CN101931318B - 一种电源装置及电源网络系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电源技术领域，提供了一种电源装置及电源网络系统，所述电源装置包括依次连接的整流滤波单元、功率因数校正单元和隔离变换单元，所述电源装置还包括：接收控制指令的通信接口；以及一端连接所述通信接口、另一端连接所述功率因数校正单元或所述隔离变换单元的通信处理单元，用于对所述通信接口的接收到的控制指令进行处理，并在处理后传给所述功率因数校正单元或所述隔离变换单元，以使所述隔离变换单元输出用电器所需要的电压/电流。本发明采用网络通信技术，在电源装置中内置通信接口，实现多个电源装置的组网，可通过一控制平台对系统内的多个电源装置集中控制或单点控制，从而使电源系统更加智能化。

Description

一种电源装置及电源网络系统
技术领域
本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种电源装置及电源网络系统。
背景技术
现在的电源装置采用纯模拟技术，不能精确控制，其结构如图1所示，对于小功率电源(输入功率小于75W)的则没有功率因数校正(Power FactorCorrection，PFC)电路，并且通讯控制功能单一，对于需要多个电源装置的系统，如图2所示的电源系统2，各个电源装置之间独立工作，这种电源系统无法实现统一控制用电器。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电源装置及电源网络系统，旨在解决现有的电源装置只能独立工作、无法组网的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种电源装置，包括依次连接的整流滤波单元、功率因数校正单元和隔离变换单元，所述电源装置还包括：
接收控制指令的通信接口；
一端连接所述通信接口、另一端连接所述功率因数校正单元或所述隔离变换单元的通信处理单元，用于对所述通信接口的接收到的控制指令进行处理，并在处理后传给所述功率因数校正单元或所述隔离变换单元，以使所述隔离变换单元输出用电器所需要的电压/电流；
输入端与所述功率因数校正单元或所述隔离变换单元连接，输出端与所述通信处理单元连接的信号采集单元，用于采集电源装置的工作状态信息，并将工作状态信息传送至所述通信处理单元，由所述通信处理单元通过所述通信接口传出；以及
与所述通信处理单元连接的人机界面。
本发明实施例的另一目的在于提供一种电源网络系统，包括一电源装置子系统和集中控制平台；
所述电源装置子系统包括多个如上所述的电源装置；
所述集中控制平台与所述多个电源装置连接，包括依次连接的人机界面、数据处理器、信息收发器，用于向多个所述电源装置发送控制指令。
本发明实施例通过采用网络通信技术，在电源装置中内置通信接口，实现多个电源装置的组网，可通过一控制平台对系统内的多个电源装置集中控制或单点控制，从而使电源系统更加智能化。
附图说明
图1是现有技术提供的采用纯模拟技术控制的电源装置的结构原理图；
图2是现有技术提供的电源系统的架构图；
图3是本发明实施例提供的电源网络系统的结构原理图；
图4是图3中的电源装置的结构原理图；
图5是图4所示电源装置结构的另一种实现方式。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，电源装置内置可与外界通信的接口，将多个电源装置连接到一集中控制平台，可以按照用户的要求进行采集工作状态(包括用电器或电源装置的温度、环境温度、环境湿度、环境光照强度等)和输入输出的集中控制甚至单点控制。
图3示出了本发明实施例提供的电源网络系统的结构原理，为了便于描述，仅示出了与本发明相关的部分，该电源网络系统可以广泛地应用在很多领域，包括照明系统、自动喷灌系统、交通管理系统等。
参照图3，电源系统3包括电源装置子系统31和集中控制平台32，其中电源装置子系统31包括多个电源装置，如图3所示的电源装置311、电源装置312、电源装置313和电源装置31n，每个电源装置均连接有用电器。电源装置子系统31中的每个电源装置均通过通信网络连接到集中控制平台32，与集中控制平台32互传信号，将自身工作状态信息发送到集中控制平台32，并接收集中控制平台32的集中控制或单点控制信号，可选用电力线通信网络、Internet网络等有线网络或其他无线网络。进一步地，在电源装置子系统31内部，各个电源装置之间也可以通过上述通信网络连接，互相传递信号，将自身工作状态信息发送到其他电源装置，如用电器或电源装置的温度、环境温度、环境湿度、环境光照强度等。
集中控制平台32包括依次连接的人机界面321、数据处理器322和信息收发器323，信息收发器323与系统内的各个电源装置连接，接收电源装置的状态反馈信息，并向各个电源装置发送控制指令，数据处理器323用于对用户通过人机界面321输入的控制指令进行处理，再输出至信息收发器323，并对信息收发器323接收到的信息进行处理，再通过人机界面321输出。
图4示出了图3中的电源装置的结构原理，电源装置包括依次连接的整流滤波单元41、功率因数校正单元42和隔离变换单元43，其中整流滤波单元41用于对输入电压整流滤波处理以适应电磁兼容(Electro Magnetic Compatibility，EMC)等要求，并将处理后的高压直流电压输出至功率因数校正单元42。功率因数校正单元42包括闭环连接的功率转换模块、第一整流滤波模块和第一控制芯片，其中功率转换模块通过磁芯元件和功率开关元件将整流后的高压直流电压转换为所需要的输出电压和电流，而第一控制芯片用于产生PWM脉宽调制信号控制功率转换模块。隔离变换单元43包括闭环连接的隔离高频变压器、第二整流滤波模块和第二控制芯片。本发明实施例提供的电源装置还包括通信接口44、连接于通信接口44和隔离变换单元43的第二控制芯片之间的通信处理单元45，如上文所述，通信接口44可以为电力线通信网络接口、Internet网络接口等有线网络接口或其他无线网络接口，通信接口44用于通过通信网络与外界通信，接收集中控制平台32的控制信号并处理，输出至通信处理单元45，通信处理单元45处理后将控制信号传给第二控制芯片，第二控制芯片通过产生PWM脉宽调制信号控制隔离高频变压器，以使隔离变换单元43最终输出用电器所需要的电压/电流。
进一步地，本发明实施例提供的电源装置还包括与隔离变换单元43的第二控制芯片连接的信号采集单元46，信号采集单元46同时连接通信处理单元45，用于采集所属电源装置的工作状态，如工作温度、湿度、输出电流、电压、是否有工作异常等，并将工作状态信息传送至通信处理单元45，由通信处理单元45通过通信接口44传送至集中控制平台32和系统内的其他电源装置。
进一步地，本发明实施例提供的电源装置还包括与通信处理单元45连接的人机界面47，可以向用户显示当前本电源装置或系统内其他电源装置的工作状态信息和接收用户输入的控制指令。
进一步地，上述第一控制芯片和第二控制芯片均为模拟或者数字控制芯片，再加上通信处理单元45(可以为MCU)的使用，实现电源在反馈采样、采样信号传递、PWM信号调制等方面的全数字化控制，使电源更加智能化，从而完全摆脱现有的传统电源的纯模拟控制模式，克服了不能精确采样，控制性能差，通讯功能弱等缺点。
应当理解，上述内容仅就通信接口44、通信处理单元45、信号采集单元46、人机界面47控制隔离变换单元43进行了描述，这几个单元还可以通过控制功率因数校正单元42中的第一控制芯片来达到控制和通讯的目的，连接关系如图5所示，其中通信处理单元45和信号采集单元46均与功率因数校正单元42中的第一控制芯片连接，具体工作原理同图4的控制原理，不再赘述。
本发明实施例通过采用网络通信技术，在电源装置中内置通信接口，实现多个电源装置的组网，可通过一控制平台对系统内的多个电源装置集中控制或单点控制，从而使电源系统更加智能化，能够按用户的要求进行输入输出控制并采集工作状态呈现给用户。另外，数字控制芯片的应用也使信号采样、控制更加精确。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电源装置，其特征在于，包括依次连接的整流滤波单元、功率因数校正单元和隔离变换单元，所述电源装置还包括：
接收控制指令的通信接口；
一端连接所述通信接口、另一端连接所述功率因数校正单元或所述隔离变换单元的通信处理单元，用于对所述通信接口的接收到的控制指令进行处理，并在处理后传给所述功率因数校正单元或所述隔离变换单元，以使所述隔离变换单元输出用电器所需要的电压/电流；
输入端与所述功率因数校正单元或所述隔离变换单元连接，输出端与所述通信处理单元连接的信号采集单元，用于采集电源装置的工作状态信息，并将工作状态信息传送至所述通信处理单元，由所述通信处理单元通过所述通信接口传出；以及
与所述通信处理单元连接的人机界面。
2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述功率因数校正单元包括闭环连接的功率转换模块、第一整流滤波模块和第一控制芯片；
所述功率转换模块用于通过磁芯元件和功率开关元件将所述整流滤波单元整流后的高压直流电压转换为所需要的输出电压和电流；
所述第一控制芯片用于产生PWM脉宽调制信号控制所述功率转换模块；
所述第一控制芯片与所述信号采集单元连接。
3.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，所述第一控制芯片为数字或者模拟控制芯片。
4.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述隔离变换单元包括闭环连接的隔离高频变压器、第二整流滤波模块和第二控制芯片；所述第二控制芯片通过产生PWM脉宽调制信号控制所述隔离高频变压器；
所述第二控制芯片与所述信号采集单元连接。
5.如权利要求4所述的电源装置，其特征在于，所述第二控制芯片为数字或者模拟控制芯片。
6.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述通信接口为电力线通信网络接口、Internet网络接口或无线网络接口。
7.一种电源网络系统，其特征在于，包括一电源装置子系统和集中控制平台；
所述电源装置子系统包括多个如权利要求1至6任一项所述的电源装置；
所述集中控制平台与所述多个电源装置连接，包括依次连接的人机界面、数据处理器、信息收发器，用于向多个所述电源装置发送控制指令。
8.如权利要求7所述的电源网络系统，其特征在于，所述集中控制平台还用于接收多个所述电源装置的反馈信息；多个所述电源装置之间通过通信接口互通工作状态信息。
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