工业电源是将一种特定类型和水平的电源(通常是交流电)转换成另一种——通常是直流电的电气设备。这些设备通过其输入端子接收交流电源，并(通过输出端子)向连接的电气负载提供直流电源。电源高效、可靠地执行此任务。然而，他们不能独立地保证一个恒定和无问题的直流电源供应。举个例子:在电源故障期间，电源(如果它自己留在那里)将停止向其连接的负载提供直流电源。电源中的任何故障(甚至是故障负载)都可能产生类似的有害结果。
在关键的工业应用中，任何电源故障或电源供应中断都可能产生严重影响。例如，炼油厂监控设备的削弱会危及人员的安全。难怪在这样的关键设置中(在工业设置中很常见)，电源通常由冗余模块和缓冲模块补充，以避免问题。
冗余的电源模块可以使系统的可用性成倍增加。
冗余电源模块
冗余供电系统由两个或多个相同的电源并联连接到附加的电力负载。每路电源均采用冗余模块，实现电源解耦(防止并发供电)。这些冗余模块:
- 持续监控所有系统的电源供应
•实时检测电源故障
•立即绕过故障单元，切换到使用其他电源
这样的操作确保附加负载接收恒定的无误差直流电源。
冗余系统可以是1+1或n+1。双电源通过冗余模块并联至负载，实现1+1冗余。在这里，冗余模块让功率流只从一个电源在一个时间-所以额定电流永远不会超过。因此，需要双5a电源来创建一个5a冗余系统。当冗余模块检测到冗余电源故障时，冗余电源处于关闭状态，然后进行角色切换。
冗余模块是中间组件，安装在电源和连接的负载之间。
n+1系统遵循相同的工作原理，但使用三个或更多相同的电源。这些n+1系统的优势是，一个特定的安培是必需的，但两个电源所需的额定是不可用的。举例说明:考虑一个系统，它需要一个40-A冗余系统，但在安装中没有40-A电源。在这里，5个10a电源可以提供40a的电压。五元组并联到冗余模块，让电流从四个电源流动-留下一个冗余。如果在四个有源电源中的任何一个出现故障，冗余模块立即刺激冗余电源进入行动，以保持输出。请注意，很少有冗余模块提供超过两个输入-所以n+1系统通常依赖多个电连接冗余模块。
去耦是隔离电源的过程，同时保持一个或多个电源冗余。冗余模块通常使用二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)进行去耦和开关。二极管技术已经在冗余模块中使用了一段时间，而且更加普遍，但mosfet在新模块中越来越普遍。后者实际上消除了电压下降和功率损耗。
缓冲电源模块可以桥接电源故障长达几秒。
冗余模块和冗余电源系统的好处
冗余模块确保了电源电压的变化，故障负载，甚至一个电源的交流电源故障，都不会完全降低系统提供直流电源的能力。冗余系统还可以提高连接设备的运行寿命。此外，在多电源系统中使用多个冗余模块是一种灵活的解决方案。例如，工程师只需使用6个10a电源和3个双输入冗余模块，就可以创建一个满足50a、40a和30a需求的冗余系统。最后:冗余电源系统允许在不关闭整个系统的情况下取出电源进行维修或更换。这个过程称为热插拔。
电源冗余模块和冗余系统的局限性
冗余系统所需的成本、能源和空间至少是使用一个电源的两倍。(这是每个冗余模块自身操作所需的资源之外的额外资源。)当多个电源同时出现故障时，连接的负载可以不供电。此外，当电源通过冗余模块到负载时，可能会出现电压下降和功率损失(尽管是最小的)。
电源系统中的缓冲模块
虽然电力故障会导致昂贵的损害和停机，但大多数情况下只持续一小会儿。缓冲模块是补充电气设备，通过提供“桥式”直流电源来解决这些故障。在典型的安装中，缓冲模块直接与电源连接，并(在正常运行期间)在其电解电容器中存储“备用”能量。每当该模块检测到一次电源故障时，它就会释放所需的电力到附加的电力负载上，并延长通常以毫秒为单位的运行时间。在长时间断电的情况下，支持机器控制的足够大的缓冲模块可能报告丢失，并让系统保存关键数据，并在完全关机前完成流程。
缓冲模块的额定电压和缓冲时间部分取决于所附负载的安培数。例如，一个24v缓冲模块在20a时可以持续300毫秒，在10a时可以持续650毫秒，如果只需要提供0.2 a，甚至可以持续20秒。缓冲模块的容量和缓冲时间与其电容的容量成正比。缓冲模块组可以并联，以提高输出容量和缓冲时间。
需要明确的是:缓冲模块不提供持续的备份电源。相反，它们提供了持续数毫秒的电力“打嗝”的瞬时瞬时备份。
为了处理过载，缓冲模块还可以提供高于工业电源额定电流的额外短期峰值电流。这种功能消除了对电源尺寸过大的需要。
缓冲区模块的好处比比皆是。缓冲模块为关键部件提供稳定的直流电源。此外，它们在负载尖峰条件下提供额外的电力-消除了对电源过大的需要。最后，缓冲模块可以用于许多设置，消除对更昂贵、更笨重和更复杂的UPS系统的需要。
不过，关于缓冲区模块的局限性有两点需要注意。缓冲模块只能运行极短的时间。这些时间大部分是足够的，但如果停电发生，可能是严重停机的根源。此外，一些缓冲模块供电电压略低于其额定功率。例如，一个24v的缓冲模块可以提供22.5 V的电源，尽管事实上，这种差异通常不是问题。⚙️Etiido Uko机械工程师的贡献
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