CN104901344A - 一种电源管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电源管理方法，通过对n次采样得到的电流、电压信号进行分组，求取每m个信号的平均值，然后判断多个平均值是否超过电流门限或电压门限，当有一个电流平均值超过过流门限值时即对过流累加器加1，当有一个电流平均值超过欠流门限值时即对欠流累加器加1，当有一个电压平均值超过过压门限值时即对欠压累加器加1，当有一个电压平均值超过平均值超过欠压门限值时即对欠流累加器加1，最后只要有任意一个累加器的值超过采集个数n与预设比例因子η的乘积时，则产生旁路告警并设置旁路继电器为旁路状态，而当累加器的值低于n*（1-η）时，即认为产生了干扰，有效的屏蔽了干扰信号。

Description

一种电源管理方法及系统

技术领域

本申请涉及供电电源管理技术领域，更具体地说，涉及一种电源管理方法及系统。

背景技术

电源管理是指如何将电源有效分配给系统的不同组件。电源管理对于依赖电池电源的移动式设备至关重要。通过降低组件闲置时的能耗，优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍。现今电源管理已经广泛应用到工业，能源，交通，信息，航空，国防，教育，文化等诸多领域。

然而，现有的电源管理方法抗干扰能力差，当检测到电流或电压信号超过阈值时，立刻进入旁路状态或告警，但是当前电流或电压信号很有可能是一个干扰信号，从而影响负载设备的正常运行。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种电源管理方法及系统，用于解决现有电源管理方法抗干扰能力差的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种电源管理方法，包括：

连续n次采集电流和电压信号；

将采集的电流和电压信号转换为数字电流信号和数字电压信号；

将n个数字电流信号和n个数字电压信号分别按照每m个一组，划分为若干组；

对划分完的每个组进行求平均处理，得到若干个数字电流信号平均值和若干个数字电压信号平均值；

分别判断每个所述数字电流信号平均值和所述数字电压信号平均值是否超过电流门限值和电压门限值，所述电流门限值包括过流门限值和欠流门限值，所述电压门限值包括过压门限值和欠压门限值；

每超过一次过流门限值则对过流累加器加1，每超过一次欠流门限值则对欠流累加器加1，每超过一次过压门限值则对过压累加器加1，每超过一次欠压门限值则对欠压累加器加1；

判断所述过流累加器、所述欠流累加器、所述过压累加器、所述欠压累加器中的任意一个值是否超过n*η，其中η是预设比例因子；

当任意一个的值超过n*η时，产生旁路告警信号并设置旁路继电器为旁路状态。

优选地，还包括：

接收用户输入的电压调节指令，对采集的电压信号进行调整。

优选地，在所述产生旁路告警信号并设置旁路继电器为旁路状态之后，还包括：

设置定时器初始时间，定时器时间结束后将旁路打开；

判断旁路打开后是否继续产生旁路告警；

如果不是，则确定当前接收的电流、电压信号正常；

如果是，则进入旁路状态，将定时器时间延迟一定时间后重复进入上述步骤：定时器时间结束后将旁路打开。

一种电源管理系统，包括：

电压电流采集模块，用于采集电流和电压信号；

模数转换模块，用于将采集的电流和电压信号转换为数字电流信号和数字电压信号；

微控制器模块，用于将n个数字电流信号和n个数字电压信号分别按照每m个一组，划分为若干组，对划分完的每个组进行求平均处理，得到若干个数字电流信号平均值和若干个数字电压信号平均值，分别判断每个所述数字电流信号平均值和所述数字电压信号平均值是否超过电流门限值和电压门限值，所述电流门限值包括过流门限值和欠流门限值，所述电压门限值包括过压门限值和欠压门限值，每超过一次过流门限值则对过流累加器加1，每超过一次欠流门限值则对欠流累加器加1，每超过一次过压门限值则对过压累加器加1，每超过一次欠压门限值则对欠压累加器加1，判断所述过流累加器、所述欠流累加器、所述过压累加器、所述欠压累加器中的任意一个的值是否超过n*η，其中η是预设比例因子，当任意一个值超过n*η时，产生旁路告警信号并向旁路继电器发出旁路信号；

旁路继电器，用于在所述微控制器模块的控制下，设置自身的旁路状态。

优选地，所述微控制器模块还与电压调整器相连，通过所述微控制器模块中的通信接口接收用户设置的电压值，并控制所述电压调整器进行电压调节。

优选地，所述微控制器模块在产生旁路告警信号并向旁路继电器发出旁路信号之后，还执行以下操作：

设置定时器初始时间，定时器时间结束后向旁路继电器发送打开旁路的信号；

判断旁路打开后是否继续产生旁路告警；

如果不是，则确定当前接收的电流、电压信号正常；

如果是，则向旁路继电器发出旁路信号，以使旁路继电器进入旁路状态，将定时器时间延迟一定时间后重复进入上述步骤：定时器时间结束后向旁路继电器发送打开旁路的信号。

优选地，还包括：

防浪涌模块，用于屏蔽输入浪涌。

优选地，还包括：

电压电流检测模块，与所述电压电流采集模块相连，用于检测采集的电流和电压信号是否超过门限值，当超过门限值时产生过流告警或过压告警。

优选地，所述微控制器模块采用STM32型号芯片。

从上述的技术方案可以看出，本申请实施例公开的电源管理方法，通过对n次采样得到的电流、电压信号进行分组，求取每m个信号的平均值，然后判断多个平均值是否超过电流门限或电压门限，当有一个电流平均值超过过流门限值时即对过流累加器加1，当有一个电流平均值超过欠流门限值时即对欠流累加器加1，当有一个电压平均值超过过压门限值时即对欠压累加器加1，当有一个电压平均值超过平均值超过欠压门限值时即对欠流累加器加1，最后只要有任意一个累加器的值超过采集个数n与预设比例因子η的乘积时，则产生旁路告警并设置旁路继电器为旁路状态，而当累加器的值低于n*（1-η）时，即认为产生了干扰，从而不进行旁路，避免了因为某一个干扰信号超过阈值即进行旁路的情况，有效的屏蔽了干扰信号。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例公开的一种电源管理方法流程图；

图2为本申请实施例公开的一种自抑方法流程图；

图3为本申请实施例公开的一种电源管理系统结构图；

图4为本申请实施例公开的另一种电源管理系统结构图；

图5为本申请实施例公开的又一种电源管理系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

参见图1，图1为本申请实施例公开的一种电源管理方法流程图。

如图1所示，该方法包括：

步骤101：连续n次采集电流和电压信号；

步骤102：将采集的电流和电压信号转换为数字电流信号和数字电压信号；

步骤103：将n个数字电流、电压信号分别按照每m个一组，划分为若干组；

具体地，对n个数字电流信号和n个数字电压信号分别进行分组，其中每m个一组，划分为若干组。其中n是m的整数倍。

步骤104：对划分完的每个组进行求平均处理；

具体地，对每个分组中的m个数值进行求平均，得到若干个数字电流信号平均值和若干个数字电压信号平均值。

步骤105：分别判断每个数字电流信号和数字电压信号平均值是否超过电流门限值和电压门限值；

具体地，电流门限值包括过流门限值和欠流门限值，电压门限值包括过压门限值和欠压门限值。比较每个数字电流信号平均值与上述过流门限值和欠流门限值之间的大小关系，同理比较每个数字电压信号平均值与过压门限值和欠压门限值之间的大小关系。

步骤106：分别统计超过四个门限值的个数；

具体地，每超过一次过流门限值则对过流累加器加1，每超过一次欠流门限值则对欠流累加器加1，每超过一次过压门限值则对过压累加器加1，每超过一次欠压门限值则对欠压累加器加1。

步骤107：判断上述四个累加器中任意一个的值是否超过n*η；

具体地，判断所述过流累加器、所述欠流累加器、所述过压累加器、所述欠压累加器中的任意一个值是否超过n*η，其中η是预设比例因子。

步骤108：当任意一个的值超过n*η时，产生旁路告警信号并设置旁路继电器为旁路状态。

本申请实施例公开的电源管理方法，通过对n次采样得到的电流、电压信号进行分组，求取每m个信号的平均值，然后判断多个平均值是否超过电流门限或电压门限，当有一个电流平均值超过过流门限值时即对过流累加器加1，当有一个电流平均值超过欠流门限值时即对欠流累加器加1，当有一个电压平均值超过过压门限值时即对欠压累加器加1，当有一个电压平均值超过平均值超过欠压门限值时即对欠流累加器加1，最后只要有任意一个累加器的值超过采集个数n与预设比例因子η的乘积时，则产生旁路告警并设置旁路继电器为旁路状态，而当累加器的值低于n*（1-η）时，即认为产生了干扰，从而不进行旁路，避免了因为某一个干扰信号超过阈值即进行旁路的情况，有效的屏蔽了干扰信号。

举例来说：

连续2000次采集电流、电压信号，模数转换后，按照每16个一组，对电流和电压进行分组，一共分为125组。对每个分组中的16个信号值求平均，然后比较每个平均值与门限值之间的大小关系，并对应的增加累加器的值，最后统计每个累加器的值与1600（2000*80%）的大小关系，即判断所统计的2000次信号中有80%的满足条件即产生旁路告警并设置旁路，而当每个累加器的值小于等于400（2000*20%）时，认为产生了干扰，屏蔽掉该干扰信号。通过这种方式，能够避免在恶劣的环境下出现误操作和误告警情况。

当然，上述例子中选取的n为2000，m为16，η为80%，这些参数都可以根据实际需要而改变。

需要说明的是，本申请公开的电压管理方法还可以进一步的增加接收用户输入的电压调节指令，并根据该指令对采集的电压信号进行调整，从而改变输出电压值。通过这种方式，可以根据负载设备的电压需求而智能调整输出电压值。

需要说明的是，我们还可以在采集到电流、电压信号后，首先判断该电流、电压信号是否产生过流或过压，并在其产生过流或过压时发出过流告警或过压告警，进而控制进入上述步骤103-108的旁路判断过程。这样，无需对接收的所有电流、电压信号进行旁路判断，而仅仅当出现过流告警或过压告警时，才进入旁路判断过程，减少了检测工作。

实施例二

参见图2，图2为本申请实施例公开的一种自抑方法流程图。

如图2所示，在实施例一中产生旁路告警并设置旁路继电器为旁路状态之后，为了避免需要人工手动复位才能解除报警，我们可以设置自抑方法，如下：

步骤201：设置定时器初始时间，定时器时间结束后将旁路打开；

具体地，定时器时间结束之后，解除旁路报警并将旁路打开。

步骤202：判断旁路打开后是否继续产生旁路告警；

具体地，打开旁路之后，判断此时是否恢复正常，即是否继续产生旁路告警，如果继续产生则代表还没有恢复正常。

步骤203：如果不是，则确定当前接收的电流、电压信号正常；

步骤204：如果是，则进入旁路状态，将定时器时间延迟一定时间后重复进入上述步骤201。

具体地，当定时器设定的初始时间后，如果仍旧没有恢复正常，则将定时器的时间延迟一定时间，继续上述判断过程。

需要说明的是，我们也可以不改变定时器的时间，或者将定时器的时间设置为一个循环值，即第一次定时时间为t1，第二次定时时间为t2，第三次定时时间为t1，等等多种组合形式，此处并不限定。

通过设置上述自抑方法，能够在继电器进入旁路之后，自动检测是否恢复正常，并在判断结果为是的情况下，自动解除报警并打开旁路。无需人工手动复位旁路开关。

实施例三

参见图3，图3为本申请实施例公开的一种电源管理系统结构图。

本申请实施例公开的电源管理系统是与实施例一公开的电源管理方法相对应的。如图3所示，该系统包括：

电压电流采集模块31，用于采集电流和电压信号；

模数转换模块32，用于将采集的电流和电压信号转换为数字电流信号和数字电压信号；

微控制器模块33，用于将n个数字电流信号和n个数字电压信号分别按照每m个一组，划分为若干组，对划分完的每个组进行求平均处理，得到若干个数字电流信号平均值和若干个数字电压信号平均值，分别判断每个所述数字电流信号平均值和所述数字电压信号平均值是否超过电流门限值和电压门限值，所述电流门限值包括过流门限值和欠流门限值，所述电压门限值包括过压门限值和欠压门限值，每超过一次过流门限值则对过流累加器加1，每超过一次欠流门限值则对欠流累加器加1，每超过一次过压门限值则对过压累加器加1，每超过一次欠压门限值则对欠压累加器加1，判断所述过流累加器、所述欠流累加器、所述过压累加器、所述欠压累加器中的任意一个的值是否超过n*η，其中η是预设比例因子，当任意一个值超过n*η时，产生旁路告警信号并向旁路继电器发出旁路信号；

旁路继电器34，用于在所述微控制器模块33的控制下，设置自身的旁路状态。

本申请实施例公开的电源管理系统，通过电压电流采集模块31采集电压电流信号，并由模数转换模块32进行模数转换，然后由微控制器模块33进行上述旁路算法，避免了因为某一个干扰信号超过阈值即进行旁路的情况，有效的屏蔽了干扰信号。

需要说明的是，微控制器模块33在产生旁路告警并向旁路继电器发出旁路信号之后，还可以增加执行以下操作：

判断旁路打开后是否继续产生旁路告警；

如果不是，则确定当前接收的电流、电压信号正常；

如果是，则向旁路继电器发出旁路信号，以使旁路继电器进入旁路状态，将定时器时间延迟一定时间后重复进入上述步骤：定时器时间结束后向旁路继电器发送打开旁路的信号。

需要说明的是，本实施例中的微处理器模块33可以采用STM32型号的芯片。

实施例四

参见图4，图4为本申请实施例公开的另一种电源管理系统结构图。

如图4所示，在实施例三的基础上，本实施例进一步增加了与微控制器模块33相连的电压调整器35，通过所述微控制器模块33中的通信接口接收用户设置的电压值，并控制所述电压调整器35进行电压调节。

在上述基础上，还可以增加防浪涌模块36，用于屏蔽输入浪涌，保护设备正常运行。

实施例五

参见图5，图5为本申请实施例公开的又一种电源管理系统结构图。

如图5所示，在上一实施例的基础上，本实施例又增加了与电压电流采集模块31相连的电压电流检测模块37，用于检测采集的电流和电压信号是否超过门限值，当超过门限值时产生过流告警或过压告警。

通过由电压电流检测模块37来判断出产生过流或过压时，才激发微控制器模块33进行旁路算法，这样可以减少微控制器模块33的工作量。

当然，需要说明的是，电压电流检测模块37也可以集成在电压电流采集模块31之中，上述只是一种优选的实施例而已。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电源管理方法，其特征在于，包括：

连续n次采集电流和电压信号；

将采集的电流和电压信号转换为数字电流信号和数字电压信号；

将n个数字电流信号和n个数字电压信号分别按照每m个一组，划分为若干组；

对划分完的每个组进行求平均处理，得到若干个数字电流信号平均值和若干个数字电压信号平均值；

分别判断每个所述数字电流信号平均值和所述数字电压信号平均值是否超过电流门限值和电压门限值，所述电流门限值包括过流门限值和欠流门限值，所述电压门限值包括过压门限值和欠压门限值；

每超过一次过流门限值则对过流累加器加1，每超过一次欠流门限值则对欠流累加器加1，每超过一次过压门限值则对过压累加器加1，每超过一次欠压门限值则对欠压累加器加1；

判断所述过流累加器、所述欠流累加器、所述过压累加器、所述欠压累加器中的任意一个值是否超过n*η，其中η是预设比例因子；

当任意一个的值超过n*η时，产生旁路告警信号并设置旁路继电器为旁路状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

接收用户输入的电压调节指令，对采集的电压信号进行调整。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述产生旁路告警信号并设置旁路继电器为旁路状态之后，还包括：

设置定时器初始时间，定时器时间结束后将旁路打开；

判断旁路打开后是否继续产生旁路告警；

如果不是，则确定当前接收的电流、电压信号正常；

如果是，则进入旁路状态，将定时器时间延迟一定时间后重复进入上述步骤：定时器时间结束后将旁路打开。

4.一种电源管理系统，其特征在于，包括：

电压电流采集模块，用于采集电流和电压信号；

模数转换模块，用于将采集的电流和电压信号转换为数字电流信号和数字电压信号；

微控制器模块，用于将n个数字电流信号和n个数字电压信号分别按照每m个一组，划分为若干组，对划分完的每个组进行求平均处理，得到若干个数字电流信号平均值和若干个数字电压信号平均值，分别判断每个所述数字电流信号平均值和所述数字电压信号平均值是否超过电流门限值和电压门限值，所述电流门限值包括过流门限值和欠流门限值，所述电压门限值包括过压门限值和欠压门限值，每超过一次过流门限值则对过流累加器加1，每超过一次欠流门限值则对欠流累加器加1，每超过一次过压门限值则对过压累加器加1，每超过一次欠压门限值则对欠压累加器加1，判断所述过流累加器、所述欠流累加器、所述过压累加器、所述欠压累加器中的任意一个的值是否超过n*η，其中η是预设比例因子，当任意一个值超过n*η时，产生旁路告警信号并向旁路继电器发出旁路信号；

旁路继电器，用于在所述微控制器模块的控制下，设置自身的旁路状态。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述微控制器模块还与电压调整器相连，通过所述微控制器模块中的通信接口接收用户设置的电压值，并控制所述电压调整器进行电压调节。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述微控制器模块在产生旁路告警信号并向旁路继电器发出旁路信号之后，还执行以下操作：

设置定时器初始时间，定时器时间结束后向旁路继电器发送打开旁路的信号；

判断旁路打开后是否继续产生旁路告警；

如果不是，则确定当前接收的电流、电压信号正常；

如果是，则向旁路继电器发出旁路信号，以使旁路继电器进入旁路状态，将定时器时间延迟一定时间后重复进入上述步骤：定时器时间结束后向旁路继电器发送打开旁路的信号。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：

防浪涌模块，用于屏蔽输入浪涌。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：

电压电流检测模块，与所述电压电流采集模块相连，用于检测采集的电流和电压信号是否超过门限值，当超过门限值时产生过流告警或过压告警。

9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述微控制器模块采用STM32型号芯片。