电力系统的利记博彩app

专利名称：电力系统的利记博彩app
技术领域：
本实用新型是有关于一种电力系统，特别是有关于一种具有前馈控制电路和输出 电流/电压平衡控制电路的电力系统。
技术背景近年来由于半导体技术突飞猛进，因而发展许多电力电子组件，具有良好的可控 性、耐高压及耐大电流的特性。目前这些电力电子组件广泛地应用于电力设备中，如马达驱 动器、电弧炉、电车、充电器及照明器具等。举例来说，转换器(Converter)常应用于电子领 域中，例如直流/直流、直流/交流、交流/直流或交流/交流转换器，其一般是用以转换 一直流或交流电压成另一直流或交流电压。通常，电力系统使用转换器的方式有几种，例如中央电力系统(Central Power System ；CPS)或分布式电力系统(Distributed Power System ；DPS) 请参照图1，其绘制 是依照熟悉的技术一种中央电力系统的系统方块图。在中央电力系统10中，单一输入电源 11是电性连接于单一电能转换器12及多个负载13(例如电子组件)。输入电源11可以是 直流电源，而电能转换器12是用来转换一个直流电压准位至另一个直流电压准位，因而输 入电源11可供应电量到负载13。然而，中央电力系统具有例如对组件容易造成高电流压 (Current Stress)、低可靠度及难以维持电力等缺点。参照图2，其绘制依照熟悉的技术一种分布式电力系统的系统方块图。在分布式电 力系统20中，单一输入电源21是电性连接于多个电能转换器22及多个负载23来供应电 量至负载23。分布式电力系统具有例如低电流压、可支持外接多个组件、容易维持电力以 及可用标准模块来客制化等优点。然而，当单一输入电源21的电量不足或发生故障，导致 无法供应电量时，整组电力系统则无法产生作用。
发明内容本实用新型是在提供一种电力系统，此电力系统可通过同时并联多个电源，根据 其对应连接的电源的电量情形，来对应调整输出电量至负载，从而确保电力效率和使用寿 命。可对个别的电源进行置换，或者增加电源的数量，最大限度的发挥整个电力系统的供应 能力。为实现上述目的，本发明提供关于一种电力系统，且特别是有关于可进行前馈控 制电路和输出电流/电压平衡控制电路的电力系统，其采用如下设计方案根据本实用新型的一个实施例，此电力系统至少包含一个电压平均总线，用以传 输一个平均电压；多个电能供应单位，彼此互相并联且用来提供电力至一个负载，其中每一 个电能供应系统是电性连接到电压平均总线来接收平均电压，且每一个电能供应系统至少 包含一个电能转换器，电性连接至一个电源和负载，其中电源是通过电能转换器的一个电 压输入端来提供电力至电能转换器；一个电阻，电性连接到电压输入端；第一比较器，用来 根据平均电压和电能转换器的一个输入电压的差值来产生一个电流参考值，其中第一比较器是电性连接至电阻和电压输入端，且电压平均总线的一个端是电性连接于电阻和第一比 较器之间；一个电流侦测器，用来侦测电能转换器的一个输出电流值；第二比较器，用来根 据输出电流值和电流参考值的差值来产生一个电流补偿值，以使电能转换器根据电流补偿 值来调整电能转换器的一个输出电流值。根据本实用新型的又一个实施例，此电力系统至少包含一个电压平均总线，用来 传输一个平均电压；一个电流平均总线，用以传输一个第一电流参考值；多个电能供应单 位，彼此互相电性并联，且用来提供电能到一个负载，其中电能供应单位是电性连接至电压 平均总线和电流平均总线，来接收平均电压和第一电流参考值，每一个电能供应单位至少 包含一个电能转换器，电性连接到一个电源和负载；一个前馈控制电路，用来根据平均电 压和电能转换器的一个输入电压的差值来产生一个第二电流参考值，其中电压平均总线的 一端是电性连接到前馈控制电路；以及一个反馈控制电路，用来根据第一电流参考值和第 二电流参考值来产生一个电流补偿值，其中电流平均总线的一端是电性连接至反馈控制电 路；其中电能转换器根据电流补偿值来调整电能转换器的一个输出电流值。根据本实用新型的再一个实施例，这个电力系统至少包含一个电压平均总线， 用以传输一个平均电压；一个电流平均总线，用以传输一个第一电流参考值；一个主电能 供应单位，用来供应电能至一个负载，且提供第一电流参考值，其中主电能供应单位至少包 含一个第一电能转换器，电性连接至一个第一电源和负载；一个第一前馈控制电路，用来 根据平均电压和第一电能转换器的一个第一输入电压的差值来产生一个第二电流参考值； 以及一个第一反馈控制电路，用来根据第一电能转换器的一个第一输出电压和第二电流参 考值来产生一个第一电流补偿值，且第一反馈控制电路产生第一电流参考值；其中第一个 电能转换器根据第一电流补偿值来调整第一电能转换器的一个第一输出电流值；以及至少 一个仆电能供应单位，用来提供电能至负载，其中至少一个仆电能供应单位是电性连接至 电压平均总线和电流平均总线，且每一个至少一个仆电能供应单位至少包含一个第二电 能转换器，电性连接至一个第二电源和负载，其中第二电能转换器输出一个第二输出电压 值；一个第二前馈控制电路，用来根据平均电压和第二电能转换器的一个第二输入电压的 差值来产生一个第三电流参考值；以及一个第二反馈控制电路，用来根据第一电流参考值 和第三电流参考值来产生一个第二电流补偿值；其中第二电能转换器根据第二电流补偿值 来调整第二电能转换器的一个第二输出电流值。根据本实用新型的再一个实施例，这个电力系统至少包含一个电压平均总线，用 来传输一个平均电压；一个第一电能供应单位，用以提供电能至一个负载，其中第一电能供 应单位至少包含一个第一电能转换器，电性连接至一个第一电源和电阻，其中第一电能转 换器至少包含一个第一电流输出端和一个第一电压参考端，且第一电流输出端是电性连接 到负载；一个第一电阻，电性连接至第一电能转换器的一个第一电压输入端；以及一个第 一比较器，用以根据平均电压和第一个电能转换器的一个第一输入电压的差值来产生一个 第一电压补偿值，其中第一比较器是电性连接至第一电阻和第一电压输入端，且电压平均 总线的一端是电性连接在第一电阻和第一比较器之间；其中第一电能转换器根据第一电压 补偿值来调整第一电能转换器的第一输出电压；以及一个第二电能供应单位，用以提供电 能至负载，其中第二电能供应单位至少包含一个第二电能转换器，电性连接至一个第二 电源和负载，其中第二电能转换器至少包含一个第二电流输出端和一个第二电压参考端，第二电流输出端是电性连接至第一电压参考端；一个第二电阻，电性连接至第二电能转换 器的一个第二电压输入端；以及一个第二比较器，用以来根据平均电压和第二电能转换器 的一个第二输入电压的差值来产生一个第二电压补偿值，其中第二比较器是电性连接至第 二电阻第二电压输入端，且电压平均总线的另一端是电性连接至第二电阻和第二比较器之 间；其中第二电能转换器根据第二电压补偿值来调整第二电能转换器的一个第二输出电 压。 本实用新型中以上各种形式的具有前馈控制电路和输出电流/电压平衡控制电 路的电力系统，通过同时并联多个电源，根据其对应连接的电源的电量情形，来对应调整输 出电量至负载，从而确保电力效率和使用寿命。也实现了对个别的电源进行置换，或者增加 电源的数量，最大限度的发挥了整个电力系统的供应能力。

为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更加明显易懂，现配合所附 图式，作详细说明如下图1是一种中央电力系统的系统方块图。图2是一种分布式电力系统的系统方块图。图3是第一实施例的电力系统的功能方块示意图。图4是第一实施例的电能供应单位的电路示意图。图5是第一实施例的电力系统的电路示意图。图6是第一实施例的电力系统的电路示意图。图7是第二实施例至第五实施例的电力系统的功能方块图。图8是第二实施例至第五实施例的电流平均总线的数种使用方式。图9是第二实施例的电力系统的电路示意图。图10是第二实施例的电力系统的电路示意图。图11是第二实施例的电力系统的电路示意图。图12是第二实施例的电力系统的电路示意图。图13是第三实施例的电力系统的电路示意图。图14是第三实施例的电力系统的电路示意图。图15是第三实施例的电力系统的电路示意图。图16是第三实施例的电力系统的电路示意图。图17是第四实施例的电力系统的电路示意图。图18是第四实施例的电力系统的电路示意图。图19是第四实施例的电力系统的电路示意图。图20是四实施例的电力系统的电路示意图。图21是第五实施例的电力系统的电路示意图。图22是第五实施例的电力系统的电路示意图。图23是第五实施例的电力系统的电路示意图。图M是第五实施例的电力系统的电路示意图。图25是第六实施例的电力系统的电路示意图。[0038]图沈是第六实施例的电力系统的电路示意图。主要组件符号说明10中央电力系统 12电能转换器 20分布式电力系统 22电能转换器 100电力系统 110a电能供应单位 120电压平均总线 140电源
152转换器控制电路160a电阻160c电流侦测器160e加法器300电力系统400电力系统420a电压平均总线430负载450电能转换器470反馈控制电路510电能供应单位510b电能供应单位520b电流平均总线540电源540b电源560前馈控制电路560b比较器570a比较器570c加法器570e比较器600电力系统800电力系统
11电源
13负载 21电源 23负载
110电能供应单位 110b电能供应单位 130负载 150电能转换器 160转换器控制电路 160b比较器 160d比较器 200电力系统 310电能供应单位 410电能供应单位 420b电流平均总线 440电源 460前馈控制电路 500电力系统 510a电能供应单位 520a电压平均总线 530负载 540a电源 550电能转换器 560a电阻 570反馈控制电路 570b 二极管 570d电流侦测器 570g电阻 700电力系统 810a主电能供应单位810b仆电能供应单位 910电能供应单位 910b电能供应单位 920b电流平均总线 940电源 940b电源 960前馈控制电路 960a电阻 970a比较器 970c加法器 970e比较器 1000电力系统 1200电力系统 1210b仆电能供应单位 1310电能供应单位 1320b电流平均总线 1340电源 1340b电源 1360甜馈控制电路 1360a电阻 1370a比较器 “1370c加法器 1370e比较器 1400电力系统 1410b电能供应单位 1600；电力系统 1610b:仆电能供应单位 1710电能供应单位 1720b电流平均总线 1740电源
900电力系统 910a电能供应单位 920a电压平均总线 930负载 940a电源 950电能转换器 970反馈控制电路 960b比较器 970b 二极管 970d电流侦测器 970g电阻 1100电力系统 1210a主电能供应单位 1300电力系统 1320a电压平均总线 1330负载 1340a电源 1350电能转换器 1370反馈控制电路 1360b比较器 1370b 二极管 1370d电流彳贞测器 1370g电阻 1410a电能供应单位 1500电力系统 1610a主电能供应单位 1700电力系统 1720a电压平均总线 1730负载 1740a电源1740b电源1750电能转换器1760前馈控制电路1770反馈控制电路1760a电阻1760b比较器1770a比较器1770b二极管1770c加法器1770d电流侦测器1770e比较器1770g电阻1800电力系统1810a电能供应单位1810b电能供应单位1900电力系统2000电力系统2010a主电能供应单位2010b仆电能供应单位2100电力系统2110a电能供应单位2110b电能供应单位2110c电能供应单位2120电压平均总线2130负载2140电源2150a电能转换器2150b电能转换器2150c电能转换器2160前馈控制电路
具体实施方式
参照图3，其绘制是根据本实用新型第一实施例的电力系统100的功能方块示意 图。电力系统100至少包含电能供应单位110、电压平均总线120和至少一个负载130。 每一个电能供应单位110至少包含电源140、电能转换器150和转换器控制电路160。电 压平均总线120系电性连接至每一个电能供应单位110的转换器控制电路160。电力系统 100的电源140可以是直流或交流电源，例如人力发电装置、太阳能发电装置、燃料电池、风 力发电装置、热力发电装置、水力发电装置、传统电力供应装置或电池。电源140是用来输 入电源电压至电能转换器150，即由电能转换器150来提供电能至负载130。电能转换器 150可以是直流/直流、直流/交流、交流/直流或交流/交流转换器，以将输入电压(直流 或交流)转换成输出电压(直流或交流)。负载130可是任何可被电力致动的装置，例如马 达。再者，单一个负载130或是两个以上的负载130皆可使用在电力系统100中。参照图4，其绘制是根据本实用新型第一实施例的电能供应单位110的电路示意 图。转换器控制电路160至少包含电阻160a和比较器160b。电阻160a是电性连接至电能 转换器150的电压输入端Pi，以使电能转换器150的输入电压透过电阻160a输入至电压 平均总线120。电压平均总线120的一端是电性连接在电阻160a和比较器160b。比较器 160b是用来根据电能转换器150的输入电压和一个平均电压的差值来产生电流参考值，其 中平均电压是输入至电压平均总线的全部的输入电压乘以加权值后的平均值。电能转换器150至少包含另一转换器控制电路152，其中转换器控制电路152可根据电流参考值来调整 电能转换器150的输出电流。另外，在本实施例中，比较器160b较佳可以是由运算放大器 (op amp)所构成的比较器。本实用新型的电能转换器可包含电气隔离式组件或非电气隔离 式组件，因此接地参考电压GNDl的值不一定与接地参考电压GND2的值相同。根据上述的说明可知，电能转换器150可根据其输入电压和平均电压之间的差值 来调整电能转换器150的输出电流。参照图5，其绘制是根据本实用新型第一实施例的电力系统200的电路示意图。电 力系统200是电力系统100的一个具体范例。电力系统200至少包含电能供应单位110a、 电能供应单位110b、电压平均总线120和负载130，其中电能供应单位IlOa和电能供应单 位IlOb是类似于电能供应单位100。电压平均总线120的一端是电性连接至电能供应单 位IlOa的电阻160a和比较器160b之间，而电压平均总线120的另一端是电性连接至电能 供应单位IlOb的电阻160a和比较器160b之间。在电力系统200中，电源140a是用来提 供第一电源电压，而电源140b是用来提供第二电源电压。当第一电源电压(例如48V)大 于第二电源电压(例如38V)时，电能供应单位IlOa可输出比电能供应单位IlOb更多的输 出电流，以使电能供应单位IlOb的输出电流保持在其安全极限值以下，如此电能供应单位 IlOb便得到保护。参照图6，其绘制是根据本实用新型第一较佳实施例的电力系统300的电路示意 图。电力系统300至少包含多个电能供应单位310。电能供应单位310是类似于电能供应 单位110，但其不同之处在于电能供应单位310更包含电流侦测器160c、比较器160d和加 法器160e。电流侦测器160c是电性连接至电能转换器150的电流输出端Po，以侦测电能 转换器150的输出电流。加法器160e是用来计算电流参考值与一个默认电压Vref的和， 其中默认电压Vref是用来做为比较时的基准电压位准。比较器160d时用以根据电能转换 器150的输出电流与上述的和之间的差值来产生电流补偿值。接着，电能转换器150根据 电流补偿值来调整其输出电流。参照图7和图8，图7的其绘制是根据本实用新型第二实施例至第五实施例的电 力系统400的功能方块图，图8绘制的是根据本实用新型第二实施例至第五实施例的电流 平均总线的数种使用方式。电力系统400至少包含多个电能供应单位410、电压平均总线 420a、电流平均总线420b和至少一个负载430。每一个电能供应单位410至少包含电源 440、电能转换器450、前馈控制电路460和反馈控制电路470。电压平均总线420a是电性 连接至每一个电能供应单位410的前馈控制电路460，而电流均总线420b是电性连接至每 一电能供应单位410的反馈控制电路470。电源440可以是直流或交流电源，例如人力发电装置、太阳能发电装置、燃料电 池、风力发电装置、热力发电装置、水力发电装置、传统电力供应装置或电池。电源440用 来提供输入电压至电能转换器450，如此即由电能转换器450来提供电能至负载430。电能 转换器450可以是直流/直流、直流/交流、交流/直流或交流/交流转换器，来将输入电 压(直流或交流)转换成输出电压(直流或交流)。负载430可以是任何可被电力致动的 装置，例如马达。再者，单一个负载430或是两个以上的负载430皆可使用在电力系统400 中。根据本实用新型的第二实施例，电流平均总线420b可利用直接主仆法(Dedicated Master Method ；DM)、平均电流法(Average Current Method ；AC)、自动主仆法 (Automatic Master Method ；AM)或其他适合的连接方法来电性连接至电能供应单位410， 而平均总线420b的控制回路架构可例如为内回路架构(Inner Loop Regulation ;ILR)、 外回路架构(Outer Loop Regulation ；OLR)、双回路架构(Dual Loop Regulation ;DLR)、单 回路架构(Single Loop Regulation ；SLR)或其他适合的控制回路架构。 参照图9，其绘制是根据本实用新型第二实施例的电力系统500的电路示意图。电 力系统500至少包含多个电能供应单位510、电压平均总线520a、电流平均总线520b和至 少一个负载530。每一个电能供应单位510至少包含电源M0、电能转换器550、前馈控制 电路560和反馈控制电路570。前馈控制电路560至少包含电阻560a和比较器560b，而反 馈控制电路570至少包含比较器570a、二极管570b、加法器570c、电流侦测器570d和比较 器570e。在电力系统500中，电流平均总线520b是使用自动主仆法(AM)和内回路调整架 构(ILR)来连接与控制。在前馈控制电路560中，电阻560a是电性连接至电能转换器550的电压输入端 Pi,以使电能转换器550的输入电压通过电阻560a来输入至电压平均总线520a。电压平均 总线的一端是电性连接至电阻560a和比较器560b之间。比较器560b用来根据电能转换 器550的输入电压和一个平均电压的差值来产生一个第一电流参考值，其中平均电压为输 入至电压平均总线520a的所有输入电压值乘以加权值之后的平均值。在反馈控制电路570中，比较器570a用来根据电能转换器550的输出电压和一个 默认电压Vref的差值来产生一个第二电流参考值，并且形成并内回路调整架构(ILR)。二 极管570b的正端是电性连接至比较器570a，而二极管570b的负端是电性连接至电流平均 总线520b，其中二极管570b系适用于自动主仆法。在每一个电能供应单位510中，第二电 流参考值可透过二极管570b来输入至电流平均总线520b，这样可使电流平均总线520b传 送一个第三电流参考值，这个第三电流参考值是从所有的第二电流参考值从中选择一个。 加法器570c用来将第一电流参考值和第三电流参考值相加，来产生一个总电流参考值。电 流侦测器570d是电性连接至电能转换器550的电流输出端Po，来侦测电能转换器550的输 出电流。比较器570e是用以根据电能转换器550的输出电流值与总电流参考值的差值来 产生电流补偿值，并形成均流回路CSL。接着，电能转换器550根据电压补偿值来调整其输 出电流值。由于均流回路CSL是形成于电压调整回路RL之前，因此构成了内回路控制架构 (ILR)。另外，在电力系统500中，比较器560b、570a和570e较佳是由运算放大器组成的比 较器。由上述的说明可知，电能转换器550的输出电流值可根据电流平均总线所提供的 电压、以及电压平均总线所提供的电压来变化。参照图10，其绘制是根据本实用新型第二实施例的电力系统600的电路示意图。 电力系统600是电力系统500的一个具体范例。电力系统600至少包含电能供应单位510a、 电能供应单位510b、电压平均总线520a、电流平均总线520b和负载530，其中电能供应单 位510a和电能供应单位510b是类似于电能供应单位510。电压平均总线520a的一端是 电性连接至电能供应单位510a的比较器560b和电阻560a之间，而另一端则电性连接至电 能供应单位510b的比较器560b和电阻560a之间。电流平均总线520b的一端是电性连接 至电能供应单位510a的二极管570b和加法器570c之间，而另一端则电电性连接至电能供应单位510b的二极管570b和加法器570c之间。在电力系统600中，电源MOa是用以提 供第一电源电压，而电源MOb系用以提供第二电源电压，其中第一电源电压是大于第二电 源电压。举例而言，当第一电源电压(例如48V)高于第二电压(例如38V)时，电压平均总 线520a可使电能供应单位510a的输出电流值高于电能供应单位510b的输出电流值，以保 持电能供应单位510b的输出电流值低于其安全极限值，并获得保护。另外，电流平均总线 520b可使电力系统600的电能供应单位510a和510b的输出电流值之间的差值比电力系 统200的电能供应单位IlOa和IlOb的输出电流之间的差值更小，如此进一步达成电流平 衡的效果。参考图11，其绘制是根据本实用新型第二实施例的电力系统700的电路示意图。 电力系统700是类似于电力系统500，但不同之处在于电力系统700的每一电力供应单位系 使用电阻570g来代替二极管570b。在电力系统700中，是采用平均电流法(AP)和内回路 控制架构(ILR)，因此第三电流参考值为输入至电流平均总线的全部的第二电流参考值乘 以加权值后的平均值。参照图12，其绘制是根据本实用新型第二实施例的电力系统800的电路示意图。 电力系统800至少包含主电能供应单位810a、至少一个仆电能供应单位800b、电压平均总 线520a、电流平均总线520b和负载530。主电能供应单位810a是类似于电能供应单位510， 但不同之处在于主电能供应单位810a不包含有二极管570b，且电流平均总线520b的一端 是电性连接至主电能供应单位810a的比较器570a和加法器570c之间。另外，仆电能供 应单位810b是类似于主电能供应单位810a，但不同之处在于仆电能供应单位810b不包含 有比较器570a，且电流平均总线520b的一端是电性连接至仆电能供应单位810b的加法器 570c。在电力系统800中，系采用直接主仆法(DM)和内回路控制架构(ILR)，因此第三电流 参考值为主电能供应单位810a的比较器570a所提供的第二电流参考值。参考图13，其绘制是根据本实用新型第三实施例的电力系统900的电路示意图。 电力系统900至少包含多个电能供应单位910、电压平均总线920a、电流平均总线920b和 至少一个负载930。每一个电能供应单位910至少包含电源940、电能转换器950、前馈控制 电路960和反馈控制电路970。前馈控制电路960至少包含电阻960a和比较器960b，而反 馈控制电路970至少包含比较器970a、二极管970b、加法器970c、电流侦测器970d和比较 器970e。在电力系统900中，是采用自动主仆法(AM)和外回路控制架构(OLR)。在前馈控制电路960中，电阻960a是电性连接至电能转换器950的电压输入端 Pi,以使电能转换器950的输入电压透过电阻960a输入至电压平均总线920a。电压平均总 线920a的一端是电性连接至电阻960a和比较器960b之间。第一比较器960b是根据电能 转换器950的输入电压和一个平均电压的差值来产生第一电流参考值，其中平均电压为输 入至电压平均总线920a的全部的电能转换器950输入电压乘以加权值之后的平均值。在反馈控制电路970中，电流侦测器970d是电性连接至电能转换器950的电流输 出端Po，来侦测电能转换器950的输出电流值。二极管970b的正端是电性连接至电流侦测 器970d，而二极管970b的负端是电性连接至电流平均总线920b，其中自动主仆法是利用二 极管970b来进行控制。在每一个电能供应单位910中，电能转换器950的输出电流值可透 过二极管970b来输入至电流平均总线920b，因此电流平均总线920b可传输一第二电流参 考值，其中第二电流参考值是选自由输入至电流平均总线920b的全部的电能转换器输出电流值的一者。比较器970a是根据第二参考电流值和电能转换器950的输出电流值的差 值来产生一个第三电流参考值，且构成均流回路。加法器970c是用以将第一电流参考值、 第三电流参考值和一个默认参考电压Vref相加，以产生一个总电流参考值。比较器970e 是用以根据总电流参考值和电能转换器950的输出电压的差值来产生一个电流补偿值。接 着，电能转换器950根据电流补偿值来调整其输出电流。由于电压调整回路形成于均流回 路之前，因此构成了外回路控制架构(OLR)。另外，在电力系统900中，比较器960b、970a和 970e较佳是由运算放大器所构成的比较器。由上述的说明可知，电能转换器950的输出电流可随着电流平均总线920b所传输 的电压以及电压平均总线920a所传输的电压来变化。另外值得注意的是，电力系统900并 不受限于使用默认电压来动作。参照图14，其绘制是根据本实用新型第三实施例的电力系统1000的电路示意图。 电力系统1000是电力系统900的一个具体范例。电力系统1000至少包含电力供应单位 910a、电力供应单位910b、电压平均总线920a、电流平均总线920b和负载930，其中电能供 应单位910a和910b是类似于电能供应单位910。电压平均总线920a的一端是电性连接 至电能供应单位910a的电阻960a和比较器960b之间，而另一端是电性连接至电能供应单 位910b的电阻960a比较器960b之间。电流平均总线920b之一端是电性连接至电能供应 单位910b的二极管970b和比较器970a之间，而另一端是电性连接到电能供应单位910a 的二极管970b和比较器970a之间。电力系统1000的功能类似于电力系统600。举例而 言，当电源940a所提供的第一电源电压(例如48V)大于电源940b所提供的第二电源电压 (例如38V)时，电压平均总线920a可使电能供应单位910a的输出电流大于电能供应单位 910b的输出电流，并使电能供应单位910b之输出电流小于其安全极限值，如此电能供应单 位910b便可得到保护。另外，电流平均总线920b可使电能供应单位910a和910b的输出 电流的差值小于电力系统200的电能供应单位IlOa和IlOb的输出电流的差值，如此可平 均输出电流。参照图15，其绘制是根据本实用新型第三实施例的电力系统1100的电路示意图。 电力系统1100是类似于电力系统900，但不同之处在于电力系统1100的每一电能供应单位 1010是使用电阻970g来代替二极管970b。在电力系统1100中，是采用平均电流法(AP) 和外回路控制架构(OLR)，因此第二电流参考值是所有输入至电流平均总线920b的电能转 换器输出电值乘以加权值之后的平均值。参照图16，其绘制是根据本实用新型第三实施例的电力系统1200的电路示意图。 电力系统1200至少包含主电能供应单位1210a、至少一个仆电能供应单位1210b、电压平 均汇排920a、电流平均总线920b和负载930。主电能供应单位1210a是类似于电能供应单 位910，但不同之处在于电能供应单位1210a不包含有比较器970a和二极管970b，且电流 平均总线920b的一端是电性连接至主电能供应单位1210a的电流侦测器970d。另外，仆电 能供应单位1210b是类似于电能供应单位910，但不同之处在于仆电能供应单位1210b不 包含有二极管970b，且电流平均总线920b的一端是电性连接至比较器970a。在电力系统 1200中，采用了直接主仆法(DM)和外回路控制架构(OLR)，因此第二电流参考值为主电能 供应单位1210a的电流侦测器970d测得的输出电流值。参照图17，其绘制是根据本实用新型第四实施例的电力系统1300的电路示意图，电力系统1300至少包含多个电能供应单位1310、电压平均总线1320a、电流平均总线1320b 和至少一个负载1330。每一电能供应单位1310至少包含电源1340、电能转换器1350、前 馈控制电路1360和反馈控制电路1370。前馈控制电路1360至少包含电阻1360a和比较 器1360b，而反馈控制电路1370至少包含比较器1370a、二极管1370b、加法器1370c、电流 侦测器1370d和比较器1370e。在电力系统1300中，是采用自动主仆法(AM)和双回路控制 架构(DLR)。在前馈控制电路1360中，电阻1360a是电性连接至电能转换器1350，因此电能 转换器1350的输入电压可透过电阻1360a来输入至电压平均总线1320a。电压平均总线 1320a的一端是电性连接于电阻1360a和比较器1360b之间。比较器1360b是根据电能转 换器1350的输入电压和一个平均电压的差值来产生一个第一电流参考值，其中平均电压 为输入至电压平均总线1320a的所有的电能转换器1350输入电压乘以加权值之后的平均 值。在反馈控制电路1370中，比较器1370a是根据默认电压Vref和电能转换器1350 的输出电压的差值来产生一个第二电流参考值，并且构成了电压调整回路。电流侦测器 1370d是电性连接至电能转换器的电压输出端Po，以侦测测电能转换器的输出电流。二 极管1370b的正端是电性连接到电流侦测器1370d，而负端则电性连接到电流平均总线 1320b，其中二极管1370b是适用于自动主仆法(AM)。在每一个电能供应单位1310中，电能 转换器1350的输出电流值可透过二极管1370b来输入至电流平均总线1320b，因此电流平 均总线1320b可传输一个第三电流参考值，其中第三电流参考值是所有电能供应单位1310 的输出电流值之一。比较器1370e是用来根据电能转换器1350的输出电流值和第三电流 参考值的差值来产生一个第四电流参考值。加法器1370c用来将第一电流参考值、第二电 流参考值和第四电流参考值相加，来产生电流补偿值。接着，电能转换器1350根据电流补 偿值来调整其输出电流值。均流回路和电压调整回路是电性并联，如此构成了双回路控制 架构(DLR)。另外，在电力系统1300中，比较器1360b、比较器1370a和比较器1370e较佳 是由运算放大器所构成的比较器。由上述的说明可知，电能转换器1350的输出电流可根据电流平均总线1320b所传 输的电压以及电压平均总线1320a所传输的电压来变化。参照图18，其绘制是根据本实用新型第四实施例的电力系统1400的电路示意图。 电力系统1400是电力系统1300的一个具体范例。电力系统1400至少包含电能供应单位 1410a、电能供应单位1410b、电压平均总线1320a、电流平均总线1320b以及负载1330，其中 电能供应单位1410a和电能供应单位1410b是类似于电能供应单位1310。电源1340a是用 来提供一个第一电压，而电源1340b用来提供一个第二电压。电压平均总线1320a的一端 是电性连接至电能供应单位1410a的电阻1360a和比较器1360b之间，而另一端则电性连 接在电能供应单位1410b的电阻1360a和比较器1360b之间。电流平均总线1320b的一端 是电性连接至电能供应单位1410a的二极管1370b和比较器1370e之间，而另一端则电性 连接至电能供应单位1410b的二极管1370b和比较器1370e之间。电力系统1400的功能 是类似于电力系统1000。例如，当第一电压(例如48V)高于第二电压(例如38V)时，电压 平均总线1320a会使得电能供应单位1410a的输出电流高于电能供应单位1410b的输出电 流，并保持电能供应单位1410b的输出电流小于其安全极限值，如此电能供应单位1410b便被妥善地保护。另外，电流平均总线1320b会使得电力系统1400的电能供应单位1410a和 1410b的输出电流值的差值比电力系统200的电能供应单位IlOa和IlOb的输出电流值的 差值更低，以平衡电流负担。参考图19，其绘制是根据本实用新型第四实施例的电力系统1500的电路示意图。 电力系统1500是类似于电力系统1300，但不同之处在于电力系统1500的每一电能供应单 位1510是利用电阻1370g来代替二极管1370b。在电力系统1500中，采用了电流平均法 (AC)和双回路(DLR)控制架构，因此第三电流参考值为全部的电能供应单位输出电流值乘 以加权值后的平均值。参照图20，其绘制是根据本实用新型第四实施例的电力系统1600的电路示意图。 电力系统160至少包含主电能供应单位1610a、至少一仆电能供应单位1610b、电压平均总 线1320a、电流平均总线1320b和负载1330。主电能供应单位1610a是类似于电能供应单位 1310，但不同之处在于主电能供应单位1610a不包含有比较器1370e和二极管1370b，且电 流平均总线1320b的一端是电性连接至电力供应单位1340a的电流侦测器1370b。另外，仆 电能供应单位1610b系类似于电能供应单位1310，但不同之处在于仆电能供应单位1610b 不包含有二极管1370b，且电流平均总线1320b的一端是电性连接至仆电能供应单位1610b 的比较器1370e。在电力系统1600中，是采用直接主仆法(DM)和双回路控制架构(DLR)， 因此第三参考电流值为主电能供应单位1610a的输出电流值。参照图21，其绘制是根据本实用新型第五实施例的电力系统1700的电路示意图。 电力系统1700包含多个电力供应单位1710、电压平均总线1720a、电流平均总线1720b和 至少一个负载1730。每一个电能供应单位1710至少包含电源1740、电能转换器1750、前馈 控制电路1760和反馈控制电路1770。前馈控制电路1760至少包含电阻1760a和比较器 1760b，而反馈控制电路1770至少包含比较器1770a、二极管1770b、加法器1770c和电流侦 测器1770d。在电力系统1700中，采用了自动主仆法(AM)和单回路控制架构(SLR)。在前馈控制电路1760中，电阻1760a是电性连接至电能转换器1750的电压输入 端Pi，这样可使电能转换器1750的输入电压透过电阻1760a输入至电压平均总线1720a。 电压平均总线1720a的一端是电性连接在电阻1760a和比较器1720b之间。比较器1760b 是根据电能转换器1750b的输入电压和一平均电压的差值来产生第一电流参考值，其中平 均电压为所有输入至平均电压总线1720a的电能转换器输入电压值乘以加权值后的平均 值。在反馈控制电路1770中，电流侦测器1770d是电性连接至电能转换器1750的电 流输出端Po，来侦测电能转换器1750的输出电流值。二极管1770b的正端是电性连接至 电流侦测器1770d，而负端则电性连接在电流平均总线1720b，其中二极管1770b是适用于 自动主仆法(AM)。在每一个电能供应单位1710中，电能转换器1750的输出电流值可输入 至电流平均总线1720b，因此电流平均总线1720b可传输一个第二电流参考值，其中第二电 流参考值是所有电能供应单位1710的输出电流值之一。比较器1770a是根据电能转换器 1750的输出电流值和第二电流参考值的差值来产生第三电流参考值。加法器1770c是用以 将第一电流参考值和第三电流参考值相加，以产生一个电流补偿值。接着，电能转换器1750 根据电流补偿值来调整其输出电流值。由于电力系统1700不包含有电压调整回路，因此构 成了单回路控制架构(SLR)。另外，在电力系统1700中，比较器1760b、1770a以及1770e较佳是由运算放大器所构成的比较器。根据上述的说明可知，电能转换器1750的输出电流值可根据电流平均总线1720b 所传输的电压以及电压平均总线1720a所传输的电压来变化。参照图22，其绘制是根据本实用新型第五实施例的电力系统1800的电路示意图。 电力系统1800是电力系统1700的一个具体范例。电力系统1800包含有电能供应单位 1810a、电能供应单位1810b、电压平均总线1720a、电流平均总线1720b和负载1730，其中 电能供应单位1810a和电能供应单位1810b是类似于电能供应单位1710。电源1740a是 用以提供一个第一电压，而电源1740b是用以提供一个第二电压。电压平均总线1720a的 一端是电性连接在电能供应单位1810a的电阻1760a和比较器1760b之间，而另一端是电 性连接于电能供应单位1810b的电阻1760a和比较器1760b之间。电流平均总线1720b的 一端是电性连接在电能供应单位1810a的二极管1770b和比较器1770a之间，而另一端是 电性连接在电能供应单位1810b的二极管1770b和比较器1770a之间。电力系统1800的 功能和作动方式是类似于电力系统1000。举例而言，当第一电压(例如48V)高于第二电 压(38V)时，电压平均总线1720a会使得电能供应单位1810a的输出电流高于电能供应单 位1810b的输出电流，并保持电能供应单位1810b的输出电流低于其安全极限值。另外，电 流平均总线1720b会使得电力系统1800的电能供应单位1810a和1810b的输出电流之间 的差值小于电力系统200的电能供应单位IlOa和IlOb的输出电流之间的差值，来平均电 流负担。参照图23，其绘制是根据本实用新型第五实施例的电力系统1900的电路示意图。 电力系统1900是类似于电力系统1700，但不同之处在于电力系统1900的每一电能供应单 位1910是利用电阻1770g来代替二极管1770b。在电力系统1900中，是采用平均电流法 (AP)和单回路控制架构(SLR)，因此第二电流参考值是所有电能转换器输出电流值乘以加 权值之后的平均值。参照图M，其绘制是根据本实用新型第五实施例的电力系统2000的电路示意图。 电力系统2000至少包含主电能供应单位和2010a、至少一仆电能供应单位2010b、电压平 均总线1720a、电流平均总线1720b和负载1730。主电能供应单位2010a是类似于电能供 应单位910a，但不同之处在于主电能供应单位2010a的反馈控制电路970不包含有比较器 970a和二极管970b，其中电流侦测器970d是用以侦测电能转换器950的输出电流值；加 法器970c是用来将第一电流参考值和一个默认电压Vref相加，以产生一个第五电流参考 值；以及比较器970e是用来根据第五电流参考值和电能转换器950输入电压的差值来产 生电流补偿值，然后电能转换器950根据电流补偿值来调整其输出电流。另外，电流平均 总线1720b的一端是电性连接至主电能供应单位2010a的电流侦测器970d，以传输电能转 换器的输出电流。仆电能供应单位2010b是类似于电能供应单位1710，但不同之处在于仆 电能供应单位2010b不包含有二极管1770b，且电流平均总线的一端是电性连接至比较器 1770a。在电力系统2000中，是采用直接主仆法(DM)和单回路控制架构(SLR)，因此第二电 流参考值为电能转换器950的输出电流值。参照图25，其绘制是根据本实用新型第六实施例的电力系统2100的电路示意图。 电力系统2100至少包含电能供应单位2110a、电能供应单位2110b、电压平均总线2120和 至少一个负载2130。电能供应单位2110a至少包含电源2140、电能转换器2150a和前馈控制电路2160，其中电能转换器2150a至少包含电流输出端和电压参考端，且电流输出端是 电性连接至负载2130，以提供电能至负载2130。电能供应单位2110b至少包含电源2140、 电能转换器2150b和前馈控制电路2160，其中电能转换器2150b至少包含电流输出端和电 压参考端。电能转换器2150b的电流输出端是电性连接至电能转换器2150b的电压参考端， 而电能转换器2150b的电压参考端是电性连接至接地参考电压。由于电能供应单位2110a和2110b的前馈控制电路2160的功能和作动方式相类 似，因此在以下的叙述中，用电能供应单位2110a的前馈控制电路2160来举例说明。前馈 控制电路2160至少包含电阻2160a和第一比较器2160b。电阻2160a是电性连接至电能转 换器2150a的电压输入端，因此电能转换器2150a的输入电压可透过电阻2160a来输入到 电压平均总线2120。电压平均总线2120的一端是电性连接于电阻2160a和比较器2160b 之间。比较器2160b系根据电能转换器2150a输入电压和一个平均电压的差值来产生一个 电压补偿值，其中平均电压为输入至电压平均总线2120的所有的电能转换器输入电压乘 以加权值后的平均值。接着电能转换器2150a根据电压补偿值来调整其输出电压。参照图沈，其绘制是根据本实用新型第六实施例的电力系统2200的电路示意图。 电力系统2200是类似于电力系统2100，但不同之处在于电力系统2200更包含电能供应单 位2110c。电能供应单位2110c是类似于电能供应单位2110a，其中电能转换器2150c的电 流输出端是电性连接至电能供应单位2110a的电压参考端，而电能供应单位2110c的电压 参考端是电性连接至电能供应单位2110b的电流输出端。由于电力系统2200的功能和作 动方式是类似于电力系统2100，故在此不再赘述。另外，在本例示中，电能供应单位2110c 的数量在此并不受限。由上述本实用新型的实施例可知，本实用新型的电力系统可同时并联多个电源， 由于每一个电源可个别地进行置换或根据其电量情形，来对应调整输出电量至负载，因而 可避免当单一电源的电量不足或故障时，整组电力系统即无法正常运作的情形。再者，由于 转换器可自行根据其对应连接的电源的电量情形，来对应调整输出电量至负载，因而具有 较多的电量的电源可提供较多的电量，而具有较少的电量的电源可避免提供太多的电量。 因此，本实用新型的电力系统可确保电力效率和使用寿命。虽然本实用新型已以实施例揭露如上，但是它并非用来限定本实用新型，任何熟 习这种技艺的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本 实用新型的保护范围应当看后面所附的申请专利范围所界定的为准。
权利要求1.一种电力系统，其特征在于至少包含一个电压平均总线，用以传输一个平均电压； 以及多个电能供应单位，彼此互相并联并且用来提供电力到一个负载，其中每一个这种电 能供应系统是电性连接到该电压平均总线来接收该平均电压，且每一个这种电能供应系统 其特征在于至少包含一个电能转换器，电性连接至一个电源和一个负载，其中这种电源是 透过此电能转换器的一个电压输入端来提供电力至电能转换器；一个电阻，电性连接至该 电压输入端；一个第一比较器，用来根据该平均电压和该电能转换器一端输入电压的差值 来产生一个电流参考值，其中该第一比较器是电性连接在电阻和电压输入端，且电压平均 总线的一端是电性连接在电阻和第一比较器之间；一个电流侦测器，用来侦测这种电能转 换器的一个输出电流值；以及一个第二比较器，用来根据该输出电流值和电流参考值之差 值来产生一个电流补偿值，以使这个电能转换器根据该电流补偿值来调整电能转换器的一 个输出电流值。
2.根据权利要求1所述的电力系统，其特征在于其中每一个这种电能供应单位必须 包含一个加法器，其中该加法器是电性连接到这种电能转换器和第二比较器之间，来将该 电流参考值和一个默认电压值相加。
3.根据权利要求1所述的电力系统，其特征在于至少包含一个电压平均总线，用以传 输平均电压；一个电流平均总线，用以传输第一电流参考值；以及多个电能供应单位，彼此 互相电性并联，且用来提供电能到一个负载，其中这些电能供应单位是电性连接至这个电 压平均总线和电流平均总线，来接收平均电压和第一电流参考值，这些电能供应单位其特 征在于至少包含一个电能转换器，电性连接到一个电源和这种负载；一个前馈控制电路， 用来根据这种平均电压和电能转换器的一个输入电压的差值来产生一个第二电流参考值， 其中该电压平均总线的一端是电性连接到该前馈控制电路；以及一个反馈控制电路，用来 根据这个第一电流参考值和第二电流参考值来产生一个电流补偿值，其中这个电流平均总 线的一端是电性连接到这个反馈控制电路；其中这个电能转换器根据这个电流补偿值来调 整这个电能转换器的一个输出电流值。
4.根据权利要求3所述的电力系统，其特征在于其中该反馈控制电路至少包含一个 电流侦测器，用来侦测该电能转换器的输出电流值；一个二极管，其中这个二极管的正极端 系电性连接在这个电流侦测器，而这个二极管的负极端是电性连接在这个电流平均总线的 一端；一个第一比较器，电性连接在这个电流侦测器和电流平均总线的一端，其中这个第一 比较器是用来根据该输出电流值和第二电流参考值来产生一个第三电流参考值；一个加法 器，用来将这个第三参考电流值和第二电流参考值相加，来产生一个总电流参考值；以及一 个第二比较器，用来根据该总电流参考值和这个输出电流值来产生电流补偿值。
5.根据权利要求3所述的电力系统，其特征在于其中该反馈控制电路至少包含一个 电流侦测器，用来侦测该电能转换器的输出电流值；一个电阻，电性连接在这个电流侦测器 和电流平均总线的一端之间；一个第一比较器，电性连接在这个电流侦测器和电流平均总 线的一端，其中该第一比较器是用来根据这个输出电流值和第二电流参考值的差值来产生 一个第三电流参考值；一个加法器，用来将这个第三电流参考值和第二电流参考值相加，来 产生一个总电流参考值；以及一个第二比较器，用来根据这个总电流参考值和输出电流值 的差值来产生电流补偿值。
6.根据权利要求1所述的电力系统，其特征在于至少包含一个电压平均总线，用来传个电流平均总线，用来传输一个第一电流参考值；一个主电能供应单 位，用来供应电能到一个负载，且提供这个第一电流参考值，其中这个主电能供应单位其特 征在于至少包含一个第一电能转换器，电性连接在一个第一电源和这个负载；一个第一 前馈控制电路，用以根据这个平均电压和这个第一电能转换器的一个第一输入电压的差值 来产生一个第二电流参考值；以及一个第一反馈控制电路，用来根据这个第一电能转换器 的一个第一输出电压和这个第二电流参考值来产生一个第一电流补偿值，且这个第一反馈 控制电路产生这个第一电流参考值；其中该第一电能转换器根据这个第一电流补偿值来调 整这个第一电能转换器的一个第一输出电流值；以及至少一个仆电能供应单位，用来提供 电能至这个负载，其中这个至少一个仆电能供应单位是电性连接到这个电压平均总线和这 个电流平均总线，且每一个这个至少一个仆电能供应单位至少包含一个第二电能转换器， 电性连接在一个第二电源和这个负载，其中这个第二电能转换器输出一个第二输出电压 值；一个第二前馈控制电路，用来根据该平均电压和第二电能转换器的一个第二输入电压 的差值来产生一个第三电流参考值；以及一个第二反馈控制电路，用来根据这个第一电流 参考值和这个第三电流参考值来产生一个第二电流补偿值；其中这个第二电能转换器根据 这个第二电流补偿值来调整这个第二电能转换器的一个第二输出电流值。
7.根据权利要求6所述的电力系统，其特征在于其中该第一前馈控制电路至少包含 一个电阻，电性连接至这个第一电能转换器的一个电压输入端；以及一个比较器，用来根据 这个平均电压和第一电能转换器的一个第一输入电压来产生这个第二电流参考值，其中这 个第一比较器系电性连接到这个电阻和电压输入端，且这个电压平均总线的一端是电性连 接于这个电阻和这个第一比较器之间。
8.根据权利要求6所述的电力系统，其特征在于其中该第二反馈控制电路至少包含 一个电流侦测器，用来侦测该第二电能转换器的第二输出电流值；一个第一比较器，用来 根据这个第一电流参考值和这个第二输出电流值的差值来产生一个第四电流参考值；一 个第二比较器，用来根据一个第二输出电压值和一个默认电压值来产生一个第五电流参考 值；以及一个加法器，用来将这个第四参考电流值、这个第五参考电流值和这个第三参考电 流值相加，来产生一个第二电流补偿值。
9.根据权利要求1所述的电力系统，其特征在于至少包含一个电压平均总线，用以 传输平均电压；一个第一电能供应单位，用来提供电能至一个负载，其中这个第一电能供应 单位至少包含一个第一电能转换器，电性连接至一个第一电源和一个电阻，其中这个第一 电能转换器至少包含一个第一电流输出端和一个第一电压参考端，且这个第一电流输出端 是电性连接到这个负载；一个第一电阻，电性连接至到这个第一电能转换器的第一电压输 入端；以及一个第一比较器，用以根据这个平均电压和第一电能转换器的第一输入电压的 差值来产生一个第一电压补偿值，其中这个第一比较器是电性连接该第一电阻和第一电压 输入端，且电压平均总线的一端是电性连接在这个第一电阻和第一比较器之间；其中这个 第一电能转换器根据第一电压补偿值来调整第一电能转换器的第一输出电压；以及一个第 二电能供应单位，用来提供电能到这个负载，其中这个第二电能供应单位至少包含一个第 二电能转换器，电性连接至一个第二电源和负载，其中这个第二电能转换器至少包含一个 第二电流输出端和一个第二电压参考端，第二电流输出端是电性连接到这个第一电压参考 端；一个第二电阻，电性连接到这个第二电能转换器的第二电压输入端；以及一个第二比较器，用来根据该平均电压和第二电能转换器的第二输入电压的差值来产生一个第二电压 补偿值，其中这个第二比较器是电性连接到该第二电阻的第二电压输入端，且电压平均总 线的另一端是电性连接到这个第二电阻和第二比较器之间；其中这个第二电能转换器根据 这个第二电压补偿值来调整第二电能转换器的第二输出电压。
10.根据权利要求9所述的电力系统，其特征在于其中该第一电源或第二电源是人力 发电装置、太阳能发电装置、燃料电池、风力发电装置、热力发电装置、水力发电装置、传统 电力供应装置或电池。
专利摘要一种电力系统，至少包含多个电能供应单位、电压平均总线(voltage sharing bus)和电流平均总线(current sharing bus)。电压平均总线是用来传输一个平均电压，而电流平均总线是用以传输一个第一电流参考值。每一个电能供应单位至少包含电能转换器、前馈控制电路和反馈控制电路。前馈控制电路是用根据电能转换器的输入电压和平均电压的差值来产生一个第二电流参考值。反馈控制电路是用来根据第一参考电流值和第二参考电流值来产生电流补偿值。然后电能转换器根据电流补偿值来调整其输出电流。
文档编号G05F1/625GK201926948SQ20102028925
公开日2011年8月10日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者刘清雄, 沈建跃 申请人:苏州氢洁电源科技有限公司