CN102570573A - 供电方法、系统和供电电源 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种供电方法、系统和供电电源，供电电源包括电压检测模块和至少一个电压变换电路，电压检测模块的输入端与输入电源连接，输出端与每个电压变换电路连接，用于控制每个电压变换电路是否工作；每个电压变换电路的输出端与外部设备连接；电压检测模块检测输入端电压，从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出与输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路，控制选择出的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理后，输出到外部设备中。供电系统包括供电电源、输入电源和外部设备。本发明还提供了一种供电方法。本发明能够适应多种电源输入的场景。

Description

供电方法、系统和供电电源

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种供电方法、系统和供电电源。

背景技术

通常情况下，通讯设备的供电电源通常选择-48V直流电源，也有一些为-60V直流电源，互联网数据中心(Intemet Data Center；以下简称：IDC)机房的通讯设备则较多地使用市电电源，即110V交流电源或者200-240V交流电源，如图1所示为现有技术中的供电电路的结构示意图一。通讯机房和IDC机房一直在推广240V直流供电设备，即直流供电电压范围为216V-312V，因此，众多通讯设备面临电源模块需要支持240V的场景需求。随着节能减排等需求的不断提出，针对200-240V交流电源演进为240V直流电源供电的情况，需要减少图1中的不间断电源(Uninterruptable Power Supply；以下简称：UPS)中的充电、逆变过程中的功率损耗，降低传输电流，减少传输压降损耗。

图2为现有技术中的供电电路的结构示意图二，如图2所示，针对外部设备为240V直流的供电场景，现有技术中的供电方式为了达到节能减排的效果，去掉了逆变过程，节省了逆变部分功耗，而将从配电柜输出的电流进行整流处理后，直接接到设备的交流电源模块上，即图中的交流(AlternatingCurrent；以下简称：AC)/直流(Direct Current；以下简称：DC)电源模块。

然而，现有技术中的供电方式无法适应目前多种不同电压的电源输入的场景，从而可能出现高压直流电源输入到低压直流电源设备上，导致设备烧毁。

发明内容

本发明实施例提供一种供电方法、系统和供电电源，适应多种电源输入的场景，克服现有技术中出现的因高压电源输入到低压电源设备上导致设备烧毁的缺陷。

本发明实施例的第一个方面是提供一种供电电源，包括电压检测模块和至少一个电压变换电路，其中电压检测模块的输入端与输入电源连接，输出端与每个电压变换电路连接，所述电压检测模块用于控制每个电压变换电路是否工作；每个电压变换电路的输出端与外部设备连接；

所述电压检测模块检测输入端电压，从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出与输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路，控制选择出的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理后，输出到所述外部设备中。

本发明实施例的另一个方面是提供一种供电系统，包括上述的供电电源、输入电源和外部设备。

本发明实施例的又一个方面是提供一种供电方法，包括：

电压检测模块检测输入端电压，从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路，控制选择出的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理；

所述选择出的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理，并将变换后的电压输出到外部设备中。

本发明实施例的技术效果是：通过电压检测模块对输入端电压进行检测，从而选择与输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理，并将变换处理后得到的电压输出到外部设备中；本实施例能够适应多种电源输入的场景，克服了现有技术中出现的因高压电源输入到低压电源设备上导致设备烧毁的缺陷，提高了供电电源的可用性、灵活性和兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的供电电路的结构示意图一；

图2为现有技术中的供电电路的结构示意图二；

图3为本发明供电电源实施例一的结构示意图；

图4为本发明供电电源实施例二的结构示意图；

图5为本发明供电电源实施例三的结构示意图；

图6为本发明供电方法实施例一的流程图；

图7为本发明供电方法实施例一中的供电电路的结构示意图；

图8为本发明供电方法实施例二的流程图；

图9为本发明供电方法实施例二中供电电源的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3为本发明供电电源实施例一的结构示意图，如图3所示，本实施例提供了一种供电电源，该供电电源可以具体包括电压检测模块1和至少一个电压变换电路2，其中电压检测模块1的输入端与输入电源3连接，电压检测模块1的输出端与每个电压变换电路2连接，电压检测模块1用于控制每个电压变换电路2是否工作，每个电压变换电路2的输出端与外部设备4连接。其中，输入电源3可以具体为市电配电柜，输入电源3的电压是指市电配电柜输出的，输入到供电电源中的电压。电压检测模块1用于检测输入端电压，从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出与输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路2，控制所述选择出的电压变换电路2对输入电源3的电压进行变换处理后，输出到外部设备4中。本实施例在电压从输入电源3中输出后，先对该输入电源3的电压范围进行检测，具体为检测该输入电源的电压属于哪个电压范围，例如属于48V直流段或是240V直流段，其中，48V直流段的电压范围为36V-72V，240V直流段的电压范围为216V-312V。在通过检测得到输入电源3的电压范围后，根据该电压范围选择对应的电压变换电路2，利用该电压变换电路2对输入电源3的电压进行变换处理。在本实施例中，对于不同的电压范围，采用不同的电压变换电路进行变换处理，即采用不同的电压变换电路对不同的输入电源的电压进行处理，以适应目前多种输入电压共存的场景。

图4为本发明供电电源实施例二的结构示意图，如图4所示，本实施例提供了一种供电电源，本实施例提供的供电电源在图3所示的基础之上，本实施例中的供电电源具体包括两个电压变换电路，即第一电压变换电路21和第二电压变换电路22。电压检测模块1具体用于当所述输入端电压处于预设的第一电压范围内时，控制所述第一电压范围对应的第一电压变换电路21对输入电源3的电压进行变换处理。电压检测模块1具体当所述输入端电压处于预设的第二电压范围内时，控制所述第二电压范围对应的第二电压变换电路22对输入电源3的电压进行变换处理。

图5为本发明供电电源实施例三的结构示意图，如图5所示，本实施例提供了一种供电电源，本实施例提供的供电电源在图4所示的基础之上，本实施例中的第一电压变换电路21具体包括第一开关电路211和第一隔离变压器212，第二电压变换电路22具体包括第二开关电路221和第二隔离变压器222。在本实施例中，可以预先设定两个或多个电压范围，使得供电电源可以支持这些电压范围的输入电源的电压变换处理，进而通过直流输出端输出给设备进行供电服务。此处具体以预先设定两个电压范围为例进行说明，即预先设定第一电压范围和第二电压范围，该第一电压范围可以设定为36V-72V，第二电压范围可以设定为216V-312V，即第一电压范围对应48V直流电源，第二电压范围对应240V直流电源。此处只是以目前惯常使用的两种电压输入范围为例进行说明，本实施例中的第一电压范围不限于36V-72V，第二电压范围也不限于216V-312V，均可以根据通信行业电压输入规范的更改而调整。

在本实施例中，电压检测模块1的控制输出端分别与第一开关电路211以及第二开关电路221连接，第一隔离变压器212与外部设备4连接，第二隔离变压器222与外部设备4连接。电压检测模块1具体用于当输入端电压处于预设的第一电压范围内时，控制所述第一电压范围对应的第一电压变换电路21中的第一开关电路211工作。其中，第一电压变换电路21中的第一隔离变压器212用于在第一开关电路211的控制下对输入电源3的电压进行变换处理。即当输入电源的电压范围为预设的第一电压范围，即为48V直流电源的范围36V-72V时，表明本供电电源可以对该输入电源3的电压进行处理，则控制第一电压范围对应的第一开关电路211工作。在第一开关电路211被导通后，通过第一开关电路211控制的第一隔离变压器212对输入电源3的电压进行变换处理。

在本实施例中，电压检测模块1具体用于当输入端电压处于预设的第二电压范围内时，控制第二电压范围对应的第二电压变换电路22中的第二开关电路221工作。其中，第二电压变换电路22中的第二隔离变压器222用于在第二开关电路221的控制下对输入电源3的电压进行变换处理。即当输入电源的电压范围为预设的第二电压范围，即为240V直流电源的范围216V-312V时，表明本供电电源可以对该输入电源3的电压进行处理，则控制第二电压范围对应的第二开关电路221工作。在第二开关电路221被导通后，通过第二开关电路221控制的第二隔离变压器222对输入电源3的电压进行变换处理。

具体地，本实施例中的电压检测模块1还用于当所述输入端电压处于预设的非工作电压范围时，控制每个电压变换电路中的开关电路均不工作，并输出告警信息。即当电源电压范围既不属于第一电压范围，也不属于第二电压范围时，可以控制第一电压变换电路21中的第一开关电路211和第二电压变换电路22中的第二开关电路221均不工作，并输出告警信息，例如点亮外部指示灯，表明当前的输入电源3的电压不符合要求。

更具体地，本实施例中的第一隔离变压器212的原边和第二隔离变压器222的原边的匝数比，与所述第一电压范围的中心值和所述第二电压范围的中心值的比值相等。

需要指出的是，图3、图4和图5中以虚线框的形式表示的输入电源3和外部设备4不属于供电电源内部的结构，在图中示出只是为了更好地对供电电源的工作原理进行说明。

本实施例提供了一种供电电源，通过电压检测模块对输入端电压进行检测，从而选择与输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理，并将变换处理后得到的电压输出到外部设备中；本实施例能够适应多种电源输入的场景，实现了对多种机房直流供电环境的兼容支持，克服了现有技术中出现的因高压电源输入到低压电源设备上导致外部设备烧毁的缺陷，提高了供电电源的可用性、灵活性和兼容性。另外，本实施例与现有技术相比，减少了一次整流过程，降低了供电回路的功耗。

本实施例还提供了一种供电系统，可以具体包括上述图3、图4或图5所示的供电电源以及输入电源和外部设备。

图6为本发明供电方法实施例一的流程图，如图6所示，本实施例提供了一种供电方法，该供电方法可以基于上述图3、图4或图5所示的供电电源，具体可以包括如下步骤：

步骤601，电压检测模块检测输入端电压，从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路，控制选择出的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理。

图7为本发明供电方法实施例一中的供电电路的结构示意图，如图7所示，本实施例在传统的压降式变换电路(buck)隔离电源的基础之上，增加电压检测过程，即对输入电源的电压范围进行检测。此处的输入电源的电压是指市电配电柜输出的，输入到供电电源中的电压，此处的供电电源可以具体为图7中的DC/DC模块。本实施例在电压从输入电源中输出后，电压检测模块先对该输入端电压的电压范围进行检测，具体为检测输入电源的电压属于哪个电压范围，例如属于48V直流段或是240V直流段，其中，48V直流段的电压范围为36V-72V，240V直流段的电压范围为216V-312V。在通过检测得到输入电源的电压范围后，从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路，利用该电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理。在本实施例中，对于不同的电压范围，采用不同的电压变换电路进行电压变换处理，即采用不同的电压变换电路对不同的输入电源的电压进行处理，以适应目前多种输入电压共存的场景。

步骤602，选择出的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理，并将变换后的电压输出到外部设备中。

在选择出输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路后，由该电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理，并将经过变换处理后得到的电压输出到外部设备中，以为外部设备提供正常的供电服务。

本实施例提供了一种供电方法，通过电压检测模块对输入端电压进行检测，从而选择与输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理，并将变换处理后得到的电压输出到外部设备中；本实施例能够适应多种电源输入的场景，克服了现有技术中出现的因高压电源输入到低压电源设备上导致外部设备烧毁的缺陷，提高了供电电源的可用性、灵活性和兼容性。

图8为本发明供电方法实施例二的流程图，如图8所示，本实施例提供了一种供电方法，该供电方法可以基于上述图3、图4或图5所示的供电电源，具体可以包括如下步骤：

步骤801，电压检测模块检测输入端电压。

图9为本发明供电方法实施例二中供电电源的结构示意图，如图9所示，本实施例在供电电源中增加了电压检测模块，通过该电压检测模块来检测输入电源的电源电压范围，即检测从图中的直流输入端(DC IN)输入的电源电压范围。在本实施例中，可以预先设定两个或多个电压范围，使得供电电源可以支持这些电压范围的输入电源的电压变换处理，进而通过直流输出端(DC OUT)输出给外部设备进行供电服务。此处具体以预先设定两个电压范围为例进行说明，即预先设定第一电压范围和第二电压范围，该第一电压范围可以设定为36V-72V，第二电压范围可以设定为216V-312V，即第一电压范围对应48V直流电源，第二电压范围对应240V直流电源。此处只是以目前惯常使用的两种电压输入范围为例进行说明，本实施例中的第一电压范围不限于36V-72V，第二电压范围也不限于216V-312V，均可以根据通信行业电压输入规范的更改而调整。

步骤802，判断检测到的输入端电压所处的电压范围是否为预设的第一电压范围，如果是，则执行步骤803，否则执行步骤805。

在检测到输入端电压的电压范围后，判断检测到的输入端电压所处的电压范围是否为预设的第一电压范围，即是否为48V直流电源的范围36V-72V，如果是，则执行步骤803，否则执行步骤805。

步骤803，控制第一电压范围对应的第一电压变换电路中的第一开关电路工作。

当电源电压范围为预设的第一电压范围，即为48V直流电源的范围36V-72V时，表明本供电电源可以对该输入电源的电压进行处理，则控制第一电压范围对应的第一电压变换电路中的第一开关电路工作。其中，本实施例中的第一开关电路可以具体为一组脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation；以下简称：PWM)控制电路，第二开关电路也可以具体为另一组PWM控制电路。如图9所示，在本实施例中，在供电电源中设置有两路开关电路，分别用于控制两段电源电压范围对应的电压变换电路。当电源电压范围为48V直流电源的范围36V-72V时，可以控制该电压范围对应的开关电路1工作，即导通开关电路1。

步骤804，第一电压变换电路中的第一开关电路控制所连接的第一隔离变压器对输入电源的电压进行变换处理。

在本实施例中，第一开关电路和第二开关电路分别对供电电源中的第一隔离变压器和第二隔离变压器进行控制，在第一电压变换电路中的第一开关电路被导通后，第一开关电路控制所连接的第一隔离变压器对输入电源的电压进行变换处理，并执行步骤809。如图9所示，即在开关电路1打开后，通过开关电路1控制的第一隔离变压器对输入电源的电压进行变换处理，此处的第一隔离变压器可以具体为图9中的原边A与副边组成的隔离变压器。

步骤805，判断检测到的输入端电压所处的电压范围是否为预设的第二电压范围，如果是，则执行步骤806，否则执行步骤808。

在检测到输入端电压的电压范围后，判断检测到的输入端电压所处的电压范围是否为预设的第二电压范围，即是否为240V直流电源的范围216V-312V，如果是，则执行步骤806，否则执行步骤808。

步骤806，控制第二电压范围对应的第二电压变换电路中的第二开关电路工作。

当电源电压范围为预设的第二电压范围，即为240V直流电源的范围216V-312V时，表明本供电电源可以对该输入电源的电压进行变换处理，则控制第二电压范围对应的第二电压变换电路中的第二开关电路工作。如图9所示，在本实施例中，在供电电源中设置有两路开关电路，分别用于控制两段电源电压范围对应的电压变换电路。当电源电压范围为240V直流电源的范围216V-312V时，可以控制该电压范围对应的开关电路2工作，即导通开关电路2。

步骤807，第二电压变换电路中的第二开关电路控制所连接的第二隔离变压器对输入电源的电压进行变换处理。

在本实施例中，第一开关电路和第二开关电路分别对供电电源中的第一隔离变压器和第二隔离变压器进行控制，在第二电压变换电路中的第二开关电路被导通后，第二开关电路控制所连接的第二隔离变压器对输入电源的电压进行变换处理，并执行步骤809。如图9所示，即在开关电路2打开后，通过开关电路2控制的第二隔离变压器对输入电源的电压进行变换处理，此处的第二隔离变压器可以具体为图9中的原边B与副边组成的隔离变压器。如图9所示，本实施例中240V直流电源对应的隔离变压器的原边A和48V直流电源对应的隔离变压器的原边B的匝数比为5∶1。

步骤808，控制第一开关电路和第二开关电路不工作，并输出告警信息。

经过判断，当电源电压范围既不属于第一电压范围，也不属于第二电压范围时，可以控制第一电压变换电路中的第一开关电路和第二电压变换电路中的第二开关电路均不工作，并输出告警信息，例如点亮外部指示灯，表明当前的输入电源的电压不符合要求。如图9所示，即控制开关电路1和开关电路2均不工作，并输出告警信息。

步骤809，将变换后的电压输出到外部设备中。

本实施例提供了一种供电方法，通过电压检测模块对输入端电压进行检测，从而选择与输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理，并将变换处理后得到的电压输出到外部设备中；本实施例能够适应多种电源输入的场景，实现了对多种机房直流供电环境的兼容支持，克服了现有技术中出现的因高压电源输入到低压电源设备上导致设备烧毁的缺陷，提高了供电电源的可用性、灵活性和兼容性。另外，本实施例与现有技术相比，减少了一次整流过程，降低了供电回路的功耗。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种供电电源，其特征在于，包括电压检测模块和至少一个电压变换电路，其中电压检测模块的输入端与输入电源连接，输出端与每个电压变换电路连接，所述电压检测模块用于控制每个电压变换电路是否工作；每个电压变换电路的输出端与外部设备连接；

所述电压检测模块检测输入端电压，从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出与输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路，控制选择出的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理后，输出到所述外部设备中。

2.如权利要求1所述的供电电源，其特征在于，所述供电电源包括第一电压变换电路和第二变换电路；

所述电压检测模块具体用于当所述输入端电压处于预设的第一电压范围内时，控制所述第一电压范围对应的第一电压变换电路对所述输入电源的电压进行变换处理；以及

所述电压检测模块具体用于当所述输入端电压处于预设的第二电压范围内时，控制所述第二电压范围对应的第二电压变换电路对所述输入电源的电压进行变换处理。

3.如权利要求2所述的供电电源，其特征在于，所述第一电压变换电路包括依次连接的第一开关电路和第一隔离变压器，所述第二电压变换电路包括依次连接的第二开关电路和第二隔离变压器；

所述电压检测模块的控制输出端分别与所述第一开关电路以及所述第二开关电路连接，所述第一隔离变压器与所述外部设备连接，所述第二隔离变压器与所述外部设备连接；

所述电压检测模块具体用于当所述输入端电压处于预设的第一电压范围内时，控制所述第一电压范围对应的第一电压变换电路中的第一开关电路工作；所述第一隔离变压器用于在所述第一开关电路的控制下对所述输入电源的电压进行变换处理；以及

所述电压检测模块具体用于当所述输入端电压处于预设的第二电压范围内时，控制所述第二电压范围对应的第二电压变换电路中的第二开关电路工作；所述第二隔离变压器用于在所述第二开关电路的控制下对所述输入电源的电压进行变换处理。

4.如权利要求2或3所述的供电电源，其特征在于，所述电压检测模块还用于当所述输入端电压处于预设的非工作电压范围时，控制每个电压变换电路中的开关电路均不工作，并输出告警信息。

5.如权利要求4所述的供电电源，其特征在于，所述第一隔离变压器的原边和所述第二隔离变压器的原边的匝数比，与所述第一电压范围的中心值和所述第二电压范围的中心值的比值相等。

6.一种供电系统，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的供电电源、输入电源和外部设备。

7.一种基于权利要求1所述供电电源的供电方法，其特征在于，包括：

电压检测模块检测输入端电压，从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路，控制选择出的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理；

所述选择出的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理，并将变换后的电压输出到外部设备中。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述供电电源包括第一电压变换电路和第二变换电路时，所述从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出输入端电压所处的电压范围对应的电压变换电路，包括：

当输入端电压处于预设的第一电压范围时，从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出所述第一电压范围对应的第一电压变换电路；

当输入端电压处于预设的第二电压范围时，从存储的电压范围与电压变换电路之间的对应关系中，选择出所述第二电压范围对应的第二电压变换电路。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，每个所述电压变换电路包括依次连接的开关电路和隔离变压器时，所述控制选择出的电压变换电路对输入电源的电压进行变换处理，包括：

控制选择出的电压变换电路中的开关电路工作；

所述选择出的电压变换电路中的开关电路控制所连接的隔离变压器对输入电源的电压进行变换处理。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，当所述输入端电压处于预设的非工作电压范围时，还包括：

控制每个所述电压变换电路不工作，并输出告警信息。

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