专利名称：用于减小相电流失衡的单相冗余电源系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及控制单相冗余电源以减小相电流失衡。
背景技术：
该部分提供了涉及本公开的背景信息，这些背景信息不一定是现有技术。三相电力系统通常用来向单相负载供应电力。例如，在大型数据中心，三相电源的各个相连接到诸如打印机、扫描仪、计算机服务器等的各种单相负载。这些负载中的每一个包括一个或多个单相电源。理想地，各个负载在各种电力相之间同等地分配，从而相电流基本上平衡。否则，大量电流可能流入中性导体中，导致损失并且需要昂贵的沉重的铜导体。
发明内容
该部分提供了本公开的概要，不是对其全部范围或其全部特征的全面公开。根据本公开的一方面，一种系统包括:第一电源，其具有耦合到多相配电系统中的第一相电压的输入端和I禹合到负载以便向负载供应DC电力量的输出端；以及第二电源，其具有I禹合到多相配电系统中的第二相电压的输入端和I禹合到负载以便向负载供应DC电力量的输出端。第一电源的输出端与第二电源的输出端并联地耦合。至少第一电源配置成通过调整由第一电源供应到负载的DC电力量和由第二电源供应到负载的DC电力量来减小多相配电系统中的相电流失衡。根据本公开的另一方面，一种系统包括由三相配电系统中的第一相电压馈电的第一多个AC/DC电源、由三相配电系统中的第二相电压馈电的第二多个AC/DC电源以及由三相配电系统中的第三相电压馈电的第三多个AC/DC电源。每个电源具有与由不同的相电压馈电的至少一个其它电源并联耦合的输出端。所述系统进一步包括控制器，所述控制器配置成产生控制信号，用于调整电源中的一个或多个的DC输出，以减小三相配电系统中的相电流失衡。根据本公开的另一方面，一种单相AC/DC电源具有:第一输入端，用于接收多相配电系统中的第一相电压；第一输出端，用于向负载供应DC电力量；电力电路，其I禹合在第一输入端和第一输出端之间；以及控制电路，用于控制电力电路。控制电路配置成:当单相AC/DC电源和至少一个其它电源彼此耦合且耦合到负载时，通过调整经由第一输出端供应到负载的DC电力量和由至少一个其它电源供应到负载的DC电力量来减小多相配电系统中的相电流失衡，所述至少一个其它电源具有耦合到多相配电系统中的第二相电压的第二输入端和与第一输出端并联I禹合的第二输出端。根据本公开的另一方面，公开了一种用于具有至少第一相电压和第二相电压的多相配电系统的AC相电流控制器。第一相电压和第二相电压耦合到第一电源和第二电源的输入端。第一电源具有耦合到负载以便向负载供应DC电力量的输出端。第二电源具有耦合到负载以便向负载供应DC电力量的输出端。第一电源的输出端与第二电源的输出端并联耦合。控制器配置成监视多相配电系统中的多个相电流并产生一个或多个控制信号，用于调整由第一电源供应到负载的DC电力量和由第二电源供应到负载的DC电力量，以减小多个被监视的相电流之间的失衡。根据本公开的另一方面，此处公开了操作单相电源、控制器和其它装置的方法以及减小多相配电系统中的相电流失衡的方法。应用的进一步的方面及领域从此处所提供的描述中将变得明显。应该理解的是，本公开的各个方面可以单独实施或者与一个或多个其它方面结合实施。还应该理解的是，此处的描述和特定例子仅旨在为了说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
此处所描述的附图只是为了所选实施例的说明性目的，而不是对于所有可能的实施方式，并且不旨在限制本公开的范围。图1为根据本公开的一个示例实施例的冗余单相电源系统的框图。图2为具有耦合到图1所示的电源中的一个的相电流控制器的另一示例系统的框图。图3为具有耦合到图1所示的电源中的二者的相电流控制器的示例系统的框图。图4为其中图3中所示的电源驻留在负载中的示例系统的框图。图5为具有耦合到三相配电系统中的不同相电压的三个冗余电源的系统的框图。图6为具有与驻留在各个计算机服务器中的冗余电源直接通信的相电流控制器的另一示例系统的框图。图7为具有与各个计算机服务器通信以便控制驻留在计算机服务器中的冗余电源的相电流控制器的另一示例系统的框图。图8为具有与架控制器通信以便控制并联地耦合到共用DC母线的多个冗余电源的相电流控制器的另一示例系统的框图。图9为示例电源的框图。 贯穿附图的几幅视图，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施例方式现在将结合附图更充分地描述示例性实施例。提供了示例性实施例，从而本公开将是全面的，并且向本领域的技术人员完全传达了范围。陈述了许多特定细节，诸如特定部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施例的全面理解。对本领域的技术人员而言明显的是，无需采用特定细节，示例性实施例可以以许多不同的形式体现，并且也不会构成对本公开的范围的限制。在一些示例性实施例中，未详细描述公知的处理、公知的装置结构以及公知的技术。此处所使用的术语只是为了描述特定示例性实施例的目的，不旨在进行限制。如此处所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“所述”可以旨在也包括复数形式，除非文中另外清楚地表明。术语“包含”、“包括”、“含有”以及“具有”是包括性的，因此指定了陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的出现，但不排除出现或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。此处所描述的方法的步骤、处理以及操作不被解释为必须要求它们以讨论或图示的具体顺序执行，除非具体地标识为执行的顺序。还要理解的是，可以采用另外的或者替换的步骤。尽管可以使用术语第一、第二和第三等来描述各个元件、部件、区域、层、和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层、和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语可以只是用来将一个元件、部件、区域、层、或部分与另一区域、层或部分相区别。术语诸如“第一”、“第二”和其它的数字性术语在此处使用时不意味着次序或顺序，除非文中清楚地表明。因此，在下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不会偏离示例性实施例的教导。为了易于描述，此处可以使用诸如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“以下”、“上
方”、“以上”等空间相对术语，以描述如在图中所示的一个元件或特征与别的(一个或多个)元件或(一个或多个)特征的关系。空间相对术语可以旨在包含除了图中所描绘的方位之外的使用或操作中的装置的不同方位。例如，如果将图中的装置翻过来，则被描述为其它元件或特征“下方”或“下面”的元件可以被定位在其它元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包含上方和下方的方位二者。可以另外地定位装置(被旋转90度或者在其它方位上)，并且相应地解释此处所使用的空间相对描述。根据本公开的一个示例实施例的系统图示在图1中，并且通常用附图标记100表不。如图1所不，系统100包括第一电源PSl和第二电源PS2。第一电源PSl包括稱合到多相配电系统中的第一相电压VA的输入端102和I禹合到负载以便向负载供应DC电力量的输出端104。类似地，第二电源PS2包括耦合到多相配电系统中的第二相电压vB的输入端106和耦合到负载以便向负载供应DC电力量的输出端108。输出端104、108并联地耦合。至少第一电源PSl配置成通过调整由第一电源PSl供应到负载的DC电力量和由第二电源PS2供应到负载的DC电力量来减小多相配电系统中的相电流失衡。以这种方式，可以调整由第一电源PSl在第一相电压vA处汲取的输入电流iA的量和由第二电源PS2在第二相电压vB处汲取的输入电流iB的量，以减小多相配电系统中的相电流失衡。多相配电系统例如可以是二相配电系统、三相配电系统或多于三相的配电系统。当采用三相配电系统时，三相中的每相之间的相移典型地为一百二十度。每个电源PSl、PS2可以配置成基于一个或多个检测的相电流或电压或者以别的适当方式减小多相配电系统中的相电流失衡。下面描述了一些例子。在图1的系统100中，电源PS1、PS2可以配置成以基本上恒定的输出电压Vo向负载供应DC电流。在那种情况下，可以通过调整由每个电源PS1、PS2供应到负载的DC电流
11、12的量来调整每个电源供应到负载的DC电力量。代替地，每个电源PS1、PS2可以配置成向负载提供例如基本上恒定的输出电流。在那种情况下，可以通过调整其DC输出电压和/或输出电流来调整由给定的电源供应到负载的DC电力量。用于调整由给定的电源供应到负载的DC电流量的一种方式是通过调整它的调节输出电压电平。例如，如果两个电源PSl和PS2都在向负载提供5VDC输出，则第一电源PSl可以配置成增加或者减小它的调节输出电压电平(例如至5.1或者4.9VDC)，以变得与第二电源PS2更多或更少竞争，并且增加或者减小由第一电源PSl供应到负载的DC电流11(和DC电力)的量。在其中只有两个电源PSl和PS2并联耦合到负载的图1所图示的示例性实施例中，假定负载需求在这个时间期间是恒定的，则通过调整由第一电源PSl供应到负载的DC电流Il (和电力)的量，可以以相等但相反的量来调整由第二电源PS2供应到负载的DC电流12 (和电力)的量。例如，如果DC电流Il增加一安培，则DC电流12可以自动地减小一安培。因此，由第一电源PSl在第一相电压vA处汲取的相电流iA的量将会增加，并且由第二电源PS2在第二相电压vB处汲取的相电流iB的量将会减小。因此，通过调整第一电源PSl供应到负载的DC电流(和电力)的量，第一电源PSl可以调整:由第二电源PS2供应到负载的DC电流(和电力)的量，而不会改变供应到负载的电力的总量；由第一电源PSl在第一相电压vA处汲取的相电流iA的量；以及由第二电源PS2在第二相电压vB处汲取的相电流iB的量，以减小多相配电系统中的相电流失衡。进一步参考图1，第一电源PSl可以配置成减小提供给电源PS1、PS2的输入端102,106的输入相电流iA、iB之间的差。代替地，电源PS1、PS2中的一个或二者都可以配置成减小配电系统中的其它位置处的相电流失衡。每个电源PSl、PS2可以配置成响应于其输入相电压vA、vB的电压电平调整其供应到负载的DC电力量。例如，假设两个电源PS1、PS2被设计成230VAC的额定输入相电压。在那种情况下，如果电源PS1、PS2以相同的效率工作并且以输出电压Vo向负载提供相同的DC输出电流量，则可以期望它们的输入相电流iA、iB是相同的。然而，如果在耦合到输入端106的相电压vB为230V时耦合到输入端102的相电压vA例如仅为225V，则例如由于维持恒定输出电压的电源的负电阻特性，第一电源PSl可能比第二电源PS2汲取更多的相电流以产生相同的输出电力。为了应对这个问题，第一电源PSl可以配置成减小其供应到负载的DC电流II，从而响应于输入相电压vA的电压电平而增加由第二电源供应到负载的DC电流12。例如，如果旨在使第一和第二电源PSl、PS2提供5VDC输出，则第一电源PSl可以配置成(例如经由查询表)响应于225V的输入相电压而在4.9VDC处调节其输出电压电平。这会使得由相对较高的相电压馈电的电源(即第二电源PS2)比由较低的相电压馈电的电源(即第一电源PSl)更具竞争性。结果，输出电流Il和输入相电流iA将减小，并且输出电流12和输入相电流iB将增加(假定在这个时间期间第二电源PS2正在调节更大的输出电压电平诸如5VDC)。类似地，第一电源PSl可以配置成响应于其输入相电压和额定相电压之间的差来调整其供应到负载的DC电力量。例如，第一电源PSl可以配置成将其恒定输出电压电平调整与输入相电压和额定相电压(例如存储在存储器中)之间的差成比例的量，从而调整由每个电源PS1、PS2供应到负载的DC电流(和电力)的量。因此，如果与230VAC的额定相电压相比，相电压vA仅为225VAC，则第一电源PSl可以配置成使其恒定输出电压电平调整至5VD0225/230或者4.89VDC。应当理解的是，此处提及的特定值(例如，4.89VDC、4.9VDC,5VDC、225VAC和230VAC)仅为例子，在这些教导的任意给定的实施方式中可以使用其它的值。图2图示了根据本公开的另一示例性实施例的系统200。系统200包括相电流控制器202，所述相电流控制器202经由(有线或无线)通信链路204耦合到第一电源PS1，以便向/从第一电源PSl发送和/或接收模拟和/或数字信号。图3图示了类似的系统300，其中相电流控制器202也经由通信链路204耦合到第二电源PS2。在图2和图3中，电源PSUPS2中的一个或二者都可以配置成基于来自相电流控制器202的一个或多个信号调整供应到负载的DC电力量。图2和图3中所示的相电流控制器202可以配置成经由电流传感器206、208或其它适当的手段监视电源PS1、PS2的输入相电流iA、iB。因此，相电流控制器202可以配置成必要时发送用于调整电源PSl、PS2中的一个或二者的DC输出电流I1、12的信号，以减小输入相电流iA、iB之间的失衡(即不会要求改变供应到负载的DC电力的总量)。代替地，相电流控制器202可以配置成监视和减小在多相配电系统中的其它位置处的相电流失衡，而不是输入端102、106处的相电流失衡。相电流控制器202可以直接与电源通信，如图2和图3所示。代替地，相电流控制器202可以与和电源直接或间接通信的一个或多个其它装置通信。图4中图示了一个这样的例子，其中电源PS1、PS2被合并到负载中并且由负载承载。负载包括控制器402。相电流控制器202可以配置成通过向负载控制器402发送一个或多个信号来调整在电源PS1、PS2之间分担的相对电流。作为响应，负载控制器402可以向电源PS1、PS2发送一个或多个信号以调整它们的DC输出电流。负载例如可以是计算机服务器，其包括由不同的相电压馈电的N+1个冗余电源，其中NSS I的整数。在图4所示的特定例子中，负载(例如计算机服务器)只包括两个冗余电源PSl、PS2 (即N=l)。由相电流控制器202提供给电源PS1、PS2 (或中间装置如负载控制器402)的信号可以采取多种形式。例如，相电流控制器202可以提供信号，指示具体的电源以特定的输出电压或电流电平工作。代替地，信号可以表示对电源的当前工作参数的调整。例如，信号可以指示电源PSl应当使其当前的输出电压电平增加一个百分比。如可能是必要的或希望的(例如为了系统的稳定性)的那样，可以限制这些调整的幅度和/或频率。图1-4中所示的电源PS1、PS2中的一个或二者都可以配置成以多种不同的方式调整其DC输出电力。例如，每个电源PS1、PS2都可以经由开关、软件指令或其它适当的手段配置成响应于(i )其输入相电压或者(ii )来自相电流控制器的一个或多个控制信号而调整其供应到负载的DC电力量。尽管在图2-4中示出了相电流控制器202位于电源PS1、PS2的外部，但是相电流控制器代替地可以合并到一个或多个电源、承载电源的装置或其它的装置中。进一步参考图1-4，电源PSl、PS2中的一个或二者也都可以并入旨在使输出电流II，12平衡(因此输出电流11、12是相同的)的输出电流分担功能。例如，电源PS1、PS2中的一个或二者都可以并入下降电流分担功能，因此每个电源PS1、PS2的输出电压在无负载和全负载之间线性减小。使用这种布置，具有12VDC输出的电源可以采用从无负载至全负载的IOOmV的下降电压。因此，随着电源输出更多电流，其输出电压逐渐减小，使得电源变得与并联连接到相同负载的其它电源更少竞争。这可以导致平衡的输出电流。类似地，电源PS1、PS2中的一个或二者都可以并入主从电流分担功能，其中，通过经由通信链路发送模拟或数字通信信号，每个电源将其输出电流电平传送到并联连接的其它电源。例如，每个电源PS1、PS2可以产生零和八伏特之间的模拟输出电流通信信号，以指示其正在向负载供应的DC电流的量。传送最高电流的电源自动地变为主电源。每个其它的电源(从电源)可以尝试通过增加其输出电压来减小输出电流中的不平衡，从而使得向负载供应更多的电流。过程然后重复，有时导致新的主电源和(一个或多个)从电源，直到达到平衡并且所有的电源相等地分担负载电流。如对于电源设计者而言明显的那样，下降电流分担功能和主从电流分担功能仅为可以并入到电源PS1、PS2中的许多不同的输出电流分担功能中的两个例子。如果电源PS1、PS2并入输出电流分担功能，则每个电源可以配置成通过调整其输出电流分担行为来调整供应到负载的DC电力量。例如，电源PS1、PS2中的一个或二者可以基于其输入相电压来调整输出电流分担参数。例如，如果电源PSl采用IOOmV (即以全负载)的下降电压，并且其输入相电压为235V而不是额定的230V，则可以将下降电压调整到(230V + 235V) xl00mV=97.87mV (即减小下降电压函数的斜率)。类似地，如果电源PS1、PS2采用主从电流分担功能，则电源PSl可以基于其输入相电压调整其输出电流通信信号。例如，如果电源PSl在其输入相电压为225V而不是额定的230V时以全负载工作，则其输出电流通信信号可以被调整为(230V + 225V)x8V=8.178V。结果，电源PSl可以变为主电源，使得输出电流Il减小且输出电流12增加。这可能导致不相等的输出电流I1、12,但是可以有利地减小或者消除系统中的输入端102、106处和/或其它地方的相电流失衡。进一步参考图2-4，电源PSl、PS2中的一个或二者也可以(或者代替地)基于来自相电流控制器202、负载控制器402或者功能上介于电源和相电流控制器之间的另一装置的一个或多个信号调整其输出电流分担行为。例如，如果相电流控制器202确定iA〈iB，则它可以命令电源PSl修改电流分担参数(例如它的下降电压、输出电流通信信号或其它参数)以增加其DC输出电流。同样，这可能导致不平衡的输出电流分担，但是能够有利地减小或消除系统中的输入端102、106和/或其它地方的相电流失衡。相电流控制器可以使用任意适当的有线或无线手段与电流传感器206、208、电源PSUPS2和/或其它装置(包括承载电源PS1、PS2的装置、中间控制器等)通信。类似地，电源PS1、PS2可以利用任意适当的手段彼此通信(例如以实现主从电流分担功能)。一些例子包括无线通信、利用TCP/IP或其它协议的SNMP、AC电力线通信信号、串行端口(例如经由计算机服务器服务处理器)等。图5图不了根据另一不例性实施例的三相系统500。系统500类似于图1中的系统100，但是包括了第三电源PS3，其具有由第三相电压vC馈电的输入端110以及与电源PSUPS2的输出端104、108并联耦合的输出端112。图5中的第一、第二和第三相电压vA、vB和vC中的每个之间的相移优选为一百二十度。图5中的每个电源PS1、PS2、PS3可以如对于给定的应用所期望的那样进行配置，并且可以与其它的电源相同或不同地配置。例如，每个电源PS1、PS2、PS3可以配置成响应于其输入相电压调整其恒定输出电压电平。在那种情况下，电源可以自动地减小或消除可能会由输入相电压vA、vB、vC之间的差导致的输入相电流iA、iB、iC之间的差。此外或代替地，一个或多个电源PS1、PS2、PS3可以配置成响应于相电流控制器(图5中未示出)调整其DC输出电力。尽管图1-5仅图示了由每个相电压vA、vB、vC馈电的一个电源，但是应该理解的是，每个相电压可以馈电两个或更多电源。此外，由具体的相电压馈电的电源的数量可以与由相同系统中的另一相电压馈电的电源的数量相同或不同。此外，如此处所述的，当采用相电流控制器时，相电流控制器可以配置成单独地控制每个电源(直接地或者经由(一个或多个)中间装置)。代替地，相电流控制器可以配置成以组为单位控制两个或更多电源。例如，相电流控制器可以以相同的方式调整由具体的相电压馈电的每个电源，以减小关联的相电流和另一相电流之间的失衡。相电流控制器还可以配置成调整耦合到两个或更多负载而不是如图2-5中所示的单个负载的冗余电源的性能(直接或间接，单独或成组)。图6图示了根据本公开的另一示例性实施例的系统600。如图6中所示，系统600包括远程分配单元(RDC)、多计算机服务器以及相电流控制器202。RDC为地板安装装置，其包含电气面板和断路器，所述断路器将三相配电系统中的一个或多个干线“折断”成较小容量的受保护支线，以便将电力供应到例如计算机服务器(其可以驻留在一个或多个服务器机柜中)。每个计算机服务器包括N+1个单相冗余电源，其中N为大于或等于I的整数。在图6所示的具体实施例中，N=I，从而每个计算机服务器包括两个单相电源PSl、PS2。RDC从电力分配单元(未示出)接收三相四线(即Y形)电力线，以便向服务器中的电源PS1、PS2供电。(为了清楚起见在图6中未示出中性线连接)。图6中所示的各个电源PS1、PS2可以如上所述(相同或不同地)配置。重要的是，用于图6中所示的每个计算机服务器的电源PS1、PS2使它们的输出端并联耦合，并且使它们的输入端耦合到不同的相电压。相电流控制器202配置成经由电流传感器306、308、310或其它适当的手段监视朝向RDC的输入相电流iA、iB、iC。此外，相电流控制器202配置成必要时调整图6中的各个电源PS1、PS2供应的DC电流量，以减小相电流iA、iB、iC之间的失衡。这可以以许多不同的方式完成。例如，相电流控制器可以配置成单独地控制图6中所示的每个电源PS1、PS2的输出电压电平。在一个优选实施例中，图6中所不的每个电源PS1、PS2配置成实施输出电流分担功能，并且配置成响应于直接提供给电源的控制信号而通过相电流控制器202来调整其输出电流分担行为。使用这种布置，相电流控制器202可以配置成命令由具有最低相电流的具体相馈电的电源增加它们的DC输出电流。当电源响应时，其输入相电流将会增加，并且另外的两个相电流中的一个或二者都将会减小。这个过程可以继续，直到最低负载相的相电流近似等于下一个最高(中间)负载相的相电流。在这点上，相电流控制器202可以命令由具有最高相电流的相馈电的电源减小它们的DC输出电流，直到三个相电流iA、iB，iC基本上相等。代替地，控制器可以配置成以别的适当的方式调整输入相电流。例如，控制器202可以首先减小最高负载相电流馈电的电源的DC输出电流，直到其与中间负载相的相电流近似相同，然后增加最低负载相电流馈电的电源的DC输出电流，直到三个相电流基本上相等。可以限制由相电流控制器202产生的调整的幅度和频率。例如，给定电源的电流分担行为可以慢慢地改变，以便不干扰电源中的各个阶段或操作。例如，调整率可以是校正输入频率的十分之一。因此，对于具有120HZ校正频率的60Hz AC信号而言，可以采用10-12HZ (即不大于每SO-lOOmSec)的更新速度。类似地，每个调整的幅度可以被限制为例如改变不大于百分之十(或者百分之五、或者百分之一)的当前工作条件(诸如输出电流、输出电压、电流分担参数等)。每个调整的幅度还可以(或代替地)基于相电流失衡的程度。图7图示了根据本公开的另一示例性实施例的系统700。系统700类似于图6的系统600，除了相电流控制器202与承载电源PS1、PS2的计算机服务器通信，而不是直接与电源通信。计算机服务器优选地包括控制器(图7中未示出)，所述控制器用于与相电流控制器202通信，并且用于基于由相电流控制器202提供的控制信号向电源PS1、PS2提供控制信号。尽管图6和图7中的各个电源PS1、PS2被示出为并入到计算机服务器中，但是它们能够代替地通过相互并联耦合以形成大容量DC电力母线，其中每个计算机服务器耦合到DC电力母线以便从中接收电力。例如，在图8的系统800中，RDC向电力架804供应电力，所述电力架804包括分别由具体的相电压馈电的多个单相AC/DC电源。电力架804进一步包括负载控制器(也称作架控制器806)，所述负载控制器经由一个或多个通信链路耦合到相电流控制器202以及电力架804中的各个电源。相电流控制器202监视朝向RDC的输入相电流iA、iB、iC，并且向架控制器806提供控制信号以便减小相电流失衡。作为响应，架控制器806向电力架804中的各个电源提供信号以调整其DC电力输出(即调整各个电源之间的电流分担的程度)。电力架804中的电源可以每个并入电流分担功能，并且架控制器806可以响应于来自相电流控制器202的控制信号而调整其电流分担行为。作为例子，如上所述，架控制器806可以以相同的方式调整由具体的相馈电的每个电源的操作。进一步参考图8，电力架804中的电源的输出端可以并联耦合以提供具有期望的电压电平(诸如12VDC、48VDC、380VDC等)的DC输出母线。DC输出母线可以用来给包括计算机服务器等的多种单相负载供电。计算机服务器可以驻留在耦合到DC输出母线并由其供电的一个或多个服务器机柜中。在图8的示例性实施例中，计算机服务器不通过(且无需包括)内部AC/DC电源供电。此处所描述和所图示的各个电源、相电流控制器和中间装置(包括负载控制器)可以用模拟和/或数字电路来实现。优选地，每个电源、相电流控制器、负载控制器以及其它的中间装置包括配置有存储在板上和/或外部存储器中的软件指令和数据的一个或多个数字处理器，诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)等。图9图示了适于在此处所描述的各个示例系统中使用的示例电源。电源包括:输入端，用于I禹合到输入相电压νφ ;输出端，用于向负载供应DC电力；电力电路,其I禹合在输入端和输出端之间；以及控制电路，用于控制电力电路的操作。电源优选为采用任意适当的拓扑的开关式电源(SMPS)。电源可以是不分离的电源或者分离的电源(例如在电力电路中具有一个或多个变压器，以及在控制电路中具有一个或多个诸如光耦合器的分离部件)。控制电路优选地包括一个或多个数字处理器。图9的电源可以配置成像此处所述的任意一个或多个电源一样操作。为了示意和描述的目的已提供了前述对实施例的描述。并不打算穷举或限制本公开。具体实施例中的单独元件或特征一般地并不限于该具体实施例，而是在适用的情况下可互换，并且可以用在选择的实施例中，即使没有特别地示出或描述。同样的情形也可以用许多方式改变。这样的改变不被认为是背离本公开，而是所有这样的修改都将包括在本公开的范围之内。
权利要求
1.一种系统，包括: 第一电源，其具有I禹合到多相配电系统中的第一相电压的输入端和I禹合到负载以便向所述负载供应DC电力量的输出端； 第二电源，其具有用于耦合到所述多相配电系统中的第二相电压的输入端和耦合到所述负载以便向所述负载供应DC电力量的输出端； 所述第一电源的输出端与所述第二电源的输出端并联地耦合；以及 至少所述第一电源配置成通过调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力量和由所述第二电源供应到所述负载的DC电力量来减小所述多相配电系统中的相电流失衡。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一电源配置成响应于所述第一相电压的电压电平而调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力量。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一电源配置成响应于所述第一相电压和额定相电压之间的差而调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力量。
4.根据权利要求2所述的系统，进一步包括: 相电流控制器，配置成监视所述多相配电系统中的多个相电流，其中， 所述第一电源配置成响应于来自所述相电流控制器的一个或多个信号而调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力量。
5.根据权利要求4所述的系 统，其中，所述第一电源选择地配置成响应于所述第一相电压的电压电平或者来自所述相电流控制器的一个或多个信号而调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力量。
6.根据权利要求1所述的系统，进一步包括: 相电流控制器，配置成监视所述多相配电系统中的多个相电流，其中， 所述第一电源配置成响应于来自所述相电流控制器的一个或多个信号而调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力量。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述相电流控制器位于所述第一电源和所述第二电源外部。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述相电流控制器配置成经由有线或无线通信链路直接向所述第一电源提供所述一个或多个信号。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一电源和所述第二电源由所述负载承载，并且所述相电流控制器配置成向所述负载提供所述一个或多个信号。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述负载为计算机服务器。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一电源和所述第二电源每个配置成以基本上恒定的输出电压向所述负载供应DC电流。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一电源包括输出电流分担功能，并且配置成通过调整其输出电流分担行为来调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电流量。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述第二电源包括输出电流分担功能。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述第一电源配置成根据其输出电流分担功能产生电流分担参数，并且调整产生的电流分担参数以减小所述多相配电系统中的相电流失衡。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述电流分担参数为下降电压。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述电流分担参数为表示由所述第一电源供应到所述负载的DC电流量的通信信号。
17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第一电源配置成基于所述第一相电压的电压电平来调整产生的电流分担参数。
18.根据权利要求14所述的系统，进一步包括: 相电流控制器，配置成监视所述多相配电系统中的多个相电流，其中， 所述第一电源配置成响应于来自所述相电流控制器的一个或多个信号而调整产生的电流分担参数。
19.根据在先权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述多相配电系统为三相配电系统。
20.根据权利要求19所述的系统，进一步包括: 第三电源，其具有耦合到所述三相配电系统中的第三相电压的输入端和与所述第一电源的输出端及所述第二电源的输出端并联耦合的输出端。
21.根据在先权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述第一电源配置成减小提供给所述第一电源的输入端的第一相电流和提供给所述第二电源的输入端的第二相电流之间的失衡。
22.根据在先权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述第一电源配置成调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力量和由所述第二电源供应到所述负载的DC电力量，而基本上不改变供应到所述负载的DC电力总量。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述第一电源配置成以基本上相等但相反的量来调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力和由所述第二电源供应到所述负载的DC电力。
24.—种系统,包括: 第一多个AC/DC电源，其由三相配电系统中的第一相电压馈电； 第二多个AC/DC电源，其由所述三相配电系统中的第二相电压馈电； 第三多个AC/DC电源，其由所述三相配电系统中的第三相电压馈电； 每个电源具有与由不同的相电压馈电的至少一个其它电源并联耦合的输出端；以及 控制器，配置成产生控制信号，用于调整所述电源中的一个或多个的DC输出，以减小所述三相配电系统中的相电流失衡。
25.根据权利要求24所述的系统，其中，每个电源包括输出电流分担功能，并且配置成响应于来自所述控制器的一个或多个信号而调整其输出电流分担行为。
26.根据权利要求24或25所述的系统，其中，所述控制器配置成控制作为第一组的所述第一多个电源、作为第二组的所述第二多个电源和作为第三组的所述第三多个电源。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的系统，其中，所述第一、第二和第三多个AC/DC电源每个具有耦合到共用DC母线的输出端。
28.根据权利要求27所述的系统，进一步包括耦合到所述共用DC母线的多个计算机服务器。
29.根据权利要求24至28中任一项所述的系统，其中，所述控制器是中间控制器，所述系统进一步包括:相电流控制器，配置成监视所述三相配电系统中的相电流并且产生一个或多个控制信号来减小被监视的相电流之间的失衡。
30.根据权利要求24至26中任一项所述的系统，其中，所述控制器是相电流控制器，其配置成监视相电流并减小所述三相配电系统中的相电流失衡。
31.根据权利要求29或30所述的系统，进一步包括: 远程分配单元，用于向所述第一、第二和第三多个电源供应所述第一、第二和第三相电压，其中， 所述相电流控制器配置成监视输入到所述远程分配单元的相电流。
32.一种单相AC/DC电源，具有: 第一输入端，用于接收多相配电系统中的第一相电压； 第一输出端，用于向负载供应DC电力量； 电力电路，其耦合在所述第一输入端和所述第一输出端之间；以及 控制电路，用于控制所述电力电路， 所述控制电路配置成: 当所述单相AC/DC电源和至少一个其它电源彼此耦合且耦合到负载时，通过调整经由所述第一输出端供应到所述负载的DC电力量和由所述至少一个其它电源供应到所述负载的DC电力量来减小所述多相配电系统中的相电流失衡，所述至少一个其它电源具有耦合到所述多相配电系统中的第二相电压的第二输入端和与所述第一输出端并联耦合的第二输出端。
33.根据权利要求32所述的电源，其中，所述控制电路配置成响应于所述第一相电压的电压电平而调整经由所述第一输出端供应到所述负载的DC电力量。
34.根据权利要求33所述的电源，其中，所述控制电路配置成响应于所述第一相电压和额定相电压之间的差而调整经由所述第一输出端供应到所述负载的DC电力量。
35.根据权利要求33所述的电源，其中，所述控制电路配置成响应于来自监视所述多相配电系统中的多个相电流的相电流控制器的一个或多个信号而调整经由所述第一输出端供应到所述负载的DC电力量。
36.根据权利要求35所述的电源，其中，所述控制电路选择地配置成响应于所述第一相电压的电压电平或者来自所述相电流控制器的一个或多个信号而调整经由所述第一输出端供应到所述负载的DC电力量。
37.根据权利要求32所述的电源，其中，所述控制电路配置成响应于来自监视所述多相配电系统中的多个相电流的相电流控制器的一个或多个信号而调整经由所述第一输出端供应到所述负载的DC电力量。
38.根据权利要求37所述的电源，其中，所述控制电路配置成经由有线或无线通信链路直接从所述相电流控制器接收所述一个或多个信号。
39.根据权利要求32所述的电源，其中，所述控制电路配置成以基本上恒定的输出电压经由所述第一输出端向负载供应DC电 流。
40.根据权利要求39所述的电源，其中，所述控制电路包括输出电流分担功能，并且配置成通过调整其输出电流分担行为来调整经由所述第一输出端供应到所述负载的DC电流量。
41.根据权利要求40所述的电源，其中，所述控制电路配置成根据其输出电流分担功能产生电流分担参数，并且调整产生的电流分担参数以减小所述多相配电系统中的相电流失衡。
42.根据权利要求41所述的电源，其中，所述电流分担参数为下降电压。
43.根据权利要求41所述的电源，其中，所述电流分担参数是表示经由所述第一输出端供应到所述负载的DC电流量的通信信号。
44.根据权利要求41所述的电源，其中，所述控制电路配置成基于所述第一相电压的电压电平来调整产生的电流分担参数。
45.根据权利要求41所述的电源，其中，所述控制电路配置成响应于来自监视所述多相配电系统中的多个相电流的相电流控制器的一个或多个信号而调整产生的电流分担参数。
46.根据权利要求32至45中任一项所述的电源，其中，所述控制电路配置成减小提供给所述第一输入端的第一相电流和提供给所述第二输入端的第二相电流之间的失衡。
47.根据权利要求32至46中任一项所述的电源，其中，所述控制电路配置成调整经由所述第一输出端供应到所述负载的DC电力量和经由所述第二输出端供应到所述负载的DC电力量，而基本上不改变供应到所述负载的DC电力总量。
48.根据权利要求47所述的电源，其中，所述控制电路配置成以基本上相等但相反的量来调整经由所述第一输出端供应到所述负载的DC电力和经由所述第二输出端供应到所述负载的DC电力。
49.一种计算机装置，包括权利要求32-48中任一项所述的电源。
50.根据权利要求49所述的计算机装置，其中，所述计算机装置为计算机服务器。
51.—种用于多相配电系统的AC相电流控制器，所述多相配电系统具有至少第一相电压和第二相电压，所述第一相电压和所述第二相电压耦合到第一电源的输入端和第二电源的输入端，所述第一电源具有耦合到负载以便向所述负载供应DC电力量的输出端，所述第二电源具有耦合到所述负载以便向所述负载供应DC电力量的输出端，所述第一电源的输出端与所述第二电源的输出端并联耦合，所述控制器配置成监视所述多相配电系统中的多个相电流并且产生一个或多个控制信号，用于调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力量和由所述第二电源供应到所述负载的DC电力量，以减小多个被监视的相电流之间的失衡。
52.根据权利要求51所述的控制器，进一步包括用于耦合到相电流检测器的输入端。
53.根据权利要求51所述的控制器，其中，所述控制器配置成直接与所述第一电源和所述第二电源通信。
54.根据权利要求51所述的控制器，其中，所述控制器配置成通过向与所述第一电源和所述第二电源通信的中间控制器发送所述一个或多个控制信号来调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力量和由所述第二电源供应到所述负载的DC电力量。
55.根据权利要求51所述的控制器，其中，所述一个或多个控制信号配置成调整所述第一电源的恒定输出电压电平。
56.根据权利要求51所述的控制器，其中，所述第一电源包括输出电流分担功能，并且所述一个或多个控制信号配置成调整所述第一电源的输出电流分担行为。
57.根据权利要求51所述的控制器，其中，所述第一相电压耦合到包括所述第一电源的第一多个电源，所述第二相电压耦合到包括所述第二电源的第二多个电源，并且所述控制器配置成控制作为第一 组的所述第一多个电源和作为第二组的所述第二多个电源。
全文摘要
本发明涉及用于减小相电流失衡的单相冗余电源系统。根据本发明的单相冗余电源系统可以包括第一电源，其具有耦合到多相配电系统中的第一相电压的输入端和耦合到负载以便向负载供应DC电力量的输出端；以及第二电源，其具有耦合到所述多相配电系统中的第二相电压的输入端和耦合到负载以便向负载供应DC电力量的输出端。所述第一电源的输出端与所述第二电源的输出端并联耦合。至少所述第一电源配置成通过调整由所述第一电源供应到所述负载的DC电力量和由所述第二电源供应到所述负载的DC电力量来减小所述多相配电系统中的相电流失衡。还公开了多种其它的系统、电源、控制器和方法。
文档编号H02J9/00GK103178598SQ20121040454
公开日2013年6月26日 申请日期2012年10月22日 优先权日2011年12月22日
发明者维贾伊·甘加达尔·帕德克, 罗伯特·李·迈尔斯 申请人:雅达电子国际有限公司