CN111313722A - 电源、电源故障控制方法及电源控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种电源、电源故障控制方法及电源控制方法，所述电源设置有主控模块以及多个可单独工作的功率单元；所述主控模块分别与每个功率单元连接。由于功率单元采用分立设置，使得在某一功率单元出现故障时，不会对其它功率单元造成影响，同时也能够单独对故障功率单元进行脱离操作，以防止故障功率单元对整个电源造成影响，并保证电源的正常运行。

Description

电源、电源故障控制方法及电源控制方法

技术领域

本发明涉及电源控制领域，尤其涉及一种电源、电源故障控制方法及电源控制方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，微波电源在微波感应加热、清洗以及半导体等领域中得到了广泛的应用。然而由于其在半导体领域对可靠性、稳定性要求较高，使得发展受到制约，而微波电源的稳定性问题很大程度上来自于功率单元，在现有技术中，采用简单并联方式将功率单元连接，一旦功率单元发生故障，整个电源都会受到影响。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种电源、电源故障控制方法及电源控制方法，旨在解决现有技术中功率单元出现故障会影响整个电源的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电源，所述电源包括：

主控模块以及多个可单独工作的功率单元；所述主控模块分别与每个功率单元连接。

可选地，所述电源还包括：

集成有多个AC/DC单元的AC/DC模组，所述AC/DC模组对应唯一一个EMI滤波电路以及功率因数校正PFC电路；所述AC/DC模组与每个功率单元以及所述主控模块连接。

可选地，所述主控模块通过CAN总线与所述AC/DC模组以及多个功率单元连接。

可选地，所述电源为微波电源。

为实现上述目的，本发明还提供一种电源故障控制方法，所述方法应用于上述电源，所述方法包括步骤：

实时检测各功率单元的运行状态；

当检测到正在运行的各功率单元中任一功率单元异常时，停止运行异常的功率单元，并保持除异常的功率单元以外的其他正在运行的功率单元正常运行。

可选地，所述在所有步骤之后，所述方法还包括：

判断运行状态为冗余状态的功率单元总的个数是否小于异常的功率单元个数；

若否，则启动异常的功率单元个数个冗余状态的功率单元；

若是，则停止电源输出。

可选地，所述停止电源输出的步骤之后，还包括：

发送整机异常报警信号。

可选地，所述停止运行异常的功率单元的步骤之后，还包括：

发送异常报警信号。

为实现上述目的，本发明还提供一种电源控制方法，所述方法应用于上述电源，所述方法包括步骤：

当接收到功率调节指令时，根据所述功率调节指令计算功率单元需求数；

判断正在运行的功率单元个数是否为所述功率单元需求数；

当正在运行的功率单元个数不为所述功率单元需求数时，调整正在运行的功率单元个数以使运行中的功率单元数等于所述功率单元需求数。

可选地，所述根据所述功率调节指令计算功率单元需求数的步骤包括：

根据所述功率调节指令与功率单元的最佳效率点计算功率单元需求数。

本发明在电源中设置有主控模块以及多个可单独工作的功率单元；所述主控模块分别与每个功率单元连接。由于功率单元采用分立设置，使得在某一功率单元出现故障时，不会对其它功率单元造成影响，同时也能够单独对故障功率单元进行脱离操作，以防止故障功率单元对整个电源造成影响，并保证电源的正常运行。

附图说明

图1为本发明电源一实施例的功能模块图；

图2为本发明电源另一实施例的功能模块图；

图3为本发明电源故障控制方法一实施例的流程示意图；

图4为本发明电源控制方法一实施例的流程示意图；

图5为本发明电源的模块结构示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种电源，应用于电子设备中，该电子设备可以是洗衣机、微波炉以及电视机等，请参见图1，图1为本发明电源第一实施例的功能模块图。在该实施例中，所述电源可以为微波电源，所述电源包括：

主控模块100以及多个可单独工作的功率单元300；所述主控模块100分别与每个功率单元300连接。

所述主控模块100，用于对整个电源的工况进行检测、对整个电源进行时序控制、实时数据上报以及与远控微波头进行协调工作等。本实施例中，所述功率单元为DC/DC模组，每个功率单元300分别与主控模块100连接，各功率单元300相互独立，每个功率单元300单独受主控模块100控制。所述远控微波头是微波发生器的重要构成部分。通常微波发生器由专用微波电源和微波头，加上相应的控制部分构成。微波电源供给微波头的低频电能在微波头中由磁控管转化成高频微波能，最终由微波头的波导口馈出到应用端。工业微波头的工作频率通常为2450MHz或915MHz。

本实施例在所述电源设置有主控模块100以及多个可单独工作的功率单元；所述主控模块100分别与每个功率单元300连接。由于功率单元300之间采用分立设置，使得在某一功率单元300出现故障时，不会对其它功率单元300造成影响，同时也能够单独对故障功率单元进行脱离操作，以防止故障功率单元对整个电源造成影响，并保证电源的正常运行。

进一步地，现有技术中，一般采用将功率单元300进行简单并联的方式，在运行过程中，各功率单元300同时并联输出，使得电源无法工作在最高效率点，增加了电能损耗；本实施例采用了将功率单元300之间进行分立设置，各功率单元300独立进行工作，所述主控模块100可根据实际需求选取合适个数的功率单元300运行，使得电源工作在最高效率点，减少电能消耗。同时，所述主控模块100还能根据功率单元300的工作时间应力对各功率单元300的开启进行调配，以增加电源的使用寿命，进一步地，采用分立设计，还能够避免一体化设计时大功率散热设计过于复杂且对功率器件的要求较高的问题。

进一步地，参见图2，在另一实施例中，所述电源还包括：

集成有多个AC/DC单元的AC/DC模组200，所述AC/DC模组200对应唯一一个EMI(Electro Magnetic Interference，电磁干扰)滤波电路以及PFC(Power FactorCorrection，功率因数校正)电路；所述AC/DC模组200与每个功率单元300以及所述主控模块100连接。

所述主控模块100通过CAN总线与所述AC/DC模组200以及多个功率单元连接。

所述CAN总线是ISO国际标准化的串行通信协议。所述AC/DC模组200通过CAN总线与主控模块100进行通信，以实时上报AC/DC模组200的运行状况及数据至主控模块100，使得所述主控模块100、AC/DC模组200及各功率单元300之间通信的实时性更强。

所述EMI滤波电路及PFC电路可以是集成于AC/DC模组200中，也可以是另外配置。

本实施例采用将AC/DC模块进行集中化形成AC/DC模组200的方式，使得能够统一配置电源中的EMI滤波电路及PFC部分电路，避免了分立设计输入EMI滤波电路需要额外调试匹配的问题，节约了开发时间及成本，主控模块100通过CAN总线与所述AC/DC模块及各功率单元300连接，使得所述AC/DC模块及各功率单元300能够实时上报该单元的运行情况和数据供给总控单元做决策和调配。

此外，参照图3，本发明还保护一种电源故障控制方法，该方法适用于前述实施例所提供的电源，图3为本发明电源故障控制方法一实施例的流程示意图，所述方法包括步骤：

步骤S11，实时检测各功率单元的运行状态；

所述各功率单元包括正在运行的功率单元及冗余功率单元，所述冗余功率单元即暂未运行的功率单元。进一步，还可以通过检测发现其中异常的功率单元。

步骤S12，当检测到正在运行的各功率单元中任一功率单元异常时，停止运行异常的功率单元，并保持除异常的功率单元以外的其他正在运行的功率单元正常运行，提高了整个电源系统的运行稳定性。

需要说明的是，但检测到多个功率单元同时出现异常时，停止运行多个异常的功率单元。

本实施例通过独立对每个功率单元进行控制，并实施对各功率单元的运行状态进行检测，当检测到任一功率单元产生异常时，单独控制异常的功率单元停止运行，以防止异常的功率单元影响电源的运行。

进一步地，所述在所有步骤之后，所述方法还包括：

判断运行状态为冗余状态的功率单元总的个数是否小于异常的功率单元个数；其中若否，则启动异常的功率单元个数个冗余状态的功率单元；若是，则停止电源输出。

在停止运行出现异常的功率单元之后，由于仍需保持正常运行，输出与异常发生前一致的功率，因此需要增加运行与异常的功率单元个数一致的功率单元。当状态为冗余状态的功率单元总的个数大于或等于异常的功率单元个数时，则表明当前电源仍然能够满足所需的功率输出，因此可直接启动异常的功率单元个数个冗余状态的功率单元，以使输出功率满足要求；当状态为冗余状态的功率单元总的个数小于异常的功率单元个数时，则表明当前电源即便运行所有未出现异常的功率单元也无法满足所需要的功率输出，当前电源出现重大故障，因此需要将整机电源输出停止，等待人员进行检查。进一步地，单个冗余状态的功率单元还可以是用于是由两个完全一样的功率单元组成，由芯片控制功率单元进行负载均衡，当一个功率单元出现故障时，另一个功率单元马上可以接管其工作，在更换功率单元后，又是两个功率单元协同工作。

通过判断运行状态为冗余状态的功率单元总的个数是否小于异常的功率单元个数来判断当前电源是否仍然能够满足需要的功率输出，在判断当前电源无法满足需要的功率输出时，切断整机电源输出，以防止电源故障造成进一步的损失。

进一步地，所述步骤S12之后，还可以发送整机异常报警信号。在停止运行异常的功率单元的步骤之后，也发送异常报警信号。

在检测到存在功率单元故障并停止运行故障的功率单元之后，发送异常报警信号，以通知用户及时检查；在切断整机电源输出之后，发送整机异常报警信号，以通知用户电源已停止输出，需要尽快进行处理。所述发送异常报警信号或是整机异常报警信号的模块可以是集成在电源之中，也可以外接另外的报警装置。所述报警信号可以播放音频、显示文字、显示画面、点亮灯光或其组合等方式表现。

在功率单元出现故障或电源停止输出时，发送异常报警信号或整机异常报警信号，以使用户及时对电源进行检查，以排除故障。

进一步地，参见图4，基于本发明电源故障控制方法的一实施例提出一种电源控制方法，该方法适用于前述实施例所提供的电源，需要说明的是，所述电源控制方法同样可以不基于所述电源故障控制方法而直接应用于上述电源，所述电源控制方法包括步骤：

步骤S21，当接收到功率调节指令时，根据所述功率调节指令计算功率单元需求数；

步骤S22，判断正在运行的功率单元个数是否为所述功率单元需求数；

步骤S23，当正在运行的功率单元个数不为所述功率单元需求数时，调整正在运行的功率单元个数以使运行中的功率单元数等于所述功率单元需求数。

在接收到功率调节指令时，根据所述各功率单元的输出功率计算能够达到所述功率调节指令所要求输出功率所需要的最少功率单元个数，即功率单元需求数，比较当前正在运行的功率单元个数及所述功率单元需求数，当正在运行的功率单元个数小于所述功率单元需求数时，增加运行所述正在运行的功率单元个数与所述功率单元需求数相差个数个功率单元，以使增加运行功率单元后的总运行的功率单元数等于所述功率单元需求数；当正在运行的功率单元个数大于所述功率单元需求数时，停止运行所述正在运行的功率单元个数与所述功率单元需求数相差个数个正在运行的功率单元，以使停止运行功率单元后的总运行的功率单元数等于所述功率单元需求数；当正在运行的功率单元个数等于所述功率单元需求数时，不对正在运行的功率单元需求数进行变更。

根据实际功率需求开启不同个数个功率单元，避免在每次工作时均通过所有功率单元进行输出，减少损耗。

进一步地，所述步骤S21包括：

根据所述功率调节指令与功率单元的最佳效率点计算功率单元需求数。

所述最佳效率点为所述功率单元能够以最佳效率运行的输出功率值。

基于各功率单元的最佳效率点计算功率单元的需求数，使得功率单元始终工作在最佳效率点，极大地提升了运行效率，减少损耗。

进一步地，本方法可以通过各功率单元的工作时间应力安排各功率单元值守。

所述工作时间应力是指设备在生产、运输、工作等过程中受到的各种环境应力和工作应力。当功率单元工作的时间越长则使用寿命越短，因此可以根据所述功率单元的工作时间应力来安排值守，例如，在某一功率单元运行时间达到预设时间时，将该功率单元停止运行，转而运行另一未运行的功率单元；亦或是，在本次运行时运行某一功率单元，而在下一次运行时即使是同样的需要功率，便也不再运行该功率单元，而是运行未运行时间相对较久的另一功率单元；或者，当将各功率单元的使用顺序进行队列排序，在每次运行之后，将当此运行的功率单元排至队列末尾，在下次运行时，优先采用队列排头的功率单元运行。使得各功率单元能够均匀损耗，延长功率单元的使用寿命。

参照图5，在硬件结构上所述电源可以包括通信模块10、存储器20以及处理器30等部件。在所述电源中，所述处理器30分别与所述存储器20以及所述通信模块10连接，所述存储器20上存储有计算机程序，所述计算机程序同时被处理器30执行，所述计算机程序执行时实现上述方法实施例的步骤。

通信模块10，可通过网络与外部通讯设备连接。通信模块10可以接收外部通讯设备发出的请求，还可以发送请求、指令及信息至所述外部通讯设备，所述外部通讯设备可以是其它电源、服务器或者物联网设备，例如电视等等。

存储器20，可用于存储软件程序以及各种数据。存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如当检测到正在运行的各功率单元中任一功率单元异常时，停止运行异常的功率单元，并保持除异常的功率单元以外的其他正在运行的功率单元正常运行)等；存储数据区可包括数据库，存储数据区可存储根据系统的使用所创建的数据或信息等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器30，是电源的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电源的各个部分，通过运行或执行存储在存储器20内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器20内的数据，执行电源的各种功能和处理数据，从而对电源进行整体监控。处理器30可包括一个或多个处理单元；可选地，处理器30可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器30中。

尽管图5未示出，但上述电源还可以包括电路控制模块，所述电路控制模块用于与电源连接，保证其他部件的正常工作。本领域技术人员可以理解，图5中示出的电源结构并不构成对电源的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述计算机可读存储介质可以是图5的电源中的存储器20，也可以是如ROM(Read-Only Memory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，所述计算机可读存储介质包括若干指令用以使得一台具有处理器的终端设备(可以是电视，汽车，手机，计算机，服务器，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

在本发明中，术语“第一”“第二”“第三”“第四”“第五”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，本发明保护的范围并不局限于此，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和替换，这些变化、修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电源，其特征在于，所述电源包括：

主控模块以及多个可单独工作的功率单元；所述主控模块分别与每个功率单元连接。

2.如权利要求1所述的电源，其特征在于，所述电源还包括：

集成有多个AC/DC单元的AC/DC模组，所述AC/DC模组对应唯一一个EMI滤波电路以及功率因数校正PFC电路；所述AC/DC模组与每个功率单元以及所述主控模块连接。

3.如权利要求2所述的电源，其特征在于，所述主控模块通过CAN总线与所述AC/DC模组以及多个功率单元连接。

4.如权利要求1～3任一项所述的电源，其特征在于，所述电源为微波电源。

5.一种电源故障控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1～4任一项所述的电源，所述方法包括：

实时检测各功率单元的运行状态；

当检测到正在运行的各功率单元中任一功率单元异常时，停止运行异常的功率单元，并保持除异常的功率单元以外的其他正在运行的功率单元正常运行。

6.如权利要求5所述的电源故障控制方法，其特征在于，在所有步骤之后，所述方法还包括：

判断运行状态为冗余状态的功率单元总的个数是否小于异常的功率单元个数；

若否，则启动异常的功率单元个数个冗余状态的功率单元；

若是，则停止电源输出。

7.如权利要求6所述的电源故障控制方法，其特征在于，所述停止电源输出的步骤之后，还包括：

发送整机异常报警信号。

8.如权利要求5～7任一项所述的电源故障控制方法，其特征在于，所述停止运行异常的功率单元的步骤之后，还包括：

发送异常报警信号。

9.一种电源控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1～4任一项所述的电源，所述方法包括：

当接收到功率调节指令时，根据所述功率调节指令计算功率单元需求数；

判断正在运行的功率单元个数是否为所述功率单元需求数；

当正在运行的功率单元个数不为所述功率单元需求数时，调整正在运行的功率单元个数以使运行中的功率单元数等于所述功率单元需求数。

10.如权利要求9所述的电源控制方法，其特征在于，所述根据所述功率调节指令计算功率单元需求数的步骤包括：

根据所述功率调节指令与功率单元的最佳效率点计算功率单元需求数。

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