一种冗余辅助电源控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电源电路技术，具体涉及一种冗余辅助电源控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中UPS供电设备的辅助电源设计通常采取通过反激电源生成一组隔离的电压电源，例如+24V/0V或者+15V/0V，再由这些电源转换成其他一些电压等级的隔离或者非隔离电源供给UPS设备内部作为辅助电源使用，为了保证电压的稳定性，通常通过+24V或者+15V作为电压反馈。
[0003]针对一些大功率UPS供电设备，为了保证供电的可靠性，设备内部的辅助电源通常采用双路供电，2组相同的辅助电源系统，输出后通过二极管相互隔离后并联到一起，此时并联后的电源还是+24V/0V或者+15V/0V，再由这些电源转换成其他一些电压等级的隔离或者非隔离电源供给UPS设备内部作为辅助电源使用，这样可以大大降低电源故障带来的损害，图1为现有技术中2路电源并联的示意图，图2为传统的冗余辅助电源系统电压反馈单元。
[0004]但是这样使用会存在几个问题，我们以+24V/0V为例，因为反馈网络参数离散型的影响和隔离二极管管压降的影响，使用时不可能保证2组电源平均分担，一定是由一组电源供电，另外一组电源无功率输出，这样持续工作那组电源的老化会加速，无论环境温度多高，输出功率多大都是有它自己在承担，只有在其损坏后无法工作后，另外一组电源才投入使用。这样有损辅助电源的工作寿命。
【发明内容】
[0005]针对现有UPS的技术缺陷，为了保证供电的可靠性，本发明提供一种冗余辅助电源控制系统及方法。使多组辅助电源可以定期交替工作，减缓功率器件的老化速度，增加其使用寿命；若工作电源温升比较高时，使其切换到另外一组电源，缓解温升压力。
[0006]本发明采用以下技术方案实现:包括N组辅助电源及辅助电源控制单元；所述N组辅助电源由所述辅助电源控制单元控制；所述N组辅助电源并联#为自然数；每组辅助电源均包括反馈单元、DC/DC模块、IC控制单元及温度采样单元；所述温度采样单元对所述DC/DC模块的温度进行采样，并将采样的温度反馈至所述辅助电源控制单元；所述IC控制单元用于控制所述DC/DC模块；所述DC/DC模块的输出经所述反馈单元反馈至所述IC控制单元；所述辅助电源控制单元包括工作计时模块、温度比较模块及电源切换模块；所述工作计时模块对工作的辅助电源模块进行工作计时，并将计时结果传送至所述电源切换模块；所述温度比较模块对N组辅助电源进行温度监控，并将温度监控结果传送至所述电源切换模块；所述电源切换模块对接收到信号进行判断并对N组辅助电源进行切换。
[0007]进一步的，所述DC/DC模块为反激变换电路。
[0008]在本发明一实施例中，所述反馈单元包括电流反馈单元和电压调整反馈单元；所述电流反馈单元通过一电流取样单元对DC/DC模块的控制电流进行采样，并将采样的电流反馈至IC控制单元；所述电压调整反馈单元对DC/DC模块的输出电压进行采样并反馈至IC控制单元。
[0009]在本发明一实施例中，所述电压调整反馈单元包括一三级管、光电耦合器、三端可调分流基准源、第一至第六电阻、第一电容及第二电容；所述三极管的基极接所述辅助电源控制单元，三极管的集电极接第六电阻一端；第五电阻的一端接三极管的发射极，第五电阻的另一端接第六电阻另一端；所述DC/DC模块的电压输出分别经第二电阻和第三电阻与第二电容的两端连接，第一电容与第四电阻串联后与第二电容并联；所述第二电容的一端接三端可调分流基准源的K端，所述第二电容的另一端接第五电阻的另一端；三极管的发射极接所述三端可调分流基准源的第A端，第五电阻的另一端接所述三端可调分流基准源的R端；所述DC/DC模块的电压输出接所述光电耦合器的发射管阳极；光电耦合器的发射管阴极接所述三端可调分流基准源的K端；所述光电耦合器接收管的集电极接IC控制单元，所述光电親合器接收管的发射极一端经第一电阻接辅助电源输入负极。
[0010]在本发明一实施例中，所述N为2。
[0011]本发明还提供一种上述的冗余辅助电源控制系统的控制方法，其特征在于:包括以下步骤:步骤SOl:第一组辅助电源作为工作电源；步骤S02:所述温度比较模块预先设定一温度阈值，所述工作计时模块预先设定一工作定时；由工作计时模块对工作电源进行工作计时，温度采样单元对工作电源的温度进行采样，并将采样的温度信号传送至所述温度比较模块；步骤S03:若所述工作电源的温度超过温度阈值，所述电源切换模块控制系统切换到第η组辅助电源，转至步骤S05，η为大于I小于等于N的自然数；步骤S04:若所述工作电源温度未超过阈值，所述工作计时模块对工作电源工作计时达到工作定时；所述电源切换模块切换到第η组辅助电源，转至步骤S05 ;步骤S05:将第η组辅助电源作为工作电源，并转至步骤S02。
[0012]在本发明一实施例中，所述N为2。
[0013]与现有技术相比本发明由温度采样单元对辅助电源进行温度采样，并由一工作计时模块对其进行工作定时，当在辅助电源温度较高或辅助电源工作定时到，工作电源尽快切换到另外一组辅助电源，使其温升压力得到缓解。采用本发明的技术方案使多组辅助电源可以定期交替工作，减缓功率器件的老化速度，增加其使用寿命。
【附图说明】
[0014]图1为传统的冗余辅助电源系统。
[0015]图2为传统的冗余辅助电源系统电压反馈单元。
[0016]图3为本发明的冗余辅助电源系统的原理框图。
[0017]图4为本发明具体实施例的冗余辅助电源系统电压反馈调整单元结构示意图。
[0018]图5为本发明具体实施例的冗余辅助电源系统的结构示意图。
[0019]图6为本发明实施例提供的辅助电源控制系统切换工作原理框图。
[0020]图7为本发明实施例提供的冗余辅助电源系统控制方法。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
[0022]本发明提供一种冗余辅助电源控制系统，其特征在于:包括N组辅助电源及辅助电源控制单元；所述N组辅助电源由所述辅助电源控制单元控制；所述N组辅助电源并联；N为自然数；每组辅助电源均包括反馈单元、DC/DC模块、IC控制单元及温度采样单元；所述温度采样单元对所述DC/DC变换模块的温度进行采样，并将采样得到的温度反馈至所述辅助电源控制单元；所述IC控制单元用于控制所述DC/DC模块；DC/DC模块一输出通过所述反馈单元反馈至所述IC控制单元；所述辅助电源控制单元包括工作计时模块、温度比较模块及电源切换模块；所述工作计时模块对工作的辅助电源模块进行工作计时，并将计时结果传送至所述电源切换模块；所述温度比较模块对N组辅助电源进行温度监控，并将温度监控结果传送至所述电源切换模块；所述电源切换模块对接收到信号进行判断并对N组辅助电源进行切换。其原理框图具体参见图3。
[0023]进一步的，所述DC/DC模块为反激变换电路。
[0024]在本发明一实施例中，所述反馈单元包括电流反馈单元和电压调整反馈单元；所述电流反馈单元通过一电流取样单元对DC/DC模块的控制电流进行采样，并将采样的电流反馈至IC控制单元；所述电压调整反馈单元对DC/DC模块的输出电压进行采样并反馈至IC控制单元。
[0025]在本发明一实施例，所述电压调整反馈单元包括一三级管、光电耦合器、三端可调分流基准源、第一至第六电阻、第一电容及第二电容；所述三极管的基极接所述辅助电源控制单元，三极管的集电极接第六电阻一端；第五电阻的一端接三极管的发射极，第五电阻的另一端接第六电阻另一端；所述DC/DC模块的电压输出分别经第二电阻和第三电阻与第二电容的两端连接，第一电容与第四电阻串联后与第二电容并联；所述第二电容的一端接三端可调分流基准源的K端，所述第二电容的另一端接第五电阻的另一端；三极管的发射极接所述三端可调分流基准源的第A端，第五电阻的另一端接所述三端可调分流基准源的R端；所述DC/DC模块的电压输出接所述光电耦合器的发射管阳极；光电耦合器的发射管阴极接所述三端可调分流基准源的K端；所述光电耦合器接收管的集电极接IC控制单元，所述光电親合器接收管的发射极一端经第一电阻接辅助电源输入负极。
[0026]优选的，三端可调分流基准源可以选用德州仪器公司推出的TL431。
[0027]较佳的，所述N为2。
[0028]在本发明一具体实施例中，所述冗余辅助电源系统包括2组辅助电源，结构示意图参见图5，电压反馈调整单元结