АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ Российский патент 2013 года по МПК H02J9/06 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

По настоящей заявке испрашивается приоритет заявки на патент США № 12/025666 от 4 февраля 2008 г.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системе источника бесперебойного питания, системе комплекта аккумуляторных батарей, способу обеспечения автоматического восстановления соединения комплекта аккумуляторных батарей и схемы питания, машиночитаемому носителю с сохраненными инструкциями, обеспечивающими выполнение способа, и механизму переключения питания для избирательного соединения схемы выходного питания и комплекта аккумуляторных батарей.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы источников бесперебойного питания (ИБП) обычно имеют резервное электропитание, поступающее с аккумуляторных батарей. Например, как показано на Фиг. 1, система 10 ИБП включает в себя схему 12 питания, механизм 14 переключения питания и комплект 16 аккумуляторных батарей. Комплект 16 аккумуляторных батарей включает в себя множество последовательно соединенных аккумуляторных батарей для подачи напряжения постоянного тока на схему 12 питания. Механизм 14 соединяет схему 12 с комплектом 16 аккумуляторных батарей для подачи питания от комплекта 16 аккумуляторных батарей в схему 12 и для подачи питания от схемы 12 к комплекту 16 аккумуляторных батарей и может отключать схему 12 от комплекта 16 аккумуляторных батарей для блокирования передачи электроэнергии между схемой 12 и комплектом 16 аккумуляторных батарей.

Механизм 14 действует как выключатель или прерыватель и действует в качестве разъединяющего средства, например, в соответствии с правилами техники безопасности, поскольку источник питания (в данном случае комплект 16 аккумуляторных батарей) должен отключаться от схемы 12 питания в аварийной ситуации, либо в целях, не связанных с правилами техники безопасности, таких как обслуживание системы 10 ИБП. Механизм 14 может содержать прерыватель цепи (с предохранителем или без него) или переключатель 20 (показан) с предохранителем (не показан) для обеспечения требуемой защиты. Ниже используется термин «переключатель», но этот термин в зависимости от ситуации относится к прерывателю или переключателю. Механизм 14 может отключать комплект 16 аккумуляторных батарей от схемы 12, например, в конце цикла разрядки, когда питание переменного тока в схему 12 питания не поступает, чтобы помочь предотвратить глубокую разрядку аккумуляторных батарей в комплекте 16 аккумуляторных батарей и тем самым помочь предотвратить повреждение аккумуляторных батарей.

Для отключения схемы 12 питания от комплекта 16 аккумуляторных батарей механизм 14 включает в себя катушку реле пониженного напряжения (РПН) и/или катушку 18 расцепителя с шунтовой катушкой (НР). Управление катушкой РПН/НР осуществляется с помощью управляющего напряжения V_C. Данное управляющее напряжение заставляет катушку РПН/НР привести в действие выключатель/прерыватель 20 для отключения схемы 12 от комплекта 16 аккумуляторных батарей. НР обычно используется для отключения схемы 12 от комплекта 16 аккумуляторных батарей в аварийных ситуациях (обеспечивая функцию аварийного отключения питания). РПН может также размыкать выключатель/прерыватель 20 в ответ на напряжение, обеспечиваемое комплектом 16 аккумуляторных батарей, падающее ниже порогового напряжения.

Механизм 14 сконфигурирован таким образом, что, когда прерыватель 20 разомкнут, он должен замыкаться вручную для восстановления соединения комплекта 16 аккумуляторных батарей со схемой 12 питания. Ручное замыкание нескольких прерывателей аккумуляторных батарей после потери питания подвержено ошибкам оператора. Оператор должен сначала установить, какие механизмы 14 необходимо вернуть в исходное состояние, а затем надлежащим образом вернуть эти механизмы 14 в исходное состояние. Данный процесс трудоемок и подвержен ошибкам. Прерыватель, который не был надлежащим образом возвращен в исходное состояние, может значительно сократить время работы системы ИБП 10 и привести к повреждению, например, из-за глубокой разрядки комплекта 16 аккумуляторных батарей.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения предлагается система источника бесперебойного питания (ИБП), включающая в себя вход, сконфигурированный с возможностью приема входного питания переменного тока, схему преобразователя питания, соединенную с входом и сконфигурированную с возможностью преобразования входного питания переменного тока в первое питание постоянного тока и для преобразования второго питания постоянного тока в первое питание постоянного тока, выход, соединенный со схемой преобразователя питания и сконфигурированный с возможностью соединения с нагрузкой, комплект аккумуляторных батарей, включающий в себя, по меньшей мере, одну аккумуляторную батарею, причем комплект аккумуляторных батарей сконфигурирован с возможностью обеспечения второго питания постоянного тока, механизм переключения питания, связанный со схемой преобразователя питания и с комплектом аккумуляторных батарей, который избирательно перемещается между разомкнутым положением и замкнутым положением, причем механизм переключения питания соединяет комплект аккумуляторных батарей со схемой преобразователя питания в замкнутом положении и изолирует комплект аккумуляторных батарей от схемы преобразователя питания в разомкнутом положении, и схему управления, сконфигурированную с возможностью обеспечения сигнала управления, при этом механизм переключения питания включает в себя электропривод, соединенный со схемой управления, причем электропривод реагирует на сигнал управления изменением положения механизма переключения питания из разомкнутого в замкнутое.

Варианты реализации настоящего изобретения могут включать в себя один или более следующих признаков. Схема управления сконфигурирована с возможностью автоматического обеспечения сигнала управления на механизм переключения питания в ответ на определение того, что входное питание переменного тока на входе изменяется с неприемлемого для использования для обеспечения первого питания постоянного тока на приемлемое для использования для обеспечения первого питания постоянного тока. Схема управления сконфигурирована с возможностью автоматического обеспечения сигнала управления на механизм переключения питания в ответ на определение того, что и входное питание переменного тока на входе изменяется с неприемлемого для использования для обеспечения первого питания постоянного тока на приемлемое для использования для обеспечения первого питания постоянного тока, и удовлетворяется, по меньшей мере, один дополнительный критерий. Данным, по меньшей мере, одним дополнительным удовлетворяемым критерием является указание на то, что механизм переключения питания находится в разомкнутом положении. Данным, по меньшей мере, одним дополнительным удовлетворяемым критерием является истечение времени работы таймера. Механизм переключения питания дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одно из реле пониженного напряжения и расцепителя с шунтовой катушкой, сконфигурированного с возможностью изменения положения механизма переключения питания из замкнутого в разомкнутое. Электропривод дополнительно сконфигурирован с возможностью изменения положения механизма переключения питания из замкнутого в разомкнутое. Механизм переключения питания дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одно из реле пониженного напряжения и расцепителя с шунтовой катушкой, сконфигурированного с возможностью изменения положения механизма переключения питания из замкнутого в разомкнутое положение независимо от электропривода.

В общих чертах, в другом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается система источника бесперебойного питания (ИБП), включающая в себя вход ИБП, сконфигурированный с возможностью приема питания переменного тока, выход ИБП, сконфигурированный с возможностью соединения с нагрузкой, корпус, комплект аккумуляторных батарей, размещенный в корпусе и включающий в себя множество соединенных вместе аккумуляторных батарей, причем комплект аккумуляторных батарей обеспечивает питание постоянного тока комплекта аккумуляторных батарей, механизм переключения питания, имеющий вход механизма переключения, который соединен с комплектом аккумуляторных батарей и избирательно перемещается между разомкнутым положением и замкнутым положением, причем механизм переключения питания в замкнутом положении соединяет вход механизма переключения и выход механизма переключения, а в разомкнутом положении изолирует вход механизма переключения от выхода механизма переключения, и схему преобразователя питания, соединенную с входом ИБП, выходом ИБП и выходом механизма переключения питания, причем схема преобразователя питания сконфигурирована с возможностью преобразования входного питания переменного тока в выходное питание переменного тока, преобразования питания постоянного тока комплекта аккумуляторных батарей в выходное питание переменного тока и обеспечения выходного питания переменного тока на выход ИБП, при этом механизм переключения питания включает в себя электропривод, соединенный со схемой управления, причем электропривод сконфигурирован с возможностью автоматического изменения положения механизма переключения питания из разомкнутого в замкнутое в ответ на, по меньшей мере, один критерий, включающий в себя изменение входного питания переменного тока на входе ИБП с неприемлемого для использования для обеспечения выходного питания переменного тока на приемлемое для использования для обеспечения выходного питания переменного тока.

Варианты реализации настоящего изобретения могут включать в себя один или более следующих признаков. По меньшей мере, один критерий дополнительно включает в себя механизм переключения питания, находящийся в разомкнутом положении. По меньшей мере, один критерий дополнительно включает в себя питание постоянного тока на механизме переключения питания, имеющее напряжение, по меньшей мере, выше порогового значения.

В общих чертах, в другом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается система комплекта аккумуляторных батарей, включающая в себя аппаратную стойку информационного обеспечения стандартного размера, выход питания, соединенные вместе аккумуляторные батареи для обеспечения питания постоянного тока комплекта аккумуляторных батарей, причем аккумуляторные батареи размещены в аппаратной стойке, и механизм переключения питания, соединенный с выходом питания и с комплектом аккумуляторных батарей, причем механизм переключения питания избирательно соединяет комплект аккумуляторных батарей с выходом питания и избирательно изолирует комплект аккумуляторных батарей от выхода питания, причем механизм переключения питания включает в себя электропривод для автоматического изменения положения механизма переключения питания с подключения нескольких аккумуляторных батарей к выходу питания на изолирование нескольких аккумуляторных батарей от выхода питания в ответ на сигнал управления, который указывает на критерий, включающий в себя следующее: главное питание, связанное с системой комплекта аккумуляторных батарей, недоступно, и напряжение множества аккумуляторных батарей находится ниже требуемого уровня.

Варианты реализации настоящего изобретения могут включать в себя один или более следующих признаков. Критерий дополнительно включает в себя истечение времени работы таймера.

В общих чертах, в другом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ обеспечения автоматического восстановления соединения комплекта аккумуляторных батарей со схемой питания, причем данный способ включает в себя этапы, на которых контролируют, по меньшей мере, один критерий для избирательного соединения схемы выходного питания и комплекта аккумуляторных батарей, при этом, по меньшей мере, один критерий включает в себя приемлемость главного источника питания, отправляют на основе, по меньшей мере, одного критерия сигнал управления на электропривод в механизме переключения питания для соединения схемы выходного питания и комплекта аккумуляторных батарей и соединяют комплект аккумуляторных батарей со схемой питания в ответ на сигнал управления.

Варианты реализации настоящего изобретения могут включать в себя один или более следующих признаков. Контроль включает в себя этап, на котором контролируют условия безопасности, связанные со схемой выходного питания. Контроль включает в себя контроль таймера.

В общих чертах, в другом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается программный продукт, хранящийся на машиночитаемом носителе и содержащий машиночитаемые команды, обеспечивающие выполнение компьютером: контроля, по меньшей мере, одного критерия для избирательного соединения схемы выходного питания и комплекта аккумуляторных батарей, причем данный, по меньшей мере, один критерий включает в себя приемлемость главного источника питания, и отправки на основе, по меньшей мере, одного контролируемого критерия сигнала управления на электропривод в механизме переключения питания для соединения схемы выходного питания и комплекта аккумуляторных батарей.

Варианты реализации настоящего изобретения могут включать в себя один или более следующих признаков. Команды, обеспечивающие выполнение компьютером контроля, обеспечивают выполнение компьютером контроля условий безопасности, связанных со схемой выходного питания. Команды, обеспечивающие выполнение компьютером контроля, обеспечивают выполнение компьютером контроля таймера.

В общих чертах, в другом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается механизм переключения питания для избирательного соединения схемы выходного питания и комплекта аккумуляторных батарей, причем механизм переключения питания включает в себя переключающую схему, сконфигурированную с возможностью избирательного соединения комплекта аккумуляторных батарей со схемой выходного питания и избирательного изолирования комплекта аккумуляторных батарей от схемы выходного питания, и электропривод, соединенный с переключающей схемой и сконфигурированный с возможностью автоматического приведения в действие переключающей схемы для соединения комплекта аккумуляторных батарей со схемой выходного питания в ответ на, по меньшей мере, один критерий, включающий в себя изменение главного питания, связанного со схемой входного питания, из недоступного в доступное.

Варианты реализации настоящего изобретения могут включать в себя один или более следующих признаков. Механизм переключения питания дополнительно включает в себя схему управления, соединенную с электроприводом и сконфигурированную с возможностью обеспечения на электропривод сигнала управления, указывающего, по меньшей мере, на один критерий. Схема управления дополнительно сконфигурирована с возможностью контроля главного питания. Схема управления дополнительно сконфигурирована с возможностью контроля условия безопасности, связанного со схемой выходного питания, и обеспечения сигнала управления на основе отчасти состояния контролируемого условия безопасности. Схема управления дополнительно сконфигурирована с возможностью контроля таймера и обеспечения сигнала управления на основе отчасти состояния контролируемого таймера.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут обеспечить один или более следующих признаков. Повреждение аккумуляторной батареи в системах ИБП из-за глубокой разрядки может быть уменьшено. Время работы систем ИБП после отключения электроэнергии может быть оптимизировано. Во время отключения электроэнергии комплект аккумуляторных батарей системы ИБП может быть отключен от схемы питания системы ИБП до полной разрядки комплекта аккумуляторных батарей. После отключения электроэнергии отключенные комплекты аккумуляторных батарей систем ИБП могут быть автоматически восстановлены в соединении со схемой питания систем ИБП в ответ на питание, восстановленное в системах ИБП. Ошибки при восстановлении соединения комплектов аккумуляторных батарей после перебоя в подаче электроэнергии могут быть сокращены. При восстановлении подачи электричества комплекты аккумуляторных батарей могут быть восстановлены в соединении в точные моменты времени после зарядки шины постоянного тока ИБП до соответствующего уровня. Повреждение систем ИБП (например, дельта-преобразование ИБП) может быть остановлено или предотвращено.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает принципиальную схему существующей системы ИБП.

Фиг. 2 изображает принципиальную схему одного варианта осуществления системы ИБП в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 3 изображает схему части механизма переключения питания, изображенного на Фиг. 2.

Фиг. 4 изображает блок-схему процесса восстановления соединения комплекта аккумуляторных батарей со схемой питания, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 5 изображает общий вид аккумуляторных батарей, установленных в аппаратной стойке, схематически показанных на Фиг. 2.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В вариантах осуществления настоящего изобретения предлагаются способы восстановления соединения аккумуляторных батарей со схемой питания в системах ИБП. В механизме переключения питания системы ИБП предусмотрен электропривод, который может замыкать автоматический выключатель или прерыватель (именуемый далее «прерыватель») без участия оператора. Электропривод может реагировать на питание, доступное для системы ИБП, замыканием прерывателя, который был разомкнут в ответ на потерю питания источника, уменьшение питания источника, падение напряжения комплекта аккумуляторных батарей ниже порога или по иной причине. Встроенные вычислительные средства системы ИБП управляют электроприводом для замыкания прерывателей при необходимости. Другие варианты осуществления находятся в пределах объема настоящего изобретения.

Как видно из Фиг. 2, система 50 ИБП для использования с внешним источником 46 питания переменного тока и нагрузкой 48 включает в себя схему 52 питания ИБП, механизм 54 переключения питания, комплект 56 аккумуляторных батарей, блок 58 контроля аккумуляторных батарей и блок 60 электропривода. Блок 60 электропривода включает в себя блок управления электроприводом, источник питания и схему управления. Аккумуляторные батареи 57 в комплекте аккумуляторных батарей 56 могут быть или не быть модульными. Схема 52 питания сконфигурирована с возможностью избирательного преобразования и подачи питания от внешнего источника 46 питания переменного тока или комплекта 56 аккумуляторных батарей в нагрузку 48 с требуемыми характеристиками по напряжению (например, напряжением) в соответствии со схемой 62 управления схемы 52 питания. Блок 58 контроля аккумуляторных батарей сконфигурирован с возможностью контроля напряжения и температуры аккумуляторных батарей 57 в комплекте 56 аккумуляторных батарей и обеспечения этой информации в схему 62 управления через шину сети контроллера. Блок 58 контроля аккумуляторных батарей может также помогать регулировать плавающее напряжение зарядки, зависящее от температуры. Схема 52, как показано в данном примере, расположена в кожухе 53, а механизм 54, комплект 56 аккумуляторных батарей, блок 58 контроля аккумуляторных батарей и, как показано на Фиг. 5, блок 60 электропривода расположены в аппаратной стойке/корпусе 61 информационного обеспечения стандартного размера (например, 600 мм или 750 мм шириной, 1080 мм глубиной и 2000 мм высотой), хотя могут использоваться также другие конфигурации и схемы расположения.

Схема 62 управления сконфигурирована с возможностью обеспечения одного или более сигналов, используемых при управлении механизмом 54 переключения питания. Схема 62 управления может определять, когда источник 46 питания функционирует и обеспечивает соответствующее питание на ИБП 52 для питания нагрузки без использования питания от комплекта 56 аккумуляторных батарей, может определять, выключен ли источник 46 питания или неприемлем иным образом для питания нагрузки и запитана ли схема 52 питания от комплекта 56 аккумуляторных батарей, и может определять, когда питание снова начинает поступать от источника 46 питания переменного тока вместо того, чтобы поступать от комплекта 56 аккумуляторных батарей. Схема 62 управления обеспечивает на блок 60 электропривода сигнал, указывающий на то, что питание от источника 46 питания переменного тока изменилось с неприемлемого для питания нагрузки 48 на приемлемое для питания нагрузки 48. Схема 62 управления может также обеспечивать на блок 60 электропривода сигнал, вызывающий отсоединение комплекта 56 аккумуляторных батарей от схемы 52 питания, например, в ответ на определение того, что питание от источника 46 неприемлемо для зарядки аккумуляторных батарей 57, в ответ на определение того, что произошла аварийная ситуация, вследствие чего питание аккумуляторных батарей не должно поступать и т.д. Схема 62 управления может также отправлять на механизм 54 переключения по линии 74 сигналы, указывающие на аварийную ситуацию, неблагоприятное условие (например, напряжение, подаваемое аккумуляторными батареями 57, ниже требуемого уровня) и т.д., чтобы вызвать отсоединение комплекта 56 аккумуляторных батарей от схемы 52 питания. Схема 62 управления может отправлять сигнал отсоединения по различным причинам, например, чтобы помочь избежать глубокой разрядки аккумуляторных батарей 57.

Блок 60 электропривода сконфигурирован с возможностью контроля соответствующих условий системы 50 ИБП и сигналов со схемы 62 управления и подачи сигналов размыкания и замыкания для управления механизмом 54 переключения питания. Блок 60 электропривода контролирует состояние механизма 54 переключения питания с помощью сигнала, принимаемого от вспомогательного контакта 70 механизма 54 переключения питания. Блок 60 электропривода дополнительно контролирует состояние внешнего источника 56 питания переменного тока с помощью сигнала со схемы 62 управления. Блок 60 электропривода сконфигурирован с возможностью реагирования на поступление питания от источника питания 46 вместо поступления его от комплекта 56 аккумуляторных батарей, на выходное питание, имеющее напряжение выше порогового значения для безопасной работы механизма 54 переключения питания, и на вспомогательный контакт 70, указывающий на то, что переключатель 66 разомкнут, автоматической (без участия оператора) отправкой сигнала замыкания для приведения в действие механизма переключения с целью соединения схемы 52 питания с комплектом 56 аккумуляторных батарей. Таким образом, блок электропривода 60 может автоматически вызывать соединение механизма переключения со схемой 52 питания и комплектом 56 аккумуляторных батарей в ответ на единственное указание от схемы 62 управления о том, что источник 46 питания переменного тока вновь работает надлежащим образом. Блок 60 электропривода может также реагировать на указание от схемы 62 управления на отсоединение комплекта 56 аккумуляторных батарей от схемы 52 питания отправкой сигнала размыкания на механизм 54 переключения.

Механизм переключения сконфигурирован с возможностью реагирования на сигналы с блока 60 электропривода отсоединением комплекта 56 аккумуляторных батарей от схемы 52 питания и восстановлением соединения комплекта 56 аккумуляторных батарей со схемой 52 питания. Как видно из Фиг. 3, механизм 54 переключения питания включает в себя механизм 64 отсоединения (РПН и/или НР), прерыватель 66 и электропривод 68. Прерыватель 66 соединен с комплектом 56 аккумуляторных батарей и схемой 52 питания и сконфигурирован с возможностью избирательного изменения передачи энергии между ними в соответствии с регулированием механизмом 64 отсоединения и электроприводом 68. Механизм 64 отсоединения сконфигурирован с возможностью размыкания прерывателя 66 для отсоединения схемы 52 питания от комплекта 56 аккумуляторных батарей в ответ на сигнал управления, принятый по линии 74 от схемы 62 управления. Электропривод 68 может принимать управляемое питание (PWR), сигнал размыкания (OPEN) и сигнал замыкания (CLOSE) от блока 60 электропривода. Электропривод 68 сконфигурирован с возможностью реагирования на сигнал замыкания перемещением прерывателя 66 в его замкнутое положение и реагирования на сигнал размыкания перемещением прерывателя 66 в его разомкнутое положение в соответствии с Фиг. 3.

Как видно из Фиг. 4, а также из Фиг. 2-3, во время функционирования процесс 110 отсоединения и автоматического восстановления соединения комплекта 56 аккумуляторных батарей со схемой 52 питания включает в себя приведенные ниже этапы. Однако процесс 110 является всего лишь иллюстративным, а не ограничивающим. Процесс 110 может быть изменен путем добавления, исключения или перестановки этапов.

На этапе 112 выполняется запрос относительно того, является ли источник 46 питания переменного тока действующим и обеспечивает ли он приемлемое питание в схему 52 питания. Схема 62 управления контролирует питание, обеспечиваемое источником 46 питания. Если питание, обеспечиваемое источником 46, является приемлемым, то процесс 110 остается на этапе 112, при этом схема 62 управления контролирует питание от источника 46. Если питание является неприемлемым, то данный процесс переходит к этапу 114.

На этапе 114 схема 62 управления изменяет источник питания для нагрузки 48. Если питание, выдаваемое источником 46, падает ниже требуемого уровня, либо является недостаточным в иных отношениях, схема 62 управления определяет, что питание является неприемлемым, и вызывает обеспечение питания от комплекта 56 аккумуляторных батарей через схему 52 питания на нагрузку 48.

На этапе 116 выполняется запрос относительно того, отсоединять ли комплект 56 аккумуляторных батарей от схемы 52 питания. Схема 62 управления определяет, должен ли быть разомкнут прерыватель 66. Схема 62 управления контролирует напряжение аккумуляторных батарей в соответствии с блоком 58 контроля аккумуляторных батарей и контролирует сигнал аварийного отключения питания на линии 72 на наличие аварийной ситуации. Схема управления 62 может также контролировать наличие других причин для размыкания прерывателя 66. Если схема 62 управления не определяет, что прерыватель 66 должен быть разомкнут, то процесс 110 переходит к этапу 118. Если схема 62 управления определяет, что прерыватель 66 должен быть разомкнут (например, из-за пониженного напряжения, аварийной ситуации и пр.), то процесс 110 переходит к этапу 122.

На этапе 118 выполняется запрос относительно того, является ли источник 46 питания переменного тока действующим и обеспечивает ли он приемлемое питание в схему 52 питания. Если в данный момент обеспечивается приемлемое питание, то процесс 110 переходит к этапу 120, на котором схема 52 управления вызывает использование питания от источника 46, его преобразование и обеспечивает его на нагрузку 48. Если с источника 46 поступает неприемлемое питание, то процесс 110 возвращается к этапу 114.

На этапе 122 прерыватель 66 разомкнут. Например, схема 62 управления реагирует на аварийную ситуацию, выявленную на линии 72, отправкой сигнала напряжения управления на механизм 64 отсоединения. Механизм 64 отсоединения реагирует на сигнал управления от схемы 62 управления размыканием прерывателя 66, тем самым отсоединяя схему 52 питания от комплекта 56 аккумуляторных батарей. В другом варианте осуществления схема 62 управления отправляет один или более сигналов в блок 60 электропривода для включения электропривода 68 с целью размыкания прерывателя 66 (например, в ответ на определение состояния пониженного напряжения).

На этапе 124 выполняется запрос относительно того, возвращается ли внешний источник 46 питания переменного тока в рабочее состояние, обеспечивая приемлемое питание для питания нагрузки 48. Схема 62 управления контролирует, возвращается ли питание, полученное от источника 46 питания переменного тока, в приемлемое состояние. Если схема 62 определяет, что питание от источника 46 питания переменного тока не вернулось в приемлемое состояние, то процесс 110 остается на этапе 124. Если схема 62 управления определяет, что питание, полученное от внешнего источника 46 питания переменного тока, приемлемо (например, источник 46 питания снова является действующим и обеспечивает достаточное питание для питания нагрузки 48 в соответствии с требованиями), то процесс 110 переходит к этапу 126.

На этапе 126 выполняется запрос относительно того, должен ли прерыватель 66 быть замкнут. Схема 62 определяет, должен ли прерыватель 66 быть замкнут, на основе одного или более критериев. Например, схема 62 контролирует таймер, контролирует условия безопасности, такие как открытие крышки в корпусе комплекта 56 аккумуляторных батарей, выявлена ли аварийная ситуация на линии 72 аварийного отключения питания и т.д. Если схема 62 управления определяет, что прерыватель 66 не должен быть замкнут, то схема 62 управления не отправляет сигнал замыкания на блок 60 электропривода и процесс 110 возвращается к этапу 124. Если схема 62 управления определяет, что прерыватель 66 должен быть замкнут, то процесс 110 переходит к этапу 128.

На этапе 128 переключатель 66 замыкается автоматически. Схема 62 управления отправляет на блок 60 электропривода сигнал управления, указывающий на то, что питание с источника 46 вернулось в приемлемое состояние. Блок 60 электропривода реагирует на информацию о том, что переключатель 66 разомкнут, на что указывает сигнал от вспомогательного контакта 70 и сигнал управления от схемы 62 управления, отправкой сигнала замыкания на электропривод 68. Электропривод 68 реагирует на сигнал замыкания перемещением прерывателя 66 из его разомкнутого положения в его замкнутое положение. Процесс 110 возвращается к этапу 112.

Несмотря на то что в приведенном выше обсуждении описано принимаемое в схеме 62 управления решение относительно того, должен ли прерыватель 66 быть замкнутым, данное решение может быть принято в другом месте системы 50, например в блоке электропривода 60, в блоке 58 контроля аккумуляторных батарей или в ином месте. Дополнительно процесс 110 может быть изменен по сравнению с изображением на Фиг. 4 и приведенным выше описанием. Например, этап 126 может быть исключен. Поэтому процесс может переходить от этапа 124 непосредственно к этапу 128, на котором блок 60 электропривода реагировал бы на указание на то, что источник 46 питания переменного тока является действующим, автоматическим приведением прерывателя 66 в замкнутое состояние без ожидания сигнала команды от схемы 62 управления. Кроме того, решение относительно того, замыкать ли прерыватель 66, может быть принято в различных местах в системе 50, например в схеме 62 управления или в блоке 58 контроля аккумуляторных батарей. Дополнительно схема управления 62 может отправлять сигнал, указывающий блоку 60 электропривода на приведение в действие механизма переключения для соединения комплекта 56 аккумуляторных батарей со схемой 52 питания, при этом данный сигнал не обязательно указывает на то, что питание от источника 46 вернулось к приемлемому для питания нагрузки 48 из неприемлемого для питания этой нагрузки.

Дополнительно схема 62 управления может анализировать информацию помимо информации о том, что питание с источника 46 изменилось с неприемлемого для питания нагрузки 48 на приемлемое для питания нагрузки 48 с целью определения, указывать ли блоку 60 электропривода на замыкание прерывателя 66. Схема 62 управления может, например, запускать таймер, когда питание возвращается к приемлемому для питания нагрузки 48, а затем отправлять блоку 60 электропривода указание на замыкание прерывателя 66 в ответ на истечение времени работы таймера. Дополнительно может контролироваться напряжение постоянного тока на шине, соединяющей схему питания ИБП с механизмом переключения питания, и прерыватель 20, замыкание которого запрещено до тех пор, пока указанное напряжение находится на уровне порогового напряжения или выше его, например, в системах с дельта-преобразованием. Могут также рассматриваться и другие критерии. После анализа нескольких критериев схема 62 управления может отправлять на блок 60 электропривода один сигнал либо может отправлять несколько сигналов, каждый из которых может указывать на определение на основе одного или более критериев, а блок 60 электропривода может анализировать эти сигналы, чтобы определять, необходимо ли и когда необходимо отправлять сигнал замыкания на электропривод 68. Несколько указаний могут быть объединены в одном сигнале от схемы 62 управления. Аналогичные методы могут использоваться, чтобы определить, необходимо ли и когда необходимо отправлять сигнал размыкания на электропривод 68. C целью реализации этих вариантов осуществления схемы 62 управления блок 60 электропривода может быть сконфигурирован с возможностью ожидания указания от схемы 62 управления на приведение в действие электропривода 68 после указания схемы 62 управления на то, что питание вернулось к подаче от источника 46 питания переменного тока. Таким образом, блок 60 электропривода может вызвать замыкание прерывателя 66 в ответ на указание от схемы 62 управления о том, что источник 46 питания переменного тока вновь работает надлежащим образом, и одно или более указаний от схемы 62 управления, свидетельствующих об одном или более критериях.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Система (50) источника бесперебойного питания включает в себя схему (52) преобразователя питания, сконфигурированную с возможностью преобразования входного питания переменного тока в первое питание постоянного тока и второго питания постоянного тока в первое питание постоянного тока, комплект (56) аккумуляторных батарей, сконфигурированный с возможностью обеспечения второго питания постоянного тока, механизм (54) переключения питания, соединенный со схемой (52) преобразователя питания и с комплектом (56) аккумуляторных батарей, который избирательно перемещается между разомкнутым положением и замкнутым положением, причем механизм (54) переключения питания соединяет комплект (56) аккумуляторных батарей со схемой (52) преобразователя питания в замкнутом положении и изолирует комплект (56) аккумуляторных батарей от схемы (52) преобразователя питания в разомкнутом положении, и схему (62) управления, сконфигурированную с возможностью обеспечения сигнала управления, при этом механизм (54) переключения питания включает в себя электропривод (60), соединенный со схемой (62) управления, причем электропривод (60) реагирует на сигнал управления изменением положения механизма (54) переключения питания из разомкнутого положения в замкнутое. 6 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система источника бесперебойного питания (ИБП), содержащая:
вход, сконфигурированный для приема входного питания переменного тока;
схему преобразователя питания, соединенную с входом и сконфигурированную для преобразования входного питания переменного тока в первое питание постоянного тока и преобразования второго питания постоянного тока в первое питание постоянного тока;
выход, связанный со схемой преобразователя питания и сконфигурированный с возможностью соединения с нагрузкой;
комплект аккумуляторных батарей, включающий в себя, по меньшей мере, одну аккумуляторную батарею, причем комплект аккумуляторных батарей сконфигурирован с возможностью обеспечения второго питания постоянного тока;
механизм переключения питания, соединенный между схемой преобразователя питания и с комплектом аккумуляторных батарей, который избирательно перемещается между разомкнутым положением и замкнутым положением, причем механизм переключения питания соединяет комплект аккумуляторных батарей со схемой преобразователя питания в замкнутом положении и изолирует комплект аккумуляторных батарей от схемы преобразователя питания в разомкнутом положении; и
схему управления, связанную со входом и механизмом переключения питания и сконфигурированную с возможностью:
автоматического обеспечения первого сигнала управления для механизма переключения питания в ответ на определение того, что входное питание переменного тока на входе изменяется с неприемлемого для использования для подачи первого питания постоянного тока на приемлемое для использования для подачи первого питания постоянного тока; и
мониторинга условия безопасности, связанного с ИБП, и автоматического обеспечения второго сигнала управления к механизму переключения питания в ответ на детектирование опасного состояния условия безопасности;
при этом механизм переключения питания содержит электропривод, соединенный со схемой управления, причем электропривод реагирует на первый сигнал управления изменением положения механизма переключения питания из разомкнутого в замкнутое и реагирует на второй сигнал управления изменением положения механизма переключения питания из замкнутого в разомкнутое.

2. Система по п.1, в которой схема управления сконфигурирована с возможностью автоматического обеспечения первого сигнала управления для механизма переключения питания в ответ на определение того, что и входное питание переменного тока на входе изменяется с неприемлемого для использования для подачи первого питания постоянного тока на приемлемое для использования для подачи первого питания постоянного тока, и удовлетворяется, по меньшей мере, один дополнительный критерий.

3. Система по п.2, в которой указанным, по меньшей мере, одним дополнительным удовлетворяемым критерием является указание на то, что механизм переключения питания находится в разомкнутом положении.

4. Система по п.2, в которой указанным, по меньшей мере, одним дополнительным удовлетворяемым критерием является истечение времени, заданного таймером.

5. Система по п.1, в которой механизм переключения питания дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одно из реле пониженного напряжения или расцепителя с шунтовой катушкой, сконфигурированных для изменения положения механизма переключения питания из замкнутого положения в разомкнутое.

6. Система по п.1, в которой механизм переключения питания дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одно из реле пониженного напряжения или расцепителя с шунтовой катушкой, сконфигурированных для изменения положения механизма переключения питания из замкнутого положения в разомкнутое положение независимо от электропривода.

7. Система источника бесперебойного питания (ИБП), включающая в себя:
вход ИБП, сконфигурированный для приема питания переменного тока;
выход ИБП, сконфигурированный для соединения с нагрузкой;
корпус;
комплект аккумуляторных батарей, размещенный в корпусе и включающий в себя множество соединенных вместе аккумуляторных батарей, причем комплект аккумуляторных батарей обеспечивает питание постоянного тока;
механизм переключения питания, имеющий вход механизма переключения, который соединен с комплектом аккумуляторных батарей и избирательно перемещает между разомкнутым положением и замкнутым положением, причем механизм переключения питания в замкнутом положении соединяет вход механизма переключения и выход механизма переключения, а в разомкнутом положении изолирует вход механизма переключения от выхода механизма переключения;
схему управления, связанную со входом ИБП и механизмом переключения питания и сконфигурированную с возможностью:
автоматического обеспечения первого сигнала управления для механизма переключения питания в ответ на определение того, что, по меньшей мере, один критерий удовлетворяется, причем, по меньшей мере, один критерий включает в себя то, что входное питание переменного тока на входе изменяется с неприемлемого для использования нагрузкой на приемлемое для использования нагрузкой, и
мониторинга условия безопасности, связанного с ИБП, и автоматического обеспечения второго сигнала управления к механизму переключения питания в ответ на детектирование опасного состояния условия безопасности; и
схему преобразователя питания, соединенную с входом ИБП, выходом ИБП и выходом механизма переключения, причем схема преобразователя питания сконфигурирована с возможностью преобразования входного питания переменного тока в выходное питание постоянного тока, преобразования питания постоянного тока от комплекта аккумуляторных батарей в выходное питание постоянного тока и подачу выходного питания постоянного тока на выход ИБП;
при этом механизм переключения питания содержит электропривод, соединенный со схемой управления, причем электропривод сконфигурирован с возможностью автоматического изменения положения механизма переключения питания из разомкнутого в замкнутое положение в ответ на первый сигнал управления, автоматического изменения положения механизма переключения питания из замкнутого в разомкнутое положение в ответ на второй сигнал управления.

8. Система по п.7, в которой, по меньшей мере, один критерий дополнительно содержит механизм переключения питания, находящийся в разомкнутом положении.

9. Система по п.8, в которой, по меньшей мере, один критерий дополнительно содержит питание постоянного тока на механизме переключения питания, имеющее напряжение, по меньшей мере, выше порогового значения.

10. Система комплекта аккумуляторных батарей, содержащая:
аппаратную стойку информационного обеспечения стандартного размера;
выход питания;
множество соединенных вместе аккумуляторных батарей для обеспечения питания постоянного тока комплекта аккумуляторных батарей, причем аккумуляторные батареи размещены в аппаратной стойке;
механизм переключения питания, соединенный с выходом питания и с комплектом аккумуляторных батарей, причем механизм переключения питания выборочно соединяет комплект аккумуляторных батарей с выходом питания в замкнутом состоянии и выборочно изолирует комплект аккумуляторных батарей от выхода питания в разомкнутом состоянии, причем механизм переключения питания содержит электропривод для автоматического изменения механизма переключения питания с разомкнутого состояния в замкнутое состояние и с замкнутого состояния в разомкнутое состояние; и
схему управления, связанную с механизмом переключения питания и сконфигурированную с возможностью:
автоматического обеспечения первого сигнала управления для механизма переключения питания в ответ на то, что, по меньшей мере, одно из главного питания, связанного с системой комплекта аккумуляторных батарей, недоступно или напряжение от множества аккумуляторных батарей ниже требуемого уровня, и
мониторинга условия безопасности, связанного с комплектом аккумуляторных батарей, и автоматического обеспечения второго сигнала управления к механизму переключения питания в ответ на детектирование опасного состояния условия безопасности;
при этом механизм переключения питания выполнен с возможностью реагировать на первый сигнал управления или второй сигнал управления изменением с замкнутого состояния в разомкнутое состояние.

11. Система комплекта аккумуляторных батарей по п.10, в которой критерий дополнительно включает в себя истечение времени, заданного таймером.

12. Способ обеспечения автоматического восстановления соединения комплекта аккумуляторных батарей со схемой питания источника бесперебойного питания (ИБП), содержащий этапы, на которых:
осуществляют мониторинг, по меньшей мере, одного критерия для выборочного соединения схемы выходного питания ИБП и комплекта аккумуляторных батарей, при этом, по меньшей мере, один критерий включает в себя приемлемость главного источника питания, соединенного со входом ИБП;
осуществляют мониторинг условия безопасности, связанного со схемой выходного питания;
отправляют на основе, по меньшей мере, одного критерия первый сигнал управления на электропривод в механизме переключения питания для соединения схемы выходного питания и комплекта аккумуляторных батарей;
отправляют на основе детектирования опасного состояния условия безопасности второй сигнал управления на электропривод для отсоединения схемы выходного питания ИБП от комплекта аккумуляторных батарей;
подсоединяют комплект аккумуляторных батарей к схеме выходного питания с использованием электропривода в ответ на первый сигнал управления; и
отсоединяют комплект аккумуляторных батарей от схемы выходного питания с использованием электропривода в ответ на второй сигнал управления.

13. Способ по п.12, в котором мониторинг условия безопасности включает в себя мониторинг открытия дверцы корпуса, вмещающего комплект аккумуляторных батарей.

14. Способ по п.12, в котором мониторинг, по меньшей мере, одного критерия включает в себя мониторинг таймера.

15. Машиночитаемый носитель, содержащий сохраненные на нем последовательности команд, включающие в себя команды, обеспечивающие выполнение процессором этапов способа, на которых:
осуществляют мониторинг, по меньшей мере, одного критерия для избирательного соединения схемы выходного питания источника бесперебойного питания (ИБП) и комплекта аккумуляторных батарей, причем, по меньшей мере, один критерий включает в себя приемлемость главного источника питания, соединенного со входом ИБП;
осуществляют мониторинг условия безопасности, связанного со схемой выходного питания;
отправляют на основе, по меньшей мере, одного критерия первый сигнал управления на электропривод в механизме переключения питания для побуждения электропривода соединять схему выходного питания и комплект аккумуляторных батарей; и
отправляют в ответ на опасное состояние условия безопасности второй сигнал управления на электропривод для побуждения электропривода отсоединять схему выходного питания от комплекта аккумуляторных батарей.

16. Машиночитаемый носитель по п.15, в котором команды, побуждающие процессор осуществлять мониторинг условия безопасности, побуждают процессор осуществлять мониторинг закрытия дверцы корпуса, вмещающего комплект аккумуляторных батарей.

17. Машиночитаемый носитель по п.15, в котором команды, побуждающие процессор осуществлять мониторинг, побуждают процессор осуществлять мониторинг таймера.

18. Механизм переключения питания для избирательного соединения схемы выходного питания источника бесперебойного питания (ИБП) и комплекта аккумуляторных батарей, содержащий:
переключающую схему, сконфигурированную с возможностью избирательного соединения комплекта аккумуляторных батарей со схемой выходного питания ИБП и избирательного изолирования комплекта аккумуляторных батарей от схемы выходного питания; и
электропривод, соединенный с переключающей схемой и сконфигурированный с возможностью:
автоматического приведения в действие переключающей схемы для соединения комплекта аккумуляторных батарей со схемой выходного питания в ответ на, по меньшей мере, один критерий, включающий в себя изменение главного питания, связанного со схемой выходного питания, с недоступного на доступное, и
автоматического приведения в действие переключающей схемы для отсоединения комплекта аккумуляторных батарей от схемы выходного питания в ответ на возникновение, по меньшей мере, одного опасного состояния, связанного со схемой выходного питания.

19. Механизм переключения питания по п.18, дополнительно содержащий схему управления, соединенную с электроприводом и сконфигурированную с возможностью подачи на электропривод первого сигнала управления, указывающего, по меньшей мере, на один критерий, и обеспечения на электропривод второго сигнала управления, указывающего, по меньшей мере, на одно опасное состояние.

20. Механизм переключения питания по п.19, в котором схема управления дополнительно сконфигурирована с возможностью мониторинга главного питания.

21. Механизм переключения питания по п.19, в котором схема управления дополнительно сконфигурирована с возможностью мониторинга таймера и обеспечения первого или второго сигнала управления на основании состояния контролируемого таймера.