_a是主输入电压源或默认输入电压源时，输入电压input_b是副输入电压源或备用输入电压源。根据本发明的另一替代实施例，输入电压input_b也可以充当主输入电压源。两个输入电压源都可以是交流或直流输入电压源。或者，输入电压源中的一个可以是ac输入电压源，而输入电压源中的另一个可以是dc输入电压源。input_a电压感测电路116用于对输入电压input_a进行电压监测。input_a电压感测电路116产生的感测信号sense_a被发送到控制器128。input_b电压感测电路120产生的感测信号sense_b被发送到控制器128。
20.继电器电路108被提供至输入电压input_a，用于将输入电压input_a与pfc转换器124及负载176耦合或解除输入电压input_a与pfc转换器124及负载176的耦合。可选地，继电器电路112被提供至输入电压input_b，用于将输入电压input_b与pfc转换器124及负载176耦合或解除输入电压input_b与pfc转换器124及负载176的耦合。继电器开关s1和s2可以采取如下文详细描述的各种形式。除了输入电压监控之外，控制器128还控制ats继电单元104以及pfc转换器124。尽管在附图中仅示出了一个控制器，但在不脱离本发明的精神和范围的情况下，ats继电单元104和/或pfc转换器124可以用单独的控制器或多个控制器来控制。
21.pfc转换器124用于功率因数校正。根据本发明的一个实施例，pfc转换器124将ats继电单元104提供的输入电压input_a和input_b中的输入ac或dc电压调节为c
bulk
电容器172两端的dc高电压v
bulk
(输出电压)。因此，c
bulk
电容器172由pfc转换器124通过浪涌限制电路132供电，以产生输出电压v
bulk
。pfc转换器124的输出经由浪涌限制电路132耦合到输出调节电路156。在正常操作期间，当qs开关348处于闭合状态时，cs电容器352还由pfc转换器124的输出充电。根据本发明的一替代实施例，浪涌限制电路132可以置于ats继电单元104和pfc转换器124之间，而不是置于pfc转换器124之后。在本发明的另一替代实施例中，浪涌限制电路132可以与c
bulk
电容器172串联连接。
22.在c
bulk
电容器172被充电至峰值之后，继电器开关s3处于闭合状态。在电源供电从输入电压input_a切换至输入电压input_b或者从输入电压input_b切换至输入电压input_
a后，继电器开关s3处于闭合状态。在正常操作期间(当电源不中断时)或在ats过程期间或之后，继电器开关s3通常处于闭合状态。因此，在ats过程期间，如果瞬时输入电压高于输出电压v
bulk
，则将有浪涌电流流过继电器开关s3对c
bulk
电容器172充电。
23.在正常操作期间，qs开关348通常导通或间歇导通，以保持cs电容器352两端的电压和c
bulk
电容器172两端的电压大致相同。换句话说，qs开关348通常导通或间歇导通以对cs电容器352和c
bulk
电容器172充电以使二者处于近似相同的电平。同时，升压转换器357a、357b被禁用，由此qa晶体管364处于开路状态。由于在升压转换器357a、357b中不存在功率转换，因此升压转换器357a、357b不影响pfc转换器124的操作，输出电压v
bulk
由pfc转换器124调制。
24.当主输入电压源或默认输入电压源(例如，输入电压input_a)不能正常供电时，例如发生异常损耗电压条件或异常欠压条件，c
bulk
电容器172放电，仍然提供输出电压给负载176，因此c
bulk
电容器172两端的电压，即输出电压v
bulk
下降。根据本发明的一个实施例，控制器128发送驱动信号drive_4以使qs开关348关断。在qs开关348关断后，cs电容器352和c
bulk
电容器172之间的耦合去除并开始放电。此时，控制器128发送驱动信号drive_4以启用升压转换器357a、357b，以将cs电容器352的能量(即，增加cs电容器352两端的电压)提升至调节输出电压v
bulk
。输出电压v
bulk
由qa晶体管364的占空比(d)根据下式调节：v
bulk
＝vcs/(1-d)，其中占空比d在0～1范围内变化。当cs电容器352两端的电压由于放电而降低以向负载176提供电能时，占空比d增加以将输出电压v
bulk
保持在调节输出电压，例如400v dc。
25.升压转换器357a、357b可以一直运行直至cs电容器352两端的电压由于cs电容器352放电而变得非常低。因此，存储在cs电容器352中的能量可以尽可能多地提供给负载176，并且保持输出电压v
bulk
总是大于输入电压，即输入电压input_a。cs电容器352的所需电容量可通过下式计算：1/2cs(vcs12-vcs22)＝(pout/η)xts，其中vcs1为cs电容上的初始电压，vcs2为cs电容放电结束时的电压，pout为负载功率，η为升压转换器效率，ts为随时间推移的ats总开关时间(这取决于输入电压故障检测时间、继电器开关操作时间和其他时间延迟)。例如，在输出负载为3000w、ats总开关时间为16ms，升压转换器效率为0.9，cs电容初始电压为400v dc和结束放电电压150v dc的情况下，cs电容所需的存储电容量约为980μf。例如，在电容容差为20％时，该值可达1250μf。
26.之后，控制器128发送驱动信号drive_3以关断pfc转换器124。然后，控制器128发送驱动信号drive_1以激活ats继电单元104，以断开继电器开关s1和闭合继电器开关s2，将输入电压从输入电压input_a切换到输入电压input_b。当继电器开关s2的触点闭合时，由于输出电压v
bulk
高于输入电压，输入电压input_b和pfc转换器124被禁用，没有电流流向pfc转换器124，也没有电流流向cs电容器352或c
bulk
电容器172。因此，由于所有ats继电器开关s1和s2工作在零电流切换条件下，提高了继电器开关的可靠性和切换寿命。
27.在继电器开关s2处于闭合状态后，控制器128发送驱动信号drive_3以接通pfc转换器124，输出电能由输入电压input_b提供给负载176，负载176与异常输入电压input_a去耦。在延迟一些时间后，控制器128发送驱动信号drive_5以禁用升压转换器357a、357b，发送驱动信号drive_4激活接通qs开关348。此后，cs电容器352可以被输入电压input_b或大电压v
bulk
充电。用于对cs电容器352充电的电流由rs电阻器344进行限制。因此，在继电器开关或其它半导体器件(例如qs晶体管348或pfc转换器124中的晶体管)上没有浪涌电流。当
从输入电压input_b切换到输入电压input_a时，也同样存在类似的操作。
28.图2示出了根据本发明的实施例的用于输入冗余电源电路100的操作的时序波形图200。如图2所示，波形204为输入电压input_a的波形，波形208为输入电压input_b的波形，波形212为输出电压v
bulk
的波形，波形216为cs电容的电压波形，波形220为qs开关的波形，波形224为升压变换器的波形，波形228为pfc变换器的波形，波形232为继电器开关s1的波形，波形236为继电器开关s2的波形。例如，输入电压input_a是默认电源，输入电压input_b是备用电源。如图2所示，波形232示出继电器开关s1处于闭合状态(enabled)，耦合到负载176并向负载提供能量，波形236示出继电器开关s2处于断开状态(disabled)，用作与负载之间解除耦合的备用电源。在时刻t0，输入电压input_a被中断或丢失，如波形204中所示。然而，负载仍然耦合到pfc转换器，pfc转换器仍然从c
bulk
电容器中获取电流，并且开始降低输出电压v
bulk
，如波形212在时间t0处所示。同样在时刻t0，cs电容器两端的电压也降低，如波形216所示。在时刻t1，监控输入电压input_a故障的控制器关闭qs开关，如波形220所示，以解除cs电容器和c
bulk
电容器之间的耦合。在时刻t2，从t1起经过数微秒延迟(例如，100μs)后，控制器使能升压转换器，如波形224所示。升压转换器将cs电容中的能量升压至调节输出电压v
bulk
(例如400v dc)。根据本发明的一个实施例，经调节的电压高于输入电压源的峰值电压(例如，对于264v ac输入电压，最大值为373v)。在时刻t3，控制器关断pfc转换器以禁用pfc转换器，如波形228中所示。在时刻t4，控制器发送信号以断开继电器开关s1和闭合继电器开关s2，分别如波形232和236所示。在时刻t4，在继电器切换过程中，电源从输入电压input_a转换至输入电压input_b。由于pfc转换器未工作，因此没有浪涌电流流向pfc转换器；输出电压v
bulk
总是被调节得高于输入电压源，因此没有电流对c
bulk
电容器充电；并且qs开关在ats过程中关断，因此没有充电电流至cs电容。因此，继电器开关s1和s2在零电流条件下切换。
29.在时刻t5，在继电器开关s1已经被确认为断开且继电器开关s2已经被确认为闭合的数毫秒之后(如波形232和236中的虚线所示)，控制器发送信号以使能pfc转换器，如波形228中所示，并提供输入电压input_b以向负载提供能量。在时刻t6，控制器发送信号以关断升压转换器，如波形224所示，并发送信号以接通qs开关，如波形220所示，以对cs电容器充电。cs电容器充电，为下一次输入电源切换做准备。流向cs电容器的电流受rs电阻限制，因此继电器开关或其他半导体器件上没有浪涌电流应力。
30.根据本发明的一个实施例，控制器可从输入电压input_a处接收指示输入电压input_a已恢复的感测信号。控制器接收到此感测信号后，先发送驱动信号关断qs开关，再发送驱动信号使能升压转换器，之后再发送信号禁用pfc转换器。然后，控制器向ats继电单元发送驱动信号，以闭合继电器开关s1并断开继电器开关s2，从而从输入电压input_b切换到输入电压input_a。在启用ats继电单元之后，且仅在继电器切换过程完成之后，控制器才发送信号以启用pfc转换器。之后，控制器发送驱动信号禁用升压转换器，并向qs开关发送驱动信号使cs电容充电。
31.图4示出了根据本发明的实施例的替代ats继电单元400的示意图。ats继电单元400包括具有继电器开关s1-s4的继电器电路404和具有继电器开关s5-s8的继电器电路408。继电器电路404是常闭开关单元，继电器电路408是常开开关单元。根据本发明的一个实施例，图4所示的继电器电路404和继电器电路408可分别实现输入冗余电源电路100中的
继电器电路108和继电器电路112的功能。
32.图5示出了根据本发明的实施例的替代ats继电单元500的示意图。ats继电单元500包括具有继电器开关s1和s2的继电器电路504及具有继电器开关s3和s4以及继电器开关s5和s6的继电器电路508。继电器开关s5和s6是双触点继电器开关，构成双触点继电器单元。具体地，继电器开关s5和s6可以是单刀双掷(single-pole double-throw，spdt)继电器开关或双刀双掷(double-pole double-throw，dpdt)继电器开关。继电器开关s5的常闭触点耦合到继电器开关s1，继电器开关s5的常开触点耦合到继电器开关s3。继电器开关s6的常闭触点耦合到继电器开关s2，且继电器开关s6的常开触点耦合到继电器开关s4。继电器开关s5和s6可以将输入电压input_a和输入电压input_b中的一个提供给pfc转换器。根据本发明的一个实施例，图5中所示的继电器电路504、继电器电路508和继电器开关s5和s6可以实现如图1所示的输入冗余电源电路100中的继电器电路108和继电器电路112的功能。
33.图6是根据本发明实施例的控制输入冗余电源电路的方法的流程图。控制输入冗余电源电路的方法600的步骤的一般顺序在图6中示出。然方法600可以包括更多或更少的步骤，或者可以具有不同于图6所示的步骤顺序。此外，可以将两个或更多个步骤组合为一个步骤。一般地，方法600以开始操作604开始，并以结束操作640结束。该方法可以由一组由数据处理系统执行并被编码或存储在计算机可读介质上的计算机可执行指令实施。在此，将参考系统和组件、模块、软件、数据结构、用户界面等来解释方法600。
34.方法600可以在步骤604处开始并进行到步骤608，在步骤608中，控制器提供控制信号以在主电源将被用于向负载供电时闭合主电源的继电器开关，在副电源将被用作备用电源时断开副电源的继电器开关。方法600前进到判定步骤612，在判定步骤612中控制器使用例如感测电路来确定主电源中是否发生了故障。如果在判定步骤612中判断主电源中没有故障(“否”)，则方法600返回到步骤608。如果在判定步骤612中判断主电源中存在故障(“是”)，则方法600前进到步骤616，在步骤616中，控制器提供控制信号以断开c
bulk
电容器和cs电容器的连接。在断开c
bulk
电容器和cs电容器的连接之后，方法600前进到步骤620，在步骤620中控制器提供控制信号以使能升压转换器，以调节输出电压v
bulk
使之高于输入电压。cs电容器两端的电压加到c
bulk
电容器两端的电压上，以保持输出电压v
bulk
高于输入电压。在输出电压v
bulk
被调节后，方法600前进到步骤624，在步骤624，控制器发送控制信号以禁用pfc转换器。在pfc转换器被禁用后，方法600前进到步骤628，在步骤628中控制器提供控制信号以断开主电源上的继电器开关及并闭合副电源上的继电器开关。随后，方法600前进到步骤632，在步骤632中控制器在确认断开主电源上的继电器开关及闭合副电源上的继电器开关的继电器切换操作完成后，发送控制信号以使能pfc转换器，副电源开始向负载提供能量。
35.方法600前进到步骤636，在步骤636中控制器发送控制信号以禁用升压转换器并接通qs开关对cs电容器充电，为下一ats过程作准备。对cs电容器进行充电的充电电流被限制，以便在控制器提供控制信号断开主电源上的继电器开关和闭合副电源上的继电器开关之后，在连接c
bulk
电容器和cs电容器时防止继电器开关上出现浪涌电流。方法600可结束于步骤640。
36.根据本发明的替代实施例，当副电源向负载供应备用电力，副电源上的继电器开关闭合及主电源上的继电器开关断开时，可以应用上述方法。
37.本文所描述的步骤、功能和操作中的任何一个都可以连续地和自动地执行。
38.以上已经描述了本发明涉及输入冗余电源电路的示例性系统和方法。然而，为了避免不必要地模糊本发明，前面的描述省略了许多已知的结构和装置。该省略不应被解释为对所要求保护的发明的范围的限制。对具体细节进行阐述以提供对本发明的理解。然而，应当理解，本发明可以以超出本文阐述的具体细节的多种方式来实践。
39.此外，虽然本文所示的示例性实施例示出了系统的多个搭配使用的组件，但系统的某些组件可以远程设置，位于分布式网络如lan和/或因特网的远距离位置处，或者位于专用系统内。因此，应当理解，系统的组件可以组合成一个或多个设备，例如服务器，通信设备，或者配置在分布式网络的特定节点上，例如模拟和/或数字电信网络，分组交换网络或电路交换网络。从前面的描述中可以理解，出于计算效率的原因，系统的组件可以布置在组件的分布式网络内的任何位置，且不影响系统的操作。
40.此外，应当理解，连接元件的各种链路可以是有线或无线链路，或其任意组合，或者能够向连接元件提供数据和/或从连接元件传送数据的任何其它已知或稍后开发的元件。这些有线或无线链路也可以是安全链路，能够传送加密信息。用作链路的传输介质，例如，可以是用于电信号的任何合适的载体，包括同轴电缆、铜线和光纤，并且可以采取声波或光波的形式，例如在无线电波和红外数据通信期间产生的那些声波或光波。
41.虽然已经针对特定的事件序列讨论和示出了流程图，但是应当理解，可以对该序列进行改变，添加和省略，而不会实质性地影响所公开的实施例的运行、配置和各方面。
42.可以使用本发明的多个变体和修改。可以提供披露的某些特征而不提供其他特征。
43.在又一实施例中，本发明的系统和方法可以结合专用计算机、编程微处理器或微控制器和外围集成电路元件、asic或其它集成电路、数字信号处理器，硬连线电子或逻辑电路诸如分立元件电路、可编程逻辑器件或门阵列诸如pld、pla、fpga及pal、专用计算机、任何类似装置等来实现。通常，能够实现本文所示方法的任何设备或装置可用于实现本发明的各个方面。可用于本发明的示例性硬件包括计算机、手持设备、电话(例如，蜂窝式电话、因特网电话、数字电话、模拟电话、混合电话及其它)、以及本领域已知的其它硬件。这些设备中的一些包括处理器(例如，单个或多个微处理器)、内存、非易失性存储器、输入设备和输出设备。此外，还可以选用替代的软件实现方式包括但不限于分布式处理或组件/对象分布式处理、并行处理或虚拟机处理来实现本文所述的方法。
44.在又一实施例中，所公开的方法可以容易地结合使用对象或面向对象软件开发环境的软件来实现，所述对象或面向对象软件开发环境提供可在各种计算机或工作站平台上使用的可移植源代码。可选地，所公开的系统可以使用标准逻辑电路或vlsi设计部分地或全部地采用硬件实现。是使用软件还是硬件来实现本发明的系统取决于系统的速度和/或效率要求、特定功能、以及使用的特定软件或硬件系统或微处理器或微型计算机系统。
45.在又一实施例中，所公开的方法可以部分地以软件实现，所述软件可以存储在存储介质上，在控制器和存储器的协同下在可编程的通用计算机上执行，或者在专用计算机、微处理器等上执行。在这些实例中，本发明的系统和方法可以被实现为嵌入在个人计算机上的程序，例如小应用程序，或cgi脚本，或作为驻留在服务器或计算机工作站上的资源，作为嵌入在专用测量系统、系统组件等中的例程等。还可以通过将系统和/或方法物
理地合并到软件和/或硬件系统中来实现该系统。
46.尽管本发明参照特定标准和协议描述了在实施例中实现的组件和功能，但是本发明不限于这些标准和协议。在此未提及的其它类似标准和协议存在且视为包括在本发明中。此外，本文提及的标准和协议以及本文未提及的其它类似标准和协议周期性地被具有基本相同功能的更快或更有效的等同物所取代。具有相同功能的这种替换标准和协议视为等同物包括在本发明中。
47.描述的组件、方法、过程、系统和/或设备，包括其各种实施例，子组合和子集。在理解本发明之后，本领域技术人员将理解如何制造和使用本文公开的系统和方法。在各种实施例，配置和各方面，本发明包括在不存在本文未描述和/或描述的事项的情况下，或者在各种实施例，配置或各方面，包括在不存在可能已经在先前的设备或过程中使用的事项的情况下，提供设备和过程，例如，用于改进性能，容易实现和/或降低实现的成本。
48.为了说明和描述的目的，已经给出了对本发明的前述讨论。前述内容并不旨在将本发明限于本文所公开的一种或多种形式。例如，在前述具体实施方式中，基于精简本发明的目的，本发明的各种特征在一个或多个实施例、配置或各方面被组在一起。本发明的实施例、配置或各方面的特征可以组合在不同于上述实施例、配置或各方面的替代实施例、配置或各方面中。本发明的方法不应被解释为反映所要求的公开要求比每个权利要求中明确叙述的特征更多特征的意图。相反，如所附权利要求所反映的，本发明创新方面少于单个前述公开的实施例、配置或各方面的所有特征。因此，下面的权利要求被结合到此具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为本发明的单独优选实施例。
49.此外，尽管本发明的描述已经包括对一个或多个实施例、配置或各方面以及某些变体和修改的描述，但是在理解本发明之后，其它变体、组合和修改也在本发明的范围内，例如在本领域技术人员的技术和知识范围内。本发明旨在获得包括在允许范围内的可选实施例、配置或各方面的权利，包括与所要求保护的那些可选的、可互换的和/或等效的结构、功能、范围或步骤，无论这些可选的、可互换的和/或等效的结构、功能、范围或步骤是否在本文中公开，并且不打算公开专用于任何可专利的主题。
50.实施例包括输入冗余电源电路，所述输入冗余电源电路包括功率转换器、继电器开关单元、控制单元、大容量电容器和升压转换器。继电器开关单元包括耦合到第一电源的第一继电器电路和耦合到第二电源的第二继电器电路。所述控制单元被配置为控制所述继电器开关单元，使得所述功率转换器由所述第一电源或所述第二电源供电。大容量电容器由功率转换器供电，升压转换器耦合在功率转换器和大容量电容器之间。当所述继电器开关单元从所述第一电源和所述第二电源中的一个切换到所述第一电源和所述第二电源中的另一个时，所述升压转换器保持所述大容量电容器两端的电压高于所述第一电源的电压或所述第二电源的电压。
51.上述输入冗余电源电路的各方面还包括第一感测电路，其耦合到第一继电器电路并被配置为感测第一电源是否正常工作并向控制单元提供第一感测信号以指示第一电源是否正常工作，以及第二感测电路，其耦合到第二继电器电路并被配置为感测第二电源是否正常工作并向控制单元提供第二感测信号以指示第二电源是否正常工作。
52.上述输入冗余电源电路的各方面包括：继电器开关单元被配置为默认地将第一电源的电压供应到功率转换器。
53.上述输入冗余电源电路的各方面包括：控制单元被配置成产生第一控制信号和第二控制信号，第一控制信号用于控制继电器开关单元以解除第一电源和第二电源中的一个与功率转换器的耦合，第二控制信号用于控制继电器开关单元以将第一电源和第二电源中的另一个耦合到功率转换器。
54.上述输入冗余电源电路的各方面包括：控制单元被配置成在继电器开关单元响应于第一控制信号解除第一电源和第二电源中的一个与功率转换器之间的耦合之前使能升压转换器。
55.上述输入冗余电源电路的各方面包括：控制单元被配置成在继电器开关单元响应于第一控制信号解除第一电源和第二电源中的一个与功率转换器之间的耦合之前禁用功率转换器，使功率转换器停止工作。
56.上述输入冗余电源电路的各方面包括：控制单元被配置成，在接收到继电器开关单元响应于第二控制信号将第一电源和第二电源中的另一个耦合到功率转换器的确认之后，启用功率转换器开始工作。
57.上述输入冗余电源电路的各方面包括：控制单元被配置成在继电器开关单元响应于第二控制信号将第一电源和第二电源中的另一个耦合到功率转换器之后禁用升压转换器。
58.上述输入冗余电源电路的各方面包括：第一电源、第二电源包括ac电源或dc电源。
59.上述输入冗余电源电路的各方面包括：在第一电源或第二电源中检测到故障之后，功率转换器停止工作。
60.上述输入冗余电源电路的各方面包括功率转换器被配置成增大由继电器开关单元连接的第一电源或第二电源中的一个的电压。
61.本发明实施例包括一种控制输入冗余电源电路的方法，包括：检测到经由大容量电容器向负载供电的主电源的继电器开关闭合，且副电源的继电器开关断开；确定主电源发生故障；启用升压转换器；以及当主电源的继电器开关断开并且副电源的继电器开关闭合时，通过升压转换器保持大容量电容器两端的电压高于副电源的电压。
62.上述控制输入冗余电源电路的方法的各方面还包括：禁用位于主和副电源与负载之间的功率转换器。
63.上述控制输入冗余电源电路的方法的各方面包括：在主电源的继电器开关断开、且副电源的继电器开关闭合之前禁用功率转换器。
64.上述控制输入冗余电源电路的方法的各方面还包括：在确认主电源的继电器开关断开，且副电源的继电器开关闭合之后使能功率转换器。
65.上述控制输入冗余电源电路的方法的各方面还包括禁用升压转换器。
66.上述控制输入冗余电源电路的方法的各方面包括：在功率转换器已经被启用之后禁用升压转换器。
67.上述控制输入冗余电源电路的方法的各方面包括：主电源与副电源包括ac电源或dc电源。
68.上述控制输入冗余电源电路的方法的各方面包括：功率转换器被配置成增大主和副电源的电压。
69.本发明实施例包括一种控制输入冗余电源电路的方法，包括：检测到经由大容量
电容器向负载供电的主电源的继电器开关闭合和副电源的继电器开关断开；确定主电源发生了故障；断开由主电源供电的附加电源与大容量电容器之间的连接；启用升压转换器，当主电源的继电器开关断开且副电源的继电器开关闭合时，通过升压转换器保持大容量电容器两端的电压高于副电源的电压。来自附加电源的电压被加到大容量电容器的电压上，以保持大容量电容器两端的电压高于副电源的电压。该方法还包括限制附加电源的充电，以防止在主电源的继电器开关断开和副电源的继电器开关闭合之后，将附加电源连接到大容量电容器时在继电器开关上产生浪涌电流。
70.短语“至少一个”、“一个或多个”、“或”和“和/或”都是开放式表达，在操作上既可合取也可析取。例如，表达式“a、b和c中的至少一个”、“a、b或c中的至少一个”，“a、b和c中的一个或多个”，“a、b和/或c”和“a、b或c”中的每一个表示单独a、单独b、单独c、a和b一起、a和c一起、b和c一起、或a，b和c一起多种情况。
71.术语“一个”实体是指该实体中的一个或多个。因此，术语“一个”、“一个或多个”和“至少一个”可以在本文中可互换地使用。还应注意，术语“包括”、“包含”和“具有”可以互换使用。
72.如本文所使用的术语“自动”及其变体，指的是任何过程或操作，其通常是连续的或半连续的，在执行过程或操作时没有实质性的人工输入而完成。然而，过程或操作可以是自动的，即使过程或操作的执行使用实质或非实质的人工输入，只要输入是在过程或操作的执行之前接收的。如果人工输入影响过程或操作的执行方式，则认为人工输入是实质性的。启动执行过程或操作的人工输入不被认为是“实质性的”。
73.本发明的各方面可以采取完全是硬件的实施例，完全是软件(包括固件、常驻软件、微代码等)的实施例或组合软件和硬件方面的实施例的形式，在此，这些软件和硬件方面一般都被称为“电路”、“模块”或“系统”。一个或多个计算机可读介质的任何组合可以利用。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。
74.计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统/设备/装置，或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非穷尽列表)将包括以下内容：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(cd-rom)、光存储设备、磁存储设备或前述的任何合适组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是包含或存储供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备一起使用的程序的任何有形介质。
75.计算机可读信号介质可以包括其包含计算机可读程序代码的传播数据信号，例如，在基带中或作为载波的一部分。这样的传播信号可以采取各种形式中的任何形式，包括但不限于电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质外的任何计算机可读介质，且可以通信、传播或传输供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备一起使用的程序。采用计算机可读介质实现的程序代码可以使用任何适当介质来传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、rf等，或前述的任何适当组合。
76.本文所使用的术语“确定”、“计算”及其变体可互换地使用，并且包括任何类型的方法、过程、数学运算或技术。