[发明专利]有源限流电路、电源装置、供电系统以及控制方法

说明书

本发明实施例公开了一种有源限流电路、电源装置、供电系统以及控制方法，其中，基于对于有源限流电路中的限流开关单元中的电流或功率因数校正电路中的电流以及输入母线的第一端和第二端的电压进行采样而得到的电流采样信号以及电压比较结果，来开通或关断有源限流电路中的多个限流开关，能够通过有源限流电路有效的降低切换供电线路时产生的冲击电流，减少功率损耗，并且能够提供大功率的输出，从而对电容充电以及向负载提供足够的功率输出；另外，能够结合电流采样信号和输入母线两端的电压比较结果而灵活的对多个限流开关进行控制，提升限流电路的工作效率。

技术领域

本发明实施例涉及供电领域，尤其涉及一种有源限流电路、电源装置、供电系统以及控制方法。

背景技术

在供电系统中，对于电源来说需要满足两方面的冗余设计，输入供电的冗余设计，以及电源的冗余设计。传统的单输入电源，为了实现输入供电的冗余设计，即其中一路输入掉电时，需要保证整个电源的正常输出，如果某一供电系统需要N台电源，则需要N+N台电源实现输入供电的冗余设计，其中，N台电源连接输入供电A，另外N台电源连接输入供电B。在N+N台电源的基础上，能够实现电源的冗余设计，即其中一台电源坏掉，仍有N+N-1台电源可以满足N台电源的需求。

另一种供电架构为采用ATS(自动切换开关，Automatic Transfer Switch)电源，ATS电源是指具有对两路输入供电进行自动切换功能的电源，其工作原理是当两路输入均正常时，ATS电源的切换开关选择其中一路进行供电，当该路供电掉电时，ATS电源的切换开关可以切换到另一路进行供电。该供电架构采用N台电源即可以满足输入供电的冗余设计，当其中一路输入掉电时，通过ATS电源的切换即可以实现输入的冗余设计。在N台电源的基础上，为了实现电源的冗余设计，需要增加一台，即N+1台电源可以实现输入供电的冗余和电源的冗余设计。

但是，对于ATS电源来说，通过ATS电源的切换开关对输入供电进行切换时，其输入供电可能会对功率因数校正电路(PFC，Power Factor Correction)输出侧的大电容(bulk电容)有很大的冲击电流。例如，在初始时由输入供电A进行供电，此时输入供电A掉电，为了满足输入穿越(ride through)，需要等待半个工频周期Ts/2(10ms)才能将输入供电A切断，然后将供电B切入。目前ATS电源的切换开关更多的使用继电器(Relay)，继电器的切换时间Trelay约有5ms，那么在输入供电A掉电Ts/2+2Trelay后，bulk电容的电压会由于输出负载而降低。在输入供电B切入时，如果切入时刻的电压比bulk电压大很多，如果线路上没有限流电路，会有很大的冲击电流(inrush current)到bulk电容，对前级的供电设备造成损伤。

为了解决ATS电源的冲击电流问题，目前的一种方法是将bulk电容的容量加大，使得在Ts/2+2Trelay时间后bulk电容的电压仍然大于输入电压；另一种方法是在线路中增加限流电路，目前通常采用电阻型无源限流电路。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

但是为了解决ATS电源的冲击电流问题，增大bulk电容的容量将导致成本、功率损耗以及电源体积的增大，且无法进行灵活的控制；而限流电路需要能够提供大功率的输出，以给bulk电容充电和提供负载输出，如果使用电阻型无源限流电路，电源体积会比较大，而且也有比较大的功能损耗，另外也无法进行灵活的控制。

针对上述问题中的至少之一，本发明实施例提供一种有源限流电路、电源装置、供电系统以及控制方法。能够通过有源限流电路有效的降低切换供电线路时产生的冲击电流，减少功率损耗，并且能够提供大功率的输出，从而对电容充电以及向负载提供足够的功率输出；另外，能够结合电流采样信号和输入母线两端的电压比较结果而灵活的对多个限流开关进行控制，提升限流电路的工作效率。