CN102396130A - 连续供电*** - Google Patents

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Abstract

在连续供电***中，三个连续供电单元(U1到U3)的控制单元(11)经由通信缆线(C1、C2)彼此联接，以构造一个综合控制单元(13)。如果由任一操作单元(10)选定旁通馈送模式，则该综合控制单元(13)使三个开关(S1)导通，而如果选定逆变器馈送模式，则该综合控制单元(13)使三个开关(S2)导通。因此，无需单独地提供用于操作和控制所有连续供电单元(U1到U3)的操作单元和控制单元。

Description

连续供电***
技术领域
本发明涉及一种连续供电***，并且具体涉及包括多个并连的连续供电设备的连续供电***。
背景技术
通常，连续供电设备已被广泛用作用于将交流(AC)电力稳定地供给给诸如计算机***之类重要负载的供电设备。在正常的操作中，连续供电设备将商用AC电力转换成直流(DC)电力并将DC电力供给给电池，并且又将DC电力转换成具有商用电频率的AC电力，以将AC电力供给给负载。在停电故障中，连续供电设备将电池的DC电力转换成具有商用电频率的AC电力，以将AC电力供给给负载。这样，即使在停电故障中，仍能将具有商用电频率的AC电力供给给负载。
还存在包括多个并连的连续供电设备的连续供电***。在此种连续供电***中，即使其中一个连续供电设备失效，剩余的连续供电设备能驱动负载(例如，参见专利文献1)。
引用列表
专利文献
文献1：日本专利特开号2008-182806
发明内容
技术问题
然而，传统的连续供电***具有***尺寸较大并且成本较高的问题，这是由于除了为每个连续供电设备提供用于操作和控制该连续供电设备的操作单元和控制单元以外，还单独地提供用于操作和控制所有连续供电设备的操作单元和控制单元。
因此，本发明的主要目的在于提供小尺寸且低成本的连续供电***。
问题的解决方案
根据本发明的连续供电***包括N(N是不超过二的整数)个并连的连续供电设备。每个连续供电***包括第一和第二输入端子、输出端子、第一开关、整流器、逆变器、断续器、第二开关、操作单元以及控制单元，其中第一输入端子和第二输入端子各自接收来自商用AC电源的第一AC电力，输出端子连接于负载，第一开关连接在第一输入端子和输出端子之间，整流器将经由第二输入端子的供自商用AC电源的第一AC电力转换成DC电力，逆变器将DC电力转换成第二AC电力，在供给第一AC电力时，断续器将DC电力从整流器供给至电力存储装置，而在第一AC电力的供给停止时，断路器将DC电力从电力存储装置供给至逆变器，第二开关连接在逆变器的输出节点和输出端子之间，操作单元用于从第一电力馈送模式和第二电力馈送模式中选择任何电力馈送模式，在该第一电力馈送模式中，第一AC电力供给至负载，而在该第二电力馈送模式中，第二AC电力供给至负载，且控制单元根据操作单元的选择结果来控制第一开关和第二开关。N个连续供电设备的N个控制单元经由通信线路彼此联接，以形成一个总控制单元。当由N个连续供电设备的N个操作单元的任一个操作单元选定第一电力馈送模式时，总控制单元使N个连续供电设备的N个第一开关导通，而当由N个操作单元的任一个操作单元选定第二电力馈送模式时，总控制单元使N个连续供电设备的N个第二开关导通。
较佳的是，当从第一电力馈送模式切换至第二电力馈送模式时，总控制单元在使N个第一开关断开之前，使N组第一开关和第二开关都导通预定时间段，而当从第二电力馈送模式切换至第一电力馈送模式时，总控制单元在使N个第二开关断开之前，使N组第一开关和第二开关都导通预定时间段。
更佳的是，通信线路包括N-1组各M(M是自然数)根通信缆线，这些通信缆线分别提供在N个控制单元之间的N-1个位置处，并且控制单元中的每两个控制单元由M根通信缆线彼此连接。
更佳的是，通信线路包括N组各M(M是自然数)根通信缆线，这些通信缆线将N个控制单元连接成环路，并且控制单元中的每两个控制单元由M根通信缆线彼此连接。
发明的有利效果
在根据本发明的连续供电***中，N个连续供电设备的N个控制单元经由通信线路彼此连接，以形成一个总控制单元。当由N个连续供电设备的N个操作单元的任一个操作单元选定第一电力馈送模式时，该总控制单元使N个连续供电设备的N个第一开关导通，而当选定第二电力馈送模式时，总控制单元使N个连续供电设备的N个第二开关导通。这样，无需单独地提供用于操作和控制所有连续供电设备的操作单元和控制单元，因此能实现较小尺寸和低成本的***。
附图说明
图1是示出根据本发明一实施例的连续供电***的构造的回路框图。
图2是示出图1所示的连续供电***的控制关联部分的框图。
图3示出图2所示的操作单元。
图4是示出图1所示的连续供电***的旁通电力馈送模式的回路框图。
图5是示出图1所示连续供电***的电力馈送模式之间进行切换期间的状态的回路框图。
图6是示出图1所示的连续供电***的逆变器电力馈送模式的回路框图。
图7是示出该实施例变型的框图。
图8是示出该实施例另一变型的框图。
图9是示出该实施例又一变型的框图。
具体实施方式
如图1所示，此种连续供电***包括输入端子T1、T2、断路器B1到B14、N个(附图中是三个)连续供电设备U1到U3以及N个(附图中是三个)电池BA1到BA3，其中N是不小于二的整数。每个输入端子T1、T2接收来自商用AC电源1的AC电力。
每个断路器B1、B3、B5具有的一个端子一起连接于输入端子T1，而具有的另一个端子连接于连续供电设备U1到U3中相应一个的输入端子T4。每个断路器B2、B4、B6具有的一个端子一起连接于输入端子T2，而具有的另一个端子连接于连续供电设备U1到U3中相应一个的输入端子T5。
每个断路器B7到B9具有的一个端子连接于电池BA1到BA3中相应一个的正极，而具有的另一个端子连接于连续供电设备U1到U3中相应一个的电池端子T6每个断路器B10到B12具有的一个端子连接于连续供电设备U1到U3中相应一个的输入端子T7，而具有的另一个端子一起连接于断路器B13的一个端子。断路器B13的另一个端子连接于输出端子T3。断路器B14连接于输入端子T1和输出端子T3之间。输出端子T3连接于负载2。
在连续供电***的正常操作中，断路器B1到B13闭合(ON)，而断路器B14断开(OFF)，使得具有商用电频率的AC电力从连续供电设备U1到U3供给至负载2。
此外，此种连续供电***能够利用N-1个连续供电设备来驱动负载2。因此，在图1中，即使三个连续供电设备U1到U3的其中一个连续供电设备(例如U1)发生故障，负载2仍能由两个连续供电设备(在此情形中，U2和U3)所驱动。如果发生故障的连续供电设备U1需要进行维修，断路器B1、B2、B7、B10断开，使得连续供电设备U1能移除以进行维修，同时具有商用电频率的AC电力从两个连续供电设备U2、U3供给至负载2。
此外，当连续供电***整个地需要进行维修，断路器B1到B13断开，此外断路器B14闭合，使得连续供电设备U1到U3能移除以进行维修，同时来自商用AC电源1的AC电力经由断路器B14供给至负载2。
除了上述输入端子T4、T5、电池端子T6以及输出端子T7以外，连续供电设备U1包括整流器3、逆变器4、断续器5、STS6以及电磁开关S1、S2。整流器3经由输入端子T5将供自商用AC电源1的AC电力转换成DC电力。由整流器3所产生的DC电力供给至逆变器4和断续器5。
逆变器4将DC电力转换成具有商用电频率的AC电力。断续器5将由整流器3所产生的DC电力经由电池端子T6和断路器B7供给至处于正常操作下的电池BA1的阳极，并且将电池BA1的DC电力供给至商用AC电源1的处于电力故障下的逆变器4。开关S2具有的一个端子接纳逆变器4的输出电力，而具有的另一个端子连接于输出端子T7。STS6连接在输入端子T4和输出端子T7之间，而开关S1平行于STS6连接。
连续供电设备U1具有旁通电力馈送模式和逆变器电力馈送模式，在旁通电力馈送模式中，供自商用AC电源1的AC电力经由输入端子T4并且经由S1输出至输出端子T7，而在逆变器电力馈送模式中，由逆变器4所产生的AC电力经由开关S2输出至输出端子T7。在旁通电力馈送模式中，开关S1闭合，在逆变器电力馈送模式中，开关S2闭合，而在旁通电力馈送模式和逆变器电力馈送模式之间切换期限，开关S1、S2都是闭合的。如果在逆变器电力馈送模式中馈送电力的同时、逆变器4发生故障，则STS6闭合并且即刻为输出端子T7提供来自商用AC电源1的AC电力。连续供电设备U2、U3也具有与连续供电设备U1的构造相同的构造。
图2是示出连续供电***的控制相关部分的框图。连续供电设备U1到U3中的每个包括操作单元10、控制单元11、电源电路单元12、输入端子T4、T5、电池端子T6、输出端子T7以及通信端子T8、T9。电源电路单元12包括图1所示的整流器3、逆变器4、断续器5、STS6以及开关S1、S2并且连接于端子T4到T7。
连续供电设备U1到U3的操作单元10用于分别操作连续供电设备U1到U3。此外，连续供电设备U1到U3的操作单元10中的每个还用于整个的操作连续供电***。操作单元10例如由触摸板构造而成。操作单元10具有屏幕，如图3(a)所示，该屏幕上显示有图标10a和图标10b，图标10a用于选择旁通电力馈送模式，而图标10b用于选择逆变器电力馈送模式。此外，显示在该屏幕上的是指示连续供电***当前状态(电力馈送模式的类型)的文字以及指示电力馈送模式是否可切换的文字。
在旁通电力馈送模式中，在模式是可切换的情形下，触碰图标10b会致使逆变器电力馈送模式命令信号从操作单元10输出至控制单元11，该信号命令从旁通电力馈送模式到逆变器电力馈送模式的切换。此外，在逆变器电力馈送模式中，在模式是可切换的情形下，触碰图标10a会致使旁通电力馈送模式命令信号从操作单元10输出至控制单元11，该信号命令从逆变器电力馈送模式到旁通电力馈送模式的切换。
注意到在该屏幕上，还显示用于选择另一页的图标(未示出)。如图2(b)所示，在另一页上，例如显示其它连续供电设备的状态(是否处于工作中，是否安装)。此外，仍是在另一页上，还显示用于操作仅仅相对应连续供电设备的图标。
返回至图2，每个控制单元11根据来自相对应操作单元10的信号来控制相对应电源电路单元12，即整流器3、逆变器4、断续器5、STS6以及开关S1、S2。此外，每个控制单元11连接于通信端子T8、T9。连续供电设备U1的通信端子T9和连续供电设备U2的通信端子T8由通信缆线C1所连接，而连续供电设备U2的通信端子T9和连续供电设备U3的通信端子T8由通信缆线C2所连接，且连续供电设备U1到U3的控制单元11形成一个总控制单元13。
当从三个操作单元10中的任何一个操作单元10给出旁通电力馈送模式命令信号时，总控制单元13控制三个电源电路单元12执行旁通电力馈送模式。此外，当从三个操作单元10中的任何一个操作单元10给出逆变器电力馈送模式命令信号时，总控制单元13控制三个电源电路单元12执行逆变器电力馈送模式。
确切地说，从连续供电设备U1的操作单元10中输出的旁通电力馈送模式命令信号或逆变器电力馈送模式命令信号经由通信缆线C1、C2被给予至连续供电设备U1的控制单元11，并且还被给予至连续供电设备U2、U3的控制单元11。每个控制单元11根据旁通电力馈送模式命令信号或者逆变器电力馈送模式命令信号来控制相对应连续供电设备的开关S1、S2。
此外，从连续供电设备U2的操作单元10中输出的旁通电力馈送模式命令信号或逆变器电力馈送模式命令信号经由通信缆线C1、C2被给予至连续供电设备U2的控制单元11，并且还被给予至连续供电设备U1、U3的控制单元11。每个控制单元11根据旁通电力馈送模式命令信号或者逆变器电力馈送模式命令信号来控制相对应连续供电设备的开关S1、S2。
此外，从连续供电设备U3的操作单元10中输出的旁通电力馈送模式命令信号或逆变器电力馈送模式命令信号经由通信缆线C1、C2被给予至连续供电设备U3的控制单元11，并且还被给予至连续供电设备U1、U2的控制单元11。每个控制单元11根据旁通电力馈送模式命令信号或者逆变器电力馈送模式命令信号来控制相对应连续供电设备的开关S1、S2。
图4是示出旁通电力馈送模式中电流通路的回路框图。在图4中，在旁通电力馈送模式中，断路器B1到B13闭合，断路器B14断开，开关S1闭合，而开关S2断开。AC电流经由输入端子T1、断路器B1、B3、B5、输入端子T4、开关S1、输出端子T7、断路器B10到B13以及输出端子T3从商用AC电源1供给至负载2。此外，AC电力经由输入端子T2、断路器B2、B4、B6以及输入端子T5从商用AC电源1供给至整流器3，而DC电力从整流器3供给至逆变器4，且逆变器4产生具有商用电频率的AC电力。
在旁通电力馈送模式中，如图3(a)所示，“旁通电力馈送”的图标10a和“逆变器电力馈送”的图标10b显示在操作单元10的屏幕上。触碰三个操作单元10中任一个操作单元10上的“逆变器电力馈送”的图标10b致使逆变器电力馈送命令信号从该操作单元10被给予至总控制单元13。
如图5所示，响应于逆变器电力馈送命令信号，该总控制单元13将开关S1、S2闭合预定的时间段。在两个开关S1、S2都闭合的时间段中，来自商用AC电源1的AC电力和由逆变器4产生的AC电力都供给至负载2。然后，如图6所示，总控制单元13将开关S1断开。这致使来自逆变器4的AC电力经由开关S2、断路器B10到B13以及输出端子T3供给至负载2，并致使经由输入端子T1、断路器B1、B3、B5以及输入端子T4的供自商用AC电源1的AC电力在开关S1处被阻断。
当从图6所示的逆变器电力馈送模式切换至旁通电力馈送模式时，在任何一个操作单元10上确认当前状态是“逆变器电力馈送”并且切换是“可切换的”之后，触碰“旁通电力馈送模式”的图标10a。这致使旁通电力馈送命令信号从操作单元10被给予至总控制单元13。
如图5所示，响应于旁通电力馈送命令信号，该总控制单元13将开关S1、S2闭合预定的时间段。在两个开关S1、S2都闭合的时间段中，来自商用AC电源1的AC电力和来自逆变器4的AC电力都供给至负载2。然后，如图4所示，总控制单元13将开关S2断开。这致使来自逆变器4的AC电力在开关S2处被阻断，并致使来自商用AC电源1的AC电力经由输入端子T1、断路器B1、B3、B5、输入端子T4、开关S1、断路器B10到B13以及输出端子T3供给至负载2。
应注意到的是，在连续供电***启动时，进行从旁通电力馈送模式到逆变器电力馈送模式的切换，而在连续供电***停机时，进行从逆变器电力馈送模式到旁通电力馈送模式的切换。
在该实施例中，三个连续供电设备U1到U3的控制单元11经由通信缆线C1、C2联接于彼此，以形成一个总控制单元13。当由任何一个操作单元10选定旁通馈送模式时，该总控制单元13使三个开关S1导通，而当选定逆变器电力馈送模式时，该总控制单元13使三个开关S2导通。这样，无需单独地提供用于操作和控制所有连续供电设备U1到U3的操作单元和控制单元，因此能实现较小尺寸和低成本的***。
图7是示出该实施例变型的框图并且与图2进行比较。在该变型中，连续供电设备U1的通信端子T9和连续供电设备U2的通信端子T8由通信缆线C1所连接，连续供电设备U2的通信端子T9和连续供电设备U2的通信端子T8由通信缆线C2所连接，而连续供电设备U3的通信端子T9和连续供电设备U1的通信端子T8由通信缆线C3所连接，三个连续供电设备U1到U3的三个控制单元11由三个通信缆线C1到C3连接成环路，以形成一个总控制单元13。该变型也可提供与该实施例的作用相同的作用。
图8是示出该实施例另一变型的框图并且与图2进行比较。在该变型中，连续供电设备U1到U3中的每个包括四个通信端子T8a、T8b、T9a、T9b，且每个控制单元11连接于相对应的四个通信端子T8a、T8b、T9a、T9b。连续供电设备U1的通信端子T9a、T9b和连续供电设备U2的通信端子T8a、T8b由通信缆线C1a、C1b所连接，而连续供电设备U2的通信端子T9a、T9b和连续供电设备U3的通信端子T8a、T8b、T9a、T9b由通信缆线C2a、C2b所连接。三个连续供电设备U1到U3的三个控制单元11由两组各两个通信缆线C1a、C1b；C2a、C2b所连接，以形成一个总控制单元13。该变型也可提供与该实施例的作用相同的作用。应注意的是，三个连续供电设备U1到U3的三个控制单元11可由两组各三个或三个以上的缆线所连接。
图9是示出该实施例又一变型的框图并且与图8进行比较。在该变型中，三个连续供电设备U1到U3的三个控制单元11由三组各两个通信缆线C1a、C1b；C2a、C2b；C3a、C3b连接成环路，以形成一个总控制单元13。该变型也可提供与该实施例的作用相同的作用。应注意的是，三个连续供电设备U1到U3的三个控制单元11可由三组各三个或三个以上的缆线连接成环路。
应理解的是，在此所披露的示例在每一方面都是说明性的而非限制性的。本发明的范围由各项权利要求所限制而非上文描述所限制，并且趋于包括在各项权利要求的范围内并且含意等同于各项权利要求的任何变型。
附图标记列表
1商用AC电源；2负载；3整流器；4逆变器；5断续器；6STS(静态转换开关)；10操作单元；10a、10b图标；11控制单元；12电源电路单元；13总控制单元；T端子；B断路器；U连续供电设备；BA电池；S开关；C通信缆线。

Claims (4)

1.一种连续供电***，包括N(N是不超过二的整数)个并联连接的连续供电设备(U1到U3)，
每个连续供电设备包括：
第一和第二输入端子(T4，T5)，每个输入端子接收来自商用AC电源(1)的AC电力；
输出端子(T7)，所述输出端子(T7)连接于负载(2)；
第一开关(S1)，所述第一开关(S1)连接在所述第一输入端子(T4)和所述输出端子(T7)之间；
整流器(3)，所述整流器(3)将经由所述第二输入端子(T5)的供自所述商用AC电源(1)的所述第一AC电力转换成DC电力；
逆变器(4)，所述逆变器将所述DC电力转换成第二AC电力；
断续器(5)，在供给所述第一AC电力时，所述断续器(5)将DC电力从所述整流器(3)供给至电力存储装置(BA)，而在所述第一AC电力的供给停止时，所述断续器(5)将DC电力从所述电力存储装置(BA)供给至所述逆变器(4)；
第二开关(S2)，所述第二开关(S2)连接在所述逆变器(4)的输出节点和所述输出端子(T7)之间；
操作单元(10)，所述操作单元用于从第一电力馈送模式和第二电力馈送模式中选择任何的电力馈送模式，在所述第一电力馈送模式中，所述第一AC电力供给至所述负载(2)，而在所述第二电力馈送模式中，所述第AC电力供给至所述负载(2)；以及
控制单元(11)，所述控制单元(11)根据所述操作单元(10)的选择结果来控制所述第一开关(S1)和所述第二开关(S2)，
所述N个连续供电设备(U1到U3)的N个所述控制单元(11)经由通信缆线(C1、C2)彼此联接，以形成一个总控制单元(13)，并且
当由所述N个连续供电设备(U1到U3)的N个所述操作单元(10)的任一个所述操作单元(10)选定所述第一电力馈送模式时，所述总控制单元(13)使所述N个连续供电设备(U1到U3)的N个所述第一开关(S1)导通，而当由N个所述操作单元(10)的任一个所述操作单元(10)选定所述第二电力馈送模式时，所述总控制单元(13)使所述N个连续供电设备(U1到U3)的N个所述第二开关(S2)导通。
2.如权利要求1所述的连续供电设备，其特征在于，
当从所述第一电力馈送模式切换至所述第二电力馈送模式时，所述总控制单元(13)在使N个所述第一开关(S1)断开之前，使N组所述第一开关(S1)和所述第二开关(S2)都导通预定时间段，而当从所述第二电力馈送模式切换至所述第一电力馈送模式时，所述总控制单元(13)在使N个所述第二开关(S2)断开之前，使N组所述第一开关(S1)和所述第二开关(S2)都导通预定时间段。
3.如权利要求1或2所述的连续供电设备，其特征在于，
所述通信线路包括(N-1)组各M(M是自然数)根通信缆线(C1、C2)，所述通信缆线分别提供在所述N个控制单元(11)之间的(N-1)个位置处，并且
所述控制单元中的每两个控制单元由M根通信缆线(C1或C2)彼此连接。
4.如权利要求1或2所述的连续供电设备，其特征在于，
所述通信线路包括N组各M(M是自然数)根通信缆线(C1到C3)，所述通信缆线将所述N个控制单元(11)连接成环路，并且
所述控制单元中的每两个控制单元由M根通信缆线(C1、C2或C3)彼此连接。
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