特許ウォッチ

公開番号2025134078
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-12
出願番号2025006226
出願日2025-01-16
発明の名称デュアル電源切替システム及びその動作方法
出願人台達電子工業股ふん有限公司
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H02J 3/00 20060101AFI20250905BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】デュアル電源切替システム及びその動作方法を提供する。
【解決手段】デュアル電源切替システムは、第1電源又は第2電源を選択して、誘導性装置に接続された負荷に給電し、第1サイリスタと、第2サイリスタと、第3サイリスタと、第4サイリスタと、コントローラとを含み、供給電源が第1電源から第2電源に切り替えると、コントローラは、第1サイリスタ及び第2サイリスタをそれぞれオフに制御し、かつ第1スタティックスイッチ及び第2スタティックスイッチの電力パラメータに基づいて、転流可能時間に達したか否かを判定し、コントローラは、誘導性装置の現在磁束及び第2電源の推定磁束に基づいて総磁束を算出し、転流可能時間に達した場合、総磁束が閾値より小さいことに応じて、第3サイリスタ及び第4サイリスタのうちの少なくとも一方をオンにする。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１電源又は第２電源を選択して、誘導性装置に接続された負荷に給電するデュアル電源切替システムであって、
前記第１電源と前記誘導性装置とに接続され、相互に逆並列に接続された第１サイリスタ及び第２サイリスタを備える第１スタティックスイッチと、
前記第２電源と前記誘導性装置とに接続され、相互に逆並列に接続された第３サイリスタ及び順方向バイアスが前記第１サイリスタと同じ向きである第４サイリスタを備える第２スタティックスイッチと、
供給電源が前記第１電源又は前記第２電源であることに応じて、前記第１サイリスタ、前記第２サイリスタ、前記第３サイリスタ及び前記第４サイリスタを選択的に制御するコントローラと、を含み、
供給電源が前記第１電源から前記第２電源に切り替えると、前記コントローラは、前記第１サイリスタ及び前記第２サイリスタをそれぞれオフに制御し、かつ前記第１スタティックスイッチ及び前記第２スタティックスイッチの電力パラメータに基づいて、転流可能時間に達したか否かを判定し、
前記コントローラは、前記誘導性装置の現在磁束及び前記第２電源の推定磁束に基づいて総磁束を算出し、前記転流可能時間に達した場合、前記総磁束が閾値より小さいことに応じて、前記第３サイリスタ及び前記第４サイリスタのうちの少なくとも一方をオンにする、デュアル電源切替システム。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記電力パラメータは、電圧差を含み、前記コントローラは、前記第１電源の第１電圧と前記誘導性装置の負荷電圧との前記電圧差が電圧閾値より大きいことに基づいて、前記第３サイリスタ及び前記第４サイリスタが転流可能時間に達したと判定する、請求項１に記載のデュアル電源切替システム。
【請求項３】
前記電力パラメータは、前記第１電源の第１電流と前記第２電源の第２電圧とを含み、前記コントローラは、前記第１電流がゼロより大きく、前記第２電圧が前記誘導性装置の負荷電圧より大きいと判定した場合、前記第３サイリスタが前記転流可能時間に達したと判定する、請求項１に記載のデュアル電源切替システム。
【請求項４】
前記電力パラメータは、前記第１電源の第１電流と前記第２電源の第２電圧とを含み、前記コントローラは、前記第１電流がゼロより小さく、前記第２電圧が前記誘導性装置の負荷電圧より小さいと判定した場合、前記第４サイリスタが前記転流可能時間に達したと判定する、請求項１に記載のデュアル電源切替システム。
【請求項５】
前記コントローラは、前記現在磁束と前記推定磁束とに基づいて極性を算出し、前記転流可能時間に達した場合、前記極性が逆であり、前記第２電源の第２電圧がゼロより大きいことに基づいて、前記第３サイリスタをオンにし、前記第１サイリスタを強制的にオフにする、請求項１に記載のデュアル電源切替システム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記第３サイリスタと前記第４サイリスタとをそれぞれ独立してオンにし、前記第３サイリスタをオンにした後に、前記第２電圧がゼロより小さく、前記総磁束が前記閾値より小さいことに基づいて、前記第４サイリスタをオンにする、請求項５に記載のデュアル電源切替システム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記現在磁束と前記推定磁束とに基づいて極性を算出し、前記転流可能時間に達した場合、前記極性が逆であり、前記第２電源の第２電圧がゼロより小さいことに基づいて、前記第４サイリスタをオンにし、前記第２サイリスタを強制的にオフにする、請求項１に記載のデュアル電源切替システム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記第３サイリスタと前記第４サイリスタとをそれぞれ独立してオンにし、前記第４サイリスタをオンにした後に、前記第２電圧がゼロより大きく、前記総磁束が前記閾値より小さいことに基づいて、前記第３サイリスタをオンにする、請求項７に記載のデュアル電源切替システム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記現在磁束と前記推定磁束とに基づいて極性を算出し、前記転流可能時間に達した場合、前記極性が同じであり、前記総磁束が前記閾値より小さいことに基づいて、前記第３サイリスタ及び前記第４サイリスタをオンにする、請求項１に記載のデュアル電源切替システム。
【請求項１０】
デュアル電源切替システムの動作方法であって、
前記デュアル電源切替システムは、誘導性装置に接続された第１スタティックスイッチ及び第２スタティックスイッチを含み、前記第１スタティックスイッチは、相互に逆並列に接続された第１サイリスタ及び第２サイリスタを備え、前記第２スタティックスイッチは、相互に逆並列に接続された第３サイリスタ及び第４サイリスタを備え、
前記動作方法は、
供給電源が第１電源から第２電源に切り替えると、前記第１サイリスタ及び前記第２サイリスタをそれぞれオフにするように制御するステップａと、
前記誘導性装置の現在磁束と前記第２電源の推定磁束に基づいて総磁束を算出するステップｂと、
前記第１スタティックスイッチ及び前記第２スタティックスイッチの電力パラメータに基づいて転流可能時間に達したか否かを判定するステップｃと、
前記転流可能時間に達した場合には、前記総磁束が閾値より小さいか否かを判定するステップｄ１、及び前記総磁束が前記閾値より小さい場合に応じて、前記第３サイリスタ及び前記第４サイリスタの少なくとも一方をオンにするステップｄ２を実行するステップｄと、を含む、デュアル電源切替システムの動作方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、切替システム及びその動作方法に関し、特にデュアル電源切替システム及びその動作方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
無瞬断切替装置（ＳｔａｔｉｃＴｒａｎｓｆｅｒＳｗｉｔｃｈ、ＳＴＳ）は、データセンターの電源システムの構成に不可欠なコンポーネントで、重要設備などの負荷に無停電電源を供給する。その内部には通常、複数のシリコン制御整流素子が含まれている。無瞬断切替装置は通常、２つ以上の独立した電源から電力を供給され、優先される主電源が許容範囲を超えると、自動的に優先電源から予備電源に切り替えて、無停電電源を供給するため、重要設備への継続的な電力供給を供給し、重要設備への電力供給が中断され、重要設備が強制的に停止することを回避する。
【０００３】
通常、無瞬断切替装置の出力は、トランスを介して重要設備に接続されている。トランスは誘導性装置であるため、磁束飽和という問題がある。そのため、主電源が許容範囲外となり、２つの電源間の切り替えが不適切である場合、下流のトランスに高い突入電流を発生させる。突入電流が高すぎると、上流の回路を過負荷にさせたり、ブレーカーをトリップさせたりして、システム全体を停電させることがある。したがって、従来の電源切替方式では、過大な突入電流を避けるために、主電源に流れるシリコン制御整流素子の電流がゼロになった後、予備電源のシリコン制御整流素子をオンにする。しかし、このような切替方式は、電流がゼロになるまで待つ必要があるため、出力電圧が低下しすぎて重要装置が停止するリスクがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、デュアル電源の不適切な切替を回避可能なデュアル電源切替システム及びその動作方法をどのように設計するかが、本願発明者によって検討された重要な課題である。
【０００５】
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、デュアル電源切替システム及びその動作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本開示に係るデュアル電源切替システムは、第１電源又は第２電源を選択して、誘導性装置に接続された負荷に給電し、第１スタティックスイッチと、第２スタティックスイッチと、コントローラと、を含み、前記第１スタティックスイッチは、前記第１電源と前記誘導性装置とに接続され、相互に逆並列に接続された第１サイリスタ及び第２サイリスタを備え、前記第２スタティックスイッチは、前記第２電源と前記誘導性装置とに接続され、相互に逆並列に接続された第３サイリスタ及び第４サイリスタを備え、前記第４サイリスタは、前記第１サイリスタと順方向バイアスが同じ向きであり、前記コントローラは、供給電源が前記第１電源又は前記第２電源であることに応じて、前記第１サイリスタ、前記第２サイリスタ、前記第３サイリスタ及び前記第４サイリスタを選択的に制御し、供給電源が前記第１電源から前記第２電源に切り替えると、前記コントローラは、前記第１サイリスタ及び前記第２サイリスタをそれぞれオフに制御し、かつ前記第１スタティックスイッチ及び前記第２スタティックスイッチの電力パラメータに基づいて、転流可能時間に達したか否かを判定し、前記コントローラは、前記誘導性装置の現在磁束及び前記第２電源の推定磁束に基づいて総磁束を算出し、前記転流可能時間に達した場合、前記総磁束が閾値より小さいことに応じて、前記第３サイリスタ及び前記第４サイリスタのうちの少なくとも一方をオンにする。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本開示に係るデュアル電源切替システムの動作方法において、前記デュアル電源切替システムは、誘導性装置に接続された第１スタティックスイッチ及び第２スタティックスイッチを含み、前記第１スタティックスイッチは、相互に逆並列に接続された第１サイリスタ及び第２サイリスタを備え、前記第２スタティックスイッチは、相互に逆並列に接続された第３サイリスタ及び第４サイリスタを備え、前記動作方法は、供給電源が第１電源から第２電源に切り替えると、前記第１サイリスタ及び前記第２サイリスタをそれぞれオフにするように制御するステップａと、前記誘導性装置の現在磁束と前記第２電源の推定磁束に基づいて総磁束を算出するステップｂと、前記第１スタティックスイッチ及び前記第２スタティックスイッチの電力パラメータに基づいて転流可能時間に達したか否かを判定するステップｃと、前記転流可能時間に達した場合には、前記総磁束が閾値より小さいか否かを判定するステップｄ１、及び前記総磁束が前記閾値より小さい場合に応じて、前記第３サイリスタ及び前記第４サイリスタの少なくとも一方をオンにするステップｄ２を実行するステップｄと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示は、デュアル電源の電源切替を動作させるデュアル電源切替システムの動作方法を提供する。デュアル電源切替システムの動作方法は、主に独立した４つの制御信号を用いてゲート端子を制御するため、第１スタティックスイッチ及び第２スタティックスイッチは、転流中の特定の期間に総磁束が閾値を超えないように確認しつつ、対応するサイリスタを独立してオンにして、電源切替の転換時間を短縮し、突入電流を低減する効果が得られる。
【０００９】
本開示の目的を達成するためになされた本開示の技術、手段、及び効果をより良く理解するために、本開示の目的及び特徴は、本開示の詳細な説明及び添付図面を参照することに基づいてより良く理解されると考えられるが、添付図面は、参照及び説明のみを提供するものであり、本開示を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示のデュアル電源切替システムの回路ブロック図である。
本開示の第１電源、第２電源及び出力電源の波形図である。
本開示のデュアル電源切替システムの転流可能時間の判定フローチャートである。
本開示のデュアル電源切替システムの切替タイミングを示すフローチャートである。
本開示のデュアル電源切替システムの第１実施形態の切替タイミングを示すフローチャートである。
本開示のデュアル電源切替システムの第１実施形態の概略波形図である。
本開示のデュアル電源切替システムの第２実施形態の切替タイミングを示すフローチャートである。
本開示のデュアル電源切替システムの第２実施形態の概略波形図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許