专利名称：电源系统故障的智能识别与排除方法
技术领域：
本发明涉及由多个电源模块组成的电源系统，更具体地说，涉及这种电源系统故障的智能识别与排除方法。
背景技术：
如图1所示为一个电源系统的原理图，其中由多个电源模块组成该电源系统，每个电源模块通过可控脱离装置(常见的有继电器、MOS管等)实现输出的热插拔等功能，各个电源模块的输出通过右侧的直流母线并联，以向负载供电。
对于这种电源系统，当其中一个电源模块由于损坏而产生内部短路时，无论该短路是发生于继电器的前面还是后面，由于所述电源模块是相互并联的，所以，对于所有电源模块来说，其输出都是会处于短路状态，此时将无法分辨出是哪一个电源模块发生了故障，而会视为整个电源系统发生了短路故障，其结果是造成整个电源系统停止工作。同样，如果其中一个电源模块发生了输出过压故障，由于所有电源模块的输出都并联在系统的直流母线上，所以会造成所有的电源模块都检测到输出电压超标，现有的输出过压保护方法会将所有电源模块锁死，其结果也是造成整个电源系统停止工作。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明要解决现有的电源系统故障保护方法无法准确识别是哪一个电源模块发生故障，从而会导致整个电源系统停止工作的问题，以实现更准确、可靠的电源系统故障的智能识别与排除。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种电源系统故障的智能识别与排除方法，所述电源系统中包括多个相互并联的电源模块，其特征在于，每一个电源模块根据自己在该电源系统中的地址信号确定自身巡检顺序，再根据自身巡检顺序及预设的巡检周期、确定当检测到输出电压异常后启动自身巡检的启动时间；当检测到电源系统的输出电压异常后，针对每一个电源模块，按以下步骤进行处理(S11)在到达自身巡检时间时，停止向所述电源系统输出电压；(S12)检测所述电源系统的当前输出电压；(S13)判断所述电源系统的当前输出电压是否正常，如正常则认定是自己发生了故障。
在上述方法的步骤(S11)中，所述电源模块通过关闭其内部的功率变换电路、和/或断开其输出端可控脱离装置的方式以停止向所述电源系统输出电压；所述可控脱离装置是继电器或可控开关管。
在上述方法的步骤(S13)中，在所述步骤(S13)中，如果所述电源模块认定是自己发生了故障，则通过自身控制电路进行锁死处理，同时上报故障情况。
在上述方法的步骤(S13)中，如果所述电源系统的当前输出电压不正常，则所述电源模块认定不是自己发生了故障。此时，所述电源模块最好等待所有的电源模块都完成自身巡检之后再恢复正常工作并重新向所述电源系统输出电压。
在本发明的上述方法中，所述认定不是自己发生了故障的电源模块继续检测所述电源系统的输出电压，如果在巡检最后一个电源模块时所述电源系统的输出电压仍然不正常，则认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。也可以不直接认定，而是在最后一个电源模块巡检完之后重新向所述电源系统输出电压，然后执行所述步骤(S11)至(S13)，如此重复至少一次之后，如果电源系统的输出电压仍然不正常，才认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。
本发明的另一种方案中，当检测到电源系统的输出电压异常后，针对每一个电源模块，按以下步骤进行处理(S21)先停止向所述电源系统输出电压，在到达自身巡检时间时则恢复正常工作，重新向所述电源系统输出电压；
(S22)检测所述电源系统的当前输出电压；(S23)判断所述电源系统的当前输出电压是否正常，如不正常则认定是自己发生了故障，并再次停止向所述电源系统输出电压。
在本方案的所述步骤(S23)中，如果所述电源模块认定是自己发生了故障，则还通过自身控制电路进行锁死处理，同时上报故障情况。
在本方案的所述步骤(S23)中，所述认定自己发生了故障的电源模块继续检测所述电源系统的输出电压，如果在巡检最后一个电源模块时所述电源系统的输出电压仍然不正常，则认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。也可以不直接认定，而是在最后一个电源模块巡检完之后重新向所述电源系统输出电压，然后执行所述步骤(S21)至(S23)，如此重复至少一次之后，如果电源系统的输出电压仍然不正常，才认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。
在本方案的所述步骤(S23)中，如果所述电源系统的当前输出电压正常，则所述电源模块认定不是自己发生了故障。同样，此时最好等待所有的电源模块都完成自身巡检之后再恢复正常工作并重新向所述电源系统输出电压。
由上述方案可知，本发明的方法中，每一个电源模块基于其地址信息确定自身的巡检顺序和发生故障后的巡检启动时间，并通过简单的停止(恢复)输出电压操作，再配合相应的输出电压检测，即可准确地找出真正发生了故障的那一个或多个电源模块，使故障的电源模块脱离整个电源系统，从而使电源系统可自动恢复正常工作。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是由多个电源模块并联组成的电源系统的原理图；图2是本发明一个优选实施例中进行故障排除的流程图；图3是本发明另一个优选实施例中进行故障排除的流程图。
具体实施例方式
本发明的一个优选实施中，按图2所示的流程进行故障的智能识别与排除。针对图1所示的由多个电源模块并联组成的电源系统，通过图2所示的流程，可准确有效地找出真正发生了故障的那一个电源模块。
本实施例中，必须先对每一个电源模块的控制电路进行相应的改进，如果各种故障的综合控制电路通过软件形式来实现，则不需要对控制电路进行任何改进，只需更改软件即可，所述改进的目的是要让该电源模块能根据自己在该电源系统中的地址信号确定自身巡检顺序，再根据自身巡检顺序及预设的巡检周期、确定当检测到输出电压异常后启动自身巡检的启动时间。假设电源系统中有8个电源模块，地址分别是000、001、010、…、110、111，则其巡检顺序是地址为000的排第一、001的排第二，依此类推，地址为111的排最后；当然，也可取中间任一个，例如011排第一，则此时是100排第二，依此类推，111排第五，010则排第八。为便于理解和实施，本实施例中取前一种方式排列巡检顺序。本文中的巡检周期，是指每一个电源模块完成自身巡检所需的时间，包括执行各个步骤所需的实际时间，以及根据具体需要设定的延迟时间。假设巡检周期为1秒，以前述8个电源模块为例，对于地址为000的电源模块，其启动时间为0秒，也就是在检测到输出电压异常后立即执行巡检，并在第0-1秒这一时间段内完成自身巡检；对于地址为100的电源模块，其启动时间为4秒，也就是在检测到输出电压异常后的第4秒才执行巡检，并在第4-5秒这一时间段内完成自身巡检。
具体实施时，可根据巡检时执行各个步骤所需的实际时间，以及根据具体需要设定的延迟时间，确定一个适当的巡检周期。由前面的说明可知，任一电源模块接入到电源系统中之后，可根据其所插接的位置自动获取一个地址，并根据该地址确定自身巡检顺序和启动时间。
关于电源模块是否退出巡检状态的判定，可以用拨码开关等硬件电路现场设定，也可以用软件的形式根据具体应用设定，还可以通过电源模块间建立通讯完成，例如规定任一电源模块完成自身巡检后立即向其他电源模块发出自身巡检完毕信号，若在超出预设的巡检周期时间内没有收到其他电源模块发出的自身巡检完毕信号，则所有电源模块默认电源系统巡检完毕。
图2所示的是单个电源模块的巡检流程，当检测到电源系统的输出电压异常(可能是输出短路、或者是输出过压)时，每一个电源模块独立地执行本流程，所以本流程的前提是已检测到输出电压异常。
从图2中可以看出，针对每一个电源模块，先看是否到达自身巡检时间，如果未到达则继续等待，如果到达则停止向电源系统输出电压，具体实施时，该电源模块可通过关闭其内部的功率变换电路、或断开其输出端可控脱离装置(图1中是继电器，也可以是可控开关，如MOS管)的方式，以停止向电源系统输出电压，也可以在关闭功率变换电路的同时断开可控脱离装置。
然后，则该电源模块的控制电路检测电源系统的当前输出电压，再判断其当前输出电压是否正常，如果是则认定是自己发生了故障，此时，该电源模块应上报自身故障情况，并可通过自身控制电路进行锁死处理，以彻底脱离整个电源系统；由于此时仅是本电源模块停止输出电压，其他电源模块仍在继续输出电压，所以，如果整个电源系统的当前输出电压正常，则可认定其他电源模块都没有故障，据此，该电源模块还可向其他电源模块发出故障已排除并停止本次巡检的信号(未在图中画出这一步骤)；具体实施时，也可以不设置这一步骤，让各个电源模块独立地执行完自己的巡检流程，因为故障电源模块从系统中脱离后，电源系统的输出电压可恢复正常，此时正常电源模块检测到的电源系统的输出电压是正常的，所以可自动退出巡检状态。一般情况下，电源模块对于电源系统的输出电压的检测是实时的；只有当各种故障的综合控制电路以软件形式实现时，对于电源系统的输出电压的检测是以一定时间间隔来采集的，且固定的时间间隔远远小于巡检时间。
如果电源系统的当前输出电压不正常，则该电源模块认定不是自己发生了故障，此时，该电源模块要等待所有电源模块都完成自身巡检之后，再恢复正常工作，重新向所述电源系统输出电压。考虑到通常只有一个电源模块发生故障，且两个或多个电源模块同时损坏的概率非常低这一情况，当该电源模块认定不是自己发生了故障后，可立即恢复正常工作。不过，优选的方式还是等待所有电源模块都完成自身巡检之后，再恢复正常工作。
具体实施时，为区分是电源模块故障还是外部故障，认定不是自己发生了故障的电源模块还可继续检测电源系统的输出电压，如果在巡检最后一个电源模块时电源系统的输出电压仍然不正常，则认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。也可以不直接认定，而是在最后一个电源模块巡检完之后重新向电源系统输出电压，然后执行图2所示的步骤，如此重复至少一次之后，如果电源系统的输出电压仍然不正常，才认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。
可见，在完成对所有电源模块的巡检之后，整个电源系统将自动恢复正常工作。
本发明的另一个优选实施中，按图3所示的流程进行故障的智能识别与排除。从图3中可以看出，针对每一个电源模块，当检测到电源系统的输出电压异常后，首先停止向所述电源系统输出电压，也就是说，所有的电源模块都会停止向所述电源系统输出电压。针对一个具体的电源模块，在到达自身巡检时间时，它才恢复正常工作并重新向所述电源系统输出电压，也就是说，各个电源模块是逐个逐个地恢复向所述电源系统输出电压的。
然后，检测电源系统的当前输出电压，再判断当前输出电压是否正常，如不正常则认定是自己发生了故障，此时，该电源模块应上报故障情况，并可通过自身控制电路进行锁死处理，以彻底脱离整个电源系统。具体实施时，也可选择另一种处理方式，对于认定自己发生了故障的电源模块，并不立即上报故障或进行锁死处理，而是继续检测电源系统的输出电压，如果在巡检最后一个电源模块时电源系统的输出电压仍然不正常，也就是所有的电源模块都认定自己发生了故障，实际这几乎是不可能的，所以此时应认定是发生了电源系统之外的故障(例如负载方面的故障)并上报故障情况。进一步方案中，也可以不直接认定是外部故障，而是在最后一个电源模块巡检完之后重新向电源系统输出电压，然后执行前述巡检步骤，如此重复至少1-3次之后，如果电源系统的输出电压仍然不正常，才认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。
如果所述电源系统的当前输出电压正常，则该电源模块认定不是自己发生了故障，此时该电源模块最好等待所有电源模块都完成自身巡检之后，再恢复正常工作并重新向所述电源系统输出电压。因当前输出电压已正常，所以在具体实施时，对于认定不是自己发生了故障的电源模块，也可立即恢复正常工作。
权利要求
1.一种电源系统故障的智能识别与排除方法，所述电源系统中包括多个相互并联的电源模块，其特征在于，每一个电源模块根据自己在该电源系统中的地址信号确定自身巡检顺序，再根据自身巡检顺序及预设的巡检周期、确定当检测到输出电压异常后启动自身巡检的启动时间；当检测到电源系统的输出电压异常后，针对每一个电源模块，按以下步骤进行处理(S11)在到达自身巡检时间时，停止向所述电源系统输出电压；(S12)检测所述电源系统的当前输出电压；(S13)判断所述电源系统的当前输出电压是否正常，如正常则认定是自己发生了故障。
2.根据权利要求1所述的电源系统故障的智能识别与排除方法，其特征在于，在所述步骤(S11)中，所述电源模块通过关闭其内部的功率变换电路、和/或断开其输出端可控脱离装置的方式以停止向所述电源系统输出电压；所述可控脱离装置是继电器或可控开关管。
3.根据权利要求1所述的电源系统故障的智能识别与排除方法，其特征在于，在所述步骤(S13)中，如果所述电源模块认定是自己发生了故障，则通过自身控制电路进行锁死处理，同时上报故障情况。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电源系统故障的智能识别与排除方法，其特征在于，在所述步骤(S13)中，如果所述电源系统的当前输出电压不正常，则所述电源模块认定不是自己发生了故障；然后等待所有的电源模块都完成自身巡检之后再恢复正常工作并重新向所述电源系统输出电压。
5.根据权利要求4所述的电源系统故障的智能识别与排除方法，其特征在于，在所述步骤(S13)中，所述认定不是自己发生了故障的电源模块继续检测所述电源系统的输出电压，如果在巡检最后一个电源模块时所述电源系统的输出电压仍然不正常，则认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。
6.根据权利要求4所述的电源系统故障的智能识别与排除方法，其特征在于，在所述步骤(S13)中，所述认定不是自己发生了故障的电源模块继续检测所述电源系统的输出电压，如果在巡检最后一个电源模块时所述电源系统的输出电压仍然不正常，则在最后一个电源模块巡检完之后重新向所述电源系统输出电压，然后执行所述步骤(S11)至(S13)；如此重复至少一次之后，如果电源系统的输出电压仍然不正常，则认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。
7.一种电源系统故障的智能识别与排除方法，所述电源系统中包括多个相互并联的电源模块，其特征在于，每一个电源模块根据自己在该电源系统中的地址信号确定自身巡检顺序，再根据自身巡检顺序及预设的巡检周期、确定当检测到输出电压异常后启动自身巡检的启动时间；当检测到电源系统的输出电压异常后，针对每一个电源模块，按以下步骤进行处理(S21)先停止向所述电源系统输出电压，在到达自身巡检时间时则恢复正常工作，重新向所述电源系统输出电压；(S22)检测所述电源系统的当前输出电压；(S23)判断所述电源系统的当前输出电压是否正常，如不正常则认定是自己发生了故障，并再次停止向所述电源系统输出电压。
8.根据权利要求7所述的电源系统故障的智能识别与排除方法，其特征在于，在所述步骤(S21)和(23)中，所述电源模块通过关闭其内部的功率变换电路、和/或断开其输出端可控脱离装置的方式以停止向所述电源系统输出电压；所述可控脱离装置是继电器或可控开关管。
9.根据权利要求7所述的电源系统故障的智能识别与排除方法，其特征在于，在所述步骤(S23)中，如果所述电源模块认定是自己发生了故障，则还通过自身控制电路进行锁死处理，同时上报故障情况。
10.根据权利要求7所述的电源系统故障的智能识别与排除方法，其特征在于，在所述步骤(S23)中，所述认定自己发生了故障的电源模块继续检测所述电源系统的输出电压，如果在巡检最后一个电源模块时所述电源系统的输出电压仍然不正常，则认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。
11.根据权利要求7所述的电源系统故障的智能识别与排除方法，其特征在于，在所述步骤(S23)中，所述认定自己发生了故障的电源模块继续检测所述电源系统的输出电压，如果在巡检最后一个电源模块时所述电源系统的输出电压仍然不正常，则在最后一个电源模块巡检完之后重新向所述电源系统输出电压，然后执行所述步骤(S21)至(S23)，如此重复至少一次之后，如果电源系统的输出电压仍然不正常，则认定是发生了电源系统之外的故障并上报故障情况。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的电源系统故障的智能识别与排除方法，其特征在于，在所述步骤(S23)中，如果所述电源系统的当前输出电压正常，则所述电源模块认定不是自己发生了故障；然后等待所有的电源模块都完成自身巡检之后再恢复正常工作并重新向所述电源系统输出电压。
全文摘要
本发明涉及一种电源系统故障的智能识别与排除方法，为解决现有技术中无法准确识别是哪一个电源模块发生故障的问题，本发明中，每一个电源模块根据自己在该电源系统中的地址信号确定自身巡检顺序，再根据自身巡检顺序及预设的巡检周期、确定当检测到输出电压异常后启动自身巡检的启动时间；当检测到电源系统的输出电压异常后，针对每一个电源模块，在到达自身巡检时间时，先停止向电源系统输出电压，再检测电源系统的当前输出电压，如果当前输出电压正常则认定是自己发生了故障，此时可通过自身控制电路进行锁死处理，使该电源模块脱离整个电源系统。另外，也可通过先让所有电源模块先停止输出电压，再依次恢复输出电压的方式来找出故障电源模块。
文档编号H02H7/22GK1761115SQ20051010747
公开日2006年4月19日 申请日期2005年10月18日 优先权日2005年9月27日
发明者李军, 杨云亮, 吴宝善 申请人:艾默生网络能源有限公司