CN106451524B - 电源系统及其电源模块的老化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电源系统及其电源模块的老化方法。该电源系统包括：供电装置和电源模块装置；所述供电装置的输入端连接供电电源、所述供电装置的输出端连接所述电源模块的输入端以向所述电源模块提供启动电压，所述电源模块的输出端连接到所述供电装置的输出端以向所述电源模块提供输入电压。实施本发明的电源系统，可以通过供电装置提供串并联的电源模块的启动电压，而在电源模块启动之后可以由其自身供电，供电装置仅提供电源模块自身的器件功率损耗和线路损耗，不需要采用回馈负载就可以完成电源模块老化，结构简单、成本低廉、效率较高、容易维护、扩容方便且体积很小。

Description

电源系统及其电源模块的老化方法

技术领域

本发明涉及电子器件老化领域，更具体地说，涉及一种电源系统及其电源模块的老化方法。

背景技术

现有技术的电源模块老化通常将电源模块直接串联或者并联组成直流母线，然后将直流母线直接接回馈负载，然后将能量回馈电网。图1示出了第一种现有的电源系统。如图1所示，电源模块1-n直接串联以后形成直流母线，回馈负载F直接连接直流母线的正极和负极。图2示出了第二种现有的电源系统。如图2所示，电源模块1-n直接并联以后形成直流母线，回馈负载F直接连接直流母线的正极和负极。

然而，上述技术方案的缺陷在于，需要额外增加大功率的回馈负载。回馈负载不但费用较高，而且结构复杂，长期运行时需要经常维护，因此，购买和运行成本很高。此外，回馈负载本身的转换效率较低，因此在将能量回馈回电网的同时，本身也会消耗很大一部分能量。更进一步地，回馈负载一般是大型集成设备，因此体积过大，导致电源系统扩容不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单、成本低廉、效率较高、维护容易、扩容方便且体积很小的电源系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电源系统，包括：供电装置和电源模块装置；所述供电装置的输入端连接供电电源、所述供电装置的输出端连接所述电源模块装置的输入端以向所述电源模块装置提供启动电压，所述电源模块装置的输出端连接到所述供电装置的输出端以向所述电源模块装置提供输入电压。

在本发明所述的电源系统中，所述供电装置包括第一通断开关和高压直流模块，所述第一通断开关的第一端连接所述交流电源、第二端连接所述高压直流模块的输入端，所述高压直流模块的输出端连接所述电源模块装置的输入端。

在本发明所述的电源系统中，所述供电装置包括第一通断开关和高压直流模块，所述高压直流模块的输入端连接所述交流电源、输出端连接所述第一通断开关的第一端，所述第一通断开关的第二端连接所述电源模块装置的输入端。

在本发明所述的电源系统中，所述供电装置包括第一通断开关、第二通断开关和高压直流模块，所述第一通断开关的第一端连接所述交流电源、第二端连接所述高压直流模块的输入端，所述高压直流模块的输出端连接所述第二通断开关的第一端，所述第二通断开关的第二端连接所述电源模块装置的输入端。

在本发明所述的电源系统中，所述电源系统还包括用于在所述第一通断开关切换时，切换输入所述电源模块装置的正负电压输入的切换装置，所述切换装置连接在所述供电装置的输出端和所述电源模块装置的输入端之间；

所述切换装置包括切换开关或逆变电路；所述切换开关用于在所述第一通断开关断开时，切换输入所述电源模块装置的正负电压输入，所述逆变电路用于在所述第一通断开关闭合时，切换输入所述电源模块装置的正负电压输入；

所述电源模块装置包括至少一个电源模块，所述至少一个电源模块的输入L端连接所述切换装置的第一输出端、输入N端连接所述切换装置的第二输出端、输出端正极连接所述供电装置的输出端正极、输出端负极连接所述供电装置的输出端负极。

在本发明所述的电源系统中，所述电源模块装置包括n个电源模块，n为大于或等于2的整数，所述n个电源模块的输入L端连接所述切换装置的第一输出端、输入N端连接所述切换装置的第二输出端，其中，第一电源模块的输出端正极连接到所述供电装置的输出端正极、输出端负极连接第二电源模块的输出端正极、第n电源模块的输出端负极连接所述供电装置的输出端负极，其中第二电源模块-第n-1电源模块的输出端负极均连接下一电源模块的输出端正极。

在本发明所述的电源系统中，所述电源模块装置包括第一开关器件，所述第一开关器件的第一端连接所述供电装置的输出端正极、所述第一开关器件的第二端连接所述第一电源模块的输出端正极。

在本发明所述的电源系统中，所述电源模块装置包括第二开关器件，所述第二开关器件的第一端连接所述第n电源模块的输出端负极、所述第二开关器件的第二端连接所述供电装置的输出端负极。

本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种上述电源系统的电源模块的老化方法，包括：

S1、通过供电装置向电源模块装置提供启动电压；

S2、通过所述电源模块装置向所述电源模块装置提供输入电压。

在本发明所述的一种电源系统的电源模块的老化方法中，所述步骤S1包括：

S11、通过所述供电装置的第一通断开关反复开关所述电源模块装置；

S12、在所述第一通断开关切换时，通过所述供电装置的切换装置，切换所述电源模块装置的正负电压输入。

实施本发明的电源系统及其电源模块的老化方法，可以通过供电装置提供电源模块装置的启动电压，而在电源模块装置启动之后可以由其自身供电，供电装置仅提供电源模块自身的器件功率损耗和线路损耗，因此不需要采用回馈负载就可以完成电源模块老化，结构简单、成本低廉、效率较高、维护容易、扩容方便且体积很小。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1示出了第一种现有的电源系统；

图2示出了第二种现有的电源系统；

图3示出了本发明的电源系统的原理框图；

图4示出了本发明的电源系统的第一实施例的电路图；

图5示出了本发明的电源系统的第二实施例的电路图；

图6示出了本发明的电源系统的第三实施例的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图3示出了本发明的电源系统的原理框图。如图3所示，本发明的电源系统包括供电装置100和电源模块装置200。所述供电装置100的输入端连接交流电源、所述供电装置100的输出端连接所述电源模块装置的输入端200以向所述电源模块装置200定时提供启动电压。所述电源模块装置200的输出端连接到所述供电装置100的输出端以向所述电源模块装置200提供老化电压。

在本实施例中，所述供电装置100可以是任何定时或者间隙式供电或稳定的电源。所述电源模块装置200可以包括一个电源模块、两个电源模块，或者多个电源模块。整流模块的个数可以根据实际情况而定。

在本实施例中，所述供电装置100为所述电源模块装置200中的各个电源模块提供启动电压和电源模块老化时本身消耗的能量。在本实施例中，所述供电装置100的输出电压略低于所述电源模块装置200的输出电压(即各个电源模块的串联总电压)。这样，当所述电源模块装置200的各个电源模块启动时，所述供电装置100为所述电源模块装置200中的各个电源模块提供启动电压，而在电源模块启动之后，由各个电源模块自身提供老化电压，实现自老化。而在所述电源模块装置200的各个电源模块自老化时，所述供电装置100相当于电压源，将所述电源模块装置200的输出电压(即各个电源模块的串联总电压)钳位，进而和电源模块自身的输出外特性一起作用，将电源模块的输出基本稳定在平均值，输出电流稳定在输出外特性设定值(一般老化是期望输出满载)。

实施本发明的电源系统，可以通过供电装置提供电源模块装置的启动电压，而在电源模块装置启动之后可以由其自身供电，供电装置仅提供电源模块自身的器件功率损耗和线路损耗，因此不需要采用回馈负载就可以完成电源模块老化，结构简单、成本低廉、效率较高、维护容易、扩容方便且体积很小。

图4示出了本发明的电源系统的第一实施例的电路图。本发明的电源系统包括供电装置100和电源模块装置200。如图4所示，供电装置100包括第一通断开关S1和高压直流(HVDC)模块110，所述电源模块装置200包括一个电源模块1。所述第一通断开关S1的第一端连接所述交流电源、第二端连接所述高压直流模块110的输入端。所述高压直流模块110的输出端正极H+连接所述电源模块1的输入L端，输出端负极H-连接所述电源模块1的输入N端，从而为所述电源模块1提供启动电压和电源模块1老化时本身消耗的能量。所述电源模块1的输出端正极Z+分别连接到所述高压直流模块110的输出端正极H+和所述电源模块1的输入L端，所述电源模块1的输出端负极Z-分别连接所述高压直流模块110的输出端负极H-连接所述电源模块1的输入N端。所述电源模块1的输出电压略高于所述高压直流模块110的输出电压，从而在电源模块1启动之后，由电源模块1自身提供老化电压，实现自老化。

在本发明中，所述第一通断开关S1可以选用任何已知的交流通断开关，所述高压直流(HVDC)模块110也可以采用任何已知的高压直流电源、供电模块等等。在本发明的另一实施例中，所述第一通断开关S1也可以连接在所述高压直流(HVDC)模块110和电源模块1之间。即所述高压直流模块110的输入端连接所述交流电源、输出端连接所述第一通断开关的第一端，所述第一通断开关的第二端连接电源模块1。

在本发明的另一实施例中，所述供电装置包括第一通断开关S1、第二通断开关和高压直流模块110。其中所述第一通断开关S1的第一端连接所述交流电源、第二端连接所述高压直流模块110的输入端，所述高压直流模块110的输出端连接所述第二通断开关的第一端，所述第二通断开关的第二端连接所述电源模块1。

实施本发明的电源系统，可以通过通断开关S1实现电源模块1的反复开机关机的老化要求，并且只需小功率的高压直流模块110提供电源模块的启动电压和模块老化时本身消耗的能量及线路损耗，而在电源模块1启动之后可以由其自身供电，因此不需要采用回馈负载就可以完成电源模块老化，结构简单、成本低廉、效率较高、维护容易、扩容方便且体积很小。

图5示出了本发明的电源系统的第二实施例的电路图。本发明的电源系统包括供电装置100、电源模块装置200和切换装置300。如图5所示，供电装置100包括第一通断开关S1和高压直流(HVDC)模块110，所述电源模块装置200包括四个电源模块1-4。所述第一通断开关S1的第一端连接所述交流电源、第二端连接所述高压直流模块110的输入端。所述高压直流模块110的输出端正极H+连接所述切换装置300的第一输入端，所述高压直流模块110的输出端负极H-连接所述切换装置300的第二输入端。所述切换装置300的第一输出端连接整流模块1-4的输入L端，所述切换装置300的第二输出端连接电源模块1-4的输入N端。所述电源模块1的输出端正极Z1+连接所述高压直流模块110的输出端正极H+，输出端负极Z1-连接电源模块2的输出端正极Z2+，电源模块2的输出端负极Z2-连接电源模块3的输出端正极Z3+，电源模块3的输出端负极Z3-连接电源模块4的输出端正极Z4+，电源模块4的输出端负极Z4-连接所述高压直流模块110的输出端负极H-。

在本实施例中，第一通断开关S1定时开关HVDC模块110来实现电源模块老化时的反复开关机要求，切换装置300在第一通断开关S1切换时切换电源模块1-4输入L端和输入N端的正负电压输入。例如切换装置300可以在正负半波定时切换，使得输入电源模块1-4的输入L端和输入N端的正负电压输入，从而使得电源模块1-4可以在正负两个方向上进行老化。

在本实施例中，所述切换装置300可以是切换开关，也可以是逆变电路。所述切换开关用于在所述第一通断开关断开时，切换输入所述电源模块装置的正负电压输入，所述逆变电路用于在所述第一通断开关闭合时，切换输入所述电源模块装置的正负电压输入。本领域技术人员可以根据实际需要，选择合适的切换装置，从而完成电压极性的切换。在本发明中，可以采用现有技术任何已知的切换开关或这切换电路。

实施本发明的电源系统，可以通过通断开关S1实现电源模块的反复开机关机的老化要求，通过切换装置300实现电源模块1-4的正负双向老化，并且只需小功率的高压直流模块110提供电源模块的启动电压和模块老化时本身消耗的能量及线路损耗，而在电源模块1-4启动之后可以由其自身供电，因此不需要采用回馈负载就可以完成电源模块老化，结构简单、成本低廉、效率较高、维护容易、扩容方便且体积很小。

图6示出了本发明的电源系统的第三实施例的电路图。本发明的电源系统包括供电装置100、电源模块装置200和切换开关S2。如图6所示，供电装置100包括第一通断开关S1和高压直流(HVDC)模块110，所述电源模块装置200包括二极管D1、D2、n个电源模块1-n，n为大于等于2的正整数。所述第一通断开关S1的第一端连接所述交流电源、第二端连接所述高压直流模块110的输入端。所述高压直流模块110的输出端正极H+连接所述切换开关S2的第一输入端，所述高压直流模块110的输出端负极H-连接所述切换开关S2的第二输入端。所述切换开关S2的第一输出端连接电源模块1-n的输入L端，所述切换开关S2的第二输出端连接电源模块1-n的输入N端。所述电源模块1的输出端正极Z1+连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接所述高压直流模块110的输出端正极H+。电源模块1的输出端负极Z1-连接电源模块2的输出端正极Z2+，电源模块2的输出端负极Z2-连接电源模块3的输出端正极Z3+，电源模块3的输出端负极Z3-连接电源模块4的输出端正极Z4+，依次类推。每个电源模块的输出端负极与下一电源模块的输入正极连接。电源模块n-1n的输出端负极与电源模块n的输入正极连接，而电源模块n的输出端负极Zn-连接二极管D2的阴极，该二极管D2的阳极连接所述高压直流模块110的输出端负极H-。在本实施例中，该二极管D1和D2可以保护电源模块1-n。

在本发明的其他实施例中，所述二极管D1和D2可以采用其他开关器件，例如通断开关替代。本领域技术人员知悉，任何已知的开关器件都可以用于替代二极管D1和D2。

实施本发明的电源系统，可以通过通断开关S1实现电源模块的反复开机关机的老化要求，通过切换开关S2实现电源模块1-4的正负双向老化，并且只需小功率的高压直流模块110提供整流模块的启动电压和模块老化时本身消耗的能量及线路损耗，而在电源模块启动之后可以由其自身供电，并且可以采用二极管或通断开关对电源模块进行保护，因此不需要采用回馈负载就可以完成电源模块老化，结构简单、成本低廉、效率较高、维护容易、扩容方便且体积很小。本发明还公开了一种上述电源系统的电源模块的老化方法。在步骤S1中通过供电装置向电源模块装置提供启动电压。在步骤S2中、通过所述电源模块装置向所述电源模块装置提供输入电压。在本发明的进一步的优选实施例中，所述步骤S1进一步包括步骤S11、通过所述供电装置的第一通断开关反复开关所述电源模块装置，以及步骤S12、在所述第一通断开关切换时，通过所述供电装置的切换装置，切换所述电源模块装置的正负电压输入。

本领域技术人员知悉，在电源系统的电源模块的老化方法中，该电源模块以依照上述电源模块的实现方式构造，其原理以及具体操作步骤可以参见图3-6以及其对应的描述。基于本发明的教导，本领域技术人员能够实现上述电源系统的电源模块的老化方法，在此就不再累述了。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (9)

1.一种电源系统，其特征在于，包括：供电装置和电源模块装置；所述供电装置的输入端连接供电电源、所述供电装置的输出端连接所述电源模块装置的输入端以向所述电源模块装置提供启动电压，所述电源模块装置的输出端连接到所述供电装置的输出端以向所述电源模块装置提供输入电压；所述供电装置包括第一通断开关和高压直流模块；

其中所述电源系统还包括用于在所述第一通断开关切换时，切换输入所述电源模块装置的正负电压输入的切换装置，所述切换装置连接在所述供电装置的输出端和所述电源模块装置的输入端之间；

所述切换装置包括切换开关或逆变电路；所述切换开关用于在所述第一通断开关断开时，切换输入所述电源模块装置的正负电压输入，所述逆变电路用于在所述第一通断开关闭合时，切换输入所述电源模块装置的正负电压输入；

所述电源模块装置包括至少一个电源模块，所述至少一个电源模块的输入L端连接所述切换装置的第一输出端、输入N端连接所述切换装置的第二输出端、输出端正极连接所述供电装置的输出端正极、输出端负极连接所述供电装置的输出端负极。

2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述第一通断开关的第一端连接交流电源、第二端连接所述高压直流模块的输入端，所述高压直流模块的输出端连接所述电源模块装置的输入端。

3.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述高压直流模块的输入端连接交流电源、输出端连接所述第一通断开关的第一端，所述第一通断开关的第二端连接所述电源模块装置的输入端。

4.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述供电装置还包括第二通断开关，所述第一通断开关的第一端连接交流电源、第二端连接所述高压直流模块的输入端，所述高压直流模块的输出端连接所述第二通断开关的第一端，所述第二通断开关的第二端连接所述电源模块装置的输入端。

5.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述电源模块装置包括n个电源模块，n为大于或等于2的整数，所述n个电源模块的输入L端连接所述切换装置的第一输出端、输入N端连接所述切换装置的第二输出端，其中，第一电源模块的输出端正极连接到所述供电装置的输出端正极、输出端负极连接第二电源模块的输出端正极、第n电源模块的输出端负极连接所述供电装置的输出端负极，其中第二电源模块-第n-1电源模块的输出端负极均连接下一电源模块的输出端正极。

6.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于，所述电源模块装置包括第一开关器件，所述第一开关器件的第一端连接所述供电装置的输出端正极、所述第一开关器件的第二端连接所述第一电源模块的输出端正极。

7.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于，所述电源模块装置包括第二开关器件，所述第二开关器件的第一端连接所述第n电源模块的输出端负极、所述第二开关器件的第二端连接所述供电装置的输出端负极。

8.一种根据权利要求1-7中任意一项权利要求所述的电源系统的电源模块的老化方法，其特征在于，包括：

S1、通过供电装置向电源模块装置提供启动电压；

S2、通过所述电源模块装置向所述电源模块装置提供输入电压。

9.根据权利要求8所述的一种电源系统的电源模块的老化方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、通过所述供电装置的第一通断开关反复开关所述电源模块装置；

S12、在所述第一通断开关切换时，通过所述供电装置的切换装置，切换所述电源模块装置的正负电压输入。