固态双电源转换装置的制作方法

1.本实用新型涉及双电源转换装置，尤其涉及固态双电源转换开关(ats)装置。


背景技术：

2.传统的双电源转换开关(ats)，是单纯的机械结构，受制于机械结构固有的缺点，传统的ats切换时间往往大于100ms，对于一些对掉电时间敏感的设备，这个间断时间往往是不能接受的，所以对于此类负载，传统的ats不能独立的完成电源切换的工作，往往需要配合不间断电源(ups)以满足负载不间断供电的需求，从而增加了系统的复杂性以及构建整个系统的成本。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种固态双电源转换装置。
4.根据本实用新型的实施例，提供一种固态双电源转换装置，包括：两路市电电压源，用于为负载供电；以及逆变部件，用于向后级负载供电，所述逆变部件包括整流器、隔离型dc/dc变换器和逆变器，其中，所述整流器用于将输入的两路市电电压源中的至少一路的交流电压转换为直流电压，其中，所述隔离型dc/dc变换器用于隔离所述整流器和所述逆变器，其中，所述逆变器用于将输入至其的、所述隔离型dc/dc变换器输出的直流电压转换为交流电流或交流电压。
5.可选的，所述固态双电源转换装置还包括接触器，所述接触器用于选择对所述整流器的电压输入。
6.可选的，所述固态双电源转换装置还包括晶闸管，用于电压源与负载之间的快速关断。
7.可选的，所述固态双电源转换装置还包括机械断点，用于为电压源提供机械隔离。
8.可选的，所述固态双电源转换装置还包括电流采样器，用于对两路市电电压源的电流进行采样。
9.可选的，所述固态双电源转换装置还包括测温器，用于对两路市电电压源的温度进行采样。
附图说明
10.通过下面结合附图对实施例的描述，本实用新型的这些和/或其他方面、特征和优点将变得更加清楚和容易理解，其中：
11.图1示出了根据本实用新型的电路结构示意图；
12.图2示出了根据本实用新型实施例一的电路结构示意图；
13.图3示出了根据本实用新型实施例二的电路结构示意图。
具体实施方式
14.下面将参考本实用新型的示例性实施例对本实用新型进行详细描述。然而，本实用新型不限于这里所描述的实施例，其可以以许多不同的形式来实施。所描述的实施例仅用于使本公开彻底和完整，并全面地向本领域的技术人员传递本实用新型的构思。所描述的各个实施例的特征可以互相组合或替换，除非明确排除或根据上下文应当排除。
15.在本实施新型的实施例中，除非另有明确说明，“连接”并不意味着必须“直接连接”或“直接接触”，而仅需要电学上连通即可。此外，文中的“第一”、“第二”等表述仅用于区分部件，并不表示任何优先级或排序，也不代表两个部件的参数值是否相同或不同。
16.固态ats对传统的ats进行了优化，在传统的ats基础上增加了电力电子逆变电力电子装置，在切换过程中，由电力电子设备向后级的负载供电，从而大大的降低后级负载的断电时间，从而满足高连续性负载的供电需求。基于此，本实用新型提供一种固态ats，提出了与之相匹配的双电源切换逻辑，从而完成上述功能。
17.当ats增加了电力电子部件作为切换过程中支撑负载的供电单元，除了在切换过程中支撑负载之外，还可以实现在主电源和辅助电源分配负荷等功能，在电网异常的情况下支撑电网，从而增强客户配电的可靠性，为客户提供电源切换以外的价值。
18.传统的ats的使用场景在于双电源转换，本实用新型在实现了主电源和辅助电源切换的过程之外，可以实现在主路向负载供电的同时，从辅助支路抽取能量，向负载供电，从而相当于间接的为主路进行扩容；在发生过载的情况或者由于天气原因发生配电系统过热的情况时，可以实现在主路和辅路之间进行功率分配，从而降低单个支路的供电负荷，降低客户配电系统发生跳闸的风险，同时本实用新型可以在客户电网发生低压穿越时向负载发射无功，从而促进电网的尽快恢复正常。
19.图1示出了根据本实用新型的电路结构示意图。如图所示，两路市电电压源s1和s2用于为负载供电。固态ats包括：对逆变部件的供电输入进行选择的接触器ctr1和ctr2；用于电压源与负载之间的快速关断的两路晶闸管scr1和sct2；用于为电压源提供机械隔离的机械断点；用于对两路市电电压源s1和s2的电流is1和is2进行采样的电流采样器；以及用于在切换过程中对负载进行支撑的逆变部件，所述逆变部件包括用于将交流电压转换为直流电压的整流器pfc，具有电压源vsi工作模式和电流源csi工作模式的逆变器，用于隔离所述整流器和所述逆变器的隔离型dc/dc变换器。
20.在需要进行s1和s2切换的情况下，固态ats会完成从s1到逆变部件到s2的切换。除此之外，本实用新型能够通过对负载进行联合供电，增加客户配电系统供电可靠性的功能。下面以s1对负载进行供电的情况为例进行说明。
21.图2示出了根据本实用新型实施例一的电路结构示意图。在本实施例中，s1对负载进行供电，当s1发生过载的情况，当过载《100％时，此时由于客户对于主路的源与辅助源的配置差异不会很大，若依然采取切换的方式，不能解决客户的掉电问题，此时固态双电源转换装置运行逻辑是，不再进行切换，而是逆变器从vsi工作模式变为csi工作模式，从s2抽取能量向负载供电，从而降低s1的负荷，使s1脱离过载的工作状态，去除s1跳闸的风险。
22.具体而言，s1输出交流电压，经scr1供给至负载，当s1发生过载时，s2输出交流电压至逆变部件，此时，ctr1处于断开状态而连接scr1的机械断点处于导通状态，ctr2处于导通状态而连接scr2的机械断点处于断开状态，进而，从s2输出的交流电压输入至pfc，pfc将
输入的交流电压转变为直流电压并输出至隔离型dc/dc变换器，所述隔离型dc/dc变换器可以根据情况调整输出的直流电压的电压值，输出的直流电压被进一步输入到逆变器，所述逆变器在csi工作模式下将输入的直流电压转变为交流电流并输出至负载。若此时该装置的负载电流为i
load
，s1的最大电流为ir，那么此时逆变器的给定电流i
ref
的计算公式为i
ref
＝i
load-ir。从而，实现通过了r1和r2两条路径向负载进行联合供电，进而降低了s1的负荷，使s1脱离过载的工作状态，去除了s1跳闸的风险。
23.图3示出了根据本实用新型实施例二的电路结构示意图。在本实施例中，固态双电源转换装置还包括测温器，用于对两路市电电压源的温度进行采样。由于环境温度过高导致过热时，采用主路电源和辅路电源联合供电依然是最大程度保证客户供电的最佳方案。对于此种工况，当检测到s1的温度采样过高，超过应用所允许的最高温度时，逆变器的给定电流i
ref
给定逐渐增大，直至s1的温度采集系统报告温度回归正常的范围之内时，停止增加逆变器的给定功率。这可以实现在主路和辅路之间进行功率分配，从而降低单个支路的供电负荷，降低客户配电系统发生跳闸的风险。
24.在另一实施例中，当电网发生低压穿越时，固态双电源转换装置可以通过向电网发送无功的方式来向电网提供支撑。当电网发生低压穿越时，进行切换并不是一个最佳的策略，此时逆变器按照电流源的模式进行工作，向电网发射无功，可以有效的对电网进行支撑，从而使电网尽快的恢复正常的运行。
25.在另一实施例中，用户可以手动配置来设置逆变器的给定电流iref。基于如下可能的原因，客户可能会根据一些配电现场的实际工况，来决定从s2通过逆变器的csi模式输出一些电流到负载：经济性上的瞬时的s2输出功率可以带来电力使用成本的下降；s1将会有大功率的负载切入或者切出，提前将部分能量转移到s2，从而降低负载切入或者切出对供电系统的影响。
26.本实用新型中涉及的电路、器件、装置、设备、系统的方框图仅作为示例性的例子并不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些电路、器件、装置、设备、系统，只要能够实现所期望的目的即可。
27.本领域技术人员应该理解，上述的具体实施例仅是例子而非限制，可以根据设计需求和其它因素对本实用新型的实施例进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同的范围内，即属于本实用新型所要保护的权利范围。