电源系统以及电源系统的控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种电源系统以及电源系统的控制方法，其中电源系统包括：第一交流源和第二交流源；线路切换模块；可控AC/DC转换模块，电性耦接于线路切换模块，用于将线路切换模块输出的交流电转换成直流电；后级电源模块，电性耦接于可控AC/DC转换模块，用于将可控AC/DC转换模块输出的直流电转换成负载所需的电信号；控制模块，电性耦接于线路切换模块和可控AC/DC转换模块，接收第一交流源和第二交流源的工作状态信号，并在第一交流源和所述第二交流源其中正常工作的一个发生故障时，控制线路切换模块切换至第一交流源和第二交流源其中另一正常工作的交流源。采用本发明提供的电源系统及控制方法，可以降低成本，提高可靠性。
【专利说明】电源系统以及电源系统的控制方法【技术领域】
[0001]本发明涉及电源技术，尤其涉及一种电源系统以该电源系统的控制方法。
【背景技术】
[0002]在科学技术高速发展的今天，越来越多的电子装置需要不间断电源(Uninterrupted Power Supply,UPS)来供电,例如医疗设备以及服务器等。但通常UPS的价格非常高，特别是对于功率要求不高的场合不是很适用，所以非常有必要设计出新型的可靠性高、效率高且成本低的通用不间断电源。
[0003]图1所示为现有技术中的一种冗余电源系统的电路框图。该系统包含两个交流(Alternating Current, AC)源 lla、llb 以及两个交流-直流(AC/DC)转换模块 12a、12b，两个AC/DC转换模块12a、12b的输出端通过二极管Dl、D2进行并联，再给最终的负载13供电。在该电源系统中，只要任何一路输入电源有电，即可以保证负载13可靠工作。
[0004]但是,该冗余电源系统必须要有两个AC/DC转换模块12a、12b,而在电源系统中，AC/DC转换模块的成本相对于其他组件要高，这就导致了该电源系统整体成本升高。
[0005]而且，每一个AC/DC转换模块必须按照负载13所需的最大功率进行设计，以保证在只有单路输入(例如，其中一个交流源出现掉电等故障)时仍然能够为负载13提供最大功率，使得该电源系统需要占用更大的空间，以及增加该电源系统的成本。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种电源系统及该电源系统的控制方法，以便降低电源系统的成本和减小所需空间。
`[0007]本发明提供了一种电源系统，包括:
[0008]第一交流源和第二交流源；
[0009]线路切换模块；
[0010]可控AC/DC转换模块，电性耦接于所述线路切换模块，用于将所述线路切换模块输出的交流电转换成直流电；
[0011]后级电源模块，电性耦接于所述可控AC/DC转换模块，用于将所述可控AC/DC转换模块输出的直流电转换成负载所需的电信号；
[0012]控制模块，电性耦接于所述线路切换模块和所述可控AC/DC转换模块，接收所述第一交流源和第二交流源的工作状态信号，并在所述第一交流源和所述第二交流源其中正常工作的一个发生故障时，控制所述线路切换模块切换至所述第一交流源和第二交流源其中另一正常工作的交流源。
[0013]本发明还提供了一种电源系统的控制方法，所述电源系统包括第一交流源、第二交流源、控制模块、线路切换模块以及后级电源模块，所述控制方法包括:
[0014]接收所述第一交流源和所述第二交流源的工作状态信号，并在所述第一交流源和所述第二交流源其中正常工作的一个发生故障时，控制所述线路切换模块切换至所述第一交流源和所述第二交流源其中另一正常工作的交流源。
[0015]本发明提供的电源系统及控制方法，利用了一个线路切换模块、一个控制模块和一个可控AC/DC转换模块来实现不间断电源系统。与现有技术相比，由于该电源系统中仅需要一个可控AC/DC转换模块，所需的AC/DC转换模块数量减少，因而节省了成本，且减小了所需空间。尽管与现有技术相比增加了一个线路切换模块和控制模块，然而与AC/DC转换模块相比，线路切换模块和控制模块的成本、所需空间以及功率消耗均比较小，因而总体上而言，本发明提供的电源系统成本较低、功率密度提高而且功耗较少。
[0016]通过以下参照附图对本发明实施例进行说明，帮助更进一步理解本发明所公开的内容及权利要求书所要保护的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1所示为现有技术中的一种冗余电源系统的电路框图；
[0018]图2示例性示出本发明电源系统一实施例的电路框图；
[0019]图3示例性示出本发明电源系统另一个实施例的电路框图；
[0020]图4示例性示出本发明电源系统另一个实施例的电路框图；
[0021]图5示例性示出本发明电源系统另一个实施例的电路框图；
[0022]图6示例性示出本发明电源系统另一个实施例的电路框图；
[0023]图7和图8分别示出了本发明电源系统的一种情况下的示例性电压波形和电流波形；
[0024]图9和图10分别示出了本发明电源系统的另一种情况下的示例性电压波形和电流波形；
[0025]图11示例性示出本发明电源系统控制方法一实施例的流程图；
[0026]图12示例性示出本发明电源系统控制方法的另一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面将详细描述本发明的实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。
[0028]图2示例性示出本发明电源系统一实施例的电路框图，该电源系统200包括第一交流源21a、第二交流源21b、线路切换模块24、可控AC/DC转换模块22、后级电源模块26以及控制模块25。
[0029]可控AC/DC转换模块22电性耦接于线路切换模块24，用于将线路切换模块24输出的交流电转换成直流电。该可控AC/DC转换模块22可以包括能够在控制模块25的控制之下开始或停止将交流电转换成直流电的各种电子器件。例如，可控AC/DC转换模块22可以通过用晶闸管结合整流器件(例如整流桥)来实现。
[0030]后级电源模块26电性耦接于可控AC/DC转换模块22，用于根据可控AC/DC转换模块22输出的直流电形成负载28所需的电信号。
[0031]控制模块25电性耦接于线路切换模块24和可控AC/DC转换模块22，接收第一交流源21a和第二交流源21b的工作状态信号，并在第一交流源21a和第二交流源21b其中正常工作的一个发生故障时(亦即，控制模块25接收到第一交流源21a和/或第二交流源21b的故障信号)，控制线路切换模块24切换至第一交流源21a和第二交流源21b其中另一正常工作的交流源。
[0032]在本申请的实施例中，一个交流源发生故障可以是指该交流源发生掉电等。例如，可以通过检测第一交流源21a和第二交流源21b的电压来确定是否出现故障。需要指出的是，也可以检测第一交流源21a和第二交流源21b的其他电学参数来确定是否故障。关于检测第一交流源21a和第二交流源21b是否故障的方法和装置均为现有技术，在此不在展开详述。尽管图2中未明确示出，然而本领域技术人员可以理解，在控制模块25和第一交流源21a和第二交流源21b之间可以具有与所采用的检测方法对应的直接或非直接的电性率禹接关系。
[0033]图2所示的电源系统与图1所示的电源系统相比，一个显著不同之处在于，图1中需要两个AC/DC转换模块，而图2中只需要一个可控AC/DC转换模块。
[0034]在电源系统中，AC/DC转换模块的成本相对较高，功耗大，而且占用空间多。本发明图2所不的电源系统中，用一个线路切换模块、一个控制模块和一个可控AC/DC转换模块来代替现有技术中的两个AC/DC转换模块，所使用的AC/DC转换模块的数量减少。因而与图1所示的现有技术中的电源系统相比，图2所示的电源系统成本低。而且，由于体积减小，电源系统所需空间减小，因而功率密度提高。此外，功耗也得以减小。
[0035]尽管与现有技术相比增加了一个线路切换模块和控制模块，然而与AC/DC转换模块相比，线路切换模块和控制模块的成本以及功率消耗均比较小，因而总体上而言，本发明提供的电源系统成本较低而且功耗较少。
[0036]在图2所示的电源系统中，可控AC/DC转换模块22可以由控制模块25来控制。当第一交流源21a和第二交流源21b其中正常工作的一个发生故障时，控制模块25可以先断开可控AC/DC转换模块22的控制信号，再控制线路切换模块24切换至第一交流源21a和第二交流源21b其中另一正常工作的交流源，然后使能可控AC/DC转换模块22的控制信号。这样，可以实现一种比较可靠的切换。
[0037]图3示例性示出本发明电源系统另一个实施例的电路框图。该电源系统中，后级电源模块26包括功率因数校正(PFC)模块261和电源转换模块262。
[0038]电源转换模块262用于将PFC模块261输出的电能进行转换并为负载28供电。该电源转换模块262可以是DC/DC转换模块，也可以是DC/AC转换模块。
[0039]PFC模块261电性耦接于可控AC/DC转换模块22与电源转换模块262之间。具体地，PFC模块的第一输入端81和第二输入端82电性耦接于可控AC/DC转换模块22，PFC模块261的第一输出端83和第二输出端84电性耦接于电源转换模块262。该PFC模块261用于提高电源系统的功率因数。
[0040]该PFC模块261中可以包括一个母线电容Cbus，该母线电容Cbus的两端分别电性耦接于PFC模块261的第一输出端83和第二输出端84，并且该母线电容Cbus位于PFC模块261和电源转换模块262之间。
[0041]本领域技术人员可以理解，在母线电容Cbus之前可以设置各种结构来实现提高功率因数的效果，因而图3中未详细示出PFC模块中母线电容Cbus之前的详细结构。
[0042]在图3所示的电源系统中，从两个交流源21a和21b输出的是交流电。在切换过程中，如果在控制模块25控制可控AC/DC转换模块22工作的同时可控AC/DC转换模块22的输入电压Vin的瞬时值大于PFC模块261中母线电容Cbus两端的电压Vbus，则有可能Vin会对该母线电容Cbus进行放电，从而有可能损坏线路切换模块24、可控AC/DC转换模块以及PFC模块261中的器件。
[0043]因而，为了实现安全可靠的切换，控制模块25可以在第一交流源21a和第二交流源21b其中正常工作的一个发生故障时，首先断开可控AC/DC转换模块22的控制信号，然后控制线路切换模块24切换至第一交流源21a和第二交流源21b其中另一正常工作的交流源，之后在接收到可控AC/DC转换模块22的输入电压Vin的瞬时值小于Vbus后，再使能可控AC/DC转换模块22的控制信号，即控制可控AC/DC转换模块22开始工作。这样，就可以避免出现在使能可控AC/DC转换模块22的控制信号的瞬间Vin对后级电源模块中的母线电容Cbus放电，产生大的冲击电流的情况。
[0044]图4示例性示出本发明电源系统另一个实施例的电路框图。与图2所示的实施例相比，该实施例中的电源系统还包括辅助电源模块27。该辅助电源模块27电性耦接于第一交流源2la、第二交流源21b和控制模块25，用于接收来自第一交流源21a和/或第二交流源21b输出的交流电，并输出控制模块25所需的电信号。
[0045]图4所示的电源系统中，辅助电源模块27将第一交流源21a和第二交流源21b中至少一个的交流电转换为控制模块25所需的电信号。也就是说，无论是在电源系统的启动阶段还是在正常工作阶段，第一交流源21a和第二交流源21b中只要有一个正常工作，就可以保证向控制模块的供电正常，而并不需要在启动阶段要求第一交流源21a和第二交流源21b均正常工作。需要指出，当电源系统启动完成后，也可以由母线电容Cbus上的电压给线路切换模块24、可控AC/DC转换模块22中的一些电路组件供电，例如线路切换模块24中的继电器、可控AC/DC转换模块22中的启动继电器以及晶闸管等，提高了电源系统的稳定性以及工作效率。
[0046]除了给控制模块25供电之外，辅助电源模块27也可以给电源系统中其他模块供电。例如，线路切换模块24和可控AC/DC转换模块22中的一些电路组件正常工作时需要的供电信号也可以由辅助电源模块27来提供。
[0047]当然，图4所示的辅助电源模块27也可以应用于图3所示的电源系统。
[0048]图5示例性示出本发明电源系统另一个实施例的电路框图。该实施例中，可控AC/DC转换模块22包括可控AC/DC转换单元221和软启动单元222。可控AC/DC转换单元221电性耦接于线路切换模块24、控制模块25以及后级电源模块26。软启动单元222电性耦接于可控AC/DC转换单元221、后级电源模块26以及控制模块25，用于抑制该电源系统200启动时的冲击电流。
[0049]该软启动单元222可以包括开关元件Ks和冲击抑制电阻Rs。开关元件Ks电性耦接于可控AC/DC转换单元221和控制模块25，在控制模块25的控制下在电源系统的启动阶段闭合并且在正常启动后断开。冲击抑制电阻Rs电性耦接于开关元件Ks与后级电源模块26之间。例如，该开关元件Ks可以是启动继电器，该启动继电器的主触点一端电性耦接于可控AC/DC转换单元221的输出端，另一端电性耦接于该冲击抑制电阻Rs，其控制线圈电性耦接于控制模块25，受到控制模块25的控制。
[0050]在电源系统启动时，控制模块25控制开关元件Ks闭合，由于冲击抑制电阻Rs的作用，可以抑制电源系统中的冲击电流，避免电源系统中的组件由于冲击电流而损害，进而保证了电源系统的寿命。在启动完毕后，控制模块25可以控制开关元件Ks断开。
[0051]在图5所示的实施例中，冲击抑制电阻Rs直接与后级电源模块26电性耦接，也就是说，在电路框图中，冲击抑制电阻Rs在后而开关元件Ks在前。可替代地，可以是冲击抑制电阻Rs在前而开关元件Ks在后。
[0052]关于图5中可控AC/DC转换单元221的具体结构参见下文对于图6的描述。
[0053]需要说明的是，在可控AC/DC转换模块22包括可控AC/DC转换单元221和软启动单元222的情况下，前文所述的使能可控AC/DC转换模块22的控制信号具体而言是指使能可控AC/DC转换单元221的控制信号。
[0054]图6示例性示出本发明电源系统另一个实施例的电路框图。该实施例中，可控AC/DC转换单元221包括第一晶闸管SCRl、第二晶闸管SCR2和整流桥BI。
[0055]第一晶闸管SCRl的阳极电性耦接于线路切换模块24，其阴极电性耦接于后级电源模块26的第一输入端,具体而言,该后级电源模块26的第一输入端可以是指PFC模块261的第一输入端81。第二晶闸管SCR2的阳极电性耦接于线路切换模块24，其阴极电性耦接于后级电源模块26的第一输入端。第一晶闸管SCRl和第二晶闸管SCR2的控制端均接收控制模块25输出的控制信号。
[0056]整流桥BI的第一输入端INa电性耦接于线路切换模块24以及第一晶闸管SCRl的阳极，整流桥BI的第二输入端INb电性耦接于线路切换模块24以及第二晶闸管SCR2的阳极，整流桥BI的第一输出端OUTa电性耦接于软启动单元222中的开关元件Ks的第一端。该开关元件Ks，例如是启动继电器。具体地，整流桥BI的第一输出端OUTa电性耦接于该启动继电器的主触点开关的第一端。开关元件Ks的第二端(例如启动继电器主触点开关的第二端)电性耦接于冲击抑制电阻Rs的一端。启动继电器的控制端(例如线圈)电性耦接于控制模块25，受到控制模块25的控制。冲击抑制电阻Rs的另一端电性耦接于第一晶闸管SCRl的阴极、第二晶闸管SCR2的阴极和后级电源模块26的第一输入端的共接点，整流桥BI的第二输出端OUTb电性耦接于后级电源模块26的第二输入端，具体而言，该后级电源模块26的第二输入端可以是指PFC模块261的第二输入端82。
[0057]线路切换模块24电性耦接于第一交流源21a、第二交流源21b、可控AC/DC转换模块22以及控制模块25。当第一交流源21a和第二交流源21b其中正常工作的一个发生故障时，控制模块25控制该线路切换模块24切换至第一交流源21a和第二交流源21b其中另一正常工作的交流源。
[0058]该线路切换模块24可以包括四个切换开关，分别是第一切换开关K1、第二切换开关K2、第三切换开关K3和第四切换开关K4。
[0059]这四个切换开关可以由一个功率继电器来实现。例如，该功率继电器可以具有四个触点开关，其中，两个常开，两个常闭。
[0060]或者，这四个切换开关也可以由两个功率继电器来实现，其中每个功率继电器具有两个触点开关；每个继电器的两个触点开关均是常开型，或者均是常闭型，或者一个是常开型而另一个是常闭型。
[0061]或者，这四个切换开关可以由四个功率继电器来实现，每个功率继电器具有一个触点开关，每个触点开关均可以是常开型或常闭型。
[0062]控制模块25控制这四个切换开关执行切换动作。例如，控制模块25可以通过功率继电器的线圈来控制各个切换开关的动作。例如，该线圈可以电性耦接于控制模块25。
[0063]第一切换开关Kl的第一端til电性I禹接于第一交流源21a的第一输出端,例如火线(L)，第一切换开关Kl的第二端tl2电性耦接于可控AC/DC转换模块22的第一输入端，该可控AC/DC转换模块22的第一输入端可以是指整流桥BI的第一输入端INa和第一晶闸管SCRl的阳极的共接点。
[0064]第二切换开关K2的第一端t21电性耦接于第一交流源21a的第二输出端，例如零线(N)，第二切换开关K2的第二端t22电性耦接于可控AC/DC转换模块22的第二输入端，该可控AC/DC转换模块22的第二输入端可以是指整流桥BI的第二输入端INb和第二晶闸管SCR2的阳极的共接点。
[0065]第三切换开关K3的第一端t31电性耦接于第二交流源21b的第一输出端，第三切换开关K3的第二端t32电性耦接于第一切换开关Kl的第二端tl2。
[0066]第四切换开关K4的第一端t41电性耦接于第二交流源21b的第二输出端，第四切换开关K4的第二端t42电性耦接于第二切换开关K2的第二端t22。
[0067]图6中可控AC/DC转换模块22也包括可控AC/DC转换单元221和软启动单元222。可控AC/DC转换单元221和软启动单元222的具体结构以及工作原理可以参见前文参照图5进行的描述。
[0068]下面详细描述图6所示的电源系统的工作原理。
[0069]首先描述电源系统启动时的工作过程。
[0070]首先，辅助电源模块27开始工作，给控制模块25供电，并且可以给电源系统200的线路切换模块24、可控AC/DC转换模块中的一些电路组件供电，例如线路切换模块24中的继电器、可控AC/DC转换模块22中的启动继电器等。
[0071]当至少一个交流源的输入电压正常时，控制模块25先断开可控AC/DC转换单元中的两个晶闸管SCRl和SCR2的控制信号，再闭合软启动单元222中的开关元件Ks，然后在一定延时后(延时时间为开关元件Ks完全闭合所需要的时间)控制线路切换模块24切换到正常工作的一个交流源。如果两个交流源21a和21b均正常，则可以切换到预先指定为主交流源的一个交流源，例如第一交流源21a。控制模块25在一定延时(该延时能够保证线路切换模块24可靠动作，即线路切换模块24切换到了一个正常工作的交流源所需要的时间)后，当Vin瞬时值小于Vbus时，控制模块25使能两个晶闸管SCRl和SCR2的控制信号。控制模块25在一定延时(该延时能够保证两个晶闸管SCRl和SCR2可靠导通)后，断开开关元件Ks。后级电源模块26中的电源转换器262在一定的延时后开始工作,可以输出能量给负载28。
[0072]该开关元件Ks和冲击抑制电阻Rs串联，用来抑制该电源系统200启动时的冲击电流。当启动完毕后(即线路切换模块24和两个晶闸管SCRl和SCR2均已经动作完毕)，该开关元件Ks将会被断开，并且在电源系统200之后的正常工作中一直处于断开状态。
[0073]下面描述的是当某个交流源出现故障时的切换过程。
[0074]假设两个交流源21a和21b均能够正常工作，控制模块25控制线路切换模块切换到预先指定为主交流源的一个交流源，例如第一交流源21a。通过检测两个交流源21a和21b的输出电压Vacl和Vac2就可以确定这两个交流源是否存在故障。当第一交流源21a出现故障(例如，掉电)时，控制模块25断开两个晶闸管SCRl和SCR2的控制信号。在一定延时(该延时使得两个晶闸管SCRl和SCR2可靠截止)后，控制模块25控制线路切换模块24切换到两个交流源中另一正常工作的交流源，即第二交流源21b。控制模块25在一定延时(该延时使得线路切换模块24中的各继电器可靠动作)后，在Vin的瞬时值小于Vbus时，控制模块25使能两个晶闸管SCRl和SCR2的控制信号。这样，就可以完成从第一交流源21a到第二交流源21b的切换，可以通过第二交流源21b来为负载28供电，实现了不间断供电。
[0075]电源转换模块262需要有足够长的保持时间以保证在切换过程中电源系统200的输出保持稳定可靠。对于本申请提供的电源系统而言，切换的最长时间可以是50ms左右，对于大多数的低功率电源模块而言，均可以实现50ms的保持时间。因而，可以通过现有技术中的各种已知电源模块来实现电源转换模块262。此处不再赘述。
[0076]在上述的电源系统200中，四个切换开关K1、K2、K3、K4以及晶闸管SCR1、SCR2是实现交流源切换的主要组件。在控制模块25的控制下，四个切换开关KU Κ2、Κ3、Κ4可以在零电流状态下关断和导通，晶闸管SCRl和SCR2在零电流状态下导通(晶闸管本身的特性保证了其会在零电流状态下关断)。
[0077]在图6所示的电源系统中，控制模块25控制线路切换模块24中各个切换开关Κ1、Κ2、Κ3和Κ4的切换，控制可控AC/DC转换模块22中启动继电器、第一晶闸管SCRl以及第二晶闸管SCR2的导通和关断，并且接收两个交流源21a和21b的电压工作状态信号、输入电压Vin瞬时值以及母线电容电压值Vbus。可见，控制模块25是整个电源系统200的控制核心，控制着线路切换模块24和可控AC/DC转换模块22的动作时序。
[0078]本发明各实施例中的控制模块25可以是各种微处理器或微控制器，在这些微处理器和微控制器中可以存储以某种语言编写的程序，通过运行这些程序，控制模块25就可以执行上述提及的各种控制。例如，该控制模块25可以是单片机，在该单片机中可以存储有用汇编语言编写的程序，通过执行这些汇编语言编写的程序即可以完成上述各种控制功倉泛。
[0079]图7和图8分别示出了本发明如图6所示电源系统的一种情况下的示例性电压波形和电流波形，示出的情况是:一开始两个交流源的输出电压均正常，之后第一交流源掉电。图7和图8中，下面的一组波形是上面一组波形中方框虚线框住的部分的放大波形。其中，状态信号是电源转换模块的输出电压的状态信号。从图7和图8所示的下面的一组波形中(尤其是椭圆虚线框住的部分)可以看出，在第一交流源的输出电压掉电后，平滑地切换到了第二交流源，电源系统即使在满载工作的情况下输出也没有受到任何影响。
[0080]图9和图10分别示出了本发明如图6所示电源系统的另一种情况下的示例性电压波形和电流波形，示出的情况是:第二交流源一直输入正常，而第一交流源的输出电压由正常变为掉电再变为正常。图9和图10中，重点关注从掉电变为正常的过程，关于由正常变为掉电的过程参见图7和图8 ;下面的一组波形是上面一组波形中方框虚线框住的部分的放大波形。从下面的一组波形中(尤其是椭圆虚线框住的部分)可以看出，电源系统的输出即使在满载工作的情况下也没有受到任何影响，实现了从第二交流源到第一交流源的平滑切换。
[0081]图11示例性示出了本发明电源系统控制方法一实施例的流程图，该方法包括:
[0082]步骤101、接收第一交流源和第二交流源的工作状态信号，并判断是否某个交流源发生故障。如果两个交流源其中正常工作的一个发生故障，则执行步骤102 ;否则，继续执行步骤101。
[0083]步骤102、控制线路切换模块切换至第一交流源和第二交流源其中另一正常工作的交流源。
[0084]步骤102具体可以包括:断开所述可控AC/DC转换模块的控制信号，然后控制线路切换模块切换至第一交流源和第二交流源其中另一正常工作的交流源，再使能可控AC/DC转换模块的控制信号。
[0085]步骤102后可以执行步骤101。
[0086]图12示例性示出本发明电源系统控制方法的另一个实施例的流程图。该实施例中，步骤102具体包括:
[0087]步骤1021、通过控制模块断开可控AC/DC转换模块的控制信号，例如，当在图6的情况下，可以断开如图6所示的两个晶闸管SCRl和SCR2的控制信号。
[0088]步骤1022、控制线路切换模块切换至第一交流源和第二交流源其中另一正常工作的交流源。
[0089]步骤1023、判断是否Vin的瞬时值小于Vbus (Vbus为母线电容Cbus两端的电压值)。如果是，执行步骤1024。否则，重复执行步骤1023。
[0090]步骤1024、使能可控AC/DC转换模块的控制信号，例如，当在图6的情况下，可以使能如图6所示的两个晶闸管SCRl和SCR2的控制信号。
[0091]在图11和图12所示的方法中，还可以包括启动步骤。具体而言，对于可控AC/DC转换模块包括可控AC/DC转换单元和软启动单元的情况，前文所述的使能可控AC/DC转换模块的控制信号具体而言是指代使能可控AC/DC转换单元的控制信号。在电源系统启动时，首先断开可控AC/DC转换单元的控制信号，控制软启动单元工作，并控制线路切换模块切换至第一交流源和第二交流源任一正常工作的交流源，使能可控AC/DC转换单元的控制信号，然后控制软启动单元停止工作。
[0092]更具体而言，在电源系统启动时，断开可控AC/DC转换单元的控制信号，控制软启动单元工作，控制线路切换模块切换到第一交流源和第二交流源任一正常工作的交流源，接收可控AC/DC转换单元的输入电压瞬时值和所述母线电容两端的电压值，当可控AC/DC转换单元的输入电压瞬时值小于母线电容两端的电压值后，使能可控AC/DC转换单元的控制信号。
[0093]另外，在电源系统启动时，分别电性耦接于所述第一交流源、第二交流源和所述控制模块的辅助电源模块，接收来自第一交流源和/或第二交流源输出的交流电，并输出控制模块所需的电信号。这样，实现了电源系统启动时的控制模块供电。
[0094]本发明中关于电源系统的详细控制方法可以参见前述参照电源系统的结构进行的原理描述，此处不再赘述。
[0095]采用本发明提供的电源控制方法，在切换时，遵循“断开晶闸管的控制信号一线路切换模块切换一使能晶闸管的控制信号”这样一个切换顺序，实现了一种流畅的切换。而且，通过选择Vin的瞬时值小于Vbus这样一个时机来使能晶闸管的控制信号，更进一步保证了切换的流畅性，而且保证了电源系统的寿命。
[0096]虽然已参照典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种电源系统,包括: 第一交流源和第二交流源； 线路切换模块； 可控AC/DC转换模块，电性耦接于所述线路切换模块，用于将所述线路切换模块输出的交流电转换成直流电； 后级电源模块，电性耦接于所述可控AC/DC转换模块，用于将所述可控AC/DC转换模块输出的直流电转换成负载所需的电信号； 控制模块，电性耦接于所述线路切换模块和所述可控AC/DC转换模块，接收所述第一交流源和第二交流源的工作状态信号，并在所述第一交流源和所述第二交流源其中正常工作的一个发生故障时，控制所述线路切换模块切换至所述第一交流源和第二交流源其中另一正常工作的交流源。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其中，在所述第一交流源和所述第二交流源其中正常工作的一个发生故障时，所述控制模块断开所述可控AC/DC转换模块的控制信号，然后控制所述线路切换模块切换至所述第一交流源和第二交流源其中另一正常工作的交流源，再使能所述可控AC/DC转换模块的控制信号。
3.根据权利要求2所述的电源系统，其中，所述后级电源模块包括功率因数校正模块和电源转换模块，所述功率因数校正模块电性耦接于所述可控AC/DC转换模块，所述功率因数校正模块的第一输出端和第二输出端电性耦接于所述电源转换模块，所述电源转换模块输出所述负载所需的电信号； 其中，所述功率因数校正模块包括母线电容，所述母线电容的两端分别电性耦接于所述功率因数校正模块的第一输出端和第二输出端，并且位于所述功率因数校正模块与所述电源转换模块之间。
4.根据权利要求3所述的电源系统，其中，在所述第一交流源和第二交流源其中正常工作的一个发生故障时，所述控制模块断开所述可控AC/DC转换模块的控制信号，然后控制所述线路切换模块切换至所述第一交流源和第二交流源其中另一正常工作的交流源，所述控制模块接收所述可控AC/DC转换模块的输入电压瞬时值和所述母线电容两端的电压值，当所述可控AC/DC转换模块的输入电压瞬时值小于所述母线电容两端的电压值时，再使能所述可控AC/DC转换模块的控制信号。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的电源系统，还包括辅助电源模块，分别电性耦接于所述第一交流源、第二交流源和所述控制模块，用于接收来自所述第一交流源和/或所述第二交流源输出的交流电，并输出所述控制模块所需的电信号。
6.根据权利要求1所述的电源系统，其中，所述线路切换模块包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关和第四切换开关，其中， 所述第一切换开关的第一端电性耦接于所述第一交流源的第一输出端，第二端电性耦接于所述可控AC/DC转换模块的第一输入端； 所述第二切换开关的第一端电性耦接于所述第一交流源的第二输出端，第二端电性耦接于所述可控AC/DC转换模块的第二输入端； 所述第三切换开关的第一端电性耦接于所述第二交流源的第一输出端，第二端电性耦接于所述第一切换开关的第二端；所述第四切换开关的第一端电性耦接于所述第二交流源的第二输出端，第二端电性耦接于所述第二切换 开关的第二端； 其中，所述第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关以及第四切换开关均受到所述控制模块的控制。
7.根据权利要求2-4中任一权利要求所述的电源系统，其中，所述可控AC/DC转换模块包括: 可控AC/DC转换单元，电性耦接于所述线路切换模块、所述控制模块和所述后级电源模块；以及 软启动单元，电性耦接于所述可控AC/DC转换单元、所述控制模块和所述后级电源模块，用于抑制所述电源系统启动时的冲击电流。
8.根据权利要求7所述的电源系统，其中，所述使能可控AC/DC转换模块的控制信号是指使能所述可控AC/DC转换单元的控制信号； 在所述电源系统启动时，所述控制模块断开所述可控AC/DC转换单元的控制信号，控制所述软启动单元工作，并控制所述线路切换模块切换至所述第一交流源和第二交流源任一正常工作的交流源，使能所述可控AC/DC转换单元的控制信号，然后控制所述软启动单元停止工作。
9.根据权利要求8所述的电源系统，其中，所述可控AC/DC转换单元包括第一晶闸管、第二晶闸管和整流桥: 第一晶闸管的阳极电性耦接于所述线路切换模块，所述第一晶闸管的阴极电性耦接于所述后级电源模块的第一输入端，所述第一晶闸管的控制端电性耦接于所述控制模块； 第二晶闸管的阳极电性耦接于所述线路切换模块，所述第二晶闸管的阴极电性耦接于所述后级电源模块的所述第一输入端，所述第二晶闸管的控制端电性耦接于所述控制模块； 整流桥的第一输入端电性耦接于所述线路切换模块和所述第一晶闸管的阳极，所述整流桥的第二输入端电性耦接于所述线路切换模块和所述第二晶闸管的阳极，所述整流桥的第一输出端经由所述软启动单元电性耦接于所述后级电源模块的所述第一输入端，所述整流桥的第二输出端电性耦接于所述后级电源模块的第二输入端。
10.根据权利要求9所述的电源系统，其中，所述软启动单元包括: 开关元件，其第一端电性耦接于所述整流桥的第一输出端，且所述开关元件受到所述控制模块的控制；以及 冲击抑制电阻，其一端电性耦接于所述开关元件的第二端，另一端电性耦接于所述后级电源模块的所述第一输入端、所述第一晶闸管的阴极和所述第二晶闸管的阴极的共接点。
11.一种电源系统的控制方法，所述电源系统包括第一交流源、第二交流源、控制模块、线路切换模块以及后级电源模块，所述控制方法包括: 接收所述第一交流源和所述第二交流源的工作状态信号，并在所述第一交流源和所述第二交流源其中正常工作的一个发生故障时，控制所述线路切换模块切换至所述第一交流源和所述第二交流源其中另一正常工作的交流源。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其中，所述电源系统还包括可控AC/DC转换模块，所述控制方法还包括: 在所述第一交流源和所述第二交流源其中正常工作的一个发生故障时，断开所述可控AC/DC转换模块的控制信号，然后控制所述线路切换模块切换至所述第一交流源和第二交流源其中另一正常工作的交流源，再使能所述可控AC/DC转换模块的控制信号。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其中，所述后级电源模块与所述可控AC/DC转换模块电性耦接，所述后级电源模块包括功率因数校正模块，所述功率因数校正模块包括母线电容，所述控制方法还包括:控制所述线路切换模块切换至所述第一交流源和第二交流源其中另一正常工作的交流源，接收所述可控AC/DC转换模块的输入电压瞬时值和所述母线电容的电压值，当所述可控AC/DC转换模块的输入电压瞬时值小于所述母线电容的电压值时，再使能所述可控AC/DC转换模块的控制信号。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其中，所述可控AC/DC转换模块包括可控AC/DC转换单元和软启动单元，使能所述可控AC/DC转换模块的控制信号是指使能所述可控AC/DC转换单元的控制信号，所述控制方法还包括: 在所述电源系统启动时，断开所述可控AC/DC转换单元的控制信号，控制所述软启动单元工作，并控制所述线路切换模块切换至所述第一交流源和第二交流源任一正常工作的交流源，使能所述可控AC/DC转换单元的控制信号，控制所述软启动单元停止工作。
15.根据权利要求14所述的控制方法，其中，在所述电源系统启动时，断开所述可控AC/DC转换单元的控制信号,控制所述软启动单元工作,控制所述线路切换模块切换到所述第一交流源和第二交流源任一正常工作的交流源，接收所述可控AC/DC转换单元的输入电压瞬时值和所述母线电容两端的电压值，当所述可控AC/DC转换单元的输入电压瞬时值小于所述母线电容两端的电压值后，使能所述可控AC/DC转换单元的控制信号。`
16.根据权利要求11-15中任一权利要求所述的方法，其中，在所述电源系统启动时，分别电性耦接于所述第一交流源、第二交流源和所述控制模块的辅助电源模块，接收来自所述第一交流源和/或所述第二交流源输出的交流电，并输出所述控制模块所需的电信号。
【文档编号】H02M1/32GK103683468SQ201210344492
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月17日 优先权日:2012年9月17日
【发明者】刘红光, 夏耀宁, 王兴国, 董慨 申请人:台达电子工业股份有限公司