CN108880191A - 一种电源单元、供电系统和供电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源单元、供电系统和供电方法，包括第一通信模块、控制模块和功率变换模块，其中，第一通信模块，接收控制模块的第一数据，将第一数据通过无线接口发送至其它电源单元和/或外部监控单元；通过无线接口接收其它电源单元和/或外部监控单元发送的第二数据，将第二数据发送至控制模块；控制模块，对功率变换模块的第一数据进行采集，将第一数据发送至第一通信模块；接收第一通信模块的第二数据，对第一数据和第二数据进行处理，生成控制信号发送至功率变换模块；功率变换模块，接收外部供电信号以及控制模块的控制信号，根据控制信号对供电信号进行功率变换。本发明从有线转向无线，能够简化组网结构、节能降耗及降低综合成本。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源单元、供电系统和供电方法。
背景技术
传统的供电系统对负载供电过程中，其内部各个并联的电源模块之间通过连接线传递信号或数据，通过均流控制实现负载均分；同时，各个电源模块接受监控单元的指令，进行数据上报，从而实现对整个供电系统的管理和维护。
传统的供电电源和供电系统存在如下几个不足：
1、传统电源系统通过连接线并联，考虑机柜整体布线和散热需求，连接线的存在限制了电源模块和供电系统的设计，而且增加了连接件和线路成本；
2、电源模块通常分为高压侧和低压侧，在电源模块内部有电气隔离要求下，并联控制往往仅限于低电压一侧，不利于同时在一个微处理器进行控制实现对多级功率变换的应用；
3、有线通信不如无线通信易于移动。
总之，现有技术中的有线连接增加布线要求，综合成本高，限制了电源系统供电架构升级演进的灵活性，不符合智能化、网络化发展趋势。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电源单元、供电系统和供电方法，能够简化组网结构、节能降耗及降低综合成本。
为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种电源单元，包括第一通信模块、控制模块和功率变换模块，其中，
所述第一通信模块，用于接收所述控制模块的第一数据，将所述第一数据通过无线接口发送至其它电源单元和/或外部监控单元；通过无线接口接收其它电源单元和/或外部监控单元发送的第二数据，将所述第二数据发送至所述控制模块；
所述控制模块，用于对所述功率变换模块的第一数据进行采集，将所述第一数据发送至所述第一通信模块；接收所述第一通信模块的第二数据，对第一数据和第二数据进行处理，根据处理结果生成控制信号，将所述控制信号发送至所述功率变换模块；
所述功率变换模块，用于接收外部的供电信号以及所述控制模块的控制信号，根据所述控制信号对所述供电信号进行功率变换。
进一步地，所述无线接口为无线保真WiFi信号或紫蜂Zigbee信号。
进一步地，所述电源单元为交流电源或直流电源。
本发明实施例还提供了一种包含以上任一所述的电源单元的供电系统，还包括配电单元，其中，
若干个电源单元之间通过并联方式相互电性连接后，与配电单元相连接；
若干个电源单元之间还通过无线接口交互数据，实现均分负载。
进一步地，所述供电系统还包括监控单元，所述监控单元通过无线接口与每个所述电源单元相连接，对每个所述电源单元进行监控管理。
进一步地，所述无线接口为无线保真WiFi接口或紫蜂Zigbee接口。
本发明实施例还提供了一种应用以上任一所述的电源单元的供电方法，包括：
若干个电源单元之间通过并联方式相互电性连接后，与配电单元相连接；
若干个电源单元之间还通过无线连接方式交互数据，实现均分负载。
进一步地，所述供电方法还包括：监控单元通过无线连接方式，对每个所述电源单元进行监控管理。
进一步地，所述无线连接方式为无线保真WiFi或紫蜂Zigbee。
本发明的技术方案，具有如下有益效果：
本发明提供的电源单元、供电系统和供电方法，从有线转向无线，便于智能终端操控，节省了布线材料，简化了组网结构，达到了节能降耗、降低综合成本、改善用户体验的效果，提高了产品的市场竞争力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明第一实施例的一种电源单元的结构示意图；
图2为本发明第一实施例的一种供电系统的结构示意图；
图3为本发明第二实施例的一种供电系统的结构示意图；
图4为本发明第三实施例的一种供电系统的结构示意图；
图5为本发明第一实施例的一种供电方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，本发明提供了一种电源单元，包括第一通信模块、控制模块和功率变换模块，其中，
第一通信模块，用于接收控制模块的第一数据，将所述第一数据通过无线接口发送至其它电源单元和/或外部监控单元；通过无线接口接收其它电源单元和/或外部监控单元发送的第二数据，将所述第二数据通过串行接口发送至控制模块；
控制模块，用于对功率变换模块的第一数据进行采集，将所述第一数据发送至第一通信模块；接收第一通信模块的第二数据，对第一数据和第二数据进行处理，根据处理结果生成控制信号，将所述控制信号发送至功率变换模块；
功率变换模块，用于接收外部的供电信号以及控制模块的控制信号，根据所述控制信号对所述供电信号进行功率变换。
需要说明的是，所述的供电信号可以为交流电(如市电等)或直流电，输出至负载的输出信号也可以为交流或直流输出信号。本发明强调的是在电源单元内增加一个第一通信模块和无线接口，从而可以通过无线连接方式实现各个电源单元之间的均分负载功能，至于各个电源单元如何对第一数据和第二数据进行处理，根据处理结果生成控制信号为现有技术中均分负载的具体算法的研究范畴，不属于本发明的保护范围。
进一步地，所述控制模块中设置有第一微控制器(MCU)，通过第一微控制器对功率变换模块进行第一数据采集以及对第一数据和第二数据进行处理，并通过第一微控制器的串行接口与第一通信模块相连接。
进一步地，所述第一微控制器预设置一个电源单元的第一通信模块为接入点(AP)，其它电源单元的第一通信模块为客户端站点(STA)，所述第一微控制器控制客户端站点向接入点申请建立连接，鉴权通过后连接成功，进而实现各站点之间的数据互联通信功能，通过数据互联通信完成均分负载。
进一步地，所述控制模块和第一通信模块之间为TTL(Transistor TransistorLogic)串行接口或其它任意类型的串行接口。
进一步地，所述无线信号为WiFi(Wireless Fidelity)信号、紫蜂(Zigbee)信号或其它任意类型的无线信号。
进一步地，所述电源单元可以为交流电源或直流电源。
具体地，当所述电源单元为直流电源时，如果外部的供电信号为交流电，所述电源单元内部需设置整流模块，所述整流模块用于对输出信号进行整流，输出直流信号至负载。
如图2所示，本发明还提供了一种供电系统，包括配电单元和若干个电源单元，其中，
若干个电源单元之间通过并联方式相互电性连接后，与配电单元相连接；
若干个电源单元之间还通过无线接口交互数据，实现均分负载。
值得说明的是，本发明强调的是若干个电源单元之间通过无线连接方式实现均分负载，至于均分负载的具体算法以及配电单元的具体实现方式为现有技术研究的范畴，不属于本发明的保护范围。
进一步地，如图3所示，所述供电系统还包括监控单元，所述监控单元通过无线接口与每个电源单元相连接，对每个电源单元进行监控管理。
值得说明的是，本发明强调的是监控单元通过无线连接方式对每个电源单元进行监控管理，至于监控管理的内容以及如何进行监控管理为现有技术研究的范畴，不属于本发明的保护范围。
进一步地，所述配电单元设置一信号端，所述信号端通过有线方式连接监控单元，用于监控单元监控配电单元的信号。
进一步地，如图4所示，所述电源单元包括第一通信模块、控制模块和功率变换模块，其中，
第一通信模块，用于接收控制模块的第一数据，将所述第一数据通过无线接口发送至其它电源单元和/或外部监控单元；通过无线接口接收其它电源单元和/或外部监控单元发送的第二数据，将所述第二数据通过串行接口发送至控制模块；
控制模块，用于对功率变换模块的第一数据进行采集，将所述第一数据发送至第一通信模块；接收第一通信模块的第二数据，对第一数据和第二数据进行处理，根据处理结果生成控制信号，将所述控制信号发送至功率变换模块；
功率变换模块，用于接收外部的供电信号以及控制模块的控制信号，根据所述控制信号对所述供电信号进行功率变换。
进一步地，所述控制模块中设置有第一微控制器，通过第一微控制器对功率变换模块进行第一数据采集以及对第一数据和第二数据进行处理，并通过第一微控制器的串行接口与第一通信模块相连接。
进一步地，所述监控单元中设置有第二微控制器和第二通信模块，第二微控制器的串行接口分别与第二通信模块和配电单元相连接，第二通信模块通过无线接口与第一通信模块相连接，从而对各个电源单元进行监控管理。
进一步地，所述监控单元为网络终端或智能终端，所述电源单元通过无线接口接入Internet网络，通过Internet网络和监控单元相连接。
进一步地，所述第一微控制器预设置一个电源单元的第一通信模块为接入点，其它电源单元的第一通信模块以及第二通信模块均为客户端站点，所述第一微控制器和第二微控制器控制客户端站点向接入点申请建立连接，鉴权通过后连接成功，进而实现各站点之间的数据互联通信功能，通过数据互联通信完成均分负载和监控管理。
进一步地，所述控制模块和第一通信模块之间为TTL串行接口或其它任意类型的串行接口。
进一步地，所述无线接口为WiFi、Zigbee接口或其它任意类型的无线接口。
进一步地，所述电源单元可以为交流电源或直流电源。
如图5所示，本发明还提供了一种供电方法，包括如下步骤：
步骤501：若干个电源单元之间通过并联方式相互电性连接后，与配电单元相连接；
步骤502：若干个电源单元之间还通过无线连接方式交互数据，实现均分负载。
值得说明的是，本发明强调的是若干个电源单元之间通过无线连接方式交互数据，进而实现均分负载，至于均分负载的具体算法以及配电单元的具体实现方式为现有技术研究的范畴，不属于本发明的保护范围。
进一步地，所述方法还包括：监控单元通过无线方式，对每个电源单元进行监控管理。
值得说明的是，本发明强调的是监控单元通过无线连接方式对每个电源单元进行监控管理，至于监控管理的内容以及如何进行监控管理为现有技术研究的范畴，不属于本发明的保护范围。
进一步地，所述方法还包括：所述配电单元设置一信号端，所述信号端通过有线方式连接监控单元，以便于监控单元对配电单元进行监控管理。
进一步地，所述电源单元中设置有第一微控制器，第一微控制器与第一无线接口相连接，所述监控单元中设置有第二微控制器，第二微控制器与第二无线接口相连接，通过第一微控制器对电源单元进行驱动控制和数据采集，通过第二微控制器对电源单元进行监控管理。
进一步地，所述无线连接方式为WiFi、Zigbee或其它任意类型的无线连接方式。
进一步地，所述电源单元可以为交流电源或直流电源。
进一步地，所述监控单元为网络终端或智能终端，所述电源单元通过无线接口接入Internet网络，通过Internet网络和监控单元相连接。
本发明提供的电源单元、供电系统和供电方法，从有线转向无线，便于智能终端操控，能够节省布线材料，简化组网结构，节能降耗，降低综合成本，改善用户体验，进而提高产品的市场竞争力。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电源单元，其特征在于，包括第一通信模块、控制模块和功率变换模块，其中，
所述第一通信模块，用于接收所述控制模块的第一数据，将所述第一数据通过无线接口发送至其它电源单元和/或外部监控单元；通过无线接口接收其它电源单元和/或外部监控单元发送的第二数据，将所述第二数据发送至所述控制模块；
所述控制模块，用于对所述功率变换模块的第一数据进行采集，将所述第一数据发送至所述第一通信模块；接收所述第一通信模块的第二数据，对第一数据和第二数据进行处理，根据处理结果生成控制信号，将所述控制信号发送至所述功率变换模块；
所述功率变换模块，用于接收外部的供电信号以及所述控制模块的控制信号，根据所述控制信号对所述供电信号进行功率变换。
2.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于，所述无线接口为无线保真WiFi信号或紫蜂Zigbee信号。
3.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于，所述电源单元为交流电源或直流电源。
4.一种包含若干个权利要求1至3中任一所述的电源单元的供电系统，其特征在于，还包括配电单元，其中，
若干个电源单元之间通过并联方式相互电性连接后，与配电单元相连接；
若干个电源单元之间还通过无线接口交互数据，实现均分负载。
5.根据权利要求4所述的供电系统，其特征在于，还包括监控单元，所述监控单元通过无线接口与每个所述电源单元相连接，对每个所述电源单元进行监控管理。
6.根据权利要求4所述的供电系统，其特征在于，所述无线接口为无线保真WiFi接口或紫蜂Zigbee接口。
7.一种应用若干个权利要求1至3中任一所述的电源单元的供电方法，其特征在于，包括：
若干个电源单元之间通过并联方式相互电性连接后，与配电单元相连接；
若干个电源单元之间还通过无线连接方式交互数据，实现均分负载。
8.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于，还包括：监控单元通过无线连接方式，对每个所述电源单元进行监控管理。
9.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于，所述无线连接方式为无线保真WiFi或紫蜂Zigbee。
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