CN102231540B - 模块化不间断电源中功率模块的编号方法及编号装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化不间断电源中功率模块的编号方法，包括各功率模块中的辅助电源分别输出稳定电压，根据预设调压方案在各功率模块中分别调节所述稳定电压，输出调节后的电压信号，所述预设调压方案可将每个功率模块中的辅助电源所输出的稳定电压调节成不同的电压信号，将各功率模块中的所述调节后的电压信号分别转换成对应的脉冲信号，各功率模块根据各自对应的脉冲信号的周期或频率进行自我编号。本发明实施例还提供相应的编号装置及模块化不间断电源。本发明技术方案由于每个功率模块中只需要一路脉冲信号就能完成对功率模块的编号，因此，减少了微处理器输入引脚的数量。

Description

模块化不间断电源中功率模块的编号方法及编号装置

技术领域

本发明涉及不间断电源技术领域，具体涉及模块化不间断电源中功率模块的编号方法、编号装置及模块化不间断电源。

背景技术

不间断电源(UPS，Uninterruptible Power System)是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断，如：事故停电时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

在模块化UPS中包括多个功率模块，由于系统要对每个功率模块进行平均功率分配，并且每个功率模块需要与同一个上位机进行通讯，上位机也就是不间断电源的监控单元，所以需要对每个功率模块进行单独编号。编号的作用是：一方面使系统能查询到系统里安装了几个功率模块以便于进行平均功率分配控制，另一方面每个功率模块与上位机通讯，或功率模块与功率模块相互通讯时，也需要将功率模块的编号作为通讯节点的编号使用，以免多个模块通讯时产生通讯节点冲突。

目前UPS中对各个模块编号方法是采用二进制编码方式，将由多路高低电平组成的电信号送到微处理器(MCU，microprocessor control unit)的多个输入引脚。MCU通过检测这些引脚的高低电平组合来对功率模块进行编号，如附图1所示。

这种现有技术的缺点是占用MCU的输入引脚比较多，在处理器输入引脚不够时往往需要外扩电路来实现。另外如果编码电路与MCU在不同的电路板时，需要连接信号电缆也比较多。例如功率模块数为4时，至少需要的输入引脚是2个；功率模块数为6时，至少需要的输入引脚是3个。

发明内容

本发明实施例提供了一种模块化不间断电源中功率模块编号方法、编号装置及模块化不间断电源，本发明实施例提供的模块化不间断电源中功率模块编号方法能够在保证每个功率模块编号不同的条件下，减少功率模块中微处理器的输入引脚。

一种模块化不间断电源中功率模块的编号方法，包括：

各功率模块中的辅助电源分别输出稳定电压；

根据预设调压方案在各功率模块中分别调节所述稳定电压，输出调节后的电压信号，所述预设调压方案可将每个功率模块中的辅助电源所输出的稳定电压调节成不同的电压信号；

将各功率模块中的所述调节后的电压信号分别转换成对应的脉冲信号；

各功率模块根据各自对应的脉冲信号的周期或频率进行自我编号。

一种模块化不间断电源中功率模块的编号装置，所述模块化不间断电源中的每个功率模块内均包含有一套所述的编号装置，所述编号装置包括：

辅助电源，用于输出稳定电压；

调压单元，用于根据预设调压方案调节所述辅助电源输出的稳定电压，输出调节后的电压信号，所述预设调压方案可将每个功率模块中的辅助电源所输出的稳定电压调节成不同的电压信号；

信号转换单元，用于将所述调压单元调节后的电压信号转换成对应的脉冲信号；

微处理器，用于根据所述脉冲信号的周期或频率对本编号装置所在功率模块进行编号。

一种模块化不间断电源，所述模块化不间断电源中的每个功率模块内均包含有一套所述编号装置。

本发明实施例采用各功率模块中的辅助电源分别输出稳定电压，根据预设调压方案在各功率模块中分别调节所述稳定电压，输出调节后的电压信号，所述预设调压方案可将每个功率模块中的辅助电源所输出的稳定电压调节成不同的电压信号，将各功率模块中的所述调节后的电压信号分别转换成对应的脉冲信号，各功率模块根据各自对应的脉冲信号的周期或频率进行自我编号。本发明实施例提供的功率模块的编号方法，在每个功率模块中都只通过一路脉冲就能完成对每个功率模块的编号，每个功率模块输出的调节后的电压信号不同，就可保证不间断电源中每个功率模块的编号不同，与现有技术中，由多路高低电平组成的电信号送到微处理器的多个输入引脚相比，本发明实施例在保证了不间断电源中功率模块编号不相同的前提下，减少了功率模块中微处理器的引脚数量。

附图说明

图1是现有技术中采用二进制编码方式对功率模块编号的原理图；

图2是本发明实施例中功率模块编号方法的第一实施例示意图；

图3是本发明实施例中信号转换模块输出的脉冲信号示意图；

图4是本发明实施例中编号装置的第一实施例示意图；

图5是本发明实施例中编号装置的第二实施例示意图；

图6是应用场景实施例提供的编号装置的实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种模块化不间断电源中功率模块编号方法，能够保证对每个功率模块编号不同的条件下，减少功率模块中微处理器的输入引脚。本发明实施例还提供相应的编号装置及模块化不间断电源。以下分别进行详细说明。

参阅图2，本发明实施例中功率模块的编号方法的第一实施例包括：

101、各功率模块中的辅助电源分别输出稳定电压；

每个功率模块上的辅助电源都相同，输出的稳定电压也相同。

102、根据预设调压方案在各功率模块中分别调节所述稳定电压，输出调节后的电压信号；

所述预设调压方案可将每个功率模块中的辅助电源所输出的稳定电压调节成不同的电压信号；

103、将各功率模块中的所述调节后的电压信号分别转换成对应的脉冲信号；

一个电压对应一个脉冲信号，电压不同，脉冲信号的波形就不同，波形不同，脉冲信号的周期就不相同，频率与周期互为倒数关系。

104、各功率模块根据各自对应的脉冲信号的周期或频率进行自我编号；

各功率模块可根据脉冲信号的周期，直接进行编号，也可以通过脉冲信号的周期，计算脉冲信号的频率，根据脉冲信号的频率进行编号；

在编号后，各功率模块将各自的编号存储起来，一方面使系统能查询到系统里安装了几个功率模块以便于进行平均功率分配控制，另一方面每个功率模块与上位机通讯，或功率模块与功率模块相互通讯时，也需要将功率模块的编号作为通讯节点的编号使用，以免多个模块通讯时产生通讯节点冲突。

本发明实施例中，各功率模块中的辅助电源分别输出稳定电压，根据预设调压方案在各功率模块中分别调节所述稳定电压，输出调节后的电压信号，所述预设调压方案可将每个功率模块中的辅助电源所输出的稳定电压调节成不同的电压信号，将各功率模块中的所述调节后的电压信号分别转换成对应的脉冲信号，各功率模块根据各自对应的脉冲信号的周期或频率进行自我编号。本发明实施例提供的功率模块的编号方法，在每个功率模块中都只通过一路脉冲就能完成对每个功率模块的编号，每个功率模块输出的调节后的电压信号不同，就可保证不间断电源中每个功率模块的编号不同，与现有技术中，由多路高低电平组成的电信号送到微处理器的多个输入引脚相比，本发明实施例在保证了不间断电源中功率模块编号不相同的前提下，减少了功率模块中微处理器的引脚数量。

可选地，在上述第一实施例中，在步骤101之前，还可以包括，在各功率模块中预设调压方案，所述预设调压方案为在各功率模块的调压电路中设定阻值不同的分压电阻，所述输出的调节后的电压信号为分压电阻两端的电压信号，本实施例通过在各功率模块的调压电路中设定阻值不同的分压电阻的预设调压方案，实现不间断电源中各功率模块编号的技术方案，每个功率模块的编号不需要按顺序进行，各自展开对自身的编号即可。

可选地，在上述第一实施例中，各功率模块还可以是依次进行编号的，依次编号时，还可以包括，已编号的各功率模块将自身调节后的电压信号发送给后面所有未编号的功率模块，未编号的功率模块接收前面以编号的功率模块发送来的各自调节后的电压，所述预设调压方案具体为，未编号的各功率模块根据接收到的前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号，调节各自调压电路的分压电阻，使未编号的各功率模块输出与前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号不同的调节后的电压信号。本实施例通过各功率模块根据接收到的前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号，来调节各自调压电路的分压电阻的预设调压方案，实现不间断电源中各功率模块编号的技术方案，各功率模块是依次进行编号的。

参阅图3，本发明各功率模块中将电压信号转换为脉冲信号后，输出的脉冲信号方波图，从图中，清楚的可以看出每个脉冲信号的周期和频率都不相同，可以保证对功率模块的编号不同。

本发明模块化不间断电源中的每个功率模块内均包含有一套编号装置，下面以任意一个功率模块中的编号装置为例进行介绍，每个功率模块中的编号装置都是相同的。

参阅图4，本发明实施例中不间断电源功率模块的编号装置的第一实施例包括：

辅助电源201，用于输出稳定电压；

调压单元202，用于根据预设调压方案调节所述辅助电源输出的稳定电压，输出调节后的电压信号，所述预设调压方案可将每个功率模块中的辅助电源所输出的稳定电压调节成不同的电压信号；

所述调压单元包括第一电阻R0和可调电阻电路，所述第一电阻R0与所述可调电阻电路串联，所述可调电阻电路两端的电压为调压单元调输出的调节后的电压，调节所述可调电阻电路，能使所述调压单元输出不同的电压。

所述可调电阻电路为滑动变阻器或开关电路；

所述可调电阻电路为滑动变阻器时，可通过调节滑动变阻器来确保调压单元的输出电压不同；

当所述可调电阻电路为开关电路时，所述开关电路包括多个不同阻值的电阻，所述多个不同阻值的电阻并联，每个电阻与一个开关串联，不同的开关闭合能够使所述调压单元输出不同的电压；

当然，所述开关电路也可以有相同阻值的电阻，只要通过不同的开关闭合，实现调压单元的输出电压不同即可。

信号转换单元203，用于将所述调压单元202调节后的电压信号转换成对应的脉冲信号；

微处理器204，用于根据所述脉冲信号的周期或频率对本编号装置所在功率模块进行编号。

本发明编号装置的实施例中，辅助电源201输出稳定电压，调压单元202根据预设调压方案调节所述辅助电源输出的稳定电压，输出调节后的电压信号，所述预设调压方案可将每个功率模块中的辅助电源所输出的稳定电压调节成不同的电压信号，信号转换单元203接收到调压单元202输出的调节后的电压信号后，将调节单元202调节后的电压信号转换成对应的脉冲信号，微处理器204接收到脉冲信号后，获取脉冲信号的周期或频率，根据脉冲信号的周期或频率给本编号装置所在功率模块进行编号。本发明实施例提供的功率模块的编号装置，按照预设调压方案，每个功率模块中的调压单元输出的调节后的电压都不相同，可保证每个功率模块的编号都不相同，本发明的编号装置中只需要一个输入引脚与微处理器连接，与现有技术中，由多路高低电平组成的电信号送到微处理器的多个输入引脚相比，本发明实施例在保证了不间断电源中功率模块编号不相同的前提下，减少了功率模块中微处理器的引脚数量。

参阅图5，本发明实施例中不间断电源功率模块的编号装置的第二实施例包括：

辅助电源302、信号转换单元305和微处理器306的功能与上述编号装置的第一实施例相同，本实施不再做详细赘述。

本实施例中，不间断电源中功率模块的编号装置还包括：

接收器301，用于接收前面所有已编号功率模块的发送器发送的调节后的电压信号；

所述调压单元303，还用于根据所述接收器301接收到的前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号，调节调压电路的分压电阻，使本调压单元303输出与前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号不同的调节后的电压信号；

发送器304，用于将所述调压单元303调节后的电压信号发送给后面所有未编号的功率模块。

本发明实施例中，接收器301接收前面所有已编号功率模块的发送器发送的调节后的电压信号，辅助电源302输出稳定电压，调压单元303根据接收器301接收到的前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号，调节调压电路的分压电阻，使本调压单元303输出与前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号不同的调节后的电压信号，发送器304再将调压单元303输出的调节后的电压信号发送给所有未编号的功率模块，信号转换模块305将调压单元303调节后的电压信号转换为对应的脉冲信号，微处理器306根据脉冲信号的周期或频率，给本编号装置所在功率模块进行编号。本发明实施例提供的功率模块的编号装置，根据接收器接收到的前面已编号的功率模块调节后的电压，自身调压单元调节出一个与前面所有已编号功率模块调节后的电压都不同的电压，可保证每个功率模块的编号都不相同，本发明的编号装置中只需要一个输入引脚与微处理器连接，与现有技术中，由多路高低电平组成的电信号送到微处理器的多个输入引脚相比，本发明实施例在保证了不间断电源中功率模块编号不相同的前提下，减少了功率模块中微处理器的引脚数量。

为便于理解，下面以一具体应用场景为例，进行详细说明。

参阅图6，本发明的应用场景实施例包括：

接收器接收前一个功率模块发送来的前面所有功率模块调节后的电压，辅助电源输出稳定电压Vcc，调压单元中的第一电阻R0与一个开关电路串联，开关电路中有多个不同阻值的电阻并联，每个电阻都与一个开关串联，通过开关可以控制开关所在线路的通断，图中所示有X个电阻，假设X＝3，并联电路中3条线路的开关都断开，相当于并联电路的电阻无限大，调压电路中的电压都分配到并联电路两端，这时调压电路输出的调节后的电压Vcc。当电阻R1所在线路的开关闭合，其他两条线路的开关都断开，这时相当于第一电阻R0与电阻R1串联，电阻R1两端的电压为R1/(R0+R1)*Vcc，调压电路输出的调节后的电压为R1/(R0+R1)*Vcc。同理，若R2所在线路的开关闭合，其他两条线路的开关断开，调压电路输出的调节后的电压为R2/(R0+R2)*Vcc，若R3所在线路的开关闭合，其他两条线路的开关断开，调压电路输出的调节后的电压为R3/(R0+R3)*Vcc。当然，还会有，R1和R2所在线路的开关都闭合，R3所在线路的开关断开，这时调压电路输出的调节后的电压为(R1||R2)/(R0+(R1||R2))*VCC，同理，若R1和R3所在线路的开关都闭合，R2所在线路的开关断开，这时调压电路输出的调节后的电压为(R1||R3)/(R0+(R1||R3))*VCC，R2和R3所在线路的开关都闭合，R1所在线路的开关断开，这时调压电路输出的调节后的电压为(R2||R3)/(R0+(R2||R3))*VCC，当R1，R2和R3三条线路的开关都闭合时，调压电路输出的调节后的电压为(R1||R2||R3)/(R0+(R1||R2||R3))*VCC。调压单元根据接收器接收到的前面所有功率模块的调节后的电压，调节出一个与前面所有功率模块都不相同的调节后的电压输出给信号转换单元，本应用场景中的信号转换单元为压频振荡器，压频振荡器将调压电路输出的电压信号转换为脉冲信号，所述脉冲信号为方波，将所述脉冲信号输出给微处理单元，微处理单元根据所述脉冲信号的周期或频率，给所述功率模块编号。在不间断电源中，因每个功率模块调节后的电压都与前面所有功率模块调节后的电压不同，所以每个脉冲信号的周期和频率都是唯一的，每个功率模块的编号也是互不相同的。功率模块编号后，使系统能查询到系统里安装了几个功率模块以便于进行平均功率分配控制，另一方面每个功率模块与上位机通讯，或功率模块与功率模块相互通讯时，要将功率模块的编号作为通讯节点的编号使用，因每个功率模块的编号互不相同，可以避免多个模块通讯时产生通讯节点冲突。

本发明实施例提供的不间断电源中功率模块的编号装置，在编号时，因只通过一路脉冲信号，通过识别该路脉冲信号周期或频率给功率模块进行编号，只需要一个输入引脚。与现有技术相比，本发明实施例减少了对微处理器输入引脚的数量需求，对于编码电路与处理器不在同一块电路板的状况，同时又减少了对先好连接电路的需求，降低了成本。

本发明实施例还提供了模块化不间断电源，模块化不间断电源中每个功率模块均包含上述实施例中的编号装置。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的不间断电源中功率模块的编号方法以及不间断电源中功率模块的编号装置及模块化不间断电源进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种模块化不间断电源中功率模块的编号方法，其特征在于，包括：

各功率模块中的辅助电源分别输出稳定电压；

根据预设调压方案在各功率模块中分别调节所述稳定电压，输出调节后的电压信号，所述预设调压方案可将每个功率模块中的辅助电源所输出的稳定电压调节成不同的电压信号；

将各功率模块中的所述调节后的电压信号分别转换成对应的脉冲信号；

各功率模块根据各自对应的脉冲信号的周期或频率进行自我编号。

2.根据权利要求1所述的模块化不间断电源中功率模块的编号方法，其特征在于，在所述各功率模块中的辅助电源分别输出稳定电压之前，还包括：

在各功率模块中预设调压方案，所述预设调压方案为在各功率模块的调压电路中设定阻值不同的分压电阻，所述输出的调节后的电压信号为分压电阻两端的电压信号。

3.根据权利要求1所述的模块化不间断电源中功率模块的编号方法，其特征在于，所述模块化不间断电源中的各功率模块是依次进行编号的，所述编号方法还包括：

已编号的各功率模块将自身调节后的电压信号发送给后面所有未编号的功率模块；

所述预设调压方案具体为：

未编号的各功率模块根据接收到的前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号，调节各自调压电路的分压电阻，使未编号的各功率模块输出与前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号不同的调节后的电压信号。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的模块化不间断电源中功率模块的编号方法，其特征在于，在各功率模块根据各自对应的脉冲信号的周期或频率进行自我编号的步骤之后还包括：

各功率模块存储各自的功率模块编号。

5.一种模块化不间断电源中功率模块的编号装置，其特征在于，所述模块化不间断电源中的每个功率模块内均包含有一套所述的编号装置，所述编号装置包括：

辅助电源，用于输出稳定电压；

调压单元，用于根据预设调压方案调节所述辅助电源输出的稳定电压，输出调节后的电压信号，所述预设调压方案可将每个功率模块中的辅助电源所输出的稳定电压调节成不同的电压信号；

信号转换单元，用于将所述调压单元调节后的电压信号转换成对应的脉冲信号；

微处理器，用于根据所述脉冲信号的周期或频率对本编号装置所在功率模块进行编号。

6.根据权利要求5所述的模块化不间断电源中功率模块的编号装置，其特征在于，所述编号装置还包括接收器和发送器：

所述接收器，用于接收前面所有已编号功率模块的发送器发送的调节后的电压信号；

所述调压单元，还用于根据所述接收器接收到的前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号，调节调压电路的分压电阻，使本调压单元输出与前面所有已编号功率模块发送来的调节后的电压信号不同的调节后的电压信号；

所述发送器，用于将所述调压单元调节后的电压信号发送给后面所有未编号的功率模块。

7.根据权利要求5或6所述的模块化不间断电源中功率模块的编号装置，其特征在于，所述调压单元包括第一电阻（R0）和可调电阻电路，所述第一电阻（R0）与所述可调电阻电路串联，所述可调电阻电路两端的电压为调压单元输出的调节后的电压，调节所述可调电阻电路，能使所述调压单元输出不同的电压。

8.根据权利要求7所述的模块化不间断电源中功率模块的编号装置，其特征在于，所述可调电阻电路为滑动变阻器或开关电路，当所述可调电阻电路为开关电路时，所述开关电路包括多个不同阻值的电阻，所述多个不同阻值的电阻并联，每个电阻与一个开关串联，不同的开关闭合能够使所述调压单元输出不同的电压。

9.根据权利要求7所述的模块化不间断电源中功率模块的编号装置，其特征在于：

所述微处理器，还用于存储本编号装置所在的功率模块的编号。

10.一种模块化不间断电源，其特征在于，所述模块化不间断电源中的每个功率模块内均包含有一套权利要求5至9中任一项所述的编号装置。

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