CN109756024A - 一种开关电源监控装置及其控制方法 - Google Patents

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戴晓强
钱金伟
高宏博
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Abstract

本发明公开了一种开关电源监控装置及其控制方法，所述装置包括电源驱动模块、和电源驱动模块相连接的控制器模块、温度检测模块、通讯模块、控制继电器模块、备用电源、采样电路；控制器模块分别与温度检测模块、通讯模块、控制继电器模块、采样电路模块相连接，控制继电器模块分别与备用电源、采样电路相连接。所述的控制方法包括当某路开关电源的电压电流值变化值超过限定范围时，采样电路采集到突变值并发送至控制器模块，控制器模块命令控制继电器模块断开该路连接并运行调度算法将故障线路开关电源切换至备用电源，本发明对监控装置采用独立电源，监控装置不会受被监测电源的影响，当多路开关电源同时出现故障时能够按优先级智能替换电源。

Description

一种开关电源监控装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电源监控装置及其控制方法，具体涉及一种开关电源监控装置及其控制方法。
背景技术
开关电源以高频率、高效率、高功率因数、高功率密度以及高可靠性优势逐渐取代传统的相控电源和线性电源，并被广泛应用于电力系统、航空航天、地面雷达站、计算机基站等诸多领域。由于对传统电源设备的维护方式主要还是以人工检测方式为主，由于设备繁多且分布较散，使得维护工作相当繁重，通常会造成维护人员短缺的情况，而更为重要的是有些电源设备相对比较危险，使得维护人员的生命财产安全也受到潜在的危险。因此，监控技术在开关电源中的应用，使得对电源的维护和管理从人工值守的传统模式向计算机集中监控和管理模式的转换，这样，既提高了对电源设备维护的自动化管理水平，又可提高用电设备的用电质量，使供电系统具有更高的可靠性和经济性，降低了维护成本，保证维护人员的生命财产安全。
目前的一些开关电源监控装置，采用直流检测单元和交流检测单元，以及使用对应的直流配电装置和交流配电装置，这样的设计成本较高，同时当某路开关电源断开连接时，没有冗余设计保证该路开关电源能切换到其他电源继续工作。另外一些开关电源监控装置的电源驱动模块未能独立隔离开，当开关电源断开连接时，整个监控装置也会停止工作。
发明内容
发明目的：本发明提供一种开关电源监控装置，该装置能够独立检测开关电源的工作情况，并在其发生故障时能够调度备用电源保证设备正常运行。本发明的另一个目的是提供基于该开关电源监控装置的控制方法。
技术方案：一种开关电源监控装置，包括电源驱动模块、和电源驱动模块相连接的控制器模块、温度检测模块、通讯模块、控制继电器模块、备用电源、采样电路；控制器模块分别与温度检测模块、通讯模块、控制继电器模块、采样电路相连接，控制继电器模块分别与备用电源、采样电路相连接。
基于上述开关电源监控装置的控制方法，该方法包括以下步骤：
a、电源驱动模块对电压进行降压处理并对各个模块进行供电；
b、控制器模块发出控制信号命令控制继电器模块运作，控制继电器模块接收到信号后使多路开关电源接通，监控装置开始运行；
c、若某路开关电源发生故障，采样电路采集到电压电流变化值并将变化值发送至控制器模块，控制器模块接收到变化值确定电源故障后，发出电源故障报警；
d、控制器模块切断该路开关电源连接并运行调度算法，将多路开关电源通过动态优先级表达式进行优先级高低分配，当多路电源发生故障时，优先级高的电源优先切换至备用电源，具体是在控制器内设定开路电源的动态优先级为X，则X可表示为
其中p代表该开关电源所执行的任务的价值权重系数，q代表该开关电源所执行的任务紧迫性权重系数，代表该执行的任务的理论完成时间，tp代表该执行的任务的已执行时间，Vi代表该执行的任务的理论价值，di代表该执行的任务的截止时间，τi代表该任务进行的当前时间，通过设置p值和q值确定多路开关电源优先级，若同时有多路开关电源发生故障，则通过优先级高低调配备用电路的使用优先权；
e、该路开关电源继续工作，同时控制器模块触发电源故障报警，并将故障线路通过通讯模块传输至后台。
有益效果：(1)本发明对监控装置采用独立的电源，当某路开关电源发生故障停止工作时，监控装置不会受到断开的开关电源的影响；(2)本发明能同时监控多路开关电源的工作情况，当多路开关电源同时出现故障时，通过调度算法确定各个开关电源优先级，通过优先级的排名定位备用电源对开关电源的替换使用；(3)本发明采用RS485结合以太网的通讯方式，既能在现场进行调试，也可以远程监控，在电源监控装置上也装有LCD显示屏，方便在现场进行观察；(4)对监控装置的电源进行专门的温度实时监控，保证监控装置稳定运行；(5)本发明采用继电器控制通断，成本低，稳定性好，安全性高，方便安装使用。
附图说明
图1是本发明的控制流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种开关电源监控装置，包括电源驱动模块、和电源驱动模块相连接的控制器模块、温度检测模块、通讯模块、控制继电器模块、备用电源、采样电路；控制器模块分别与温度检测模块、通讯模块、控制继电器模块、采样电路相连接，控制继电器模块分别与备用电源、采样电路相连接。为了保证温度的准确测量，将温度检测模块3靠近电源驱动模块1。其中，电源驱动模块可由整流部分和稳压部分组成，整流部分可将交流12V电源转换为直流12V后，通过各级稳压芯片12将直流12V转换为直流5V和直流3.3V,满足各个模块的正常工作电压。控制器模块2由控制器芯片和外围电路构成最小系统电路，包含时钟模块，完成对多路开关电源监控和备用电源的分配、实时温度的计算、对通讯模块4的传输控制、调度算法的实现、过温和电源的故障报警。通讯模块可由RS485和以太网通讯组成，实现能现场调试和远程监控的功能。控制继电器模块可由若干路继电器构成，完成多路开关电源的通断连接和备用电源的切换动作。使用继电器控制开关电源通断，抗干扰能力强，且通过小电流控制大电流运作，安全性也获得提高。
上述开关电源监控装置的工作过程，具体步骤如下：
a、电源驱动模块对电压进行降压处理并对各个模块进行供电；
b、控制器模块发出控制信号命令控制继电器模块运作，控制继电器模块接收到信号后使多路开关电源接通，监控装置开始运行，温度检测模块靠近电源驱动模块设置，实时检测电源驱动模块，当温度高于上限值时，控制器模块触发过温报警并将实时温度信息通过通讯模块传输显示在LCD显示屏或远程监控室；
c、若某路开关电源发生故障，采样电路采集到电压电流变化值并将变化值发送至控制器模块，控制器模块接收到变化值确定电源故障后，发出电源故障报警，
d、然后切断该路开关电源连接并运行调度算法，将多路开关电源通过调度算法进行优先级高低分配，当多路电源发生故障时，优先级高的电源优先切换至备用电源，
调度算法的具体计算方法如下：
首先将该开关电源所执行的任务的平均价值密度设置在中，其中，Vi是该开关电源所执行的任务的理论价值，Ci是该任务的理论完成时间，两个参数均是任务的基本属性，不随其他参数变化而变化，由此，是一个固有参数，p为该开关电源所执行的任务的价值权重系数。其中是该任务执行强度，δi是该任务执行紧迫性，q是该开关电源执行的任务的紧迫性权重系数。调度策略则是通过调节p,q值来调节任务价值权重的方法。
任务开始执行以后，任务的即时价值开始积累，记为IVi，若任务执行时间为t个单位时间，则任务的即时价值记为IVi(t)。
若IVi(t)＝ktp表示任务的即时价值的产生过程，其中p是任务的即时价值产生的速度，p＝1表示任务价值是匀加速的过程，p≥1表示任务价值是变加速的过程。当任务到达理论完成时间时，任务的理论价值也得以实现，则求得系数则：
上述为任务已完成的价值，要想对优先权进行确定，任务的剩余价值也必须考虑入内。任务的剩余价值密度表示在任务的剩余时间内，单位时间产生的价值密度，通常记为RVD，设任务已执行时间为t，则任务的剩余价值密度记为RVDi(t)，可用公式为：
对于任务优先级的分配，仅通过任务的价值密度调配容易忽略任务的执行紧迫性，所以，需要将任务的执行紧迫性也考虑在内。设定为任务执行需要时间和剩余时间的比值，称为任务的执行强度。
任务的执行强度记为其中τi为该任务进行的当前时间，di为任务的截止时间，t表示任务执行时间。通过公式可以看出，任务的执行强度越大，那么任务在空闲时间内用于执行所占的时间比值就越大。
任务的执行紧迫性记为δ，设任务已执行t个单位时间，任务当前时间为τi,则通过公式可表达为
结合任务的剩余价值密度和任务的执行紧迫性，根据式(1)、(2)、(3)，设定任务的动态优先级为X，则X可表示为
由此，通过设置p和q的不同数值，将多路开关电源优先级设置，若同时有多路开关电源发生故障，通过优先级高低调配备用电路的使用优先权；
e、该路开关电源继续工作，同时控制器模块触发电源故障报警，并将故障线路通过通讯模块传输至显示在远程监控和现场的LCD显示屏。

Claims (6)

1.一种开关电源监控装置，其特征在于：包括电源驱动模块、和电源驱动模块相连接的控制器模块、通讯模块、控制继电器模块、备用电源、采样电路；控制器模块分别与通讯模块、控制继电器模块、采样电路相连接，控制继电器模块分别与备用电源、采样电路相连接。
2.根据权利要求1所述的开关电源监控装置，其特征在于：通讯模块由RS485和以太网通讯组成。
3.根据权利要求1所述的开关电源监控装置，其特征在于：控制器模块由控制器芯片、外围电路和时钟模块组成。
4.根据权利要求1所述的开关电源监控装置，其特征在于：开关电源与采样电路、控制继电器模块相连接。
5.一种基于权利要求1所述的开关电源监控装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
a、电源驱动模块对电压进行降压处理并对各个模块进行供电；
b、控制器模块发出控制信号命令控制继电器模块运作，控制继电器模块接收到信号后使多路开关电源接通，监控装置开始运行；
c、若某路开关电源发生故障，采样电路采集到电压电流变化值并将变化值发送至控制器模块，控制器模块接收到变化值确定电源故障后，发出电源故障报警；
d、控制器模块切断该路开关电源连接并运行调度算法，将多路开关电源通过调度算法进行优先级高低分配，优先级高的电源优先切换至备用电源，具体是在控制器内设定开路电源的动态优先级为X，则X可表示为：
其中p代表该开关电源所执行的任务的价值权重系数，q代表该开关电源所执行的任务紧迫性权重系数，代表该执行的任务的理论完成时间，tp代表该执行的任务的已执行时间，Vi代表该执行的任务的理论价值，di代表该执行的任务的截止时间，τi代表该任务进行的当前时间，通过设置p值和q值确定多路开关电源优先级，若同时有多路开关电源发生故障，则通过优先级高低调配备用电路的使用优先权；
e、该路开关电源继续工作，同时控制器模块触发电源故障报警，并将故障线路通过通讯模块传输至后台。
6.根据权利要求5所述的开关电源监控装置的控制方法，其特征在于：步骤b中还包括温度检测模块靠近电源驱动模块设置，实时检测电源驱动模块，当温度高于上限值时，控制器模块触发过温报警并将实时温度信息通过通讯模块4传输显示在后台。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110162432A (zh) * 2019-05-31 2019-08-23 哈尔滨工业大学 一种基于arm的多级容错星载计算机系统
CN113890168A (zh) * 2021-09-07 2022-01-04 北京华芯微半导体有限公司 开关电源控制方法、装置、设备及存储介质
CN117411289A (zh) * 2023-10-25 2024-01-16 南京安鑫源电子科技有限公司 基于开关电源模块时序无缝转换的控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02294238A (ja) * 1989-05-08 1990-12-05 Fuji Electric Co Ltd 無停電電源装置の負荷給電経路切替え方法
CN202363966U (zh) * 2011-12-06 2012-08-01 广东先达电业股份有限公司 备用电源自动投切装置
CN104467156A (zh) * 2014-10-16 2015-03-25 福建成达兴智能科技股份有限公司 一种电源自动修复系统
CN107729130A (zh) * 2017-09-20 2018-02-23 昆明理工大学 一种基于信息物理系统的时间点不确定任务动态调度方法
CN108565962A (zh) * 2018-06-15 2018-09-21 福州智程信息科技有限公司 一种智能化电源故障自动切换的控制器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02294238A (ja) * 1989-05-08 1990-12-05 Fuji Electric Co Ltd 無停電電源装置の負荷給電経路切替え方法
CN202363966U (zh) * 2011-12-06 2012-08-01 广东先达电业股份有限公司 备用电源自动投切装置
CN104467156A (zh) * 2014-10-16 2015-03-25 福建成达兴智能科技股份有限公司 一种电源自动修复系统
CN107729130A (zh) * 2017-09-20 2018-02-23 昆明理工大学 一种基于信息物理系统的时间点不确定任务动态调度方法
CN108565962A (zh) * 2018-06-15 2018-09-21 福州智程信息科技有限公司 一种智能化电源故障自动切换的控制器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110162432A (zh) * 2019-05-31 2019-08-23 哈尔滨工业大学 一种基于arm的多级容错星载计算机系统
CN110162432B (zh) * 2019-05-31 2023-04-25 哈尔滨工业大学 一种基于arm的多级容错星载计算机系统
CN113890168A (zh) * 2021-09-07 2022-01-04 北京华芯微半导体有限公司 开关电源控制方法、装置、设备及存储介质
CN113890168B (zh) * 2021-09-07 2023-12-22 北京华芯微半导体有限公司 开关电源控制方法、装置、设备及存储介质
CN117411289A (zh) * 2023-10-25 2024-01-16 南京安鑫源电子科技有限公司 基于开关电源模块时序无缝转换的控制方法
CN117411289B (zh) * 2023-10-25 2024-06-04 南京安鑫源电子科技有限公司 基于开关电源模块时序无缝转换的控制方法

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