[发明专利]电源

说明书

本发明涉及电源，尤其涉及但不仅仅涉及现场总线电源。

常常需要电源来将电能传送给处于遥远位置的远程设备／系统，且尤其相对于现场总线电源会产生这种需求。

采用这种电源从中心控制／电源位置传送电能，有时是数据等，到遥远位置的现场设备。远程设备可采用任何所需设备的形式，诸如传感器、致动器、控制开关等，可以在比如加工厂内的不同位置发现这样的设备。所有这样的设备都需要电力，且通常需要连接到中央控制位置的通信，且要在危险(例如可能爆炸的)环境中发现这样的现场设备并不是罕见的，在这种环境下避免或淬灭电花／弧可证明是重要的。

目前现场总线电源被广泛熟知，且通常包括提供一个或多个通道的一个或多个电源模块，该一个或多个通道用来将电能传送给对应数目的现场总线通道。在每个模块内，多个通道常常被隔离并且具有它们自身专用的电源单元(PSU)和调节器电路，以便根据需要馈送每个相应的现场总线通道。

同样被广泛认识的是，某种程度的容错是合乎需要的，从而确保一个或也许更多电源模块发生故障时远程定位的现场设备的连续操作。为达到此目的，已知将冗余级别构建到现场总线电源中。

在一种已知的配置中，每个模块由冗余模块形成镜像，由此形成冗余对。在这种配置的正常操作中，成对模块之一供电给所需的现场总线通道。如果供给电源的模块发生故障，那么可接入该对中先前的冗余模块用于操作以满足通道的供电需求，同时调查发生故障的模块来酌情修复或替换。

在一个可选系统中，可设置两个模块以通常基于50／50地分担电能需求从而用于正常操作；但是其中当另一个模块发生故障时，每个模块都具有承担100％需求的能力。

无论如何，使用备用电源系统都被广泛公知于设法保持各种可能的电能需求，无论是否在现场总线环境内，US-A-2007／0162771就公开了一个这样的例子。当上述冗余的级别被认为是包括2N个设备(其中N是满足正常操作期间电源需求所需设备的数目)时；该文献内的冗余的级别包括N+1个体系结构，同样地其中N是能共同地满足正常操作期间总的电能需求的设备的数目。

考虑到所需电路和电路元件的高度复制性，且还由于相对高的负载需求(这能导致操作特性(诸如加热)需要可能昂贵的和／或低效的和／或空间消耗的补偿特征，诸如热同步需求等)，已知的电源(诸如如上所述的现场总线电源)能证明就它们的通用结构和冗余性质而言是不利的和受限的。

因此，本发明认识到期望对更高效率和／或成本效益和／或紧凑设计的考虑。

本发明设法提供一种电源，诸如现场总线电源，该电源优于已知的这种电源。

根据本发明的一个方面，提供了一种电源，包括：多个电源模块，每个电源模块被设置为在多个通道上供电；

电流分担控制器，其被设置为跨所述多个电源模块而分担输出电流需求；以及

每个模块中多个通道的至少一个第二通道，其被设置为追踪所有负载条件下每个相应模块中多个通道的第一通道的输出电压。

在模块之间产生的负载分担证明在降低每个模块中的功率处理特性(诸如散热)方面是有利的。特别地，在本发明的配置中，任何时候都没有一个单独的模块需要承担所有的负载。因此，每个模型的最大功率消耗低于可能的用来提高可靠性和降低功率处理特性(诸如但不局限于，散热)的其他情况。

此外，通过通道追踪／跟随，在多通道环境内易于复制这种优点。

这种电源可包括冗余电源功能，尤其是N+1个冗余体系结构。

有利的是，可以跨各个电源模块的第一通道来控制电流分担。

在一种特定配置中，所述第一通道可以用作调节通道。

依照此方式，第二通道和任何后继通道中的每一个可以被认为是非调节通道。

有利的是，电流分担控制器被设置为在多个电源模块之间平衡负载分担。

可以包括控制反馈功能以用于电流分担，此外，每个模块可以包括电流分担控制器和控制反馈配置。

作为进一步特征，每个模块可以采用在调节通道上并且通过单个外部分担线进行内部调整。

可以实现一种特别紧凑的配置，其中每个模块采用单个电源单元。

该配置可以包括单相变压器，该变压器为每个模块内的第一、第二和任何后继通道所共用。

视情况而定，每个模块可以包括开关式电源控制器和单相变压器。

应该理解的是，本发明尤其与采用任何形式的多输出电源系统有关，这还得益于冗余和通道追踪。