本发明涉及一种安全电路。本发明还涉及包括安全电路的功率转换器和包括功率转换器的功率系统。
背景技术：
1、一些系统可能具有不同的电输出功率要求，并且因此包括多个电源，诸如电池。该多个电源可以包括高电压电源和低电压电源。基于相应的电源和预期的电流水平，与多个电源对应的电线可能具有不同的额定值或规格。例如，与对应于高电压电源的电线相比，对应于低电压电源的电线可具有低额定值(例如，小于或等于3a)。
2、一些常规系统可能具有相隔离的各电源。相隔离的各电源可具有隔离的接地端子。相隔离的接地端子本质上可以是安全的，并且可以在发生故障或失效时阻止危险的高电流流过具有低额定值的电线，这本来可能会导致不安全的情况，诸如火灾。然而，这种常规系统可能需要附加组件，诸如变压器。此外，包括附加组件的常规系统可具有增加的成本和复杂性。
3、在一些其他常规系统中，电源可具有电连接到公共接地的相应接地端子。这种常规系统可能不需要附加组件来隔离接地端子。另一方面，这种常规系统可能需要稳健且复杂的算法来检测可能导致不安全状况的故障或失效。然而，这种常规系统的稳健且复杂的算法也可能导致假警报的风险增加。此外，如果出现任何未检测到的故障或失效，则可能存在不安全状况的风险。因此，这种常规系统可能不是本质安全和可靠的。
4、因此，包括多个电源的常规系统要么可能昂贵的，要么可能本质上不安全。
技术实现思路
1、如上所述，用于保护包括多个电源的系统的当前可用技术存在许多缺点。例如，一些当前可用技术可能包括相隔离的各电源，并且本质上可能是安全的，但可能需要附加组件并且因此可能会增加成本和复杂性。此外，当前可用的一些其他技术可能包括公共接地并且可能相对便宜，但可能需要稳健且复杂的算法来检测故障或失效，否则这可能会导致不安全的情况，诸如火灾。这种当前可用的技术可能还不可靠，并且在未检测到的故障或失效的情况下可能会导致不安全的情况。
2、本发明的目的是提供一种经改进的安全电路、经改进的功率转换器以及经改进的功率系统。具体而言，本发明的目的是提供一种在本质上安全且可靠的经改进的安全电路、经改进的功率转换器以及经改进的功率系统。此外，经改进的安全电路、经改进的功率转换器和经改进的功率系统可不需要附加组件，并且因此可比常规的相隔离的系统成本更低。
3、根据本发明的第一方面，提供了一种用于多个电源的安全电路，该多个电源具有相应接地端子，相应接地端子电连接到公共接地和功率转换器的相应接地输入端子。该安全电路包括检测节点、多个检测线、检测单元以及多个电阻器。多个检测线将功率转换器的相应接地输入端子电连接到检测节点。检测单元电连接到检测节点并且被配置成检测多个电源的相应接地端子中的每一者与功率转换器的相应接地输入端子之间的电断连。多个电阻器被设置在多个检测线中。在每一检测线中设置有该多个电阻器中的至少一个电阻器，使得在接地端子之一与相应接地输入端子之间电断连的情况下，流过检测节点的最大电流的幅度低于预定阈值。
4、可任选地，多个电阻器可以具有基本相等的电阻值。
5、可任选地，每一电阻器的电阻值可以大于约20欧姆且小于约200欧姆。
6、可任选地，预定阈值可以小于或等于3安培。
7、可任选地，检测单元可以被配置成基于检测到检测节点处的非零电流来检测到电断连。
8、根据本发明的第二方面，提供了一种功率系统。功率转换器包括多个接地输入端子、多个功率输入端子、多个供电单元和根据本发明第一方面的安全电路。该多个接地输入端子电连接到多个电源的相应接地端子。该多个功率输入端子电连接到多个电源的相应输出端子。该多个供电单元电连接到相应接地输入端子和相应功率输入端子。每一供电单元被配置成从多个电源中的相应电源向相应负载供应电力。每一检测线将多个接地输入端子中的相应接地输入端子电连接到检测节点。
9、可任选地，功率转换器还可包括可通信地耦合到检测单元和多个供电单元中的至少一个供电单元的控制单元。控制单元可以被配置成至少部分地基于从检测单元接收到的信号来控制该至少一个供电单元。
10、可任选地，多个供电单元中的该至少一个供电单元还可被配置成将直流(dc)功率转换成交流(ac)功率，以供应给相应负载。
11、可任选地，多个供电单元中的一个供电单元可以被配置成向检测单元和控制单元提供电力。
12、可任选地，该一个供电单元还可以被配置成向检测单元和控制单元提供dc功率。
13、可任选地，功率转换器还可包括多个功率线，该多个功率线将多个功率输入端子中的相应功率输入端子电连接到多个供电单元中的相应供电单元。
14、可任选地，功率转换器还可包括多个回流线，该多个回流线将多个接地输入端子中的相应接地输入端子电连接到多个供电单元中的相应供电单元。
15、根据本发明的第三方面，提供了一种功率系统。该功率系统包括多个电源、公共接地、根据本发明第二方面的功率转换器、多个接地连接线和多个功率连接线。每一电源包括输出端子和接地端子。公共接地电连接到每一电源的接地端子。每一接地连接线将多个电源中的相应电源的接地端子电连接到功率转换器的多个接地输入端子中的相应接地输入端子。每一功率连接线将多个电源中的相应电源的输出端子电连接到功率转换器的多个功率输入端子中的相应功率输入端子。功率转换器的安全电路的检测单元被配置成检测每一接地连接线中的电断连。
16、可任选地，多个电源可包括第一电源和第二电源。第一电源可包括第一输出端子和第一接地端子，第一电源是被配置成在第一输出端子处提供第一输出电压的电压源。第二电源可包括第二输出端子和第二接地端子，第二电源是被配置成在第二输出端子处提供不同于第一输出电压的第二输出电压的电压源。
17、可任选地，第一输出电压可以是约12伏，而第二输出电压可以是约48伏。
18、可任选地，多个接地输入端子可包括第一接地输入端子和第二接地输入端子。多个功率输入端子可包括第一功率输入端子和第二功率输入端子。多个接地连接线可包括将第一接地输入端子与第一电源的第一接地端子电连接的第一接地连接线和将第二接地输入端子与第二电源的第二接地端子电连接的第二接地连接线。多个检测线可包括将第一接地输入端子电连接到检测节点的第一检测线和将第二接地输入端子电连接到检测节点的第二检测线。多个电阻器可包括设置在第一检测线中的第一电阻器和设置在第二检测线中的第二电阻器。多个功率连接线可包括将第一电源的第一输出端子电连接到第一功率输入端子的第一功率连接线和将第二电源的第二输出端子电连接到第二功率输入端子的第二功率连接线。多个供电单元可包括第一供电单元和第二供电单元。第一供电单元电连接到第一接地输入端子和第一功率输入端子。第二供电单元电连接到第二接地输入端子和第二功率输入端子。
19、可任选地，第一电阻器和第二电阻器可以具有约100欧姆的电阻值。
20、可任选地，在第一接地连接线中电断连的情况下，第一电源可以被配置成经由第一功率连接线和第一功率输入端子向第一供电单元供应电功率。可任选地，在第一接地连接线中电断连的情况下，从第一供电单元到第一电源的第一接地端子的电回流路径可包括第一检测线、检测节点、第二检测线、第二接地输入端子、第二接地连接线、第二电源的第二接地端子和公共接地。
21、可任选地，在第二接地连接线中电断连的情况下，流过第一接地连接线的最大电流的幅度可以小于或等于3安培。可任选地，在第二接地连接线中电断连的情况下，从第二供电单元到第二电源的第二接地端子的电回流路径可包括第二检测线、检测节点、第一检测线、第一接地输入端子、第一接地连接线、第一电源的第一接地端子和公共接地。
22、如上所述，用于保护包括多个电源的系统的当前可用的技术有其各自的缺点。具体而言，当前可用的技术可能要么昂贵，要么本质上不安全。包括本公开的安全电路的功率转换器和功率系统可不需要任何附加组件和复杂的算法就能检测故障或失效，诸如电断连，以防止任何未检测到的故障或失效。安全电路包括多个电阻器，这些电阻器可以是简单、稳健且廉价的电气组件。在接地端子之一与相应接地输入端子之间电断连的情况下，每一检测线中的多个电阻器可以自然地限制流过检测节点的最大电流，并且可以确保流过检测节点的最大电流的幅度低于预定阈值。因此，包括本公开的安全电路的功率转换器和功率系统可不需要为了防止不安全状况而快速检测故障或在检测到故障时快速响应。
23、因此，功率转换器和包括安全电路的功率系统可以是在本质上安全且可靠的，并且可以具有比常规隔离开的系统更低的成本和复杂性。
24、将参照示例性实施例的附图进一步阐明本发明。这些实施例可以组合，也可以彼此分开应用。
1.一种用于多个电源的安全电路，所述多个电源具有相应接地端子，所述相应接地端子电连接到公共接地和功率转换器的相应接地输入端子，所述安全电路包括：
2.根据权利要求1所述的安全电路，其特征在于，所述多个电阻器具有基本相等的电阻值。
3.根据权利要求1或2所述的安全电路，其特征在于，每一电阻器的电阻值大于约20欧姆且小于约200欧姆。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的安全电路，其特征在于，所述预定阈值小于或等于3安培。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的安全电路，其特征在于，所述检测单元被配置成基于检测到所述检测节点处的非零电流而检测到所述电断连。
6.一种功率转换器，包括：
7.根据权利要求6所述的功率转换器，其特征在于，还包括能通信地耦合到所述检测单元和所述多个供电单元中的至少一个供电单元的控制单元，其中所述控制单元被配置成至少部分地基于从所述检测单元接收到的信号来控制所述至少一个供电单元。
8.根据权利要求7所述的功率转换器，其特征在于，所述多个供电单元中的所述至少一个供电单元还被配置成将直流(dc)功率转换成交流(ac)功率，以供应给所述相应负载。
9.根据权利要求7或8所述的功率转换器，其特征在于，所述多个供电单元中的一个供电单元被配置成向所述检测单元和所述控制单元提供电功率。
10.根据权利要求9所述的功率转换器，其特征在于，所述一个供电单元还被配置成向所述检测单元和所述控制单元提供dc功率。
11.根据权利要求6至10中的任一项所述的功率转换器，其特征在于，还包括多个功率线，所述多个功率线将所述多个功率输入端子中的相应功率输入端子电连接到所述多个供电单元中的相应供电单元。
12.根据权利要求6至11中的任一项所述的功率转换器，其特征在于，还包括多个回流线，所述多个回流线将所述多个接地输入端子中的相应接地输入端子电连接到所述多个供电单元中的相应供电单元。
13.一种功率系统，包括：
14.根据权利要求13所述的功率系统，其特征在于：
15.根据权利要求14所述的功率系统，其特征在于，所述第一输出电压是约12伏，并且其中所述第二输出电压是约48伏。
16.根据权利要求13至15中的任一项所述的功率系统，其特征在于：
17.根据权利要求16所述的功率系统，其特征在于，所述第一电阻器和所述第二电阻器中的每一者都具有约100欧姆的电阻值。
18.根据权利要求16或17所述的功率系统，其特征在于，在所述第一接地连接线中电断连的情况下：
19.根据权利要求16至18中的任一项所述的功率系统，其特征在于，在所述第二接地连接线中电断连的情况下，流过所述第一接地连接线的最大电流的幅度小于或等于3安培。
20.根据权利要求19所述的功率系统，其特征在于，在所述第二接地连接线中电断连的情况下，从所述第二供电单元到所述第二电源的第二接地端子的电回流路径包括所述第二检测线、所述检测节点、所述第一检测线、所述第一接地输入端子、所述第一接地连接线、所述第一电源的第一接地端子和所述公共接地。
