一种电源模块的制作方法

本发明涉及电能存储，且更具体地涉及一种电源模块。

背景技术：

1、电子设备需要稳定、可靠的电源才能正常工作，而电源模块就是实现这一任务的核心部件。它能够将输入电源的电压、电流、功率等信息转换为电子设备所需的各种电气信号，从而提高电子产品的性能，增强设备的运算速度和数据处理能力。如果电源模块不稳定，电子产品可能会出现崩溃、死机、重启等故障，导致数据丢失和设备损坏，在电储能过程中具有重要的作用。

2、随着科技的不断进步，电源模块在现代电子设备中扮演着至关重要的角色。现代电子设备对电源转换效率的要求越来越高。传统电源模块中的功率损耗较大，导致能量浪费并产生过量的热量导致电源能量的浪费和设备发热问题，且电源模块中存在交流到直流的转换、切换等过程，容易产生高频噪声干扰，对电子产品的正常工作产生影响。

3、因此，本发明公开一种电源模块，能够增强设备的抗干扰能力，并降低能量浪费，为电子设备提供稳定的输出电压。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明公开了一种电源模块，该模块能够增强设备的抗干扰能力，并降低能量浪费，为电子设备提供稳定的输出电压；电源转换单元采用igbt-ⅲ功率半导体和转换拓扑结构提高电源信号转换效率并降低功率损耗；杂波隔离单元采用低噪声系数和高放大增益放大微弱有效电源信号，以减少噪声干扰和热量产生；智能控制单元通过神经网络预测控制模型对设备的负载需求进行精准预测，并根据实际负载与预测负载的差值自适应调节输出电压，实现高效率、高精度和高稳定性的电压输出；散热单元采用散热片与无刷风扇结合散热，以提高风扇的散热效率；采用设备维护单元进行电源模块异常检测和异常切换，以保证电源模块运行的稳定性；自动化、智能化程度高。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种电源模块，所述系统包括：

4、电源转换单元，用于将输入的电源信号转换为需要的电源信号，所述电源转换单元包括dc-dc电源转换器和ac-dc电源转换器，所述dc-dc电源转换器和ac-dc电源转换器采用igbt-ⅲ功率半导体和转换拓扑结构提高电源信号转换效率并降低功率损耗；

5、杂波隔离单元，用于过滤和隔离电源信号中的噪声干扰，所述杂波隔离单元包括lc滤波器、隔离变压器和超低噪声放大器，所述lc滤波器用于滤除电源信号高频噪声，所述隔离变压器用于隔离电源模块输入端和输出端的电气信号，避免电源噪声和电磁干扰对输出端的影响，所述超低噪声放大器采用低噪声系数和高放大增益放大微弱有效电源信号，以减少噪声干扰和热量产生；

6、智能控制单元，用于控制电源模块输出电压的调节和保护，所述智能控制单元通过神经网络预测控制模型对设备的负载需求进行精准预测，并基于预测结果实时控制调节电源模块输出电压，以提高电源模块的能效和稳定性，所述智能控制单元基于设备内部负载检测仪和反馈控制电路实时监测设备的负载变化，并根据实际负载与预测负载的差值自适应调节输出电压，实现高效率、高精度和高稳定性的电压输出；

7、散热单元，用于工作过程中电源模块的散热，所述散热单元采用散热片与无刷风扇结合散热，以提高风扇的散热效率，并通过温度传感器实时监测内部温度，所述无刷风扇根据实时温度监测数据调节风扇的转速，以实现精细化散热控制；

8、电源保护单元，用于保护电源模块免受外界电力损害；

9、设备维护单元，用于电源模块的自动故障检测和维护，以保证电源模块运行的稳定性；

10、远程监控模块，用于电源模块输出电压和运行状态信息的远程监督和控制，所述远程监控模块通过高速远程通讯网络将电源模块输出电压和运行状态信息传输至网络客户端；

11、其中，所述电源转换单元的输出端与所述杂波隔离单元的输入端连接，所述杂波隔离单元的输出端与智能控制单元的输入端连接，所述智能控制单元的输出端与所述散热单元的输入端连接，所述智能控制单元的输出端与所述电源保护单元的输入端连接，所述智能控制单元的输出端与所述设备维护单元的输入端连接。

12、作为本发明进一步的技术方案，所述神经网络预测控制模型包括输入层、卷积层、隐含层、批归一化层、长短期记忆层、随机丢弃层、注意力层、全连接层和输出层，所述神经网络预测控制模型对设备的负载需求进行精准预测包括以下步骤：

13、步骤1、输入卷积层，通过输入层将设备运行状态数据输入至卷积层分析处理，所述设备运行状态数据通过卷积层提取工作电压、电流和负载指标特征，以获取具有区分度的主体和特定目标特征，并配合校正线性激活函数relu实现数据样本特征的特定非线性转换，以减小特征提取误差；

14、步骤2、隐含层，所述隐含层采用超参数提取输入数据更加抽象的特征表示，以便后续层的处理和输出结果的生成；

15、步骤3、长短期记忆层，所述长短期记忆层采用输入门存储新信息，所述输入门通过元素相乘将新信息与先前的状态相结合，并通过遗忘门决定是否删除先前状态信息，所述长短期记忆层采用sigmoid函数决定输出门的输出信息实现时间序列数据的处理；

16、步骤4、批归一化层，所述批归一化层通过标准化分割处理设备运行状态数据消除神经网络预测控制模型层间输入分布差异，以提高神经网络预测控制模型运算速度；

17、步骤5、随机丢弃层，所述随机丢弃层通过随机丢弃神经网络预测控制模型网络节点，并删除网络节点前后连接简化神经网络预测控制模型，以抑制过拟合现象；

18、步骤6、注意力层，所述注意力层通过计算机储存数据与设备运行状态数据的相似度获取设备运行状态数据注意力权重矩阵，并对输入的序列数据进行加权处理，以提取其中的关键信息；

19、步骤7、全连接层，采用调用回调函数访问神经网络预测控制模型的预测结果，所述回调函数根据神经网络预测控制模型状态及性能采用停止标准中断图像特征预测，并通过输出层对预测结果进行输出。

20、作为本发明进一步的技术方案，所述反馈控制电路采用自适应优化控制算法调节电源模块输出电压，所述自适应优化控制算法设置设备实际负载的数据集为，t时刻设备实际负载与预测负载的相似度输出函数为：

21、       （0）

22、在公式（0）中，ut为t时刻设备实际负载与预测负载的相似度，为t时刻设备实际负载与预测负载的相似度加权系数，ε为辅助加权参数，yt-1为t-1时刻设备实际负载，yt为t时刻设备实际负载，max(y)为设备实际负载最大值，min(y)为设备实际负载最小值；

23、当设备实际负载与预测负载的相似度超出高阈值或低于低阈值，则对电源模块输出电压进行调整，并迭代计算。

24、作为本发明进一步的技术方案，所述电源保护单元的电源保护策略包括以下方面：

25、（1）过流保护，所述电源保护单元通过电流表监测电源模块输出电流大小，当输出电流超过设定的阈值时，所述电源保护单元通过反馈控制电路减小输出电压或关闭电源，以保护设备和电源模块本身免受过流的危害；

26、（2）过压保护，所述电源保护单元通过电压表监测输出电压，当输出电压超过设定的阈值时，所述电源保护单元通过反馈控制电路降低输出电压或关闭电源，以保护设备和电源模块不受过压的危害；

27、（3）过温保护，所述电源保护单元通过温度传感器监测电源模块内部温度，当温度超过设定的阈值，电源模块通过反馈控制电路降低输出电压或关闭电源，以防止过热并保护系统的安全运行；

28、（4）短路保护，所述电源保护单元通过电子负载检测输出端口的电流流向，当电流流向反向或达到过高水平，电源模块通过反馈控制电路降低输出电压或关闭电源，以避免短路危害；

29、（5）过载保护，所述电源保护单元通过静态负载监测输出电路的负载情况，当负载超过设定的阈值时，电源模块通过反馈控制电路降低输出电压或关闭电源，以保护设备和电源模块本身不受过载的危害。

30、作为本发明进一步的技术方案，所述设备维护单元包括设备自检模块、报警灯泡、备用电源驱动卡和备用电源模块，所述设备自检模块通过多层评价算法multi-level综合评价电源模块状态，电源模块状态异常，则报警灯泡发光，并通过备用电源驱动卡驱动电源模块和备用电源模块自动切换工作。

31、作为本发明进一步的技术方案，所述多层评价算法multi-level设置电源模块状态数据样本为，n为电源模块状态数据样本个数，1≤i≤n，将电源模块状态数据样本按照内部温度数据集为、输出电压数据集为、输出电流数据集为，m为内部温度数据个数，cm为第m个内部温度数据，h为输出电压数据个数，vh为第h个输出电压数据，t为输出电流数据个数，it为第t个输出电流数据，内部温度、输出电压和输出电流水平评价输出函数公式为：

32、   （1）

33、在公式（1）中，dc为内部温度水平评价结果，dv为输出电压水平评价结果，di为输出电流水平评价结果，为评价加权系数，γ为加权辅助值，cj为第j个电源模块内部温度数据样本，vj为为第j个电源模块输出电压数据样本，ij为为第j个电源模块输出电流数据样本，min(xc)为电源模块内部温度数据样本最小值，max(xc)为电源模块内部温度数据样本最大值，min(xv)为电源模块输出电压数据样本最小值，max(xv)为电源模块输出电压数据样本最大值，min(xi)为电源模块输出电流数据样本最小值，max(xi)为电源模块输出电流数据样本最大值，电源模块状态综合评价输出函数公式为：

34、     （2）

35、在公式（2）中，为电源模块状态综合评价权重，为电源模块内部温度平均数，为电源模块输出电压平均数，为电源模块输出电流平均数。

36、作为本发明进一步的技术方案，所述备用电源驱动卡包括高速串行扩展总线pcie和备用设备处理电路，所述高速串行扩展总线pcie采用热插拔备用切换方式和qos抗延迟阻塞服务实现主电源模块和备用电源模块端对端实时信息同步，以提高备用设备切换信息同步可靠性，并减少切换时间延迟，所述备用电源模块通过备用设备处理电路连接控制器，以接收备用设备切换控制指令。

37、作为本发明进一步的技术方案，所述高速远程通讯网络采用数据压缩算法deflate/gzip和低电压调制通讯标准lvm-hscs实现数据抗干扰高速通讯环境，并基于服务器负载均衡逻辑分布式部署缓存服务器加快网络客户端远程访问速度，并采用四层tcp/udp传输协议、一层边界网关bgp协议以及七层http/https协议实现动静态数据的智能识别和自适应加速以提高数据通讯的能力。

38、积极有益效果：

39、本发明公开了一种电源模块，该模块能够提高输出电压的稳定性；电源转换单元采用igbt-ⅲ功率半导体和转换拓扑结构提高电源信号转换效率并降低功率损耗；杂波隔离单元采用低噪声系数和高放大增益放大微弱有效电源信号，以减少噪声干扰和热量产生；智能控制单元通过神经网络预测控制模型对设备的负载需求进行精准预测，并根据实际负载与预测负载的差值自适应调节输出电压，实现高效率、高精度和高稳定性的电压输出；散热单元采用散热片与无刷风扇结合散热，以提高风扇的散热效率；采用设备维护单元进行电源模块异常检测和异常切换，以保证电源模块运行的稳定性；自动化、智能化程度高。