多路自适应功率均衡输出50v直流电源及其功率控制方法
【专利摘要】本发明提出一种多路自适应功率均衡输出50V直流电源，它包括工频变压器、稳压整流模块以及多路输出，它还包括CPU，电池组，开关管以及温度传感器，本发明还提供一种不需要多个电源模块组合，而且能够自适应最大功率均衡输出，避免多路功率冗余多路自适应功率均衡输出50V直流电源的功率控制方法。采用这种多路自适应功率均衡输出50V直流电源及其控制方法能够在总功率不超过本电源过载能力的基础上进行多路功率均衡的输出，能够避免功率冗余，实现节能以及减少电源体积的目标。
【专利说明】多路自适应功率均衡输出50V直流电源及其功率控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多路自适应功率均衡输出50V直流电源及其功率控制方法。
【背景技术】
[0002]目前电力系统、电信机房、移动基站等场合的直流电源一般是由多种结构独立、功能单一的直流电源或价格昂贵的通讯电源组成，一方面成本较高、体积较大、厂家分散，集成性不好，另一方面在工程建设或改造过程中，通常是没有系统规划地任意添加一些电源模块，造成安全性不足。因此，目前需要一种带有多路输出的直流电源。
[0003]现有技术中，满足多路输出的直流电源一般是靠多个大功率电源模块的组合，或者靠多路功率冗余。如果通过多个大功率电源模块组合，则需要电源模块数量太多，造成整个电源的体积较大，而且成本较高；如果靠多路功率冗余，则总功率冗余太大，造成能源浪费。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的一个技术问题是，克服了现有技术的缺陷，提供了一种不需要多个电源模块组合，而且能够自适应最大功率均衡输出，避免多路功率冗余的多路自适应功率均衡输出50V直流电源。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提出一种多路自适应功率均衡输出50V直流电源，它包括工频变压器、稳压整流模块以及多路输出，它还包括CPU，电池组，开关管以及温度传感器，所述工频变压器通过稳压整流模块与多路输出连接，用于多路直流电压输出，所述稳压整流模块还与电池组连接，用于向电池组充电，所述电池组通过开关管与多路输出连接，用于向输出端提供补偿供电，所述CPU分别与开关管、多路输出以及温度传感器连接，所述温度传感器装在工频变压器上，用来检测工频变压器温度，所述CPU通过控制开关管的通断来使电池组向多路输出做补偿供电，所述CPU还测量多路输出中每路的电压和电流。
[0006]采用上述结构后，本发明具有以下优点:
[0007]本发明通过实时检测多路输出的电流以及电压大小，从而计算每路输出的功率，当有一路的输出功率比较大，且各路输出的功率总和大于额定输出功率并小于额定过载功率时，则CPU控制开关管按一定频率进行通断，从而使电池组提供间隙补偿，并且通过温度传感器检测工频变压器的温度，并根据温度调整开关管通断的占空比，从而可以使电源在变压器温度允许的范围之内，做最大功率输出，如果各路输出的功率总和大于额定过载功率时，则CPU控制开关管通，由电池组提供连续补偿，并持续一段时间t，如果t时间之后，各路输出的功率总和仍然大于额定过载功率，则关闭多路输出中功率最大的一路输出，并报警。采用这种带有多路输出的直流电源能够在总功率不超过本电源过载能力的基础上进行多路功率均衡的输出，能够避免功率冗余，实现节能以及减少电源体积的目标。
[0008]本发明所要解决的另一个技术问题是，克服了现有技术的缺陷，提供了一种不需要多个电源模块组合，而且能够自适应最大功率均衡输出，避免多路功率冗余多路自适应功率均衡输出50V直流电源的功率控制方法。
[0009]为解决上述技术问题，本发明还提出一种多路自适应功率均衡输出50V直流电源的功率控制方法，它包括以下步骤:
[0010]步骤(I)设置电源整机额定输出功率为PO，整机额定过载功率为Ph，某路的瞬时输出功率Pn ；
[0011]步骤(2)在补偿接入点前端实时检测电源各路的输出电流和电压信号，根据输出电流和电压信号计算每路的瞬时输出功率Pn ；
[0012]步骤(3)如果各路瞬时输出的功率之和Σ Pn小于等于PO，则保持输出，不做任何调整；如果各路瞬时输出的功率之和Σ Pn大于PO且小于等于Ph，则由电池组对输出功率最大的一路提供间隙补偿供电；如果Σ Pn大于Ph，则由电池组对输出功率最大的一路提供连续补偿供电；
[0013]步骤(4)在某一路进行补偿供电的过程中，不断地检测Σ Pn的值，如果Σ Pn小于等于PO，则保持补偿状态，不对其他输出做处理，如果Σ Pn大于PO且小于等于Ph，则对剩下的其他各路中瞬时输出功率最大的一路提供间隙补偿，如果Σ Pn仍然大于Ph，则对剩下的其他路中瞬时输出的功率最大的一路提供连续补偿；
[0014]步骤(5)重复步骤(4)，直到Σ Pn小于等于PO。
[0015]所述电池组提供间隙补偿是指，通过脉冲式地通断开关管控制电池组并行供电，使变压器或整机一段时间工作在额定输出功率PO之内的状态下，另一段时间工作在超出额定输出功率PO但不超出额定过载功率Ph的状态下，并通过温度传感器检测变压器的温度T，如果温度T没有超出设定范围，将维持这种间隙补偿过程，如果温度T超出设定范围，则报警并切断该路输出。这样可以在保证变压器温度在安全范围之内实现最大功率输出。
[0016]所述连续补偿供电是指，接通开关管使电池组向需要补偿的一路供电，并持续一段时间t，同时检测电池电压Vb及变压器温度T，t时间之后，瞬时关闭电池补偿供电，如果该路的输出功率Σ Pn小于Ph，则断开开关管，停止连续补偿，再检查是否需要间隙补偿，如果Σ Pn仍然大于等于Ph，且电池电压Vb及变压器温度T没有超出设定范围，则重置时间t，否则，如果电池电压Vb或变压器温度T超出设定范围，且Σ Pn仍然大于Ph，则关闭该路输出，并报警。
[0017]采用上述方法之后，能够在总功率不超过本电源过载能力的基础上进行多路功率均衡的输出，能够避免功率冗余，实现节能以及减少电源体积的目标。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明多路自适应功率均衡输出50V直流电源的方框原理图；
[0019]图2为本发明多路自适应功率均衡输出50V直流电源的功率控制方法的控制流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0021]如图1所示，本发明提供一种多路自适应功率均衡输出50V直流电源，它包括工频变压器、稳压整流模块以及多路输出，其特征在于:它还包括CPU，电池组，开关管以及温度传感器，所述工频变压器通过稳压整流模块与多路输出连接，用于多路直流电压输出，所述稳压整流模块还与电池组连接，用于向电池组充电，所述电池组通过开关管与多路输出连接，用于向输出端提供补偿供电，所述CPU分别与开关管、多路输出以及温度传感器连接，所述温度传感器装在工频变压器上，用来检测工频变压器温度，所述CPU通过控制开关管的通断来使电池组向多路输出做补偿供电，所述CPU还测量多路输出中每路的电压和电流。本实施例中CPU通过霍尔传感器实时检测每路在补偿接入点之前的输出电流，同时通过电压采样检测每路的补偿点接入的前端的输出电压，然后根据在CPU中设定的输出功率控制方法驱动开关管，控制每路的输出。工频变压器用于接市电，将市电变压成所需要的电压，并通过稳压整流模块形成多路稳定的直流电压输出。所述多数输出就是指有多路输出端。
[0022]所述多路输出的直流电源还包括报警模块，所述报警模块与CPU连接。如果输出功率总和持续超过电源的额定过载功率，则关闭功率最高的一路输出，并进行报警。
[0023]本发明还提出一种多路自适应功率均衡输出50V直流电源的功率控制方法，它包括以下步骤:
[0024]步骤(I)设置电源整机额定输出功率为PO，整机额定过载功率为Ph，某路的瞬时输出功率Pn ；
[0025]步骤(2)在补偿接入点前端实时检测电源各路的输出电流和电压信号，根据输出电流和电压信号计算每路的瞬时输出功率Pn ；
[0026]步骤(3)如果各路瞬时输出的功率之和Σ Pn小于等于PO，则保持输出，不做任何调整；如果各路瞬时输出的功率之和Σ Pn大于PO且小于等于Ph，则由电池组对输出功率最大的一路提供间隙补偿供电；如果Σ Pn大于Ph，则由电池组对输出功率最大的一路提供连续补偿供电；
[0027]步骤(4)在某一路进行补偿供电的过程中，不断地检测Σ Pn的值，如果Σ Pn小于等于PO，则保持补偿状态，不对其他输出做处理，如果Σ Pn大于PO且小于等于Ph，则对剩下的其他各路中瞬时输出功率最大的一路提供间隙补偿，如果Σ Pn仍然大于Ph，则对剩下的其他路中瞬时输出的功率最大的一路提供连续补偿；
[0028]步骤(5)重复步骤(4)，直到Σ Pn小于等于PO。
[0029]所述电池组提供间隙补偿是指，通过脉冲式地通断开关管控制电池组并行供电，使变压器或整机一段时间工作在额定输出功率PO之内的状态下，另一段时间工作在超出额定输出功率PO但不超出额定过载功率Ph的状态下，并通过温度传感器检测变压器的温度T，如果温度T没有超出设定范围，将维持这种间隙补偿过程，如果温度T超出设定范围，则报警并切断该路输出。这样可以在保证变压器温度在安全范围之内实现最大功率输出。
[0030]所述连续补偿供电是指，接通开关管使电池组向需要补偿的一路供电，并持续一段时间t，同时检测电池电压Vb及变压器温度T，t时间之后，瞬时关闭电池补偿供电，如果该路的输出功率Σ Pn小于Ph，则断开开关管，停止连续补偿，再检查是否需要间隙补偿，如果Σ Pn仍然大于等于Ph，且电池电压Vb及变压器温度T没有超出设定范围，则重置时间t，否则，如果电池电压Vb或变压器温度T超出设定范围，且Σ Pn仍然大于Ph，则关闭该路输出，并报警。
[0031]采用上述结构和方法之后，能够在总功率不超过本电源过载能力的基础上进行多路功率均衡的输出，能够避免功率冗余，实现节能以及减少电源体积的目标。
【权利要求】
1.一种多路自适应功率均衡输出50V直流电源，它包括工频变压器、稳压整流模块以及多路输出，其特征在于:它还包括CPU，电池组，开关管以及温度传感器，所述工频变压器通过稳压整流模块与多路输出连接，用于多路直流电压输出，所述稳压整流模块还与电池组连接，用于向电池组充电，所述电池组通过开关管与多路输出连接，用于向输出端提供补偿供电，所述CPU分别与开关管、多路输出以及温度传感器连接，所述温度传感器装在工频变压器上，用来检测工频变压器温度，所述CPU通过控制开关管的通断来使电池组向多路输出做补偿供电，所述CPU还测量多路输出中每路的电压和电流。
2.根据权利要求1所述的多路自适应功率均衡输出50V直流电源，其特征在于:它还包括报警模块，所述报警模块与CPU连接。
3.根据权利要求1所述的多路自适应功率均衡输出50V直流电源，其特征在于:所述CPU还与电池组连接。
4.一种多路自适应功率均衡输出50V直流电源的功率控制方法，其特征在于:它包括以下步骤: 步骤(1)设置电源整机额定输出功率为PO，整机额定过载功率为Ph，某路的瞬时输出功率Pn ； 步骤(2)在补偿接入点前端实时检测电源各路的输出电流和电压信号，根据输出电流和电压信号计算每路的瞬时输出功率Pn ； 步骤(3)如果各路瞬时输出的功率之和Σ Pn小于等于PO，则保持输出，不做任何调整；如果各路瞬时输出的功率之和Σ Pn大于PO且小于等于Ph，则由电池组对输出功率最大的一路提供间隙补偿供电 ；如果Σ Pn大于Ph，则由电池组对输出功率最大的一路提供连续补偿供电； 步骤(4)在某一路进行补偿供电的过程中，不断地检测Σ Pn的值，如果Σ Pn小于等于PO,则保持补偿状态，不对其他输出做处理，如果Σ Pn大于PO且小于等于Ph，则对剩下的其他各路中瞬时输出功率最大的一路提供间隙补偿，如果Σ Pn仍然大于Ph，则对剩下的其他路中瞬时输出的功率最大的一路提供连续补偿； 步骤(5)重复步骤(4)，直到Σ Pn小于等于PO。
5.根据权利要求4所述的多路自适应功率均衡输出50V直流电源的功率控制方法，其特征在于:所述电池组提供间隙补偿是指，通过脉冲式地通断开关管控制电池组并行供电，使变压器或整机一段时间工作在额定输出功率PO之内的状态下，另一段时间工作在超出额定输出功率PO但不超出额定过载功率Ph的状态下，并通过温度传感器检测变压器的温度T，如果温度T没有超出设定范围，将维持这种间隙补偿过程，如果温度T超出设定范围，则报警并切断该路输出。
6.根据权利要求4所述的多路自适应功率均衡输出50V直流电源的功率控制方法，其特征在于:所述连续补偿供电是指，接通开关管使电池组向需要补偿的一路供电，并持续一段时间t，同时检测电池电压Vb及变压器温度T，t时间之后，瞬时关闭电池补偿供电，如果该路的输出功率Σ Pn小于Ph，则断开开关管，停止连续补偿，再检查是否需要间隙补偿，如果Σ Pn仍然大于等于Ph，且电池电压Vb及变压器温度T没有超出设定范围，则重置时间t，否则，如果电池电压Vb或变压器温度T超出设定范围，且Σ Pn仍然大于Ph，则关闭该路输出，并报警。
7.根据权利要求4所述的多路自适应功率均衡输出50V直流电源的功率控制方法，其特征在于:步骤(3)中，电池组对输出功率最大的一路提供间隙补偿供电，如果有多路路输出功率都最大且相同，则选其中任一路进行间隙补偿，电池组对输出功率最大的一路提供连续补偿供电，如果有多路路输出功率都最大且相同，则选其中任一路进行连续补偿。
【文档编号】H02J7/00GK103904918SQ201410078965
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】吴昭盛 申请人:象山元明光电科技有限公司