供电采样电路、线控器及多联机系统的制作方法

1.本技术属于多联机技术领域，具体涉及一种供电采样电路、线控器及多联机系统。


背景技术：

2.在多联机系统中，线控器需要与内机进行数据通信，而线控器也需要内机为其供电，因此，当前多联机组内机与线控器的通讯系统多使用hbs(home bus system，家庭总线系统)通讯，该通讯系统使用差模电感与耦合电容实现了供电直流和通讯载波的分离方法，从而实现了通讯供电线路的一体化。使用hbs通讯时，由于是直流供电，当通讯系统比较庞大的时候，通讯线上的损耗也会随之增加。为保证系统上只有一台内机为线控器供电，传统线控器供电控制方法是根据内机地址预设各个内机供电顺序，线控器根据内机本身所固有且唯一的地址进行延时上电，以保证同一时间只有一个内机对线控器进行供电，而由于供电地址顺序是出厂默认的，根据供电地址选择的供电内机可能距离受电端线控器很近，也可能距离受电端线控器很远，若供电内机距离线控器很远，线路损耗会明显增加，导致供电效率降低。


技术实现要素：

3.为至少在一定程度上克服传统线控器供电控制方法是根据各个内机地址预设内机供电顺序，使得线路损耗受到供电内机与线控器距离影响，供电效率不能保证的问题，本技术提供一种供电采样电路、线控器及多联机系统。
4.第一方面，本技术提供一种供电采样电路，包括：
5.差分放大器；
6.与所述差分放大器负极连接的第一供电通讯总线和与所述差分放大器正极连接的第二供电通讯总线；
7.设置在所述第一供电通讯总线和第二供电通讯总线之间的采样电阻，所述采样电阻用于连接所述第一供电通讯总线和第二供电通讯总线；
8.所述差分放大器输出端输出采样电压，每个内机的采样电压根据所述采样电阻的阻值以及内机与线控器之间的供电通讯总线的内阻计算得到。
9.进一步的，还包括第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述第一反馈电阻和第二反馈电阻的阻值用于计算差分放大器的放大倍数，其中：
10.所述第一反馈电阻设置在所述差分放大器负极与所述差分放大器输出端之间；
11.所述第二反馈电阻设置在与所述差分放大器负极连接的第一供电通讯总线上。
12.进一步的，还包括偏置电阻：
13.所述偏置电阻的一端与所述差分放大器正极连接，所述偏置电阻的另一端用于接入偏置电压。
14.进一步的，所述每个内机的采样电压根据所述采样电阻的阻值以及内机与线控器之间的供电通讯总线的内阻计算得到，包括：
15.所述采样电压vo＝vz+(r1/r2*vi)，其中vz为偏置电压，r1为第一反馈电阻，r2为第二反馈电阻，vi为采样电阻上的电压；
16.vi＝(r4/(2r+r4))*v，其中，v为所述第一供电通讯总线和所述第二供电通讯总线中的交流分量，r4为采样电阻，r为供电通讯总线内阻，
17.r＝lρ/s，其中，l为供电通讯总线长度，ρ为线材密度，s为供电通讯总线截面积。
18.进一步的，还包括第一耦合电容和第二耦合电容，
19.所述第一耦合电容用于滤除所述第一供电通讯总线中的直流分量；
20.所述第二耦合电容用于滤除所述第二供电通讯总线中的直流分量。
21.进一步的，还包括衰减电阻，
22.所述衰减电阻设置在所述第二耦合电容和所述差分放大器正极之间，用于对所述第二供电通讯总线中的交流分量进行衰减。
23.进一步的，所述第二反馈电阻设置在所述第一耦合电容和所述差分放大器负极之间，还用于对所述第一供电通讯总线中的交流分量进行衰减。
24.进一步的，所述第二反馈电阻的阻值与所述衰减电阻的阻值相等；所述第一反馈电阻的阻值与所述偏置电阻的阻值相等。
25.第二方面，本技术提供一种供电控制方法，包括：
26.通过如第一方面所述的供电采样电路获取采样电压；
27.根据每个内机对应的采样电压确定各内机的能耗优先级；
28.根据所述各内机的能耗优先级确定各个内机的供电顺序。
29.进一步的，所述根据每个内机对应的采样电压确定各内机的能耗优先级，包括：
30.采样电压高的内机对应的能耗优先级高于采样电压低的内机对应的能耗优先级。
31.进一步的，在获取采样电压前，还包括：
32.在系统上电时，根据预设地址优先级选择地址优先级高的内机作为供电内机。
33.进一步的，在确定各个内机的供电顺序后，还包括：
34.将能耗优先级回传至各内机，各内机将所述供电优先级保存在控制芯片的掉电不擦除区域；
35.在下一次系统上电时，选择能耗优先级高的内机作为供电内机。
36.第三方面，本技术提供一种线控器，包括：
37.如第一方面所述的供电采样电路。
38.第四方面，本技术提供一种多联机系统，包括：
39.如第三方面所述的线控器和至少两个内机；
40.所述线控器通过供电采样电路输出的采样电压选择供电内机。
41.本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
42.本技术实施例提供的供电采样电路、线控器及多联机系统，供电采样电路包括差分放大器；与差分放大器负极连接的第一供电通讯总线和与差分放大器正极连接的第二供电通讯总线；设置在所述第一供电通讯总线和第二供电通讯总线之间的采样电阻；差分放大器输出端输出采样电压，每个内机的采样电压根据采样电阻的阻值以及内机与线控器之间的供电通讯总线的内阻计算得到，由于采样电压与供电通讯总线的内阻相关，可以用来表征线路能耗，根据线路能耗确定供电顺序，实现线路损耗最小化，提高供电效率。
43.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
44.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
45.图1为本技术一个实施例提供的一种供电采样电路的电路图。
46.图2为本技术一个实施例提供的一种供电控制方法的流程图。
47.图3为本技术一个实施例提供的一种多联机系统的功能结构图。
具体实施方式
48.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。
49.图1为本技术一个实施例提供的供电采样电路的功能结构图，如图1所示，该供电采样电路，包括：
50.差分放大器u；
51.与差分放大器u负极连接的第一供电通讯总线p1和与差分放大器u正极连接的第二供电通讯总线p2；
52.设置在第一供电通讯总线p1和第二供电通讯总线p2之间的采样电阻r4，采样电阻r4用于连接第一供电通讯总线p1和第二供电通讯总线p2；
53.差分放大器u输出端输出采样电压，每个内机的采样电压根据采样电阻r4的阻值以及内机与线控器之间的供电通讯总线的内阻计算得到。
54.传统线控器供电控制方法是根据内机地址预设各个内机供电顺序，线控器根据内机本身所固有且唯一的地址进行延时上电，以保证同一时间只有一个内机对线控器进行供电，而由于供电地址顺序是出厂默认的，根据供电地址选择的供电内机可能距离受电端线控器很近，也可能距离受电端线控器很远，若供电内机距离线控器很远，线路损耗会明显增加，导致供电效率降低。
55.本实施例中，供电采样电路包括差分放大器；与差分放大器负极连接的第一供电通讯总线和与差分放大器正极连接的第二供电通讯总线；设置在所述第一供电通讯总线和第二供电通讯总线之间的采样电阻；差分放大器输出端输出采样电压，每个内机的采样电压根据采样电阻的阻值以及内机与线控器之间的供电通讯总线的内阻计算得到，由于采样电压与供电通讯总线的内阻相关，可以用来表征线路能耗，根据线路能耗确定供电顺序，实现线路损耗最小化，提高供电效率。
56.如图1所示，在上一实施例基础上，该供电采样电路还包括：
57.第一反馈电阻r1和第二反馈电阻r2，第一反馈电阻r1和第二反馈电阻r2的阻值用于计算差分放大器的放大倍数，其中：
58.第一反馈电阻r1设置在差分放大器u负极与差分放大器u输出端之间；
59.第二反馈电阻r2设置在差分放大器u负极与第一供电通讯总线p1之间。
60.r1、r2组成反馈网络，决定放大倍数，放大倍数为r1/r2。
61.偏置电阻r3，偏置电阻r3的一端与差分放大器u正极连接，偏置电阻r3的另一端用于接入偏置电压vz。
62.由于芯片采样只能采集电压正值，而载波信号是正负交替信号，为了保证芯片可以正常采样，接入偏置电压vz，在载波信号为负值时，通过偏置电压vz补偿为正值，从而保证载波信号正反相时均能正常采样。
63.第一耦合电容c1和第二耦合电容c2，第一耦合电容c1用于滤除第一供电通讯总线p1中的直流分量；
64.第二耦合电容c2用于滤除第二供电通讯总线p2中的直流分量。
65.滤除p1、p2的直流部分，便于对交流分量及载波信号进行分析。
66.衰减电阻r6，衰减电阻r6设置在第二耦合电容c2和差分放大器u正极之间，用于对第二供电通讯总线p2中的交流分量进行衰减。
67.第二反馈电阻r2设置在第一耦合电容c1和差分放大器u负极之间，还用于对第一供电通讯总线p1中的交流分量进行衰减。
68.r4上的电压为p1、p2的交流分量vi，经过r2、r6进行衰减，输入集成运算放大器u12-d进行差分放大。
69.采样电阻r4设置在第一耦合电容c1和第二反馈电阻r2之间，衰减电阻r6前。
70.一些实施例中，第二反馈电阻r2的阻值与衰减电阻r6的阻值相等；所述第一反馈电阻r1的阻值与偏置电阻r3的阻值相等，可以保证共模抑制。
71.每个内机的采样电压根据采样电阻的阻值以及内机与线控器之间的供电通讯总线的内阻计算得到，包括：
72.采样电压vo＝vz+(r1/r2*vi)，其中vz为偏置电压，r1为第一反馈电阻，r2为第二反馈电阻，vi为采样电阻上的电压；
73.vi＝(r4/(2r+r4))*v，其中，v为第一供电通讯总线p1和第二供电通讯总线p2中的交流分量，r4为采样电阻，r为供电通讯总线内阻，
74.r＝lρ/s，其中，l为供电通讯总线长度，ρ为线材密度，s为供电通讯总线截面积。
75.vi的幅值表征通讯载波信号强度，vo与vi成正相关，所以vo可表征通讯载波信号强度。vi与线路线损耗成负相关，线路损耗与通讯线内阻r有关，所以vo是关于通讯线长度l的函数，与l成负相关。
76.本实施例中，系统上电完成后，线控器接收各内机发送的预设调整信号，信号内容包含各内机唯一的地址信息。线控器对收到的调整信号进行分析，以最小线路损耗为目的，根据表征电压vo的信号幅值对各内机的能耗优先级进行排序，vo的幅值越大，优先级越高。线控器将优先级信息回传至各内机，各内机收到反馈信息后对信息进行过滤筛选出值机的优先级，并保存在通讯芯片掉电不擦除区域，在下一次上电的竞争供电过程中增加能耗优先级判断条件，调试完成。下一次上电的时候各个内机会根据能耗优先级在地址优先级竞争供电的基础上优先选择能耗优先级最高，离线控器最近，也就是供电线路最短的内机进行供电。
77.本实施例中，采集通讯线路损耗表征参数，以最小化线路损耗为目的，选择最合适
的内机与线控器通讯系统的供电控制，降低了对供电端电源驱动能力的要求，提供供电效率。
78.图2为本技术一个实施例提供的供电控制方法的流程图，如图2所示，该供电控制方法，包括：
79.s21：通过如上述实施例所述的供电采样电路获取采样电压；
80.s22：根据每个内机对应的采样电压确定各内机的能耗优先级；
81.s23：根据各内机的能耗优先级确定各个内机的供电顺序。
82.一些实施例中，根据每个内机对应的采样电压确定各内机的能耗优先级，包括：
83.采样电压高的内机对应的能耗优先级高于采样电压低的内机对应的能耗优先级。
84.一些实施例中，在获取采样电压前，还包括：
85.在系统上电时，根据预设地址优先级选择地址优先级高的内机作为供电内机。
86.一些实施例中，在确定各个内机的供电顺序后，还包括：
87.将能耗优先级回传至各内机，各内机将所述供电优先级保存在控制芯片的掉电不擦除区域；
88.在下一次系统上电时，选择能耗优先级高的内机作为供电内机。
89.本技术实施例提供一种线控器，包括：
90.如上述实施例所述的供电采样电路。
91.图3为本技术一个实施例提供的多联机系统的功能结构图，如图3所示，该多联机系统，包括：
92.如上述实施例所述的线控器和至少两个内机；
93.线控器通过供电采样电路输出的采样电压选择供电内机。
94.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
95.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
96.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
97.需要说明的是，本实用新型不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。