[发明专利]用于早期精确检测AC电源损失的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源供电，尤其涉及的是早期电源故障检测。

背景技术

相关技术描述

随着对于供电技术的信任度的与日俱增，即使短暂的电源中断也 有可能产生破坏性很强的影响。对于信息技术尤为如此，因为断电重 要数据可能丢失，并且可能需要大量时间来使被影响的系统返回在线 状态，还可能导致潜在的严重后果。

高速计算机系统能够在数毫秒的时间里执行大量处理，从而能够 在提供了预警的情况下在发生电源故障的相对较短时间内多少减轻 电源中断的影响。在少量但却有限的时间、即电源保持时间内，输入 功率电平会下降并且存储在电源的大容量电容中的能量会耗尽。如果 可以更早提供电源故障迫近的警报，那么在这宝贵的剩余数毫秒中系 统就可以完成更多的任务以减轻影响。

发明内容

从先前论述中应该显见，对于尽可能早地检测电源供电故障的装 置、系统和方法的需要长久以来都未得到满足。非常有益的是，此类 装置、系统和方法可以足够早地检测到电力损耗，由此允许在必要时 从容关机，以及在可能情况下恢复由电源供电的电子设备。

本发明是响应于本领域的当前状态开发的，尤其是响应于迄今为 止已被证实在本领域中难以使用当前可用的早期电源故障检测解决 的问题和需要而开发的。相应地，通过开发本发明，提供了一种用于 早期电源故障检测的装置、系统和方法，以克服上述本领域中的很多 或所有缺陷。

典型的电源保持时间取决于升压电容器的大小，并且该时间约为 20毫秒(“ms”)，或者是大约60赫兹(“Hz”)的交流电(“AC”) 电源的一个循环。一种用于检测电源故障的方法是使用模拟比较器电 路来比较AC电源电压和参考电压。如果该电压降至所述参考电压以 下，则生成早期断电警报(“EPOW”)信号。

由于AC电压按正弦波形持续变化并且会在每个循环两次过零 点，因此不能直接与恒定的参考电压相比较。整流器可以用于保持正 电压，所述正电压随后可以通过具有时间常数的电容器馈送，这样一 来，电压即便有波动但在正常操作中仍会保持在参考电压以上。但是， 在电源故障时，电压仍旧需要大约半个循环或是7～10ms的时间落到 参考电压以下，由此将会消耗原本可用于系统恢复的20ms保持时间 中的很大一部分时间。

一种更为新颖的方法是数字化AC电压，并且借助数字信号处理 (“DSP”)机制来对其进行分析。EPOW信号于是可以更早地产生， 由此几乎加倍可用于系统恢复的时间。

用于确定电源故障的装置配有多个模块，这些模块被配置成功能 上执行监视AC电源的必要步骤，其中所述步骤是如下执行的：对AC 电源进行采样，将采样数据与已知的良好数据相比较，累积比较结果， 以及根据所累积的比较图案向电子设备警告即将来临的电源故障。所 描述的实施例中的这些模块包括采样模块、比较模块、累积模块以及 警告模块。

在一个实施例中，该装置被配置成具有采样模块，其中该采样模 块在预定频率倍数的采样频率上采样具有所述预定频率和相应的预 定周期的AC电源波形作为电源输入，以便在预定周期内部的已知点 获取采样幅度。比较模块将采样幅度与已存储的预定阈值幅度相比 较，以便获取与预定周期内部的已知点相对应的比较结果。累积模块 累积最近的比较结果。如果预定数量的最近比较结果中的每一个都表 明采样幅度的绝对值小于已存储阈值幅度，则警告模块断言EPOW信 号。

在一个实施例中，采样模块可以包括整流器，该整流器对电源波 形进行整流，以使采样幅度处于绝对值形式。此外，缓存模块可以通 过最近采样幅度的连续序列来缓存采样幅度，以便与已存储阈值幅度 相比较。

在一个实施例中，该装置还被配置成具有初始化模块，其中所述 初始化模块对与预定周期内部的每一个已知点相对应的已存储阈值 幅度进行初始化。该初始化模块将已存储阈值幅度作为与已存储阈值 幅度相对应的预定周期内部已知点上的采样幅度的预定百分比来进 行校准。在另一个实施例中，该装置可以包括恢复模块，其中该模块 响应于EPOW信号保存计算机数据和/或挂起计算机操作。