CN113178872B - 针对市电闪断的电源稳压方法、装置及直流电源 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电源技术领域，提供了一种针对市电闪断的电源稳压方法、装置及直流电源，该方法包括：获取输入所述AC/DC模块的市电电压；若所述市电电压小于预设电压值的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断；并将所述变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零；若所述市电电压大于所述预设电压值的持续时间达到第二预设时间，则判定市电恢复，并在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理。本申请通过积分清零加限幅的方法减小市电恢复时的输出电压，能够避免市电恢复时电压突增的问题，从而保证电源设备的安全稳定运行。

Description

针对市电闪断的电源稳压方法、装置及直流电源
技术领域
本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种针对市电闪断的电源稳压方法、装置及直流电源。
背景技术
随着电力及电子设备的不断发展，人们对电源设备的供电质量要求也越来越高，对于一些对电压质量要求较高的元器件例如PLC、控制器等，需要电源设备稳定的输出电能，若是市电不稳定，出现闪断情况，造成电压突变，将会影响整个系统的安全稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种针对市电闪断的电源稳压方法、装置及直流电源，以解决现有技术中市电闪断带来的电压不稳定的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种针对市电闪断的电源稳压方法，应用于电源设备，所述电源设备包括AC/DC模块和变流模块，所述AC/DC模块的输出端与所述变流模块的输入端连接；
所述方法包括：
获取输入所述AC/DC模块的市电电压；
若所述市电电压小于预设电压值的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断；并将所述变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零；
若所述市电电压大于所述预设电压值的持续时间达到第二预设时间，则判定市电恢复，并在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理。
本发明实施例的第二方面提供了一种针对市电闪断的电源稳压装置，应用于电源设备，所述电源设备包括AC/DC模块和变流模块，所述AC/DC模块的输出端与所述变流模块的输入端连接；
所述装置包括：
市电电压获取模块，用于获取输入所述AC/DC模块的市电电压；
第一稳压模块，用于若所述市电电压小于预设电压值的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断；并将所述变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零；
第二稳压模块，用于若所述市电电压大于所述预设电压值的持续时间达到第二预设时间，则判定市电恢复，并在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理。
本发明实施例的第三方面提供了一种直流电源，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述针对市电闪断的电源稳压方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述针对市电闪断的电源稳压方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实施例提供的电源稳压方法首先获取输入所述AC/DC模块的市电电压；若所述市电电压小于预设电压值的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断；并将所述变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零；若所述市电电压大于所述预设电压值的持续时间达到第二预设时间，则判定市电恢复，并在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理。本实施例通过积分清零加限幅的方法减小市电恢复时的输出电压，能够避免市电恢复时电压突增的问题，从而保证电源设备的安全稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的针对市电闪断的电源稳压方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的电源设备的示意图；
图3是本发明实施例提供的针对市电闪断的电源稳压装置的示意图；
图4是本发明实施例提供的直流电源的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
在一个实施例中，如图1所示，图1示出了本发明实施例提供的一种针对市电闪断的电源稳压方法的流程，该方法应用于电源设备，该方法的具体实现流程包括：
S101：获取输入所述AC/DC模块的市电电压。
在本实施例中，如图2所示，图2示出了本发明实施例提供的电源设备的结构，其包括：AC/DC模块和变流模块，所述AC/DC模块的输出端与所述变流模块的输入端连接。电源设备可以为直流电源设备，也可以为交流电源设备，当电源设备为直流电源设备时，变流模块为DC/DC模块，当电源设备为交流电源设备时，变流模块为DC/AC模块。
S102：若所述市电电压小于预设电压值的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断；并将所述变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零。
在本实施例中，预设电压值可以为220V，当市电电压小于220V且持续一定时间时，则判定市电闪断。若以相电压为监测值，则各相电压的预设电压值可以为90V，若三相电的各相电压均小于90V，且小于90V的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断。
具体地，第一预设时间为1ms。
S103：若所述市电电压Ud大于所述预设电压值的持续时间达到第二预设时间，则判定市电恢复，并在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理。
在本实施例中，为了避免市电闪断期间积分累计过大造成的市电恢复瞬间输出电压突增，本实施例在判定市电闪断后，则将变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零。
在本实施例中，若市电闪断后，Ua、Ub、Uc三相电压均上升至大于90V，且持续第二预设时间，则判定市电恢复。
具体的，第二预设时间可以设置为一个开关周期，即41.66us。
为了避免市电恢复瞬间输出电压冲高，本实施例在判定市电恢复时，对变流模块的电流环给定电流进行限幅，以减小变流模块的占空比，从而实现减小输出电压冲高值的效果。
从上述实施例可知，本实施例提供的电源稳压方法首先获取输入所述AC/DC模块的市电电压；若所述市电电压小于预设电压值的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断；并将所述变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零；若所述市电电压大于所述预设电压值的持续时间达到第二预设时间，则判定市电恢复，并在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理。本实施例通过积分清零加限幅的方法减小市电恢复时的输出电压，能够避免市电恢复时电压突增的问题，从而保证电源设备的安全稳定运行。
在一个实施例中，本实施例提供的针对市电闪断的电源稳定方法还包括：
在市电闪断期间，增大所述变流模块的控制环路中PID控制器的比例参数，以减小所述变流模块在市电闪断期间的输出电压跌落值。
在本实施例中，为了保证市电闪断期间电源设备的输出电压不跌落，本实施例通过调整变流模块控制环路PID比例参数的方法，通过电源设备的母线电容提供后端市电闪断时期所需的能量。
在本实施例中，市电闪断的时长最长为10ms，当市电闪断超过10ms时，则认为是市电掉电，可采用电池设备为负载供电。
本实施例提供的方法能够避免市电闪断阶段电压突降的问题，保证在市电闪断期间输出电压不跌落，减少因市电闪断造成的输出电压短暂突降带来的电池频繁投切动作，保证系统的安全稳定运行。
在一个实施例中，所述AC/DC模块的输出端正负极之间连接有母线电容，且所述母线电容满足其中，C表示母线电容值，Uo表示所述变流模块的输出电压，Io表示所述变流模块的输出电流，t表示预设时间，ΔUo表示预设时间t内输出电压的变化量。
在本实施例中，为了给后端提供市电闪断期间需要的足够能量，需要使母线电容满足上述条件。
在一个实施例中，上述S103的具体实现流程包括：
在市电恢复后的预设个开关周期内，将所述变流模块的电流环给定值从第一电流给定值线性增大至预设电流环给定值。
在本实施例中，在市电恢复后，可以将变流模块的电流给定值先降为第一电流给定值，然后在之后的多个开关周期内，将电流给定值线性地从第一电流给定值增大到预设电流环给定值，以使变流模块的占空比慢慢增大，线性的恢复到原变流模块的控制水平。
具体地，第一电流给定值可以为0，也可以为30A，预设电流环给定值可以为60A。电流给定值线性增大的总时长可以为20ms。
从上述实施例可知，通过上述方法可以有效的避免市电闪断恢复瞬间因输出电压突增冲坏开关管的风险，保证电源设备的安全稳定运行。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在一个实施例中，如图3所示，图3示出了本实施例提供的一种针对市电闪断的电源稳压装置100的结构，应用于电源设备，所述电源设备包括AC/DC模块和变流模块，所述AC/DC模块的输出端与所述变流模块的输入端连接；
所述装置包括：
市电电压获取模块110，用于获取输入所述AC/DC模块的市电电压；
第一稳压模块120，用于若所述市电电压小于预设电压值的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断；并将所述变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零；
第二稳压模块130，用于若所述市电电压大于所述预设电压值的持续时间达到第二预设时间，则判定市电恢复，并在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理。
在一个实施例中，针对市电闪断的电源稳压装置100还包括：
第三稳压模块，用于在市电闪断期间，增大所述变流模块的控制环路中PID控制器的比例参数，以减小所述变流模块在市电闪断期间的输出电压跌落值。
在一个实施例中，所述AC/DC模块的输出端正负极之间连接有母线电容，且所述母线电容满足其中，C表示母线电容值，Uo表示所述变流模块的输出电压，Io表示所述变流模块的输出电流，t表示预设时间，ΔUo表示预设时间t内输出电压的变化量。
在一个实施例中，第二稳压模块120具体用于：
在市电恢复后的预设个开关周期内，将所述变流模块的电流环给定值从第一电流给定值线性增大至预设电流环给定值。
从上述实施例可知，本实施例提供的电源稳压方法首先获取输入所述AC/DC模块的市电电压；若所述市电电压小于预设电压值的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断；并将所述变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零；若所述市电电压大于所述预设电压值的持续时间达到第二预设时间，则判定市电恢复，并在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理。本实施例通过积分清零加限幅的方法减小市电恢复时的输出电压，能够避免市电恢复时电压突增的问题，从而保证电源设备的安全稳定运行。
图4是本发明一实施例提供的直流电源的示意图。如图4所示，该实施例的直流电源4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个针对市电闪断的电源稳压方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块110至130的功能。
所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述直流电源4中的执行过程。
所述直流电源4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述直流电源可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是直流电源4的示例，并不构成对直流电源4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，例如所述直流电源还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器41可以是所述直流电源4的内部存储单元，例如直流电源4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述直流电源4的外部存储设备，例如所述直流电源4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述直流电源4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述直流电源所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/直流电源和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/直流电源实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种针对市电闪断的电源稳压方法，其特征在于，应用于电源设备，所述电源设备包括AC/DC模块和变流模块，所述AC/DC模块的输出端与所述变流模块的输入端连接；
所述方法包括：
获取输入所述AC/DC模块的市电电压；
若所述市电电压小于预设电压值的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断；并将所述变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零；
若所述市电电压大于所述预设电压值的持续时间达到第二预设时间，则判定市电恢复，并在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理；
所述在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理，包括：
在市电恢复后，将变流模块的电流给定值降为第一电流给定值；
在市电恢复后的预设个开关周期内，将所述变流模块的电流环给定值从所述第一电流给定值线性增大至预设电流环给定值；
所述方法还包括：
在市电闪断期间，增大所述变流模块的控制环路中PID控制器的比例参数，以减小所述变流模块在市电闪断期间的输出电压跌落值。
2.如权利要求1所述的针对市电闪断的电源稳压方法，其特征在于，所述AC/DC模块的输出端正负极之间连接有母线电容，且所述母线电容满足，其中，C表示母线电容值，U o表示所述变流模块的输出电压，I o表示所述变流模块的输出电流，t表示预设时间，表示预设时间t内输出电压的变化量。
3.一种针对市电闪断的电源稳压装置，其特征在于，应用于电源设备，所述电源设备包括AC/DC模块和变流模块，所述AC/DC模块的输出端与所述变流模块的输入端连接；
所述装置包括：
市电电压获取模块，用于获取输入所述AC/DC模块的市电电压；
第一稳压模块，用于若所述市电电压小于预设电压值的持续时间达到第一预设时间，则判定市电闪断；并将所述变流模块的控制环路中PID控制器的积分清零；
第二稳压模块，用于若所述市电电压大于所述预设电压值的持续时间达到第二预设时间，则判定市电恢复，并在市电恢复后对所述变流模块的电流环给定值进行限幅处理；
所述第二稳压模块具体用于：
在市电恢复后，将变流模块的电流给定值降为第一电流给定值；
在市电恢复后的预设个开关周期内，将所述变流模块的电流环给定值从所述第一电流给定值线性增大至预设电流环给定值；
所述装置还包括：
第三稳压模块，用于在市电闪断期间，增大所述变流模块的控制环路中PID控制器的比例参数，以减小所述变流模块在市电闪断期间的输出电压跌落值。
4.如权利要求3所述的针对市电闪断的电源稳压装置，其特征在于，所述AC/DC模块的输出端正负极之间连接有母线电容，且所述母线电容满足，其中，C表示母线电容值，U o表示所述变流模块的输出电压，I o表示所述变流模块的输出电流，t表示预设时间，表示预设时间t内输出电压的变化量。
5.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述方法的步骤。
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