一种恒功率应急电源设备的制作方法

1.本发明涉及应急电源领域，特别涉及一种恒功率应急电源设备。


背景技术：

2.目前，应急电源大都采用恒压恒流原理工作，其中恒流是限定最大电流，因此应急电源在全压范围内限流值相同，当输出电压较低时，整机的输出功率受到限流的影响，也需要降额使用，不能最大效率发挥整机功率，导致应急电源的带载能力较弱。存在这个问题的原因是因为目前应急电源基本上是纯硬件控制，电流参数固定，不具备自动调整恒流点的功能，因此无法实现恒功率功能。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种恒功率应急电源设备，它设计合理，解决了上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种恒功率应急电源设备，包括设备壳体，在设备壳体的内部设置有电源选择模块、电压给定模块，电流电压调节模块和算法控制系统；
6.所述电源选择模块的输入端与设备的电源输入端相连，电源选择模块的输出端与电流电压调节模块相连，电源选择模块用于适配设备的输入电源为交流电源或直流电源；
7.所述电压给定模块与电流电压调节模块的控制端相连，用于设置给定电压值；
8.所述电流电压调节模块的输出端与设备输出端相连，电流电压调节模块用于调整输出电压值至给定电压值voset，所述电流电压调节模块包括buck降压电路和boost升压电路；
9.所述算法控制系统通过控制电流电压调节模块，调整输出电压值至voset，调整输出电流值iomax＝pn/voset，所述pn为设备的恒定输出功率，以实现设备输出恒定功率。
10.优选的，所述算法控制系统调整输出电压和输出电流的步骤包括：
11.(1)算法控制系统采集电流电压调节模块输入端的输入电压值和输入电流值；
12.(2)算法控制系统获取电压给定模块向恒压模块设置的给定电压值voset，计算得到输出电流值iomax；
13.(3)算法控制系统的pwm比较器对给定电压值voset和采集到的输入电压值进行比较，如果给定电压值voset小于输入电压值，则向电流电压调节模块发送信号，buck降压电路进行工作，使得输出电压降低；如果给定电压值voset大于输入电压值，则向电流电压调节模块发送信号boost升压电路进行工作，使得输出电压升高；
14.(4)算法控制系统的pwm比较器对输出电流值iomax和采集到的输入电流值进行比较，如果电流值iomax小于输入电流值，则向电流电压调节模块发送信号，buck降压电路进行工作，使得输出电流降低；如果电流值iomax大于输入电流值，则向电流电压调节模块发送信号，boost升压电路进行工作，使得输出电流升高；
15.(5)算法控制系统采集电流电压调节模块的输出电压值和输出电流值；
16.(6)算法控制系统的pid运算模块对采集到的输出电压和输出电流值进行运算，并根据运算结果对pwm比较器进行更新；
17.优选的，所述电源选择模块包括交流电源模块和直流电源模块，所述交流电源模块包括apfc整流模块和llc稳压模块，所述直流电源模块为蓄电池继电器。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.应急电源的电流限定值可以随着电压值进行改变，从而保证了应急电源设备的输出为恒定功率，当较低电压输出时可以输出更大的电流，提高了设备使用效率，在较低输出电压时整机输出功率比不具备恒功率的应急电源提高3～5倍，可以适应更多的应用场景，提升设备利用率和工作效率。
附图说明
20.图1本发明实施例1的结构框图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1，请参阅图1,
23.一种恒功率应急电源设备，包括设备壳体，在设备壳体的内部设置有电源选择模块、电压给定模块，电流电压调节模块和算法控制系统；
24.电源选择模块的输入端与设备的电源输入端相连，电压输入可以为交流输入，电源选择模块包括apfc整流模块和llc稳压模块，本电源设备上电后，首先启动apfc整流模块，使得输入的交流电源转换为直流电源，然后启动llc稳压模块，对经过转换的电源进行稳压，同时使得后端的直流输出与前端的交流输入形成隔离。
25.如本电源设备可以接入ac220v电源，经过apfc整流模块后，将ac220v电源转换为dc400v电源，然后经过llc稳压模块后输出dc300v电源。
26.电源选择模块的输出端与电流电压调节模块相连，电压给定模块也与恒压模块相连，电压给定模块的表现形式在本电源设备上体现为设置在设备壳体上的调压旋钮，通过调压旋钮可以给定相应的电压值，电流电压调节模块根据电压给定模块给定的电压值对输入电源进行调节。
27.如果电流电压调节模块的输入电压值大于给定电压值，则通过buck降压电路对输入电压进行调节，使得输出电压降低；如果输入电压值小于给定电压值，则通过boost升压电路进行调节，升高输出电压；
28.在以上输出电压的调节过程中，为了实现输出电压的准确调节，通过软件控制方法进行更加精确的控制：
29.(1)算法控制系统采集电流电压调节模块输入端的输入电压值和输入电流值；
30.(2)算法控制系统获取电压给定模块向恒压模块设置的给定电压值；
31.(3)算法控制系统的pwm比较器对给定电压值voset和采集到的输入电压值进行比较，如果给定电压值voset小于输入电压值，则向电流电压调节模块发送信号，buck降压电路进行工作，使得输出电压降低，如果给定电压值voset大于输入电压值，则向电流电压调节模块发送信号boost升压电路进行工作，使得输出电压升高；
32.(4)算法控制系统的pwm比较器对输出电流值iomax和采集到的输入电流值进行比较，如果电流值iomax小于输入电流值，则向电流电压调节模块发送信号，buck降压电路进行工作，使得输出电流降低；如果电流值iomax大于输入电流值，则向电流电压调节模块发送信号，boost升压电路进行工作，使得输出电流升高
33.(5)算法控制系统采集电流电压调节模块的输出电压值和输出电流值；
34.(6)算法控制系统的pid运算模块对采集到的输出电压和输出电流值进行运算，并根据运算结果对pwm比较器进行更新；
35.步骤(1)
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步骤(6)形成一个电压闭环和一个电流闭环，每一次算法控制系统程序启动都将电流电压调节模块的电压输出值和电流输出值进行反馈，进而对pwm比较器进行更新，实现精确调整电压值和电流值。
36.当输出电压值调整至等于定电压值voset，输出电流值调整至iomax，本电源设备的输出功率则恒定为pn＝voset*iomax。
37.实施例2，与实施例1的区别为：
38.本设备的电源输入为直流电源，则电源选择模块为蓄电池继电器。如输入电源为dc48v,设备上电后，直接闭合蓄电池继电器，由蓄电池向设备供电。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。