CN113746165B - 一种能源路由器结构及控制方法和能源路由器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能源路由器结构及控制方法和能源路由器，属于能源路由器领域；在能源路由器内温度低于第一预设温度时，CPU控制电路不能工作；此时温度检测装置检测到温度低于第一预设温度后，低温启动开关闭合，此时继电器闭合，预充电电路导通为母线电容充电，在充电过程中，限流电阻发热，使能源路由器内温度升高。当升高到一定温度后，CPU控制电路可以正常工作。本申请方案既可以在低温条件下保证继电器闭合带动预充电电路导通为母线电容充电，又可以在为母线电容充电过程中，通过限流电阻产生热量，提高能源路由器内温度，以使CPU控制电路恢复正常。

Description

一种能源路由器结构及控制方法和能源路由器

技术领域

本发明涉及能源路由器领域，特别地，涉及一种能源路由器结构及控制方法和能源路由器。

背景技术

“双碳”目标的驱动下，新能源电力系统领域将被大力提倡并快速发展，而能源路由器是其中能源转换调配的关键环节。现有能源路由器的结构如图1所示，CPU控制电路直接控制继电器K1闭合，为母线电容C1充电；当CPU检测到母线电容C1充满时，控制继电器K1断开，限流电阻R1切出，继而开关QA1闭合，系统正常工作。

但是在严寒低温环境中，CPU控制电路会因温度低于正常工作所述能源路由器内的温度将导致无法控制继电器K1的通断，进而能源路由器无法工作。现有解决方法有：将电力设备放在室内、机壳使用保温保冷材料、额外配置加热装置等。但是，设备在室内难免会带来噪音、占据空间等问题；设备仅在开始时上电温度过低难以启动，正常运行无需保温处理，使用保温材料也会带来散热问题；另外配备加热装置将导致投入成本增加，并且设备不会频繁重启，加热装置利用率不高，产生浪费。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能源路由器结构及控制方法和能源路由器，以解决在严寒低温环境中，CPU会因温度低于正常工作所述能源路由器内的温度将导致无法控制继电器K1的通断，进而能源路由器无法工作的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，

一种能源路由器结构，包括CPU控制电路以及用于为母线电容预充电的预充电电路；

所述预充电电路包括继电器和限流电阻；

所述继电器触点部分与所述限流电阻串联，所述CPU控制电路通过控制所述继电器的通断来控制所述预充电电路是否工作；

还包括：

温度检测装置，用于检测所述能源路由器内的温度；

与所述继电器线圈部分串联的低温启动开关，用于在所述温度检测装置检测到的温度低于第一预设温度时闭合，以通过所述继电器闭合让所述预充电电路导通，使所述限流电阻产生热量，以便温度上升使所述CPU控制电路正常工作。

进一步地，还包括：与所述低温启动开关并联的常断开关，所述常断开关接受所述CPU控制电路控制；所述低温启动开关在所述温度检测装置检测到的温度高于第二预设温度时断开。

进一步地，所述低温启动开关是否断开由所述CPU控制电路根据所述母线电容是否充满进行控制。

进一步地，所述温度检测装置为温度传感器。

第二方面，

一种能源路由器控制方法，应用于上述技术方案所述的结构，包括以下步骤：

获取所述能源路由器内的温度；

当所述能源路由器内的温度低于第一预设温度时，控制低温启动开关闭合，以通过继电器闭合让预充电电路导通，以便限流电阻产生热量；

当所述能源路由器内的温度高于第二预设温度时，CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述预充电电路断开。

进一步地，若所述能源路由器包括与所述低温启动开关并联的常断开关；所述当所述能源路由器内的温度高于第二预设温度时，CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述预充电电路是否断开包括：

当所述能源路由器内的温度高于第二预设温度时，控制所述低温启动开关断开；

所述CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述常断开关的开闭。

进一步地，所述CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述常断开关的开闭包括：

当所述母线电容未充满时，所述CPU控制电路控制所述常断开关闭合。

进一步地，还包括：

当所述母线充满后，所述CPU控制电路控制所述常断开关断开。

进一步地，述CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述开关的开闭包括：

当所述母线电容充满时，所述CPU控制电路控制所述常断开关保持断开。

进一步地，若所述CPU控制电路控制所述低温启动开关是否断开，所述当所述能源路由器内的温度高于第二预设温度时，CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述预充电电路断开包括：

所述CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述低温启动开关是否断开。

进一步地，所述CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述低温启动开关是否断开包括：

当所述母线电容充满时，所述CPU控制电路控制所述低温启动开关断开；

当所述母线电容未充满时，所述CPU控制电路控制所述低温启动开关保持闭合。

第三方面，

一种能源路由器，用于执行上述技术方案任一项所述的方法。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请技术方案提供一种能源路由器结构及控制方法和能源路由器，在能源路由器内温度低于第一预设温度时，CPU控制电路不能工作；此时温度检测装置检测到温度低于第一预设温度后，低温启动开关闭合，此时继电器闭合，预充电电路导通为母线电容充电，在充电过程中，限流电阻发热，使能源路由器内温度升高。当升高到一定温度后，CPU控制电路可以正常工作。本申请方案既可以在低温条件下保证继电器闭合带动预充电电路导通为母线电容充电，又可以在为母线电容充电过程中，通过限流电阻产生热量，提高能源路由器内温度，以使CPU控制电路恢复正常。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的能源路由器结构电路图；

图2是本发明实施例提供的一种能源路由器结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种具体的能源路由器结构电路图；

图4是本发明实施例提供的另一种具体的能源路由器结构电路图；

图5是本发明实施例提供的一种能源路由器控制方法流程图；

附图标记：K1-继电器，K2-低温启动开关，K3-常断开关，R1-限流电阻，C1-母线电容，QA1-合闸开关。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

首先需要说明的是，现有能源路由器的启动过程。如图1所示，上电前，母线电容C1两端电压为0V，且母线电容C1两端电压不能突变，因此，在合闸开关QA1合闸瞬间整流器两端相当于短路，进线处电压瞬间下降到0V，可能将整流器内二极管损坏。为解决这一问题，加入限流电阻R1，瞬间的电压降会施加到限流电阻R1上。

通常限流电阻R1的阻值较小，其中电流流通时间较短，上电顺间承受压降后，由CPU控制继电器开关K1断开，限流电阻R1切出，继而合闸开关QA1闭合，系统正常工作。

参照图2，本发明实施例提供了一种能源路由器结构，包括CPU控制电路以及用于为母线电容C1预充电的预充电电路；

预充电电路包括继电器K1和限流电阻R1；

继电器K1触点部分与限流电阻R1串联，CPU控制电路通过控制继电器K1的通断来控制预充电电路是否工作；

还包括：

温度检测装置，用于检测能源路由器内的温度；

与继电器K1线圈部分串联的低温启动开关K2，用于在温度检测装置检测到的温度低于第一预设温度时闭合，以通过继电器K1闭合让所述预充电电路导通，使限流电阻R1产生热量，以便温度上升使CPU控制电路正常工作。

本发明实施例提供的一种能源路由器结构，在能源路由器内温度低于第一预设温度时，CPU控制电路不能工作；此时温度检测装置检测到温度低于第一预设温度后，低温启动开关闭合，此时继电器闭合，预充电电路导通为母线电容充电，在充电过程中，限流电阻发热，使能源路由器内温度升高。当升高到一定温度后，CPU控制电路可以正常工作。本申请方案既可以在低温条件下保证继电器闭合带动预充电电路导通为母线电容充电，又可以在为母线电容充电过程中，通过限流电阻产生热量，提高能源路由器内温度，以使CPU控制电路恢复正常。

一个实施例中，如图3所示，还包括与低温启动开关K2并联的常断开关K3，开关接收CPU控制电路控制；低温启动开关K2在温度检测装置检测到的温度高于第二预设温度时断开。

作为本发明实施例的一种可选的实现方式，控制电路由DSP芯片及外围电路组成。温度检测装置为温度传感器。

需要说明的是，温度传感器检测温度时通过温敏电阻的原理，在温度不同时，温度传感器输出电压或电流不同；因此当温度传感器检测到温度低于第一预设温度时，其输出的电压或电流将会超过阈值，当低温启动开关接收到超过阈值的电压或电流时直接闭合。

原理如下：在温度传感器检测到能源路由器内温度低于第一预设温度时，DSP芯片无法工作，即CPU控制电路无法控制继电器K1的闭合，此时低温启动开关K2闭合，继电器K1线圈部分通电，继电器K1闭合；此时预充电电路导通，在给母线电容C1充电过程中，限流电阻R1通电也产生热量，使能源路由器内温度升高，当升高到高于第二预设温度时，低温启动开关K2断开，继电器K1此时也断开。此时CPU控制电路能够正常工作，如果低温启动开关K2断开时，CPU控制电路检测到母线电容C1未充满，则控制常断开关K3(顾名思义，未受到控制时保持断开状态)闭合，常断开关K3闭合后，继电器K1闭合，预充电电路导通再次为母线电容C1充电。如果低温启动开关K2断开时，CPU控制电路检测到母线电容C1充满时，则保持常断开关K3断开状态。

在温度正常情况下，低温启动开关K2断开，启动时，CPU控制电路控制常断开关K3是否闭合，进而控制预充电电路的闭合与否。

即本发明实施例中，低温启动开关K2的开闭由温度控制，低于第一预设温度闭合，高于第二预设温度断开。

本发明实施例提供的能源路由器结构，正常环境温度条件下仍由CPU控制电路控制启动，低温条件下，温度传感器检测温度条件并控制低温启动开关闭合，继而继电器吸合，利用电阻发热特性将环境温度升高，为设备加温，温度传感器监测温度到达设定的温度范围内后，低温启动开关断开，转为CPU控制电路控制，设备正常启动运行。

另一个实施例中，如图4所示，低温启动开关K2是否断开由CPU控制电路根据母线电容C1是否充满进行控制。

原理如下：在温度检测装置检测到能源路由器内温度低于第一预设温度时，CPU控制电路无法控制继电器K1的闭合，此时低温启动开关K2闭合，继电器K1线圈部分通电，继电器K1闭合；此时预充电电路导通，在给母线电容C1充电过程中，限流电阻R1通电也产生热量，使能源路由器内温度升高，当升高到高于第二预设温度时，此时CPU控制电路能够正常工作，控制低温启动开关K2不断开，如果CPU控制电路检测到母线电容C1未充满，则保持低温启动开关K2不断开；如果CPU控制电路检测到母线电容C1充满后，CPU控制电路控制低温启动开关K2断开。

即本发明实施例中低温启动开关K2既接受CPU控制电路控制，又接受温度控制；当低温条件(低于第一预设温度)下，接受温度控制；正常温度(高于第二预设温度)下，接受CPU控制电路控制。

本发明实施例提供的能源路由器的结构，在低温条件下，低温启动开关闭合，带动预充电电路导通为直流母线充电时，限流电阻加热为设备加温，温度传感器监测温度到达设定的温度范围内后，转为CPU控制电路控制，设备正常启动运行。

一个实施例中，本发明还提供一种能源路由器控制方法，应用于上述实施例的结构，如图5所示，包括以下步骤：

S11：获取能源路由器内的温度；

S12：当能源路由器内的温度低于第一预设温度时，控制低温启动开关闭合，以通过继电器闭合让预充电电路导通，以便限流电阻产生热量；

S13：当能源路由器内的温度高于第二预设温度时，CPU控制电路根据母线电容是否充满控制预充电电路是否断开。

当能源路由器的结构如图3所示时，能源路由器包括与低温启动开关并联的常断开关；当能源路由器内的温度高于第二预设温度时，CPU控制电路根据母线电容是否充满控制预充电电路是否断开包括：当能源路由器内的温度高于第二预设温度时，控制低温启动开关断开；CPU控制电路根据母线电容是否充满控制常断开关的开闭。具体地，当母线电容未充满时，CPU控制电路控制常断开关闭合；当母线充满后，CPU控制电路控制常断开关断开。当母线电容充满时，CPU控制电路控制常断开关保持断开。

当能源路由器结构如图4所示时，CPU控制电路控制低温启动开关是否断开，当能源路由器内的温度高于第二预设温度时，CPU控制电路根据母线电容是否充满控制预充电电路断开包括：

CPU控制电路根据母线电容是否充满控制低温启动开关是否断开。CPU控制电路根据母线电容是否充满控制低温启动开关是否断开包括：低温启动开关是否断开由CPU控制电路根据母线电容是否充满进行控制；当母线电容未充满时，CPU控制电路控制低温启动开关保持闭合。

本发明实施例提供的能源路由器控制方法，在能源路由器内温度低于第一预设温度时，控制低温启动开关闭合，此时继电器闭合，预充电电路导通为母线电容充电，充电过程中，预充电电路中限流电阻发热，提高能源路由器内温度，当温度高于第二预设温度时，CPU控制电路能够正常工作，控制能源路由器。既可以在低温条件下保证能源路由器工作，又可以在工作过程中提高能源路由器内温度以使温度达到CPU控制电路的正常使用的要求。

一个实施例中，本发明还提供一种能源路由器，用于执行上述实施例中提供的能源路由器控制方法。

本发明实施例提供的能源路由器通过执行该控制方法，能够在低温条件下保证能源路由器工作，又能在工作过程中提高能源路由器内温度以使温度达到CPU控制电路的正常使用的要求。这样能源路由器可以在低温环境下使用。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，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模块中。上述集成的模块既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。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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申请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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种能源路由器结构，包括CPU控制电路以及用于为母线电容预充电的预充电电路；

所述预充电电路包括继电器和限流电阻；

所述继电器触点部分与所述限流电阻串联，所述CPU控制电路通过控制所述继电器的通断来控制所述预充电电路是否工作；

其特征在于，还包括：

温度检测装置，用于检测所述能源路由器内的温度；

与所述继电器线圈部分串联的低温启动开关，用于在所述温度检测装置检测到的温度低于第一预设温度时闭合，以通过所述继电器闭合让所述预充电电路导通，使所述限流电阻产生热量，以便温度上升使所述CPU控制电路正常工作；

还包括：与所述低温启动开关并联的常断开关，所述常断开关接受所述CPU控制电路控制；所述低温启动开关在所述温度检测装置检测到的温度高于第二预设温度时断开；

所述CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述常断开关的开闭包括：

当所述母线电容未充满时，所述CPU控制电路控制所述常断开关闭合；

还包括：

当所述母线充满后，所述CPU控制电路控制所述常断开关断开；

或，

所述低温启动开关是否断开由所述CPU控制电路根据所述母线电容是否充满进行控制；

如果CPU控制电路能够正常工作，控制低温启动开关不断开，如果CPU控制电路检测到母线电容未充满，则保持低温启动开关不断开；如果CPU控制电路检测到母线电容充满后，CPU控制电路控制低温启动开关断开。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述温度检测装置为温度传感器。

3.一种能源路由器控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的结构，包括以下步骤：

获取所述能源路由器内的温度；

当所述能源路由器内的温度低于第一预设温度时，控制低温启动开关闭合，以通过继电器闭合让预充电电路导通，以便限流电阻产生热量；

当所述能源路由器内的温度高于第二预设温度时，CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述预充电电路是否断开。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：若所述能源路由器包括与所述低温启动开关并联的常断开关；所述当所述能源路由器内的温度高于第二预设温度时，CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述预充电电路是否断开包括：

当所述能源路由器内的温度高于第二预设温度时，控制所述低温启动开关断开；

所述CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述常断开关的开闭。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述常断开关的开闭包括：

当所述母线电容充满时，所述CPU控制电路控制所述常断开关保持断开。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：若所述CPU控制电路控制所述低温启动开关是否断开，所述当所述能源路由器内的温度高于第二预设温度时，CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述预充电电路断开包括：

所述CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述低温启动开关是否断开。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述CPU控制电路根据母线电容是否充满控制所述低温启动开关是否断开包括：

所述低温启动开关是否断开由所述CPU控制电路根据所述母线电容是否充满进行控制；

当所述母线电容未充满时，所述CPU控制电路控制所述低温启动开关保持闭合。