CN112994414A - 一种远程供电控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种远程供电控制装置，包括：与用电设备连接的电表、输入模块、升压控制模块、直通开关、中央控制模块、接口模块以及供电模块，所述升压控制模块包括电压比较单元和升压单元，所述接口模块用于连接用电设备，供电模块包含：功率分配电路、第一功率限制电路以及第二功率限制电路，所述电表包含第一功能模组和第二功能模组。采用本发明的技术方案，能有效对功率进行分配管理，同时提高了智能仪表的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于功率管理技术领域，尤其涉及一种远程供电控制装置。
背景技术
远程供电系统(即POE供电)，是指PSE(PowerSourcing Equipment，供电设备)通过PI(Power Interface，供电接口)，利用双绞线对外接PD(Powered Device，受电设备)进行远程供电。
目前标准PoE供电本身传输距离有限，同时因其本身并不具备扩展PoE功率传输距离的中继功能，因而无法进行功率管理。同时在通过远程供电系统对智能仪表的供电中使用限流芯片存在导致所有功能模组同时宕机或者各个功能模组的使用受到局限的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种远程供电控制装置，对功率进行分配管理，提高了智能仪表的可靠性。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种远程供电控制装置包括：与用电设备连接的电表、输入模块、升压控制模块、直通开关、中央控制模块、接口模块以及供电模块，所述升压控制模块包括电压比较单元和升压单元，所述接口模块用于连接用电设备，供电模块包含：功率分配电路、第一功率限制电路以及第二功率限制电路，所述电表包含第一功能模组和第二功能模组；其中，
所述电压比较单元，用于接收所述输入模块输入的电压，并判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压；若是，则发送使能信号给所述升压单元；若否，则发送使能信号给所述直通开关；
所述升压单元，用于在接收到所述使能信号后对所述输入模块输入的电压进行升压，并将升压后的电压输出给所述接口模块；
所述直通开关，用于在接收到所述使能信号后将所述输入模块输入的电压输出给所述接口模块；
所述中央控制模块，用于在响应所述电压比较单元发送的功率管理指令时，根据所述用电设备与所述接口模块的连接状态以及所述用电设备发送的功率申请指令对所述接口模块进行功率管理；
所述功率分配电路的电源输入端连接电源电压，电源输出端分别与所述第一功率限制电路的电源输入端以及所述第二功率限制电路的电源输入端连接；所述第一功率限制电路输出的电压用于向所述第一功能模组供电，所述第二功率限制电路输出的电压用于向所述第二功能模组供电；所述第一功率限制电路用于采集所述第一功能模组的功率，所述第二功率限制电路用于采集所述第二功能模组的功率；所述功率分配电路用于比较所述第一功能模组与所述第二功能模组的功率之和以及所述功率分配电路的输出功率，并在所述功率之和大于所述输出功率时控制所述第一功率限制电路或第二功率限制电路停止输出电压。
作为优选，第一功能模组用于计量电费，第二功能模组用于与智能电表外部进行通信。
作为优选，供电模块还包括：第一电压转换电路，串联于所述功率分配电路和所述第一功率限制电路之间，用于将所述功率分配电路输出的电压转换为所述第一功能模组的供电电压；
以及第二电压转换电路，串联于所述功率分配电路和所述第二功率限制电路之间，用于将所述功率分配电路输出的电压转换为所述第二功能模组的供电电压。
作为优选，所述第一电压转换电路和/或所述第二电压转换电路为低压差线性稳压器。
作为优选，所述第一功率限制电路用于在输出功率超过第一预设功率时停止输出电压，所述第二功率限制电路用于在输出功率超过第二预设功率时停止输出电压，所述功率分配电路用于在输出功率超过第三预设功率时停止输出电压。
作为优选，所述升压控制模块还包括采样单元；其中，
所述采样单元，用于对所述输入模块输入的电压进行采样，然后将采样电压输入到所述电压比较单元中；
所述电压比较单元，还用于将所述采样电压和预设的基准电压进行比较，以判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压。
作为优选，所述升压控制模块还包括基准电压发生单元，其中，
所述基准电压发生单元，用于根据所述输入模块输入的电压生成基准电压，并将所述基准电压输入到所述电压比较单元中；
所述电压比较单元，还用于将所述采样电压和所述基准电压进行比较，以判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压。
作为优选，所述电压比较单元具体用于：
利用比较算法对所述采样电压和所述基准电压进行比较，以判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压。
采用本发明技术方案，能有效扩展了标准PoE的供电距离，实现中继功能；同时对功率进行分配管理；同时功率分配电路通过比较第一功能模组与第二功能模组的功率之和以及所述功率分配电路的输出功率，并在所述功率之和大于所述输出功率时控制所述第一功率限制电路或第二功率限制电路停止输出电压，以使得智能仪表中的其中一个功能模组能够正常运行，提高了智能仪表的可靠性。
附图说明
图1为本发明一种远程供电控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供一种远程供电控制装置包括：与用电设备连接的电表、输入模块、升压控制模块、直通开关、中央控制模块、接口模块以及供电模块，所述升压控制模块包括电压比较单元和升压单元，所述接口模块用于连接用电设备，供电模块包含：功率分配电路、第一功率限制电路以及第二功率限制电路，所述电表包含第一功能模组和第二功能模组；其中，
所述电压比较单元，用于接收所述输入模块输入的电压，并判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压；若是，则发送使能信号给所述升压单元；若否，则发送使能信号给所述直通开关；
所述升压单元，用于在接收到所述使能信号后对所述输入模块输入的电压进行升压，并将升压后的电压输出给所述接口模块；
所述直通开关，用于在接收到所述使能信号后将所述输入模块输入的电压输出给所述接口模块；
所述中央控制模块，用于在响应所述电压比较单元发送的功率管理指令时，根据所述用电设备与所述接口模块的连接状态以及所述用电设备发送的功率申请指令对所述接口模块进行功率管理；
所述功率分配电路的电源输入端连接电源电压，电源输出端分别与所述第一功率限制电路的电源输入端以及所述第二功率限制电路的电源输入端连接；所述第一功率限制电路输出的电压用于向所述第一功能模组供电，所述第二功率限制电路输出的电压用于向所述第二功能模组供电；所述第一功率限制电路用于采集所述第一功能模组的功率，所述第二功率限制电路用于采集所述第二功能模组的功率；所述功率分配电路用于比较所述第一功能模组与所述第二功能模组的功率之和以及所述功率分配电路的输出功率，并在所述功率之和大于所述输出功率时控制所述第一功率限制电路或第二功率限制电路停止输出电压。
进一步，第一功能模组用于计量电费，第二功能模组用于与智能电表外部进行通信。
进一步，所述第一功率限制电路包括：第一电压采样电路、第一电流采样电路、第一乘法器、第一数字信号处理电路、第一基准功率源、第一比较器、第一功率判断逻辑单元、第一开关控制电路以及第一开关；其中，
所述第一电压采样电路用于对所述第一功率限制电路中电源输入端的电压进行采样，所述第一电流采样电路用于对所述第一功率限制电路中电源输入端与电源输出端之间的电流进行采样；
所述第一乘法器的第一输入端与所述第一电压采样电路的输出端连接，第二输入端与所述第一电流采样电路的输出端连接，输出端与所述第一数字信号处理电路的输入端连接；
所述第一基准功率源用于输出第一预设功率；
所述第一比较器的第一输入端与所述第一数字信号处理电路的输出端连接，第二输入端与所述第一基准功率源的输出端连接，输出端与所述第一功率判断逻辑单元的输入端连接；
所述第一开关控制电路的第一输入端与所述第一功率判断逻辑单元的输出端连接，第二输入端与所述功率分配电路的第一使能控制端连接，用于控制串联于电源输入端与电源输出端之间的所述第一开关。
进一步，所述第二功率限制电路：包括第二电压采样电路、第二电流采样电路、第二乘法器、第二数字信号处理电路、第二基准功率源、第二比较器、第二功率判断逻辑单元、第二开关控制电路以及第二开关；其中，
所述第二电压采样电路用于对所述第二功率限制电路中电源输入端的电压进行采样，所述第二电流采样电路用于对所述第二功率限制电路中电源输入端与电源输出端之间的电流进行采样；
所述第二乘法器的第一输入端与所述第二电压采样电路的输出端连接，第二输入端与所述第二电流采样电路的输出端连接，输出端与所述第二数字信号处理电路的输入端连接；
所述第二基准功率源用于输出第二预设功率；
所述第二比较器的第一输入端与所述第二数字信号处理电路的输出端连接，第二输入端与所述第二基准功率源的输出端连接，输出端与所述第二功率判断逻辑单元的输入端连接；
所述第二开关控制电路的第一输入端与所述第二功率判断逻辑单元的输出端连接，第二输入端与所述功率分配电路的第二使能控制端连接，用于控制串联于电源输入端与电源输出端之间的所述第二开关。
进一步，所述功率分配电路包括第三电压采样电路、第三电流采样电路、第三乘法器、第三数字信号处理电路、第三基准功率源、第三比较器、第三功率判断逻辑单元、第三开关控制电路以及第三开关；其中，
所述第三电压采样电路用于对所述功率分配电路中电源输入端的电压进行采样，所述第三电流采样电路用于对所述功率分配电路中电源输入端与电源输出端之间的电流进行采样；
所述第三乘法器的第一输入端与所述第三电压采样电路的输出端连接，第二输入端与所述第三电流采样电路的输出端连接，输出端与所述第三数字信号处理电路的输入端连接；
所述第三基准功率源用于输出第三预设功率；
所述第三比较器的第一输入端与所述第三数字信号处理电路的输出端连接，第二输入端与所述第三基准功率源的输出端连接，输出端与所述第三功率判断逻辑单元的第一输入端连接；
所述第三功率判断逻辑单元的第二输入端用于接收所述第一功率限制电路采集的功率，第三输入端用于接收所述第二功率限制电路采集的功率，输出端与所述第三开关控制电路的输入端连接；
所述第三开关控制电路用于控制串联于电源输入端与电源输出端之间的所述第三开关，以及控制所述第一功率限制电路或第二功率限制电路输出或停止输出电压。
进一步，供电模块还包括：第一电压转换电路，串联于所述功率分配电路和所述第一功率限制电路之间，用于将所述功率分配电路输出的电压转换为所述第一功能模组的供电电压；以及第二电压转换电路，串联于所述功率分配电路和所述第二功率限制电路之间，用于将所述功率分配电路输出的电压转换为所述第二功能模组的供电电压。作为优选，所述第一电压转换电路和/或所述第二电压转换电路为低压差线性稳压器。
进一步，所述第一功率限制电路用于在输出功率超过第一预设功率时停止输出电压，所述第二功率限制电路用于在输出功率超过第二预设功率时停止输出电压，所述功率分配电路用于在输出功率超过第三预设功率时停止输出电压。
进一步，所述升压控制模块还包括采样单元；其中，
所述采样单元，用于对所述输入模块输入的电压进行采样，然后将采样电压输入到所述电压比较单元中；
所述电压比较单元，还用于将所述采样电压和预设的基准电压进行比较，以判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压。
进一步，所述升压控制模块还包括基准电压发生单元，其中，
所述基准电压发生单元，用于根据所述输入模块输入的电压生成基准电压，并将所述基准电压输入到所述电压比较单元中；
所述电压比较单元，还用于将所述采样电压和所述基准电压进行比较，以判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压。
进一步，所述电压比较单元具体用于：
利用比较算法对所述采样电压和所述基准电压进行比较，以判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压。
采用本发明技术方案，能有效扩展了标准PoE的供电距离，实现中继功能；同时对功率进行分配管理；同时功率分配电路通过比较第一功能模组与第二功能模组的功率之和以及所述功率分配电路的输出功率，并在所述功率之和大于所述输出功率时控制所述第一功率限制电路或第二功率限制电路停止输出电压，以使得智能仪表中的其中一个功能模组能够正常运行，克服现有技术中在智能仪表的供电电路中使用限流芯片存在导致所有功能模组同时宕机或者各个功能模组的使用受到局限的缺陷，提高了智能仪表的可靠性。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、获取其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读介质中，或者从一个计算机可读介质向另一个计算机可读介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本发明中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令处理器完成，所述的程序可以存储于计算机可读介质中，所述存储介质是非短暂性(英文：non-transitory)介质，例如随机存取存储器，只读存储器，快闪存储器，硬盘，固态硬盘，磁带(英文：magnetic tape)，软盘(英文：floppy disk)，光盘(英文：opticaldisc)及其任意组合。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种远程供电控制装置，其特征在于，包括：与用电设备连接的电表、输入模块、升压控制模块、直通开关、中央控制模块、接口模块以及供电模块，所述升压控制模块包括电压比较单元和升压单元，所述接口模块用于连接用电设备，供电模块包含：功率分配电路、第一功率限制电路以及第二功率限制电路，所述电表包含第一功能模组和第二功能模组；其中，
所述电压比较单元，用于接收所述输入模块输入的电压，并判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压；若是，则发送使能信号给所述升压单元；若否，则发送使能信号给所述直通开关；
所述升压单元，用于在接收到所述使能信号后对所述输入模块输入的电压进行升压，并将升压后的电压输出给所述接口模块；
所述直通开关，用于在接收到所述使能信号后将所述输入模块输入的电压输出给所述接口模块；
所述中央控制模块，用于在响应所述电压比较单元发送的功率管理指令时，根据所述用电设备与所述接口模块的连接状态以及所述用电设备发送的功率申请指令对所述接口模块进行功率管理；
所述功率分配电路的电源输入端连接电源电压，电源输出端分别与所述第一功率限制电路的电源输入端以及所述第二功率限制电路的电源输入端连接；所述第一功率限制电路输出的电压用于向所述第一功能模组供电，所述第二功率限制电路输出的电压用于向所述第二功能模组供电；所述第一功率限制电路用于采集所述第一功能模组的功率，所述第二功率限制电路用于采集所述第二功能模组的功率；所述功率分配电路用于比较所述第一功能模组与所述第二功能模组的功率之和以及所述功率分配电路的输出功率，并在所述功率之和大于所述输出功率时控制所述第一功率限制电路或第二功率限制电路停止输出电压。
2.如权利要求1所述的远程供电控制装置，其特征在于，第一功能模组用于计量电费，第二功能模组用于与智能电表外部进行通信。
3.如权利要求1所述的远程供电控制装置，其特征在于，供电模块还包括：第一电压转换电路，串联于所述功率分配电路和所述第一功率限制电路之间，用于将所述功率分配电路输出的电压转换为所述第一功能模组的供电电压；
以及第二电压转换电路，串联于所述功率分配电路和所述第二功率限制电路之间，用于将所述功率分配电路输出的电压转换为所述第二功能模组的供电电压。
4.如权利要求3所述的远程供电控制装置，其特征在于，所述第一电压转换电路和/或所述第二电压转换电路为低压差线性稳压器。
5.如权利要求1所述的远程供电控制装置，其特征在于，所述第一功率限制电路用于在输出功率超过第一预设功率时停止输出电压，所述第二功率限制电路用于在输出功率超过第二预设功率时停止输出电压，所述功率分配电路用于在输出功率超过第三预设功率时停止输出电压。
6.如权利要求4所述的远程供电控制装置，其特征在于，所述升压控制模块还包括采样单元；其中，
所述采样单元，用于对所述输入模块输入的电压进行采样，然后将采样电压输入到所述电压比较单元中；
所述电压比较单元，还用于将所述采样电压和预设的基准电压进行比较，以判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压。
7.如权利要求1所述的远程供电控制装置，其特征在于，所述升压控制模块还包括基准电压发生单元，其中，
所述基准电压发生单元，用于根据所述输入模块输入的电压生成基准电压，并将所述基准电压输入到所述电压比较单元中；
所述电压比较单元，还用于将所述采样电压和所述基准电压进行比较，以判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压。
8.如权利要求1所述的远程供电控制装置，其特征在于，所述电压比较单元具体用于：
利用比较算法对所述采样电压和所述基准电压进行比较，以判断是否对所述输入模块输入的电压进行升压。
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