專利名稱：電源系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由DC電源裝置和控制器組成的電源系統，其中是DC電源裝置由具有單元額定電流值Iu的多個直流電源單元并聯連接，能夠根據目標值調整每一電源單元的單元電流，控制器用于提供DC電源單元的目標值。
背景技術：
已知使用電源系統將電功率提供給所需負載容量為Is的負載，該電源系統由DC電源裝置和控制器組成，在DC電源裝置中由提供有單元額定電流值Iu的多個電源單元并聯連接，而控制器用于控制運行單元的數量。使用這種相關的電源系統，在由運行單元數量控制器選擇的運行單元數m和單元額定電流值Iu之間的乘積給出的電流m.Iu作為負載電流提供給負載。
在上述相關的電源系統中，例如，四個DC電源單元并聯連接以將負載電流4Iu提供給所需負載容量為Is的負載。如果停止一個DC電源單元，則余下的三個DC電源單元用于提供電功率，其中將3Iu的電流提供給負載。即將要提供的電流大大降低為四分之三。使用兩個DC電源單元，電流下降為2Iu或正常情況下的一半，并且它幾乎不能帶動所需負載容量為Is的負載。這樣，按這種方式，其中控制運行單元數量的相關電源系統僅能按照每一級為DC電源單元的單元額定電流值的方式調節(jié)提供給的負載的電流，這就導致了一種問題，即不能提供適合所需負載容量的電功率。
提供組成DC電源裝置的更多的DC電源單元能夠防止當在運行期間停止DC電源時，所提供電流的極大下降。并且可以容易地改變所需負載容量Is。但是，如果增加DC電源單元的數量，則存在DC電源系統的成本相應地提高的問題。簡單地說，使用該相關的電源系統存在不能處理各種所需負載容量Is的問題。而且存在需要，即根據整個電源系統的容量，并與負載容量無關地準備AC輸入斷路器的容量。
而且，當市電出現故障時，可以使用機動發(fā)電機。在這種情況下，當機動發(fā)電機投入該電源系統時，可能流出超過機動發(fā)電機輸出容量的過大的電流，則產生下列危險，即可能沖擊機動發(fā)電機使處于輸出功率狀態(tài)變壞，并且在最壞的情況下，機動發(fā)電機停止工作。
為防止這種錯誤情況，則準備具有大于所需負載功率的容量并能夠向電源系統輸出過大電流的機動發(fā)電機，或者將電源單元數限制為能夠提供最小負載電流的單元數。
但是，如果增加機動發(fā)電機的容量，則設備成本變得較高，或者如果限制單元數，則當由于某原因在運行期間停止電源單元時可能不能提供最小負載電流，導致了可靠性降低的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提供適合所需負載容量的負載電流的電源系統。
為了實現上述目的，根據本發(fā)明，提供一種連接到負載的電源系統，該電源系統包括DC電源裝置，其中多個DC電源單元并聯連接，每一DC電源單元提供有單元額定電流值Iu，并根據目標值輸出單元電流；所需的負載容量提供器，提供負載中所需的容量值Is；運行狀態(tài)檢測器，檢測在各DC電源單元中處于運行狀態(tài)的DC電源單元數m；以及目標值計算器，計算通過將值Is除以m獲得的值，并將所計算的值Is/m提供給對應運行DC電源作為目標值。
最好，當所計算的值Is/m超過單元額定電流值Iu時，目標值計算器提供單元額定電流值Iu。
在上述配置中，可以將適合于所需負載容量的電流提供給負載。
最好，電源系統還包括連接到與各個DC電源單元并聯的DC電源裝置輸入側的AC輸入斷路器。這里，AC輸入斷路器的容量等于容量值Is。
在這種配置中，可以使用具有比用于相關的電源系統中使用的AC輸入斷路器小的容量的AC輸入斷路器，因此可以相應地降低電源系統的成本。
而且，即使當使用機動發(fā)電機時，也不需要限制電源單元的數量，因此，電源系統能夠總以所準備的單元數運行。因此，盡管處于高可靠狀態(tài)，也不需要增加機動發(fā)電機的容量，因此可以抑制設備成本。
根據本發(fā)明，還提供一種控制從電源系統提供至負載的電功率的方法，該方法包括步驟提供負載中所需的容量值Is；檢測在并聯連接到負載的多個DC電源單元中處于運行狀態(tài)的DC電源單元數m；計算通過將值Is除以值m獲得的值；并且將所計算的值Is/m提供給對應運行DC電源單元作為目標值；以及調整從每一運行DC電源單元輸出的單元電流以便與目標值一致。
這里，最好控制方法還包括步驟確定所計算的值Is/m是否超過每一DC電源單元的單元額定電流值；以及當所計算的值Is/m超過單元額定電流值Iu時，提供值Iu作為目標值。


通過下面結合附圖對優(yōu)選示范性實施例進行的詳細描述，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中相似的標號標示遍及幾個圖中相似的或對應的部分，并且其中圖1是顯示根據本發(fā)明的一個實施例的電源系統的配置的方框圖；以及圖2是顯示該電源系統的運行流程的一個實例的流程圖。
具體實施例方式
根據本發(fā)明的一個實施例的電源系統由DC電源裝置10和控制器20組成，如圖1的方框圖所示。在DC電源10的輸入側提供一個AC輸入斷路器31，并在輸出側提供一個DC輸出斷路器32。本電源系統通過DC輸出斷路器32向負載50提供所需的電功率。注意，在DC輸出斷路器32的輸出側提供有電池40和輔助電源。
DC電源10具有多個并聯連接的DC電源單元11、12、13和14。每一DC電源單元11、12、13和14提供有單元額定電流值Iu。DC電源10能夠根據目標值調整在每一DC電源單元中流動的單元電流。
控制器20由所需的負載容量提供器21、運行狀態(tài)檢測器22和目標值計算器23組成。所需的負載容量提供器22為本電源系統提供所需的負載容量Is給目標值計算器23。運行狀態(tài)檢測器22檢測多個DC電源單元11、12、13和14的運行狀態(tài)以確定可運行的單元數m，并將其輸入到目標值計算器23。目標值計算器23執(zhí)行以下所述的預定計算以將所計算的結果作為目標值提供給多個DC電源單元11、12、13和14?？刂破?0包括執(zhí)行多種算術運算和控制操作的CPU、用于存儲控制程序的ROM和用于存儲多種數據的RAM。
如上配置的電源系統根據圖2的流程圖運行。即，目標值計算器23具有由所需負載容量提供器21提供的負載50的所需負載容量Is(步驟101)。系統操作員操作所需負載容量提供器21以執(zhí)行所需負載容量Is的設置。另一方面，運行狀態(tài)檢測器22總是監(jiān)視多個DC電源單元11、12、13和14以確定處于運行狀態(tài)的DC電源單元(運行單元數m)并將值m輸入到目標值計算器23(步驟102)。
目標值計算器23計算值Is/m，即所需負載容量除以運行的DC電源單元數(步驟103)。接著它確定計算結果的值Is/m是單元額定電流值Iu還是小于Iu(步驟104)。如果答案是YES(是)，則將值Is/m作為目標值提供給處于運行狀態(tài)中的DC電源(步驟105)。如果答案是NO(否)，則將單元額定電流值Iu作為目標值提供給處于運行狀態(tài)中的DC電源(步驟106)。
例如，在單元額定電流值Iu是100A的情況下，負載50的所需負載容量Is是270A，并且四個DC電源單元11、12、13和14都處于運行狀態(tài)，則目標值等于270A/4＝67.5A。根據該目標值，每一DC電源單元提供單元電流67.5A，因而四個DC電源單元提供270A或負載電流總和等于所需的負載容量。如果四個DC電源單元之一被停止，則目標值等于270A/3＝90A。接著，每一DC電源單元根據該目標值提供單元電流90A，并由此三個DC電源提供270A或負載電流總和等于所需的負載容量。在這種方式中，在使用四個或三個DC電源單元為具有270A的所需負載容量Is的負載50提供電功率時，將提供的負載電流是適合所需負載容量的。換言之，使用本發(fā)明，作為電源系統最優(yōu)化的電源狀態(tài)可以連續(xù)地保持。
如果停止兩個DC電源單元，則值Is/m是135A，其超過了單元額定電流值100A。在這種情況下，控制器20為處于運行狀態(tài)的兩個DC電源單元提供等于單元額定電流值的100A作為目標值。接著，根據該目標值，每一DC電源單元提供單元電流100A，并由此兩個DC電源單元能夠向負載50提供200A。這個量僅為所需負載容量270A的75％或更多，但是對在短時間內提供功率來說是足夠大的，直到恢復為止。
另外，要求在其中控制運行電源單元數的相關電源系統準備其總量等于運行的DC電源單元數m和單元額定電流值Iu的積的AC輸入容量，并且因此需要具有與該AC輸入容量相對應的容量的AC輸入斷路器。例如，在m是4，并且Iu是100A的情況下，需要準備400A的AC輸入容量。相反，在這個實施例中，僅需要準備等于運行的DC電源單元數m與單元電流值的積的AC輸入容量。該單元電流是控制器20提供給DC電源單元的目標值，即Is/m。在以上實例中，Is是270A，并且m是4，因此單元電流等于67.5A。因此，在本發(fā)明中，需要準備270A，即67.5A的四倍，即AC輸入斷路器具有相應于所需負載容量Is的容量。這比相應于400A的相關的AC輸入容量來說是相當小的容量。因此，能夠使用具有比相關系統小的容量的AC輸入斷路器。
而且，由于使所需的負載容量對應于負載電流，則例如在市電有故障下使用機動發(fā)電機投入電源系統的情況中，很難流過過大的電流。因此，不需要象相關系統中那樣限制運行單元的數量。
盡管已經參照特定的優(yōu)選實施例示出并描述了本發(fā)明，顯然對于本領域的技術人員來說根據提出的方案能進行各種變化和修改。顯然這樣的變化和修改認為是在所附權利要求書中限定的本發(fā)明的精神、范圍和考慮之中的。
權利要求
1.一種連接到負載的電源系統，該電源系統包括DC電源，其中多個DC電源單元并聯連接，每一DC電源單元提供有單元額定電流值Iu，并根據目標值輸出單元電流；所需的負載容量提供器，提供負載中所需的容量值Is；運行狀態(tài)檢測器，檢測在各DC電源單元中處于運行狀態(tài)的DC電源單元數m；以及目標值計算器，計算通過將值Is除以m獲得的值，并將所計算的值Is/m提供給對應運行的DC電源作為目標值。
2.如權利要求1所述的電源系統，還包括AC輸入斷路器，連接到與各個DC電源單元并聯的DC電源的輸入側，其中AC輸入斷路器的容量等于容量值Is。
3.如權利要求1所述的電源系統，其中當所計算的值Is/m超過單元額定電流值Iu時，目標值計算器提供單元額定電流值Iu。
4.一種控制從電源系統提供至負載的電功率的方法，該控制方法包括步驟提供負載中所需的容量值Is；檢測在并聯連接到負載的多個DC電源單元中處于運行狀態(tài)的DC電源單元數m；計算通過將值Is除以值m獲得的值；將所計算的值Is/m提供給各個運行的DC電源單元作為目標值；以及調整從每一運行的DC電源單元輸出的單元電流以便與目標值一致。
5.如權利要求4所述的控制方法，還包括步驟確定所計算的值Is/m是否超過每一DC電源單元的單元額定電流值；以及當所計算的值Is/m超過單元額定電流值Iu時，提供值Iu作為目標值。
全文摘要
在連接到負載的電源系統中,多個DC電源單元并聯連接。每一DC電源單元提供有單元額定電流值I
文檔編號H02M3/158GK1351401SQ0113757
公開日2002年5月29日 申請日期2001年10月30日 優(yōu)先權日2000年10月30日
發(fā)明者佐藤修, 井上裕章 申請人:古河電池株式會社