本發(fā)明涉及一種電源系統(tǒng)，具體為熱備份的冗余電源系統(tǒng)，屬于電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有交換機(jī)的供電方式大多數(shù)都是用直流dc兩腳插頭或者交流220v三腳插頭（內(nèi)部有電源模塊）。交換機(jī)等重要設(shè)備如果遇到復(fù)雜環(huán)境或者停電等情況時(shí)，單一的供電方式會(huì)導(dǎo)致設(shè)備斷電無法工作，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

2、交換機(jī)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中連接多個(gè)設(shè)備，是一個(gè)重要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，因此其工作的穩(wěn)定性要求較高，現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決單一的供電方式易導(dǎo)致設(shè)備斷電的問題，常采用增加冗余電源的方式為交換機(jī)提供備用電源；

3、例如中國公開授權(quán)專利（公開號(hào)：cn206524678u）所公開的一種短隧道太陽能市電雙冗余供電裝置，以及中國公開授權(quán)專利（公開號(hào)：cn213522453u）所公開的控制電路及l(fā)ed燈電路，其均是通過對(duì)太陽能供電和適配器供電的切換，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制；

4、但是仍存在以下技術(shù)問題：

5、無法實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警：在電路系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不能提前識(shí)別出電壓下降或不穩(wěn)定的趨勢(shì)，并為系統(tǒng)提供早期預(yù)警，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)沒有足夠的時(shí)間應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的供電問題，造成電壓出現(xiàn)較大的波動(dòng)；

6、又例如中國公開授權(quán)專利（公開號(hào)：cn219574772u）所公開的一種應(yīng)用在邊緣服務(wù)器上的節(jié)能冗余電源，其同樣只是提供了電源的供電切換，智能化程度較低，為此，提出一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，以解決或緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，至少提供一種有益的選擇。

2、本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，包括供電輸入模塊、電壓檢測(cè)模塊和控制電路模塊，所述供電輸入模塊的信號(hào)端與所述電壓檢測(cè)模塊的信號(hào)端連接，所述電壓檢測(cè)模塊的信號(hào)端與所述控制電路模塊的信號(hào)端連接，所述控制電路模塊的信號(hào)端與所述供電輸入模塊的信號(hào)端連接；

3、所述供電輸入模塊包括太陽能板、電源適配器和蓄電池；

4、所述供電輸入模塊用于，為系統(tǒng)提供太陽能轉(zhuǎn)化的電能、外部電源輸入的電能和備用電源的電能；

5、所述控制電路模塊包括電源管理模塊和微控制器；

6、所述電壓檢測(cè)模塊用于，分別檢測(cè)太陽能板和電源適配器的輸出電壓數(shù)據(jù)，并將所述電壓數(shù)據(jù)發(fā)送至所述控制電路模塊；

7、所述控制電路模塊用于，根據(jù)所述太陽能板和電源適配器的輸出電壓數(shù)據(jù)使用預(yù)測(cè)算法預(yù)測(cè)太陽能板和電源適配器的電壓預(yù)測(cè)值，將所述電壓預(yù)測(cè)值數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的閾值對(duì)比，根據(jù)比較結(jié)果啟動(dòng)供電策略；

8、所述電源管理模塊用于，獲取所述微控制器提供的供電策略，并對(duì)所述太陽能板、電源適配器和蓄電池執(zhí)行切換動(dòng)作；

9、所述電壓檢測(cè)模塊用于，分別實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽能板和電源適配器的輸出電壓數(shù)據(jù)，并將電壓數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述微控制器；

10、所述微控制器用于，接收太陽能板和電源適配器的輸出電壓數(shù)據(jù)，根據(jù)所述電壓數(shù)據(jù)選擇供電策略，依據(jù)供電策略做出供電模式切換準(zhǔn)備。

11、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述預(yù)測(cè)算法，包括以下步驟：

12、步驟一：獲取太陽能板和適配器的輸出電壓數(shù)據(jù)，將采集到的電壓數(shù)據(jù)加上時(shí)間戳；

13、步驟二：獲取清洗并去除異常值后的原始電壓數(shù)據(jù)，提取與時(shí)間序列相關(guān)的特征，包括電壓的變化趨勢(shì)、波動(dòng)范圍和周期性；

14、步驟三：獲取歷史電壓數(shù)據(jù)，將所述歷史電壓數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集，構(gòu)建并訓(xùn)練預(yù)測(cè)模型，劃分訓(xùn)練集和驗(yàn)證集交叉驗(yàn)證調(diào)整模型參數(shù)；

15、步驟四：獲取太陽能板和適配器的電壓預(yù)測(cè)值，基于預(yù)測(cè)值評(píng)估太陽能板和適配器的可用性和穩(wěn)定性；

16、步驟五：基于所述電壓預(yù)測(cè)值制定供電策略。

17、進(jìn)一步優(yōu)選的，在步驟五中，所述供電策略包括：在預(yù)測(cè)到電壓不足時(shí)提前切換供電電源、在切換前準(zhǔn)備好通信協(xié)議和狀態(tài)同步。

18、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述控制電路模塊啟動(dòng)供電策略的步驟，包括：

19、初始化：定義太陽能板和電源適配器供電的最小電壓閾值，設(shè)定供電方式的優(yōu)先級(jí)為：太陽能、電源適配器、蓄電池；

20、電壓監(jiān)測(cè)比較：獲取太陽能板和電源適配器的電壓值數(shù)據(jù)，使用預(yù)測(cè)算法預(yù)測(cè)太陽能板和電源適配器的電壓預(yù)測(cè)值，將所述電壓預(yù)測(cè)值數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的閾值對(duì)比；

21、供電模式切換：當(dāng)太陽能板供電電壓預(yù)測(cè)值達(dá)到太陽能板供電電壓閾值時(shí)，微控制器檢測(cè)電源適配器的工作狀態(tài)并做好切換準(zhǔn)備；當(dāng)電源適配器供電電壓預(yù)測(cè)值達(dá)到電源適配器供電電壓閾值時(shí)，微控制器檢測(cè)蓄電池的工作狀態(tài)并做好切換準(zhǔn)備；

22、切換執(zhí)行：微控制器通過電源管理模塊切斷當(dāng)前供電方式的電源，并接通新供電方式的電源。

23、進(jìn)一步優(yōu)選的，在電壓監(jiān)測(cè)比較中，使用電壓檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)獲取太陽能板和電源適配器的電壓值數(shù)據(jù)。

24、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述電壓檢測(cè)模塊通過電壓傳感器和adc模數(shù)轉(zhuǎn)換器讀取太陽能板和電源適配器的電壓值。

25、進(jìn)一步優(yōu)選的，在切換執(zhí)行中，使用超級(jí)電容進(jìn)行平滑過渡。

26、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述控制電路模塊的信號(hào)端連接有顯示模塊，所述顯示模塊包括狀態(tài)指示燈；

27、所述狀態(tài)指示燈包括綠色、黃色、紅色三種顏色的led燈，用于指示當(dāng)前供電方式，綠色表示太陽能供電，黃色表示電源適配器供電，紅色表示蓄電池供電。

28、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述顯示模塊還包括顯示屏，所述顯示屏用于，提供當(dāng)前供電類型、實(shí)時(shí)電壓和剩余電量數(shù)據(jù)。

29、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述控制電路模塊的信號(hào)端還連接有電壓輸出模塊；

30、所述電壓輸出模塊用于，對(duì)供電輸入進(jìn)行穩(wěn)壓處理，將輸入的電壓轉(zhuǎn)換為設(shè)備所需的穩(wěn)定電壓。

31、本發(fā)明實(shí)施例由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過獲取太陽能板和電源適配器的電壓數(shù)據(jù)生成訓(xùn)練集并構(gòu)建預(yù)測(cè)模塊，通過預(yù)測(cè)模型可以獲得太陽能板和適配器的電壓預(yù)測(cè)值，進(jìn)而可以提前識(shí)別出電壓下降或不穩(wěn)定的趨勢(shì)，然后微控制器根據(jù)電壓預(yù)測(cè)值提前做好切換準(zhǔn)備，在達(dá)到電壓閾值時(shí)，電源管理模塊可以及時(shí)響應(yīng)并對(duì)供電方式進(jìn)行切換，進(jìn)而可以使得系統(tǒng)有足夠的時(shí)間來準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)可能的供電問題，避免突然的供電中斷，而且基于預(yù)測(cè)結(jié)果，系統(tǒng)可以更加智能地管理不同供電源的使用，確保系統(tǒng)供電的連續(xù)性和可靠性。

32、上述概述僅僅是為了說明書的目的，并不意圖以任何方式進(jìn)行限制。除上述描述的示意性的方面、實(shí)施方式和特征之外，通過參考附圖和以下的詳細(xì)描述，本發(fā)明進(jìn)一步的方面、實(shí)施方式和特征將會(huì)是容易明白的。

技術(shù)特征：

1.一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，包括供電輸入模塊、電壓檢測(cè)模塊和控制電路模塊，其特征在于：所述供電輸入模塊的信號(hào)端與所述電壓檢測(cè)模塊的信號(hào)端連接，所述電壓檢測(cè)模塊的信號(hào)端與所述控制電路模塊的信號(hào)端連接，所述控制電路模塊的信號(hào)端與所述供電輸入模塊的信號(hào)端連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)測(cè)算法，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，其特征在于：在步驟五中，所述供電策略包括：在預(yù)測(cè)到電壓不足時(shí)提前切換供電電源、在切換前準(zhǔn)備好通信協(xié)議和狀態(tài)同步。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，其特征在于：所述控制電路模塊啟動(dòng)供電策略的步驟，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，其特征在于：在電壓監(jiān)測(cè)比較中，使用電壓檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)獲取太陽能板和電源適配器的電壓值數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，其特征在于：所述電壓檢測(cè)模塊通過電壓傳感器和adc模數(shù)轉(zhuǎn)換器讀取太陽能板和電源適配器的電壓值。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，其特征在于：在切換執(zhí)行中，使用超級(jí)電容進(jìn)行平滑過渡。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，其特征在于：所述控制電路模塊的信號(hào)端連接有顯示模塊，所述顯示模塊包括狀態(tài)指示燈；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，其特征在于：所述顯示模塊還包括顯示屏，所述顯示屏用于，提供當(dāng)前供電類型、實(shí)時(shí)電壓和剩余電量數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，其特征在于：所述控制電路模塊的信號(hào)端還連接有電壓輸出模塊；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種熱備份的冗余電源系統(tǒng)，包括供電輸入模塊、電壓檢測(cè)模塊和控制電路模塊，所述供電輸入模塊的信號(hào)端與所述電壓檢測(cè)模塊的信號(hào)端連接，所述電壓檢測(cè)模塊的信號(hào)端與所述控制電路模塊的信號(hào)端連接，所述控制電路模塊的信號(hào)端與所述供電輸入模塊的信號(hào)端連接。本發(fā)明通過預(yù)測(cè)模型可以獲得太陽能板和適配器的電壓預(yù)測(cè)值，進(jìn)而可以提前識(shí)別出電壓下降或不穩(wěn)定的趨勢(shì)，在達(dá)到電壓閾值時(shí)，電源管理模塊可以及時(shí)響應(yīng)并對(duì)供電方式進(jìn)行切換，進(jìn)而可以使得系統(tǒng)有足夠的時(shí)間來準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)可能的供電問題，避免突然的供電中斷，而且基于預(yù)測(cè)結(jié)果，系統(tǒng)可以更加智能地管理不同供電源的使用，確保系統(tǒng)供電的連續(xù)性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：舒文貴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市裕嘉達(dá)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18