用于在電源系統(tǒng)中限制過電壓的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】公開一種用于在電梯系統(tǒng)(2)中提供保護(hù)性超低電壓電源的系統(tǒng)和方法。所述電源系統(tǒng)(10)可包括配置來提供輸出電壓的開關(guān)模式電源(12)、第一電壓監(jiān)控器(18)和第二電壓監(jiān)控器(20)。所述第一電壓監(jiān)控器(18)和所述第二電壓監(jiān)控器(20)可各自被配置來接收所述輸出電壓并且確定所述開關(guān)模式電源(12)處的過電壓情況。
【專利說明】用于在電源系統(tǒng)中限制過電壓的系統(tǒng)和方法
[0001 ] 公開領(lǐng)域
[0002]本公開整體涉及電源系統(tǒng)，并且更具體地，涉及一種用于在電源系統(tǒng)中限制過電壓情況的系統(tǒng)和方法。
[0003]公開背景
[0004]電梯系統(tǒng)廣泛用于將人或物品從一點(diǎn)運(yùn)輸至另一點(diǎn)。電梯系統(tǒng)通常包括通過起重繩連接至平衡物的電梯轎廂，所述起重繩在電梯井或提升間中垂直移動電梯轎廂。起重繩延伸覆蓋繩輪或機(jī)器。連接至機(jī)器的電機(jī)提供動力在兩個(gè)位置之間移動電梯轎廂。機(jī)器(并且具體地為機(jī)器的電機(jī))配備有制動系統(tǒng)以控制電梯轎廂的運(yùn)動并且按需停止電梯轎廂。電梯轎廂、電機(jī)、制動系統(tǒng)和電梯系統(tǒng)的其他電氣部件通過至少間接地連接至電梯系統(tǒng)的供電系統(tǒng)供電。
[0005]常規(guī)上來說，供電系統(tǒng)是接收線路電壓(諸如從動力干線)的變壓器，所述線路電壓轉(zhuǎn)換成適用于電梯系統(tǒng)的各種部件的電壓電平。有利地是，變壓器能夠限制供給至電梯系統(tǒng)的輸出電壓至希望的電壓電平。然而，變壓器的效率常隨著電力負(fù)載變化，在電梯系統(tǒng)的待機(jī)操作時(shí)降低，有時(shí)顯著降低。此外，變壓器常常大、重并且操作和維護(hù)昂貴。
[0006]為了規(guī)避常規(guī)變壓器的至少一些劣勢，近期，使用開關(guān)模式電源來為電梯系統(tǒng)供電。通常的交流電至直流電開關(guān)模式電源可包括整流器以將進(jìn)入的交流電線路電壓轉(zhuǎn)換成直流電電壓，隨后可使用功率晶體管將直流電電壓周期性地切斷或開關(guān)以獲得流暢的直流電電壓信號。隨后直流電電壓信號可被轉(zhuǎn)回成待通過變壓器和整流器繞組的交流電電壓信號，以獲得希望的直流電輸出電壓。此類開關(guān)模式電源具有幾個(gè)優(yōu)勢。例如，開關(guān)模式電源即使在較低的電力負(fù)載時(shí)也可提供較高的效率，因?yàn)殚_關(guān)電源晶體管耗散極少功率。其他優(yōu)勢包括較小的尺寸和較輕的重量以及由于較高效率而生熱較低。然而，不同于常規(guī)變壓器，來自開關(guān)模式電源的輸出電壓可能很難限定至希望的電壓電平。
[0007]國際電工技術(shù)委員會(IEC)規(guī)定諸如開關(guān)模式電源的電源部件可生成的最大輸出電壓。具體地，IEC規(guī)定來自電源部件的輸出電壓不能超過電源部件中正常狀態(tài)下和單個(gè)故障狀態(tài)下的超低電壓。因此，為了防止觸電，IEC要求電源部件通過限制最大輸出電壓至干燥條件下的直流電無紋波60V(60VDC)來提供保護(hù)性超低電壓(PELV)。
[0008]相應(yīng)地，如果能開發(fā)能夠根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)提供保護(hù)性超低電壓的開關(guān)模式電源將會是有益的。
[0009]公開概述
[0010]根據(jù)本公開的一個(gè)方面，公開一種電源系統(tǒng)。電源系統(tǒng)可包括配置來提供輸出電壓的開關(guān)模式電源、第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器。第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器各自可被配置來接收輸出電壓并且確定開關(guān)模式電源處的過電壓情況。
[0011]在一些實(shí)施方案中，第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器可將輸出電壓與基準(zhǔn)電壓相比較以確定開關(guān)模式電源處的過電壓情況。如果檢測到過電壓情況，則第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器還可被配置來關(guān)閉開關(guān)模式電源。
[0012]在其他實(shí)施方案中，第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器中的一個(gè)可使用比較器來實(shí)現(xiàn)，并且第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器中的另一個(gè)可使用微控制單元來實(shí)現(xiàn)。例如，在一些實(shí)施方案中，第一電壓監(jiān)控器可使用比較器實(shí)現(xiàn)，并且第二電壓監(jiān)控器可使用微控制單元來實(shí)現(xiàn)。
[0013]在另外的實(shí)施方案中，比較器可被配置來接收輸出電壓和基準(zhǔn)電壓，并且輸出表明輸出電壓和基準(zhǔn)電壓中較高一個(gè)的信號。
[0014]在另一實(shí)施方案中，微控制單元可被配置來比較輸出電壓和基準(zhǔn)電壓，并且輸出表明輸出電壓和基準(zhǔn)電壓中較高一個(gè)的信號。
[0015]在另一實(shí)施方案中，第一電壓監(jiān)控器和/或第二電壓監(jiān)控器可包括測試開關(guān)，所述測試開關(guān)被配置來當(dāng)測試開關(guān)閉合時(shí)，輸入測試電壓而非輸出電壓至相應(yīng)的第一電壓監(jiān)控器和/或第二電壓監(jiān)控器。測試電壓可被配置來模擬在開關(guān)模式電源處的過電壓情況。
[0016]根據(jù)本公開的另一方面，公開一種用于提供超低電壓電源的方法。方法可包括提供開關(guān)模式電源，所述開關(guān)模式電源被配置來提供輸出電壓、第一電壓監(jiān)控器和至少間接連接至開關(guān)模式電源的第二電壓并且供給輸出電壓至第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器。方法還包括通過第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器來確定開關(guān)模式電源處的過電壓情況，并且如果第一電壓監(jiān)控器或第二電壓監(jiān)控器檢測到過電壓情況，則關(guān)閉開關(guān)模式電源。
[0017]在一些實(shí)施方案中，通過第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器確定過電壓情況可包括確定輸出電壓是否超過閾值，并且當(dāng)輸出電壓超過閾值時(shí)關(guān)閉開關(guān)模式電源。
[0018]在另外的實(shí)施方案中，確定輸出電壓是否超過閾值可包括比較輸出電壓與基準(zhǔn)電壓，并且確定輸出電壓和基準(zhǔn)電壓中的較大一個(gè)。在一些實(shí)施方案中，比較輸出電壓與基準(zhǔn)電壓可通過比較器執(zhí)行，然而在其他實(shí)施方案中，比較可通過微控制單元執(zhí)行。
[0019]根據(jù)本公開的另一方面，公開一種電梯系統(tǒng)。電梯系統(tǒng)可包括電梯轎廂和電源系統(tǒng)，所述電源系統(tǒng)被配置來向電梯轎廂提供保護(hù)性超低電壓。電源系統(tǒng)可包括配置來提供輸出電壓至電梯轎廂的開關(guān)模式電源、第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器，第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器可被配置來檢測在開關(guān)模式電源處的過電壓情況，并且如果檢測到過電壓情況，則關(guān)閉開關(guān)模式電源。
[0020]在一些實(shí)施方案中，開關(guān)模式電源可連接至主電源并且被配置來將來自主電源的功率轉(zhuǎn)換成輸出電壓。
[0021]在其他實(shí)施方案中，如果第一電壓監(jiān)控器發(fā)生故障，則第二電壓監(jiān)控器可提供開關(guān)模式電源的冗余關(guān)斷路徑。
[0022]在另一實(shí)施方案中，第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器可防止輸出電壓超過大約60V直流電。
[0023]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，其他優(yōu)勢和特征將顯而易見。
[0024]附圖簡述
[0025]為了對公開的方法和裝置有更全面的理解，應(yīng)當(dāng)參照附圖上所示更詳細(xì)的示例性實(shí)施方案，其中:
[0026]圖1示出根據(jù)本公開的至少一些實(shí)施方案的示例性電梯系統(tǒng)的原理圖；
[0027]圖2示出用于圖1的電梯系統(tǒng)中的示例性電源系統(tǒng)，根據(jù)本公開的至少一些實(shí)施方案構(gòu)造的電源系統(tǒng)；
[0028]圖3示出圖2的電源系統(tǒng)中采用的電壓監(jiān)控器的示例性硬件實(shí)現(xiàn)方式；
[0029]圖4示出圖3的電壓監(jiān)控器的示例性軟件實(shí)現(xiàn)方式；以及
[0030]圖5示出概述使用圖3和圖4的電壓監(jiān)控器用于在圖2的電源系統(tǒng)中防止過電壓情況的步驟的示例性流程圖。
[0031]盡管關(guān)于某些具體的示例性實(shí)施方案已給出并將提供下列具體的描述，但是應(yīng)理解，本公開的范圍并不受限于此類實(shí)施方案。本公開的廣度和精神比具體公開的實(shí)施方案更廣，并且包含在此處最后所附的權(quán)利要求及其等同物之內(nèi)。此外，應(yīng)認(rèn)可，盡管可特別參照某些示例性實(shí)施方案公開某些特征，但該特征可合并到可行的另選的實(shí)施方案中。
[0032]公開詳述
[0033]現(xiàn)參照圖1，根據(jù)本公開的至少一些實(shí)施方案，示出電梯系統(tǒng)2的簡化示意圖。盡管本文未示出和/或描述電梯系統(tǒng)2的所有部件，但是典型的電梯系統(tǒng)可包括通過未示出的起重繩連接至平衡物6的電梯轎廂4。在至少一些實(shí)施方案中，起重繩可延伸覆蓋由曳引輪內(nèi)的電動機(jī)驅(qū)動的曳引輪8，以按需移動或停止電梯轎廂4。電梯系統(tǒng)2以及平衡物6可按已知的方式運(yùn)作，并且因此本文不再詳細(xì)描述電梯系統(tǒng)的運(yùn)作。電梯系統(tǒng)2還可包括用于提供電力至電梯系統(tǒng)各種部件的電源系統(tǒng)10，諸如電動機(jī)、電梯轎廂4等。電源系統(tǒng)10可從諸如公用電網(wǎng)的主電源接收電力。
[0034]雖然未示出，但是應(yīng)理解除了以上所述的部件，常與電梯系統(tǒng)組合或結(jié)合使用的諸如電梯轎廂框架、導(dǎo)承組合、傳動組件等也被預(yù)期并且認(rèn)為是在本公開的范圍之內(nèi)。
[0035]轉(zhuǎn)到圖2，根據(jù)本公開的至少一些實(shí)施方案，示出電源系統(tǒng)10的示例性原理圖。應(yīng)理解本文僅示出并描述有益于正確理解本公開的這些電源系統(tǒng)10的部件。但是，電源系統(tǒng)通常采用的其他部件，諸如變壓器、整流器、逆變器、變流器等被預(yù)期并且認(rèn)為是在本公開的范圍之內(nèi)。
[0036]如圖所示，電源系統(tǒng)10可包括開關(guān)模式電源12，所述開關(guān)模式電源被配置來提供電能至電梯系統(tǒng)2。具體地，開關(guān)模式電源(SMPS) 12可通過輸入功率線14從主電源接收交流電輸入電壓并且可將輸入功率轉(zhuǎn)換成適合于電梯系統(tǒng)2的各種部件使用的輸出電壓。輸出電壓可通過輸出功率線16傳遞至電梯系統(tǒng)2。例如，在至少一些實(shí)施方案中，開關(guān)模式電源12可通過輸入功率線14接收230V的交流電(230VAC)并且通過輸出功率線16傳輸48V直流電(48VDC)的輸出電壓至電梯系統(tǒng)2。在其他實(shí)施方案中，至開關(guān)模式電源12的輸入電壓以及由此的輸出電壓可尤其根據(jù)電梯系統(tǒng)2所安裝區(qū)域的額定功率(如240VAC、220VAC等)以及電梯系統(tǒng)2的額定功率而變化。
[0037]為了將輸入電壓從主電源轉(zhuǎn)換成適用于電梯系統(tǒng)2使用的輸出電壓，一個(gè)示例性開關(guān)模式電源12除了其他部件之外還可包括整流器，以轉(zhuǎn)換交流電輸入電壓成未經(jīng)調(diào)節(jié)的直流電輸入電壓;功率晶體管和逆變器，以轉(zhuǎn)換未經(jīng)調(diào)節(jié)的直流電輸入電壓成調(diào)節(jié)的交流電輸入電壓；以及一個(gè)或多個(gè)變壓器和整流器，以轉(zhuǎn)換交流電輸入電壓成希望的輸出電壓。盡管有上述開關(guān)模式電源12的部件，但是應(yīng)理解該描述僅為典型的開關(guān)模式電源。通常與開關(guān)模式電源組合或結(jié)合采用，或代替上述這些使用的幾個(gè)其他部件被預(yù)期并認(rèn)為在本公開的范圍內(nèi)。此外，在至少一些實(shí)施方案中并且可能按需或如果適用的話，開關(guān)模式電源12可被配置來接收直流電輸入電壓而非交流電輸入電壓，這種情況下，可改變開關(guān)模式電源的部件以反映直流電輸入。在另外其他實(shí)施方案中，代替開關(guān)模式電源12，還可采用模擬電源、其他類型的數(shù)字電源或它們的組合。
[0038]除了開關(guān)模式電源12，電源系統(tǒng)10還可包括第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器
20。第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20都可從輸出功率線16接收輸出電壓并且利用輸出電壓來確定開關(guān)模式電源12是否正常運(yùn)作。具體地，可分別采用第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20來確定開關(guān)模式電源12中的任何故障或失常，所述故障或失?？赡軐?dǎo)致開關(guān)模式電源生成異常高的輸出電壓或超過IEC規(guī)定的最大輸出電壓值。異常高的輸出電壓在本文通常稱作開關(guān)模式電源12內(nèi)的“過電壓情況”。例如，在至少一些實(shí)施方案中，開關(guān)模式電源12可被配置來提供大約48V直流電(約48VDC)的正常輸出電壓。在這些實(shí)施方案中，當(dāng)輸出電壓超過大約60V直流電(約60VDC)時(shí)，可以說開關(guān)模式電源已經(jīng)歷過電壓情況。
[0039]如以下所將進(jìn)一步討論，一旦在開關(guān)模式電源12處檢測到過電壓情況，則第一電壓監(jiān)控器18和/或第二電壓監(jiān)控器20可分別關(guān)閉開關(guān)模式電源，如各自的電力線22和電力線24所示。由于關(guān)閉開關(guān)模式電源12，第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20可防止開關(guān)模式電源生成異常高的輸出電壓。關(guān)閉電源12不僅可保護(hù)開關(guān)模式電源避免損害，還可保護(hù)電梯系統(tǒng)2避免損害，并且降低觸電的可能性。因此，電源系統(tǒng)10通過第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20限制輸出電壓超過特定水平可根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)提供保護(hù)性超低電壓(PELV)0
[0040]仍然參照圖2，第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20可獨(dú)立檢測在開關(guān)模式電源12處的過電壓情況。通過讓第一電壓監(jiān)控器18獨(dú)立于第二電壓監(jiān)控器20來檢測過電壓情況，電源系統(tǒng)10可提供冗余關(guān)斷機(jī)制，以便如果第一電壓監(jiān)控器發(fā)生故障或失常，則第二電壓監(jiān)控器仍然可以檢測過電壓情況并且按需關(guān)閉開關(guān)模式電源12。此外，為了避免第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20同時(shí)失常，在至少一些實(shí)施方案中，第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器中的一個(gè)可在硬件(如使用硬件部件)中實(shí)現(xiàn)，同時(shí)另一個(gè)可在軟件(如使用軟件申吳塊)中實(shí)現(xiàn)。
[0041]現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖3，根據(jù)本公開的至少一些實(shí)施方案，示出第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20的硬件實(shí)現(xiàn)26。如圖所示，硬件實(shí)現(xiàn)26可包括比較器28，所述比較器28被配置來比較輸出功率線16上的輸出電壓與通過穩(wěn)壓二極管30提供的基準(zhǔn)電壓。具體地，輸出功率線16上的輸出電壓可通過電阻器34和電阻器36經(jīng)過第一輸入線32輸入至比較器28中。同樣地，基準(zhǔn)電壓可通過第二輸入線38輸入至比較器28中。比較器28可比較第一輸入線32與第二輸入線38上的電壓，并且在第一電壓監(jiān)控器18的電力線22和第二電壓監(jiān)控器20的電力線24上分別輸出信號，表明第一輸入線或第二輸入線中的哪一條負(fù)載較高電壓?？蛇B接比較器28的輸出信號以控制(打開或關(guān)閉)開關(guān)模式電源12的運(yùn)作。
[0042]因此，例如并在至少一些實(shí)施方案中，如果沿第一輸入線32的電壓高于沿第二輸入線38的基準(zhǔn)電壓，那么比較器28可輸出數(shù)字高信號，數(shù)字高信號反過來可被采用以保持開關(guān)模式電源12打開。另一方面，如果沿第一輸入線32的電壓低于沿第二輸入線38的基準(zhǔn)電壓，比較器28可輸出數(shù)字低信號，數(shù)字低信號可被采用以關(guān)閉開關(guān)模式電源12。在其他實(shí)施方案中，比較器28可使用相反信號，這種情況下如果沿第一輸入線32的電壓低于沿第二輸入線38的基準(zhǔn)電壓，則比較器可提供數(shù)字高信號;并且當(dāng)沿第一輸入線的電壓高于沿第二輸入線的基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器可提供數(shù)字低信號。
[0043]如本文所解釋，來自比較器28的數(shù)字高信號可表明開關(guān)模式電源12處無過電壓情況存在，因此開關(guān)模式電源可繼續(xù)運(yùn)作。同樣地，來自比較器28的數(shù)字低信號可表明過電壓情況，從而提示開關(guān)模式電源12關(guān)閉。盡管在本實(shí)施方案中，數(shù)字高信號用來意味無過壓情況并且數(shù)字低信號用來意味過壓情況，但是在至少一些實(shí)施方案中，數(shù)字低信號可用于無過壓情況，同時(shí)數(shù)字高信號可用于表明過壓情況。
[0044]此外，可選擇通過第二輸入線38輸入至比較器中的基準(zhǔn)電壓，以使得僅在過電壓情況期間的開關(guān)模式電源12處，基準(zhǔn)電壓高于沿第一輸入線32的電壓。在開關(guān)模式電源12的正常運(yùn)作條件下，沿第二輸入線38的基準(zhǔn)電壓可保持低于沿第一輸入線32的電壓。此外并如上所述，第一輸入線32上的電壓可從輸出功率線16通過電阻器34和電阻器36提供。電阻器34和電阻器36可將輸出電壓從輸出功率線16轉(zhuǎn)換為比較器28可處理的值。電阻器34和電阻器36，以及比較器28可以是通常采用的任何種類。通常，電阻器34和電阻器36的大小和類型以及比較器28可取決于正常運(yùn)作條件和過電壓情況下由開關(guān)模式電源12輸出的電壓值。因此，依靠比較沿第一輸入線32與第二輸入線38的電壓并且確定較大的電壓值，比較器28可檢測在開關(guān)模式電源12處的過電壓情況。
[0045]硬件實(shí)現(xiàn)26還可包括測試開關(guān)40，所述測試開關(guān)40可被采用來確保比較器28按預(yù)期運(yùn)行以檢測在開關(guān)模式電源12處的過電壓情況。比較器28可通過測試開關(guān)40在定義的時(shí)間周期內(nèi)自動地，或者按檢查電源系統(tǒng)10的保修人員所需來測試。通常，在正常運(yùn)作條件下(例如，當(dāng)未測試比較器28時(shí))，測試開關(guān)40可保持打開，如圖3所示。當(dāng)比較器28將被測試(重申，自動或按需)時(shí)，測試開關(guān)40可被關(guān)閉以使得代替電阻器34，可在第一輸入線32上提供通過電阻器42穿過測試開關(guān)40的測試電壓。因此，在測試條件下，比較器28可比較沿第二輸入線38的基準(zhǔn)電壓與第一輸入線32上通過電阻器42的測試電壓，并且確定電壓中較大的一個(gè)。在至少一些實(shí)施方案中，測試電壓可以是模擬開關(guān)模式電源12處在過電壓情況下的輸出電壓值的值。
[0046]現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖4，根據(jù)本公開的至少一些實(shí)施方案，示出第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20的軟件實(shí)現(xiàn)44 ο如圖所示，軟件實(shí)現(xiàn)44可包括微控制單元46，代替比較器28來檢測在開關(guān)模式電源12處的過電壓情況。具體地，微控制單元46可通過電阻器50和電阻器52沿輸出線48從輸出功率線16接收輸出電壓。一旦接收輸出電壓，類似比較器28，微控制單元46可比較輸出電壓與基準(zhǔn)電壓以確定沿輸出線48的輸出電壓是否高于基準(zhǔn)電壓。基準(zhǔn)電壓可被編程在微控制單元46中。
[0047]因此，在至少一些實(shí)施方案中，如果微控制單元46確定基準(zhǔn)電壓高于沿輸入線48的電壓，那么微控制單元可沿第一電壓監(jiān)控器18的電力線22和第二電壓監(jiān)控器20的電力線24分別輸出數(shù)字低信號，以關(guān)閉開關(guān)模式電源12。另一方面，如果微控制單元46確定基準(zhǔn)電壓低于沿輸入線48的輸出電壓，那么微控制單元可輸出數(shù)字高信號以保持開關(guān)模式電源打開。
[0048]微控制單元46可以是具有處理單元和任何的各種易失性或非易失性存儲器/存儲設(shè)備(未示出)的獨(dú)立嵌入式或通用型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，諸如閃存、只讀存儲器(R0M)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦只讀存儲器(EEPROM)等。微控制單元46還可被配置用于諸如搖桿、閃存驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、軟盤、磁帶、磁鼓、卡片等的計(jì)算機(jī)可讀媒體，以及可能需要的諸如監(jiān)視器和打印機(jī)的輸出和顯示設(shè)備。其他類型的計(jì)算、處理以及報(bào)告和存儲設(shè)備可存在于(或與其共同使用)微控制單元46中。
[0049]此外，微控制單元46可運(yùn)行存儲在存儲位置中、從計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)讀取、并且/或者通過任何適當(dāng)?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)從有效聯(lián)接至安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的外部設(shè)備訪問的一個(gè)或多個(gè)軟件程序或應(yīng)用。
[0050]在至少一些實(shí)施方案中，微控制單元46可包括未示出的模擬變數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于將來自輸出線48的模擬輸出電壓轉(zhuǎn)換成用于與基準(zhǔn)電壓比較的數(shù)字電壓值。微控制單元46還可包括用于比較沿輸入線48的電壓與基準(zhǔn)電壓的軟件模塊，以及用于測試微控制單元功能的測試模塊。通常與微控制單元組合或結(jié)合采用的其他部件也被預(yù)期并認(rèn)為是在本公開范圍內(nèi)的。
[0051 ] 工業(yè)適用性
[0052]通常，本公開提出具有提供電能至電梯系統(tǒng)2的開關(guān)模式電源12的電源系統(tǒng)10。電源系統(tǒng)10還可包括第一電壓監(jiān)控器18以檢測在開關(guān)模式電源12處的過電壓情況并且在過電壓情況下關(guān)閉開關(guān)模式電源。電源系統(tǒng)10可附加包括第二電壓監(jiān)控器20，所述第二電壓監(jiān)控器20也被配置來在過電壓情況中檢測并關(guān)閉開關(guān)模式電源12。在第一電壓監(jiān)控器18發(fā)生故障的情況下，第二電壓監(jiān)控器20可為開關(guān)模式電源12提供冗余關(guān)斷路徑。
[0053]現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖5，根據(jù)本公開的至少一些實(shí)施方案，示出列出檢測和限制在開關(guān)模式電源12處的過電壓情況的步驟的流程圖54。如圖所示并且在步驟56開始之后，在步驟58處，沿輸出功率線16的來自開關(guān)模式電源12的輸出電壓可被輸入至第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20中。如上所討論，第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20可獨(dú)自運(yùn)作并且互相獨(dú)立地檢測在開關(guān)模式電源12處的過電壓情況。此外，通過獨(dú)立運(yùn)作，第二電壓監(jiān)控器20可提供冗余關(guān)斷路徑，從而確保即使第一電壓監(jiān)控器18失常，也可檢測到開關(guān)模式電源12處的過電壓情況。此外，為了提升可靠性并分別降低第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20同時(shí)失常的可能性，第一電壓監(jiān)控器和第二電壓監(jiān)控器中的一個(gè)可在硬件中實(shí)現(xiàn)，同時(shí)另一電壓監(jiān)控器可在軟件中實(shí)現(xiàn)。在至少一些實(shí)施方案中，第一電壓監(jiān)控器18可在硬件中實(shí)現(xiàn)并且第二電壓監(jiān)控器20可在軟件中實(shí)現(xiàn)。
[0054]在步驟58處，一旦從開關(guān)模式電源12接收輸出電壓，在步驟60處，第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20可獨(dú)立地確定輸出電壓是否超過預(yù)定的閾值電壓。例如，在至少一些實(shí)施方案中，預(yù)定的閾值可被設(shè)定在60V直流電(60VDC)。在其他實(shí)施方案中，預(yù)定的閾值可根據(jù)幾個(gè)因素變化，諸如電梯系統(tǒng)2的大小和類型、電梯可安裝的區(qū)域、電梯系統(tǒng)的額定功率和由國際電工技術(shù)委員會(IEC)規(guī)定的最大值。
[0055]如上所討論，第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20可通過比較輸出電壓與基準(zhǔn)電壓來確定來自開關(guān)模式電源12的輸出電壓是否超過預(yù)定的閾值電壓。在至少一些實(shí)施方案中，當(dāng)輸出電壓低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，輸出電壓可超過預(yù)定的閾值。此外，如上所討論，在第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20的硬件實(shí)現(xiàn)中，可使用比較器28來執(zhí)行輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的比較。同樣地，在第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20的軟件實(shí)現(xiàn)版本中，微控制單元46可比較輸出電壓與基準(zhǔn)電壓。
[0056]如果在比較輸出電壓與基準(zhǔn)電壓之后，第一電壓監(jiān)控器18和/或第二電壓監(jiān)控器20確定輸出電壓超過預(yù)定閾值，由此表明開關(guān)模式電源12處的過電壓情況，那么繼而在步驟62，電壓監(jiān)控器可記錄電源系統(tǒng)10中的錯(cuò)誤。在步驟64，分別檢測過電壓情況的第一電壓監(jiān)控器18和/或第二電壓監(jiān)控器20還可關(guān)閉開關(guān)模式電源12，直至開關(guān)模式電源可被修好或替換或被認(rèn)為適合于進(jìn)一步運(yùn)作。該過程繼而可在步驟66處結(jié)束。
[0057]另一方面，如果在步驟60，第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20都確定輸出電壓未超過預(yù)定的閾值，表明開關(guān)模式電源12處無過電壓情況，那么該過程可返回至步驟58并且繼續(xù)監(jiān)控來自開關(guān)模式電源的輸出電壓。
[0058]此外并且如上所述，為了提升第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20的可靠性，可定期測試這些電壓監(jiān)控器。為了測試第一電壓監(jiān)控器18和/或第二電壓監(jiān)控器20的硬件實(shí)現(xiàn)26，可在步驟68閉合測試開關(guān)40以使得代替來自開關(guān)模式電源12的輸出電壓，比較器28可接收穿過測試開關(guān)40的測試電壓作為輸入。在一些實(shí)施方案中，測試電壓可被設(shè)計(jì)來模擬來自開關(guān)模式電源12的輸出電壓。閉合測試開關(guān)40之后，測試可如以上步驟58至步驟64進(jìn)行。具體地，第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20可比較測試電壓與基準(zhǔn)電壓并且確定測試電壓是否超過預(yù)定的閾值。如果測試電壓超過閾值，那么可記錄錯(cuò)誤并且可關(guān)閉開關(guān)模式電源12。
[0059]借助于使用第一電壓監(jiān)控器18和第二電壓監(jiān)控器20來檢測在開關(guān)模式電源12處的過電壓，本公開按照由IEC規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)提供向電梯系統(tǒng)2提供保護(hù)性超低電壓的機(jī)制。此夕卜，該機(jī)制確保電源系統(tǒng)10的小型化和高效設(shè)計(jì)。
[0060]雖然只提出某些實(shí)施方案，但根據(jù)以上描述，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，替代和修改將是顯而易見的。這些以及其它的可選方案被認(rèn)為是等同物并且在本公開和隨附的權(quán)利要求書的精神和范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電源系統(tǒng)(10)，其包括: 被配置來提供輸出電壓的開關(guān)模式電源(12); 第一電壓監(jiān)控器(18);以及 第二電壓監(jiān)控器(20)，所述第一電壓監(jiān)控器(18)和所述第二電壓監(jiān)控器(20)各自被配置來接收所述輸出電壓并且確定所述開關(guān)模式電源(12)處的過電壓情況。2.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)(10)，其中所述第一電壓監(jiān)控器(18)和所述第二電壓監(jiān)控器(20)將所述輸出電壓與基準(zhǔn)電壓相比較以確定所述開關(guān)模式電源(12)處的所述過電壓情況。3.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)(10)，其中所述第一電壓監(jiān)控器(18)和所述第二電壓監(jiān)控器(20)中的一個(gè)使用比較器來實(shí)現(xiàn)，并且所述第一電壓監(jiān)控器(18)和所述第二電壓監(jiān)控器(20)中的另一個(gè)使用微控制單元來實(shí)現(xiàn)。4.如權(quán)利要求3所述的電源系統(tǒng)(10)，其中所述第一電壓監(jiān)控器(18)使用所述比較器來實(shí)現(xiàn)，并且所述第二電壓監(jiān)控器(20)使用所述微控制單元來實(shí)現(xiàn)。5.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)(10)，其中所述第一電壓監(jiān)控器(18)包括比較器(28)，所述比較器(28)被配置來接收所述輸出電壓和基準(zhǔn)電壓，并且輸出表明所述輸出電壓和所述基準(zhǔn)電壓中較高一個(gè)的信號。6.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)(10)，其中所述第二電壓監(jiān)控器(20)包括比較器(28)，所述比較器(28)被配置來比較所述輸出電壓與基準(zhǔn)電壓，并且輸出表明所述輸出電壓和所述基準(zhǔn)電壓中較高一個(gè)的信號。7.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)(10)，其中所述第一電壓監(jiān)控器(18)包括微控制單元(46)，所述微控制單元(46)被配置來比較所述輸出電壓與基準(zhǔn)電壓，并且輸出表明所述輸出電壓和所述基準(zhǔn)電壓中較高一個(gè)的信號。8.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)(10)，其中所述第二電壓監(jiān)控器(20)包括微控制單元(46)，所述微控制單元(46)被配置來比較所述輸出電壓與基準(zhǔn)電壓，并且輸出表明所述輸出電壓和所述基準(zhǔn)電壓中較高一個(gè)的信號。9.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)(10)，其中所述第一電壓監(jiān)控器(18)包括測試開關(guān)(40)，所述測試開關(guān)(40)被配置來當(dāng)所述測試開關(guān)(40)閉合時(shí)，替代所述輸出電壓輸入測試電壓至所述第一電壓監(jiān)控器(18)中，所述測試電壓被配置來模擬在所述開關(guān)模式電源(12)處的過電壓情況。10.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)(10)，其中所述第二電壓監(jiān)控器(20)包括測試開關(guān)(40)，所述測試開關(guān)(40)被配置來當(dāng)所述測試開關(guān)(40)閉合時(shí)，替代所述輸出電壓輸入測試電壓至所述第二電壓監(jiān)控器(20)中，所述測試電壓被配置來模擬在所述開關(guān)模式電源(12)處的過電壓情況。11.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)(10)，其中所述第一電壓監(jiān)控器(18)和所述第二電壓監(jiān)控器(20)被配置來在檢測到所述過電壓情況時(shí)關(guān)閉所述開關(guān)模式電源(12)。12.—種用于提供超低電壓電源的方法，所述方法包括: 提供開關(guān)模式電源(12)，所述開關(guān)模式電源(12)被配置來提供輸出電壓、第一電壓監(jiān)控器(18)和至少間接連接至所述開關(guān)模式電源(12)的第二電壓； 供給所述輸出電壓至所述第一電壓監(jiān)控器(18)和所述第二電壓監(jiān)控器(20); 通過所述第一電壓監(jiān)控器(18)和所述第二電壓監(jiān)控器(20)確定在所述開關(guān)模式電源(12)處的過電壓情況；以及 如果所述第一電壓監(jiān)控器(18)或所述第二電壓監(jiān)控器(20)檢測到所述過電壓情況，則關(guān)閉所述開關(guān)模式電源(12)。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中通過所述第一電壓監(jiān)控器(18)和所述第二電壓監(jiān)控器(20)確定所述過電壓情況包括確定所述輸出電壓是否超過閾值，并且當(dāng)所述輸出電壓超過所述閾值時(shí)關(guān)閉所述開關(guān)模式電源(12)。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中確定所述輸出電壓是否超過所述閾值包括比較所述輸出電壓與基準(zhǔn)電壓，并且確定所述輸出電壓和所述基準(zhǔn)電壓中的較大一個(gè)。15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中比較所述輸出電壓與所述基準(zhǔn)電壓由比較器(28)執(zhí)行。16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中比較所述輸出電壓與所述基準(zhǔn)電壓由微控制單元(46)執(zhí)行。17.—種電梯系統(tǒng)(2)，其包括: 電梯轎廂(4);以及 被配置來供給保護(hù)性超低電壓至所述電梯轎廂(4)的電源系統(tǒng)(10)，所述電源系統(tǒng)(10)具有被配置來提供輸出電壓至所述電梯轎廂(4)的開關(guān)模式電源、第一電壓監(jiān)控器(18)和第二電壓監(jiān)控器(20)，所述第一和所述第二電壓監(jiān)控器(18)被配置來檢測在所述開關(guān)模式電源(12)處的過電壓情況，并且如果檢測到所述過電壓情況，則關(guān)閉所述開關(guān)模式電源(12)。18.如權(quán)利要求17所述的電梯系統(tǒng)(2)，其中所述開關(guān)模式電源(12)連接至主電源，所述開關(guān)模式電源(12)被配置來將來自所述主電源的功率轉(zhuǎn)換成所述輸出電壓。19.如權(quán)利要求17所述的電梯系統(tǒng)(2)，其中如果所述第一電壓監(jiān)控器(18)發(fā)生故障，則所述第二電壓監(jiān)控器(20)提供所述開關(guān)模式電源(12)的冗余關(guān)斷路徑。20.如權(quán)利要求17所述的電梯系統(tǒng)(2)，其中所述第一電壓監(jiān)控器(18)和所述第二電壓監(jiān)控器(20)防止所述輸出電壓超過大約60V直流電。
【文檔編號】B66B11/04GK105849023SQ201380081740
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2013年12月19日
【發(fā)明人】J.格溫納, P.赫克爾
【申請人】奧的斯電梯公司