專利名稱：分布式電源供電管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分布式電源供電管理裝置，屬于電源供電管理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在實際的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中，任何供電場合都離不開電源技術(shù)的參與和支持。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，高頻、高可靠、低噪聲、低耗、模塊化成為未來電源的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的電源大多采用獨立的單臺電源供電，當(dāng)該電源變換器出現(xiàn)故障時將導(dǎo)致整個供電系統(tǒng)發(fā)生癱瘓。傳統(tǒng)電源在處理較大的功率時，大的電應(yīng)力給電力電子器件的選擇和散熱提出了更高的要求，在抗干擾能力，安全可靠的方面，傳統(tǒng)的電源的應(yīng)用都受到了限制。當(dāng)負(fù)載較大時傳統(tǒng)電源的功率損耗很大，因此整個電源的效率和負(fù)載調(diào)整率也明顯降低了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決采用獨立的單臺電源供電，當(dāng)該電源變換器出現(xiàn)故障時將導(dǎo)致整個供電系統(tǒng)發(fā)生癱瘓的問題，提供一種分布式電源供電管理裝置。本發(fā)明所述分布式電源供電管理裝置，它包括N個蓄電池，它還包括N個功率變換電路、功率變換輸出接口、驅(qū)動器和控制器，其中N為大于I的自然數(shù)，每個蓄電池的電能輸出給一個對應(yīng)的功率變換電路，N個功率變換電路輸出的功率并接后輸入給功率變換輸出接口的供電控制信號輸入端，控制器通過電流傳感器采集各個功率變換電路的輸出電流，控制器的脈寬調(diào)節(jié)信號輸出端連接驅(qū)動器的脈寬調(diào)節(jié)信號輸入端，驅(qū)動器輸出N組脈沖驅(qū)動信號分別給N個功率變換電路，控制器的供電控制信號輸出端連接功率變換輸出接口的供電控制信號輸入端。它還包括溫度傳感器和散熱器，所述散熱器采用排風(fēng)扇實現(xiàn)，溫度傳感器用于采集功率變換電路運行環(huán)境的溫度，溫度傳感器的溫度信號輸出端連接控制器的溫度信號輸入端，控制器的排風(fēng)控制信號輸出端連接散熱器的排風(fēng)控制信號輸入端。它還包括鍵盤和顯示器，鍵盤的信號輸出端連接控制器的控制信號輸入端，控制器的顯示信號輸出端連接顯示器的顯示信號輸入端。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明為了提高電源的容量和效率，采用了開關(guān)電源并聯(lián)的形式來組建成一個積木式的大功率電源系統(tǒng)。當(dāng)其中一個蓄電池或功率變換電路發(fā)生故障時，剩下的蓄電池或功率變換電路能夠支撐整個供電任務(wù)，而不至于產(chǎn)生斷電停機現(xiàn)象。本發(fā)明增大了電源的容量并提高了電源本身的平均無障礙時間MTBF，當(dāng)供電管理裝置受到外部沖擊和負(fù)載波動時，能夠進行自行調(diào)節(jié)起到平滑過渡的作用，降低了電源損壞的可能性，以不致造成供電系統(tǒng)的瓦解。
本發(fā)明用簡單的方法構(gòu)成了一個大容量的供電電源，克服了電力電子領(lǐng)域電能變換中材料的限制，其安全可靠性得到提高。采用PWM驅(qū)動的高頻開關(guān)功率變換電路噪聲小、功率損耗小、模塊化并節(jié)能環(huán)保，符合未來新型電源的發(fā)展趨勢，同時為逆變?yōu)榇笕萘渴须婋娫吹膶崿F(xiàn)提供了可能。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖I的功率變換電路、驅(qū)動器和控制器的電路原理圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結(jié)合圖I至圖2說明本實施方式，本實施方式所述分布式電·源供電管理裝置，它包括N個蓄電池I，它還包括N個功率變換電路2、功率變換輸出接口 3、驅(qū)動器4和控制器5，其中N為大于I的自然數(shù)，每個蓄電池I的電能輸出給一個對應(yīng)的功率變換電路2，N個功率變換電路2輸出的功率并接后輸入給功率變換輸出接口 3的供電控制信號輸入端，控制器5通過電流傳感器采集各個功率變換電路2的輸出電流，控制器5的脈寬調(diào)節(jié)信號輸出端連接驅(qū)動器4的脈寬調(diào)節(jié)信號輸入端，驅(qū)動器4輸出N組脈沖驅(qū)動信號分別給N個功率變換電路2，控制器5的供電控制信號輸出端連接功率變換輸出接口 3的供電控制信號輸入端。本實施方式所述電源供電管理裝置由多個模塊組成，其功率變換電路2用來實現(xiàn)對蓄電池I所供給的電能的變換，通常采用直流斬波開關(guān)電路實現(xiàn)，能夠減少電路本身的功率損耗。直流斬波開關(guān)電路能夠根據(jù)不同情況對輸入電源進行升降壓變換，以滿足供電要求。每一個分布的零散電源個體的供電靈活，其中蓄電池I采用常見的各種蓄電池和其他的分布電源均可?？刂破?是整個電源管理裝置的核心，它與其它各組成單元構(gòu)成了一個電流檢測、PWM控制的帶有過流保護的閉環(huán)控制系統(tǒng)?？刂破?可以采用8位的單片機，它能夠?qū)崟r對各個功率變換電路2的工作電流進行采樣檢測，再根據(jù)檢測到的電流信號，經(jīng)過分析運算，控制驅(qū)動器4驅(qū)動對應(yīng)功率變換電路2的開關(guān)管，從而達到能量的均衡。通過控制器5的信號采集及對功率變換電路2的控制，實現(xiàn)了各個供電模塊的能量均衡和功率變換后的能量輸出。圖2所示，控制器5采用的單片機自身含有多路A/D轉(zhuǎn)換端口，可以瞬時采樣幾個功率變換電路2所流過的電流，然后轉(zhuǎn)換成可用的電壓信號進行比較，再通過驅(qū)動器4驅(qū)動相應(yīng)的功率變換電路2從而對負(fù)載的均衡進行控制，可通過光耦4N25實現(xiàn)控制器5與功率變換電路2之間的隔離，整個電源管理裝置構(gòu)成了一個帶隔離的閉環(huán)均流控制系統(tǒng)。
具體實施方式
二 下面結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一的進一步說明，本實施方式還包括溫度傳感器6和散熱器7，所述散熱器7采用排風(fēng)扇實現(xiàn)，溫度傳感器6用于采集功率變換電路2運行環(huán)境的溫度，溫度傳感器6的溫度信號輸出端連接控制器5的溫度信號輸入端，控制器5的排風(fēng)控制信號輸出端連接散熱器7的排風(fēng)控制信號輸入端。溫度傳感器6可采用型號為DS18B20的溫度傳感器，它用來對功率變換電路2的運行環(huán)境的溫度進行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測的溫度超過允許的溫度范圍時，啟動散熱器7，采用對流風(fēng)冷進行散熱。從而保證整個裝置運行在穩(wěn)定的工作狀態(tài)。同時，可設(shè)置報警模塊，當(dāng)檢測到某個模塊出現(xiàn)工作異常時，啟動報警顯示，同時，再投入備用模塊，當(dāng)多個模塊故障、過載或短路時，系統(tǒng)能夠迅速切斷功率變換電路2和負(fù)載使整個供電裝置斷開，起到對整個裝置的快速保護作用。所述電源供電管理裝置能夠根據(jù)負(fù)載的大小自動投切相應(yīng)的功率模塊，并對各個模塊進行合理的均衡，保證整個供電裝置安全可靠的運行。
具體實施方式
三下面結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一或二的進一步說明，本實施方式還包括鍵盤8和顯示器9，鍵盤8的信號輸出端連接控制器5的控制信號輸入端，控制器5的顯示信號輸出 端連接顯示器9的顯示信號輸入端。本實施方式中包含有人機交互界面，包括手動的鍵盤輸入、液晶顯示、運行監(jiān)測、熱管理和故障分級報警功能。電源系統(tǒng)啟動以后可以預(yù)置電源的工作模式，預(yù)制最大的工作電流和工作時間，以及鍵盤鎖定功能。液晶采用LCD12864進行顯示，顯示電源系統(tǒng)投入的功率模塊數(shù)、每個模塊分擔(dān)的負(fù)載量、該變換器承擔(dān)的總的負(fù)載容量。
權(quán)利要求
1.一種分布式電源供電管理裝置，它包括N個蓄電池(I)，其特征在于它還包括N個功率變換電路⑵、功率變換輸出接口⑶、驅(qū)動器⑷和控制器(5)，其中N為大于I的自然數(shù)， 每個蓄電池⑴的電能輸出給一個對應(yīng)的功率變換電路(2)，N個功率變換電路⑵輸出的功率并接后輸入給功率變換輸出接口(3)的供電控制信號輸入端， 控制器(5)通過電流傳感器采集各個功率變換電路(2)的輸出電流，控制器(5)的脈寬調(diào)節(jié)信號輸出端連接驅(qū)動器(4)的脈寬調(diào)節(jié)信號輸入端，驅(qū)動器(4)輸出N組脈沖驅(qū)動信號分別給N個功率變換電路(2)，控制器(5)的供電控制信號輸出端連接功率變換輸出接口(3)的供電控制信號輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式電源供電管理裝置，其特征在于它還包括溫度傳感器(6)和散熱器(7)，所述散熱器(7)采用排風(fēng)扇實現(xiàn)， 溫度傳感器(6)用于采集功率變換電路(2)運行環(huán)境的溫度，溫度傳感器￠)的溫度信號輸出端連接控制器(5)的溫度信號輸入端，控制器(5)的排風(fēng)控制信號輸出端連接散熱器(7)的排風(fēng)控制信號輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的分布式電源供電管理裝置，其特征在于它還包括鍵盤(8)和顯不器(9)， 鍵盤(8)的信號輸出端連接控制器(5)的控制信號輸入端，控制器(5)的顯示信號輸出端連接顯示器(9)的顯示信號輸入端。
全文摘要
分布式電源供電管理裝置，屬于電源供電管理技術(shù)領(lǐng)域。它解決了采用獨立的單臺電源供電，當(dāng)該電源變換器出現(xiàn)故障時將導(dǎo)致整個供電系統(tǒng)發(fā)生癱瘓的問題。它的每個蓄電池的電能輸出給一個對應(yīng)的功率變換電路，N個功率變換電路輸出的功率并接后輸入給功率變換輸出接口的供電控制信號輸入端，控制器通過電流傳感器采集各個功率變換電路的輸出電流，控制器的脈寬調(diào)節(jié)信號輸出端連接驅(qū)動器的脈寬調(diào)節(jié)信號輸入端，驅(qū)動器輸出N組脈沖驅(qū)動信號分別給N個功率變換電路，控制器的供電控制信號輸出端連接功率變換輸出接口的供電控制信號輸入端。本發(fā)明適用于對供電電源進行管理。
文檔編號H02J7/00GK102946124SQ20121041344
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者王中鮮, 魏永庚, 畢永利, 王海峰 申請人:黑龍江大學(xué)