CN103997106B - 用于电力操作电源的模块化充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源技术领域，公开了一种用于电力操作电源的模块化充电系统，包括与三相交流连接的交流配电模块，将交流配电模块输出的交流转换为直流的整流模块，和根据负载的充电信息输出负载所需电压和电流的监控模块。监控模块负责管理整流模块，整流模块可以有多个。本发明解决了现有的充电系统由于整流模块故障或者监控模块故障导致整个系统均流控制崩溃的风险问题，具有能够保证系统的安全性和可靠性。

Description

用于电力操作电源的模块化充电系统

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及了一种用于电力操作电源的模块化充电系统。

背景技术

目前，现行的均流技术主要有两种，一种是基于均流芯片的硬件均流，电路复杂，硬件成本较高；一种是基于DSP的CAN通信方式的数字均流，但实际工程应用中CAN器件的价格大约是RS485的2-3倍，具有CAN功能的核心CPU比如DSP价格远远高于没有CAN功能的芯片例如AVR单片机。传统的充电系统由于单个整流模块故障或者监控模块故障，存在导致整个系统均流控制崩溃的风险问题，以及均流方案过于依赖监控模块所导致的系统不稳定及较高的故障风险等缺点。

发明内容

本发明针对现有技术中由于整流模块故障或者监控模块故障导致整个系统均流控制的崩溃，以及均流方案过于依赖监控模块所导致的系统不稳定及较高的故障风险等缺点，提供了一种在基于RS485总线的结构上，利用整流模块本身机号的独立和唯一性，实现了能够在不增加任何信号传输线的前提下完成各个整流模块的自主均流的用于电力操作电源的模块化充电系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

用于电力操作电源的模块化充电系统，包括与三相交流连接的交流配电模块，将交流配电模块输出的交流转换为直流的整流模块，和根据负载的充电信息输出负载所需电压和电流的监控模块，系统中所述的监控模块只有1台，整流模块为2或2台以上并联，各整流模块和监控模块通过RS485总线连接，系统中每个均流过程中，各整流模块内部控制器进行如下步骤判断：

步骤1、检测与监控模块是否正常通信，若正常则转向步骤5；

步骤2、根据整流模块的机号产生随机时间，进行主机竞争争夺主机权利；

步骤3、成为主机的整流模块接收所有总线上其它模块的电流信息进行运算；

步骤4、成为从机的整流模块退出主机竞争的权利，接收主机下发的电流参数；

步骤5、若监控模块正常，所有整流器的状态全部恢复为从机状态接收监控器下发的命令。

通过采用上述方法，能够在不增加任何硬件成本的基础上实现各个整流模块的自主均流。通过整流模块的并联，在多个整流模块并联系统中，均匀分配各个负载电流，具有易扩容、可靠性高、体积小、性价比高等优势。

作为优选，步骤1之前，还包括步骤0：检测整流模块本身是否存在关机故障等问题，若存在故障造成的整流模块关机，则该模块不再参与主机竞争机制。

作为优选，已竞争成为主机的整流模块也要检测整流模块本身是否存在关机故障等问题，若存在故障造成的整流模块关机，则该模块自动转为从机不再参与主机竞争机制。

作为优选，整流模块均与监控模块通信，只要监控模块正常通信则整流模块不进行主机竞争，已成为主机的整流模块只要监控模块中途正常，则自行退出主机状态转为从机。

作为优选，已成为主机的整流模块，通过接收其它模块的当前负载电流并算出系统中平均电流再下发给其它整流模块。

在基于RS485总线的结构上，利用整流模块本身机号的独立和唯一性，整流模块各自产生一个随机时间，在总线上发送竞争主机包机制，由于不同模块产生的时间不同而且是随机的，这样每个整流模块都有成为主机的可能，利用这个时间差实现了临时主机的产生，这样就解决了行业一直没法解决的在RS485总线上只有一个主机的问题。

本发明的有益效果：实现了能够在不增加任何信号传输线的前提下完成各个整流模块的自主均流。本发明解决了基于RS485是单主从结构，却能够实现例如CAN－bus多主从结构的功能，使用的各整流模块内可实现自主均流。解决了现有的充电系统由于单个整流模块故障或者监控模块故障导致整个系统均流控制崩溃的风险问题，该系统简单实用，安全可靠，成本低廉，具有很强的工程实用性。

附图说明

图1是本发明的运算判断整流模块的流程示意图。

图2是本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1至图2与实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

用于电力操作电源的模块化充电系统，如图1至图2所示，包括与三相交流连接的交流配电模块，将交流配电模块输出的交流转换为直流的整流模块，和根据负载的充电信息输出负载所需电压和电流的监控模块，系统中所述的监控模块只有1台，整流模块为2或2台以上并联，各整流模块和监控模块通过RS485总线连接，系统中每个均流过程中，各整流模块内部控制器进行如下步骤判断：

步骤1、检测与监控模块是否正常通信，若正常则转向步骤5；

步骤2、根据整流模块的机号产生随机时间，进行主机竞争争夺主机权利；

步骤3、成为主机的整流模块接收所有总线上其它模块的电流信息进行运算；

步骤4、成为从机的整流模块退出主机竞争的权利，接收主机下发的电流参数；

步骤5、若监控模块正常，所有整流器的状态全部恢复为从机状态接收监控器下发的命令。

步骤1之前，还包括步骤0：检测整流模块本身是否存在关机故障等问题，若存在故障造成的整流模块关机，则该模块不再参与主机竞争机制。已竞争成为主机的整流模块也要检测整流模块本身是否存在关机故障等问题，若存在故障造成的整流模块关机，则该模块自动转为从机不再参与主机竞争机制。监控模块负责管理整流模块，整流模块可以有多个，本发明解决了现有的充电系统由于整流模块故障或者监控模块故障导致整个系统均流控制崩溃的风险问题，具有能够保证系统的安全性和可靠性。整流模块可以为3台、4台、5台、6台、7台、8台，整流模块的连接方式如图2所示类推。

整流模块均与监控模块通信，只要监控模块正常通信则整流模块不进行主机竞争，已成为主机的整流模块只要监控模块中途正常，则自行退出主机状态转为从机。已成为主机的整流模块，通过接收其它模块的当前负载电流并算出系统中平均电流再下发给其它整流模块。

实施例2

用于电力操作电源的模块化充电系统，包括与三相交流连接的交流配电模块，将交流配电模块输出的交流转换为直流的整流模块，和根据负载的充电信息输出负载所需电压和电流的监控模块。监控模块负责管理整流模块，整流模块可以有多个。现有的基于RS485的均流技术都是采用是有监控模块接收其它整流模块的负载电流值，并计算出均流后的负载电流值，然后通过RS485总线发送给各个整流模块，由各个整流模块主动调节自身的输出电流来实现系统均流，如果监控模块出现故障，整个系统均流将崩溃。

本发明在RS485总线的构架下，本发明实施方案是在监控模块出现故障后，整流模块中能够根据自己机号产生的随机时间在总线上发送主机竞争包命令，直到确认产生主机为止，产生的主机具有类似监控模块均流部分的功能。同样已经成为主机的整流模块通过RS485总线接收其它整流模块的电流信息，然后计算出平均电流通过RS485总线发送给其它从机整流模块，其它从机整流模块主动调节自身的输出电流来实现系统均流。

当成为主机的整流模块本身存在关机故障等问题，则该整流模块能够退出主机状态，剩下的从机整流模块重新开始根据自己机号产生的随机时间在总线上再次发送主机竞争包命令，直到确认产生新的主机为止。当整流模块均与监控模块通信正常时，所有整流模块全部转为从机状态，监控模块接收整流模块的电流值，并计算出均流后的负载电流值，然后通过RS485总线发送给各个整流模块，由各个整流模块主动调节自身的输出电流来实现系统均流。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (2)

1.用于电力操作电源的模块化充电系统，包括与三相交流连接的交流配电模块，将交流配电模块输出的交流转换为直流的整流模块，和根据负载的充电信息输出负载所需电压和电流的监控模块，其特征在于：系统中所述的监控模块只有1台，整流模块为2台以上并联，各整流模块和监控模块通过RS485总线连接，系统中每个均流过程中，各整流模块内部控制器进行如下步骤判断：

步骤1、检测与监控模块是否正常通信，若正常则转向步骤5；

步骤2、根据整流模块的机号产生随机时间，进行主机竞争争夺主机权利；

步骤3、成为主机的整流模块接收所有总线上其他整流模块的电流信息进行运算；

步骤4、成为从机的整流模块退出主机竞争的权利，接收主机下发的电流参数；

步骤5、若监控模块正常，所有整流模块的状态全部恢复为从机状态接收监控模块下发的命令；

步骤1之前，还包括步骤0：检测整流模块本身是否存在关机故障问题，若存在故障造成的整流模块关机，则该模块不再参与主机竞争机制；已竞争成为主机的整流模块也要检测整流模块本身是否存在关机故障问题，若存在故障造成的整流模块关机，则该模块自动转为从机不再参与主机竞争机制；整流模块均与监控模块通信，只要监控模块正常通信则整流模块不进行主机竞争，已成为主机的整流模块只要监控模块中途正常，则自行退出主机状态转为从机。

2.根据权利要求1所述的用于电力操作电源的模块化充电系统，其特征在于：已成为主机的整流模块，通过接收其他整流模块的当前负载电流并算出系统中平均电流再下发给其它整流模块。