CN103730951A - 一种电源管理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源管理系统，包括：主用电源模块用于实时监测主用电源模块是否发生电源输入故障，若是，则输出交流电源告警信号；若否，则输出交流电源正常信号；备用电源模块；电源管理模块，用于检测电源管理模块接收到交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间，判断电源模块的电源时间参数和所述延迟时间是否满足预设在电源管理模块中的切换时间公式，若是，则表示主用电源模块可成功切换至备用电源模块，若否，则表示主用电源模块不能成功切换至备用电源模块，输出重新配置主用电源模块的指令。本发明可以从主用组切换到备用组并不会导致通信设备掉电，做到了主用电源模块和备用电源模块的无缝切换，并同时减少耗电。

Description

一种电源管理系统及其方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别是涉及一种电源管理系统及其方法。

背景技术

随着通信技术的迅猛发展，通信业交换、传输、数据、无线市话、卫星通信等，对通信供电的质量、种类、稳定性、可靠性等提出了更高的要求。一般通信设备发生故障影响面积较小，是局部性的。但是如果电源系统发生供电中断故障，则影响巨大，例如，在供电枢纽中电源系统中断，整个城市全部通信终端；例如，在通信设备中电源系统终端，信就会导致数据信息的丢失，通信长时间中断。各种通信设备都有要求电源电压稳定，不允许超过容许的变化范围，尤其是计算机控制的通信设备，数字电路工作速度高，频带宽，对电压波动、杂音电压、瞬变电压等非常敏感。所以，供电系统必须有很高的稳定性。

而目前机箱模块化的通信设备的电源，它的电源备份方式是n：1的负载均衡式的保护，保护方式单一，且通常机房提供主用电源和备用电源两路输入，现场一般不希望备用电源在正常状态下也为通信设备供电。但是传统的n：1的方式是主用电源和备用电源，即所有电源都在工作，那么则会造成所有的电源都在耗电，同时断电后发生丢失数据信息的现象，在主用电源断电后无法做到备用模块无缝切换的缺陷。

因而，如何提供一种电源管理系统及其方法，以解决现有技术中的通信设备中主用电源和备用电源两路输入，同时处于耗电状态，若同时断电后产生丢失数据信息的现象，主用电源和备用电源无法做到无缝切换的种种缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电源管理系统及其方法，用于解决现有技术中的通信设备中主用电源和备用电源两路输入，同时处于耗电状态，或断电后会导致通信设备丢失运行过程中产生丢失数据信息的现象，主用电源和备用电源无法做到无缝切换的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一方面提供一种电源管理系统，应用于通信设备，包括：主用电源模块，用于实时监测所述主用电源模块是否发生电源输入故障，若是，则输出交流电源告警信号；若否，则输出交流电源正常信号；所述主用电源模块中预设有电源时间参数；备用电源模块，与所述主用电源模块连接；电源管理模块，分别与所述主用电源模块和备用电源模块连接，用于检测所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间，判断电源模块的电源时间参数和所述延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式，若是，则表示所述主用电源模块可成功切换至所述备用电源模块，若否，则表示所述主用电源模块不能成功切换至备用电源模块，输出重新配置主用电源模块的指令。

优选地，所述电源管理系统包括多个备用电源模块，所述电源管理模块还用于当接收到所述主用电源模块输出的交流电源正常信号时，输出令所述主用电源模块打开使能信号的启动指令。

优选地，所述电源模块包括：供电单元，用于给所述通信设备供电；存储单元，与所述供电单元连接的，用于存储所述主用电源模块和备用电源模块的电源时间参数；监测单元，与所述存储单元连接的，用于实时监测所述电源模块是否发生电源输入故障；若否，则输出交流电源正常信号；若是，则输出交流电源告警信号。

优选地，所述电源时间参数包括电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间、电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间、及打开电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间。

优选地，所述电源管理模块包括：接收单元，用于接收交流电源正常信号或交流电源告警信号；与所述接收单元连接的采集单元，用于采集所述主用电源模块和备用电源模块的电源时间参数；分别与所述接收单元和采集单元连接的检测单元，用于检测和记录所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到所述备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间；分别与所述接收单元、采集单元、及检测单元连接的运算判断单元，用于判断所述主用电源模块和备用电源模块的电源时间参数和接收交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式，若是，则表示所述主用电源模块可成功切换至所述备用电源模块，输出令所述主用电源模块关闭使能信号的关闭指令、切换至所述备用电源模块的切换指令、及令所述备用电源模块打开使能信号的启动指令，若否，则表示所述主用电源模块不能成功切换至备用电源模块，输出重新配置主用电源模块的指令。

优选地，所述切换时间公式为所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间大于所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间、所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到所述备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间、与打开所述备用电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间之和。

本发明另一方面还提供一种电源管理方法，应用于包括主用电源模块、备用电源模块、及电源管理模块的通信设备，包括实时监测所述主用电源模块是否发生电源输入故障，若是，则输出交流电源告警信号；若否，则输出交流电源正常信号；所述主用电源模块中预设有电源时间参数；检测所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间；判断电源模块的电源时间参数和所述延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式，若是，则表示所述主用电源模块可成功切换至所述备用电源模块，若否，则表示所述主用电源模块不能成功切换至所述备用电源模块，输出重新配置主用电源模块的指令。

优选地，在判断所述主用电源模块和备用电源模块的电源时间参数和接收交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式的步骤中还包括计算所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间、所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到所述备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间、与打开所述备用电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间之和，及与所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间进行比较。

优选地，所述电源管理方法还包括所述电源管理模块接收交流电源正常信号；所述电源管理模块输出令所述主用电源模块打开使能信号的启动指令；所述主用电源模块输出电源。

优选地，所述电源时间参数包括所述电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间、所述电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间、及打开所述电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间。

如上所述，本发明的电源管理系统及其方法，具有以下有益效果：

1、本发明所述的电源管理系统及其方法会由主用组切换到备用组并不会导致通信设备掉电，做到了主用电源模块和备用电源模块的无缝切换，

2、本发明所述的电源管理系统及其方法从主用组却换到备用组，减少部必要的耗电。

附图说明

图1显示为本发明的电源管理系统的原理结构示意图。

图2显示为本发明的电源管理系统中电源模块的原理结构示意图。

图3显示为本发明的电源管理系统中电源管理模块的原理结构示意图。

图4显示为本发明的电源管理方法的流程图。

元件标号说明

10      电源管理系统

11      主用电源模块

12      备用电源模块

13      电源管理模块

111     供电单元

112     存储单元

113     监测单元

131     接收单元

132     采集单元

133     检测单元

134     运算判断单元

S1～S9  步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明把电源划分成两个或者更多的组，其中一个组的电源负载整个设备，其他组关闭输出处于冗余备份状态。每一组内的电源之间负载均衡。当工作中的主用电源的电源输入出现电源输入故障，电源管理板检测到告警之后迅速关闭主用电源组并打开备用电源组，整个设备的电源切换到备用电源组供电。

实施例一

本实施例提供一种电源管理系统10，应用于通信设备，请参阅图1，显示为电源管理系统的原理结构，所述电源管理系统包括主用电源模块11、备用电源模块12、及电源管理模块13。

所述主用电源模块11，连接在所述通信设备上，同时与所述备用电源模块12及电源管理模块13连接。所述主用电源模块11用于为所述通信设备供电、存储自己的电源时间参数，同时实时监测是否发生电源输入故障，若监测到发生电源输入故障，则输出交流告警信号至所述电源管理模块13，若未监测到发生电源输入故障，则输出交流电源正常信号至所述电源管理模块13，在本实施例中，所述电源输入故障是指输入的电源丢失或输入的电源不符合要求，若所述主用电源模块11检测到自己存在电源输入故障时，则会通过一个管脚输出告警信号给所述电源管理模块13。请参阅图2，显示为主用电源模块的原理结构，如图2所示，所述主用电源模块11包括供电单元111，用于给所述通信设备供电；与所述供电单元111连接的存储单元112用于存储所述主用电源模块的电源时间参数；与所述存储单元112连接的监测单元113用于实时监测所述主用电源模块11是否发生电源输入故障；若否，则输出交流电源正常信号至所述电源管理模块13；若是，则输出交流电源告警信号至所述电源管理模块13。

所述电源时间参数包括电源模块监测到电源输入故障到电源输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间Thold、电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间Talarm、及打开电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间Toutdelay。这些电源时间参数都是电源模块的属性，是预先设置在电源模块中的。在本实施例中，所述主用电源模块11和备用电源模块都是连接在所述通信设备中被供电单板上，而所述被供电单板的工作电压范围是36伏特～72伏特，36伏特是最小值，而输出电压跌落出正常电压范围外就是指输出电压低于36伏特以下。

在本实施例中，所述电源管理系统10还包括多个备用电源模块12，在每个所述备用电源模块12中具有电源时间参数。当主用电源模块11出现电源输入故障，所述电源管理系统10就会从主用电源模块11切换到备用电源模块12上，继续为所述通信设备供电以便通信设备在运行过程中不会中断，保证通信设备在运行过程产生的数据信息不会丢失。

在本实施例中，所述主用电源模块11分别与多个备用电源模块12连接保证了它们之间电流共享、负载均衡。

分别与所述主用电源模块11和备用电源模块12连接的所述电源管理模块13用于接收所述主用电源模块11输出的交流电源告警信号或交流电源正常信号，当接收到所述主用电源模块11输出的交流电源告警信号时，采集所述主用电源模块11和备用电源模块12的电源时间参数，并检测和记录所述电源管理模块13接收到交流电源告警信号后到所述备用电源模块12打开使能信号之间的延迟时间Tm，判断所述主用电源模块11和备用电源模块12的电源时间参数和接收交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式，若是，则表示所述主用电源模块可成功切换至所述备用电源模块，输出令所述主用电源模块关闭使能信号的关闭指令、切换至所述备用电源模块的切换指令、及令所述备用电源模块打开使能信号的启动指令，若否，则表示所述主用电源模块不能成功切换至备用电源模块，输出重新配置主用电源模块的指令。所述电源模块模块13还用于当接收到所述主用电源模块11输出的交流电源正常信号时，输出令所述主用电源模块打开使能信号的启动指令。在所述电源管理模块13中预存有一切换时间公式，该公式为：

Thold＞Talarm+Toutdelay+Tm；

换句话说就是所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间Thold大于所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间Talarm、所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到所述备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间Tm、与打开所述备用电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间Toutdelay的和。

在本实施例中，请参阅图3，显示为电源管理模块的原理结构，所述电源管理模块13包括：

接收单元131用于接收所述主用电源模块11输出的交流电源正常信号或交流电源告警信号。

与所述接收单元131连接的采集单元132用于采集所述主用电源模块11和所述备用电源模块12的电源时间参数，在本实施例中，所述采集单元132采集所述主用电源模块11的所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间Thold和所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间Talarm，采集所述备用电源模块12的打开所述备用电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间Toutdelay。所述采集单元连接在所述主用电源模块11和备用电源模块12上。

分别与所述接收单元131和所述采集单元132连接的检测单元133用于检测和记录所述电源管理模块13接收到交流电源告警信号后到所述备用电源模块12打开使能信号之间的延迟时间Tm，该时间是一个很小的值，目前可达到纳秒级的速度。

分别与所述接收单元131、采集单元132、及检测单元133连接的运算判断单元134用于用于判断所述主用电源模块11和备用电源模块12的电源时间参数和接收交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式，若是，则表示所述主用电源模块11可成功切换至所述备用电源模块12，输出令所述主用电源模块11关闭使能信号的关闭指令、切换至所述备用电源模块12的切换指令、及令所述备用电源模块12打开使能信号的启动指令做到主用电源模块到备用电源模块13的无缝切换，若否，则表示所述主用电源模块11不能成功切换至备用电源模块12，输出重新配置主用电源模块的指令。

实施例二

本实施例提供一种电源管理方法，应用于包括主用电源模块、备用电源模块、及电源管理模块的通信设备，请参阅图4，显示为电源管理方法的流程，所述方法包括：

S1，实时监测所述主用电源模块是否发生电源输入故障，若是，则执行步骤S2，若否，则执行步骤S8。

S2，输出交流电源告警信号。

S3，接收交流电源告警信号，采集所述主用电源模块和备用电源模块的电源时间参数。所述电源模块的所述电源时间参数包括电源模块监测到电源输入故障到电源输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间Thold、电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间Talarm、及打开电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间Toutdelay。在本实施例中，采集步骤包括采集所述主用电源模块的所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间Thold和所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间Talarm，采集所述备用电源模块的打开所述备用电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间Toutdelay。

S4，检测和记录所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间Tm。

S5，判断所述主用电源模块和备用电源模块的电源时间参数和接收交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式，若是，则表示所述主用电源模块可成功切换至所述备用电源模块，执行步骤S6；若否，则表示所述主用电源模块不能成功切换至所述备用电源模块，执行步骤S7。在本步骤中，还包括计算所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间Talarm、所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到所述备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间Tm、与打开所述备用电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间Toutdelay之和，及与所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间Thold进行比较。

S6，输出令所述主用电源模块关闭使能信号的关闭指令、切换至所述备用电源模块的切换指令、及令所述备用电源模块打开使能信号的启动指令。

S7，输出重新配置主用电源模块的指令。

S8，输出交流电源正常信号。

S9，接收交流电源正常信号，输出令所述主用电源模块打开使能信号的启动指令，所述主用电源模块输出电源。

本发明所述的电源管理系统及其方法主要原理是通信设备的电源模块的电源输出可以被控制，电源管理模块可以调整电源策略对电源模块的输出进行控制，也就是说，主用电源模块会实时监视测告警状态，一旦发现有告警产生，电源管理模块会立即关闭掉工作组的主用电源模块并同时切换和打开备用电源模块，这样整个系统的电源就由主用组切换到备用组并不会导致通信设备掉电，做到了主用电源模块和备用电源模块的无缝切换，并同时减少耗电。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电源管理系统，应用于通信设备，其特征在于，包括：

主用电源模块，用于实时监测所述主用电源模块是否发生电源输入故障，若是，则输出交流电源告警信号；若否，则输出交流电源正常信号；所述主用电源模块中预设有电源时间参数；

备用电源模块，与所述主用电源模块连接；

电源管理模块，分别与所述主用电源模块和备用电源模块连接，用于检测所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间，判断电源模块的电源时间参数和所述延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式，若是，则表示所述主用电源模块可成功切换至所述备用电源模块，若否，则表示所述主用电源模块不能成功切换至备用电源模块，输出重新配置主用电源模块的指令。

2.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于：所述电源管理系统包括多个备用电源模块，所述电源管理模块还用于当接收到所述主用电源模块输出的交流电源正常信号时，输出令所述主用电源模块打开使能信号的启动指令。

3.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于：所述电源模块包括：

供电单元，用于给所述通信设备供电；

存储单元，与所述供电单元连接的，用于存储所述主用电源模块和备用电源模块的电源时间参数；

监测单元，与所述存储单元连接的，用于实时监测所述电源模块是否发生电源输入故障；若否，则输出交流电源正常信号；若是，则输出交流电源告警信号。

4.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于：所述电源时间参数包括电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间、电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间、及打开电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间。

5.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于：所述电源管理模块包括：

接收单元，用于接收交流电源正常信号或交流电源告警信号；

与所述接收单元连接的采集单元，用于采集所述主用电源模块和备用电源模块的电源时间参数；

分别与所述接收单元和采集单元连接的检测单元，用于检测和记录所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到所述备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间；

分别与所述接收单元、采集单元、及检测单元连接的运算判断单元，用于判断所述主用电源模块和备用电源模块的电源时间参数和接收交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式，若是，则表示所述主用电源模块可成功切换至所述备用电源模块，输出令所述主用电源模块关闭使能信号的关闭指令、切换至所述备用电源模块的切换指令、及令所述备用电源模块打开使能信号的启动指令，若否，则表示所述主用电源模块不能成功切换至备用电源模块，输出重新配置主用电源模块的指令。

6.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于：所述切换时间公式为所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间大于所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间、所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到所述备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间、与打开所述备用电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间之和。

7.一种电源管理方法，应用于包括主用电源模块、备用电源模块、及电源管理模块的通信设备，其特征在于：包括

实时监测所述主用电源模块是否发生电源输入故障，若是，则输出交流电源告警信号；若否，则输出交流电源正常信号；所述主用电源模块中预设有电源时间参数；

检测所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间；

判断电源模块的电源时间参数和所述延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式，若是，则表示所述主用电源模块可成功切换至所述备用电源模块，若否，则表示所述主用电源模块不能成功切换至所述备用电源模块，输出重新配置主用电源模块的指令。

8.根据权利要求7所述的电源管理方法，其特征在于：在判断所述主用电源模块和备用电源模块的电源时间参数和接收交流电源告警信号后到备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间是否满足预设在所述电源管理模块中的切换时间公式的步骤中还包括计算所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间、所述电源管理模块接收到交流电源告警信号后到所述备用电源模块打开使能信号之间的延迟时间、与打开所述备用电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间之和，及与所述主用电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间进行比较。

9.根据权利要求7所述的电源管理方法，其特征在于：所述电源管理方法还包括

所述电源管理模块接收交流电源正常信号；

所述电源管理模块输出令所述主用电源模块打开使能信号的启动指令；

所述主用电源模块输出电源。

10.根据权利要求7所述的电源管理方法，其特征在于：所述电源时间参数包括所述电源模块监测到电源输入故障到输出电压跌落出正常电压范围外的保持时间、所述电源模块监测到电源输入故障到输出告警信号之间的延迟时间、及打开所述电源模块的输出使能信号到输出电源的延迟时间。

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