[發(fā)明專利]一種冗余電源均流輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110473269.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN113131604B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周權(quán);張瑋靖;白利兵;程玉華;張杰;陳聰;田露露
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J9/06
• 分類號(hào): H02J9/06;H02J7/34;G06F1/30;G01R21/133;G01R31/40
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開了一種冗余電源均流輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：開關(guān)電源模塊、冗余模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊及電子電路控制模塊；系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，先進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)，擬合出功率曲線，再在測(cè)量模式，通過(guò)微控制單元MCU計(jì)算出各個(gè)開關(guān)電源均流輸出需要達(dá)到的功率值，并將這些功率值轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)力矩發(fā)送給各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照接收到的驅(qū)動(dòng)力矩進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺絲刀頭轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，進(jìn)而改變各個(gè)開關(guān)電源的輸出電壓，最終達(dá)到各個(gè)開關(guān)電源均流輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冗余電源均流控制技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種冗余電源均流輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

冗余電源最開始是用于服務(wù)器供電，因服務(wù)器需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，而突然掉電可能會(huì)引起服務(wù)器數(shù)據(jù)丟失，故采用多個(gè)電源形成冗余電源對(duì)服務(wù)器供電，當(dāng)一個(gè)電源出現(xiàn)異常或停止工作時(shí)，會(huì)有其他電源對(duì)服務(wù)器進(jìn)行供電，保證服務(wù)器能夠一直處于供電狀態(tài)。現(xiàn)如今，無(wú)論是計(jì)算機(jī)主板供電，還是大型自動(dòng)控制系統(tǒng)供電，都會(huì)采用冗余電源結(jié)構(gòu)進(jìn)行供電，保障設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中電源供電的穩(wěn)定性。

如今冗余電源結(jié)構(gòu)有很多種：冗余冷備份的方法為正常工作時(shí)由一個(gè)電源供電，供電電源出現(xiàn)故障時(shí)再切換電源。缺點(diǎn)在于切換時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)電壓豁口，從而導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)；而并聯(lián)均流以及熱備份的方法都是多個(gè)電源同時(shí)供電，這樣能在供電電源故障進(jìn)行切換時(shí)保證另一個(gè)電源立即提供輸出。但由于多個(gè)電源同時(shí)工作，每個(gè)電源都有輸出功率，產(chǎn)生較大的成本。其次，在冗余結(jié)構(gòu)中，只能保證總輸出功率，無(wú)法確定以及調(diào)節(jié)各個(gè)電源的輸出功率，導(dǎo)致電源工作狀態(tài)差異，進(jìn)而導(dǎo)致電源壽命減小。

現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中所使用的冗余結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)為簡(jiǎn)單的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)電源輸出的控制。而市面上現(xiàn)擁有的可自動(dòng)控制的冗余模塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，且需要重新組裝冗余電源結(jié)構(gòu)。

自動(dòng)檢測(cè)并控制冗余電源中各電源的輸出功率難點(diǎn)在于，冗余結(jié)構(gòu)電源會(huì)相互影響，無(wú)法在冗余結(jié)構(gòu)中簡(jiǎn)單直接測(cè)出單電源輸出，需要在總輸出中提取單電源的輸出功率，得到各電源輸出功率，再通過(guò)開關(guān)電源自身的輸出閾值進(jìn)行功率分配，實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)控制的目的。在對(duì)電源合理使用延長(zhǎng)工作壽命以及冗余電源輸出狀態(tài)監(jiān)控方面都有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種冗余電源均流輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在不改變?cè)须娫唇Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加外部裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余電源非侵入式的自動(dòng)控制。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種冗余電源均流輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：開關(guān)電源模塊、冗余模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊及電子電路控制模塊；

所述開關(guān)電源模塊包含多個(gè)開關(guān)電源，由微控制單元MCU直接控制各個(gè)開關(guān)電源的斷、開；開關(guān)電源的具體個(gè)數(shù)與步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的個(gè)數(shù)相同；其中，每個(gè)開關(guān)電源均設(shè)置有插入螺絲刀頭的電位器旋鈕口；

所述冗余模塊用于橋接開關(guān)電源模與電子電路控制模塊；各個(gè)開關(guān)電源以并聯(lián)方式接入至冗余模塊，而冗余模塊輸出又反饋給電子電路控制模塊的采集模塊；

所述步進(jìn)電機(jī)模塊由多個(gè)步進(jìn)電機(jī)組成，其中，在每個(gè)步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)子處安裝螺絲刀頭，并通過(guò)電位器旋鈕口插入至開關(guān)電源，利用螺絲刀頭轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，從而改變電源輸出電壓；在步進(jìn)電機(jī)的外殼處加裝環(huán)形磁鐵，以固定使螺絲刀頭轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述電子電路控制模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、模式選擇及狀態(tài)指示模塊、電源模塊、采集模塊以及微控制單元MCU；

其中、模式選擇及狀態(tài)指示模塊包含校準(zhǔn)與測(cè)量?jī)煞N模式，系統(tǒng)默認(rèn)為校準(zhǔn)模式，校準(zhǔn)模式時(shí)，狀態(tài)指示亮紅色，而測(cè)量模式時(shí)，狀態(tài)指示亮綠色；

電源模塊為一塊LDO芯片，通過(guò)LDO芯片將外接的高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電，從而為系統(tǒng)中各模塊供電。

其中，電源紋波信號(hào)采集模塊又包括交流耦合電路、濾波模塊、放大模塊和ADC；