CN113964928A - 一种dc-dc适配电源及其转换控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种DC‑DC适配电源及其转换控制方法，涉及电源转换技术领域，包括以下步骤：S1，通过第一电源检测模块检测主供电模块是否出现故障，当出现故障时，且故障持续时间大于T1；S2，根据第一电源检测模块检测到的主供电模块在正常工作时的电压与电流，根据单个备用电池的输出电流计算应启动多少个并联单个电池以及启动的并联电池的供电时间T3，同时计算负载的电阻大小，将供电线路由主供电模块供电线路切换到备用供电模块供电线路，同时将主供电模块的供电线路切换到与负载电阻相同的备用负载上。
Description
技术领域
本发明涉及电源转换技术领域，具体为一种DC-DC适配电源及其转换控制方法。
背景技术
在现有的用电设备中，其供电部分除了主要供电电源外，为了保证在主要供电电源出现故障时，用电设备能够正常工作，通常还会设置备用供电电源，现在的技术中，当主要供电电源出现过压、欠压等故障时，通常直接跳闸切换到备用供电电源，这种方式存在以下问题：1.主要供电模块偶尔出现的过压、欠压状况可能是外界环境导致的，并不是主要供电模块损坏导致的，而备用供电电源通常选用电池组，电池组的设定是为了出现紧急状况时应急使用，在主要供电模块未损坏情况下使用备用供电电源，并不是备用供电电源的使用初衷；2.由于负载的不同，而为了备用供电电源能够满足负载的需求，通常选用多个电池并联组成电池组，在这种情况下，使用备用供电电源时，通常是所有的备用电池一起工作，但实际上负载的电流需求可能并不大，这样就导致了能源的浪费。
所以设计一款能够对主要供电电源的故障进行检验，确认主要供电电源是否真的损坏还是由于环境原因，导致短时间的损坏，以及在使用备用电池组时，备用电池的启用数量刚好满足负载的需求，节约能源的供电电源转换方法是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种DC-DC适配电源及其转换控制方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种DC-DC适配电源及其转换控制方法，包括以下步骤：
S1，通过第一电源检测模块检测主供电模块是否出现故障，当出现故障时，且故障持续时间大于T1，执行步骤S2；
S2，根据第一电源检测模块检测到的主供电模块在正常工作时的电压与电流，根据单个备用电池的输出电流计算应启动多少个并联单个电池以及启动的并联电池的供电时间T3，同时计算负载的电阻大小，将供电线路由主供电模块供电线路切换到备用供电模块供电线路，同时将主供电模块的供电线路切换到与负载电阻相同的备用负载上，执行步骤S3；
S3，在备用供电模块为负载供电时，第一电源检测模块检测主供电模块为备用负载供电时是否出现故障，如主供电模块在为备用负载供电时未出现故障，且持续时间大于T2，关闭主供电模块，如主供电模块为备用负载供电时出现故障，且故障时间大于T1，判断主供电模块损坏，进行报警，执行步骤S4；
S4，通过第二电源检测模块检测备用供电模块是否出现故障，如备用供电模块在为负载供电期间出现故障，故障持续时间大于T1，且主供电模块在为备用负载供电时恢复正常，那么切回到主供电模块供电，如备用供电模块在为负载供电期间出现故障，故障持续时间大于T1，且主供电模块在为备用负载供电时依旧故障，根据备用供电模块的供电时间T3，当备用供电模块的供电时间达到T4时，T4小于T3，计算剩余未启动的备用电池的数量是否大于已启用的电池组中的备用电池数量，如果未启动的备用电池数量小于已启用的备用电池数量，将供电线路切换到断开位置，停止供电，进行报警；如果未启动的备用电池数量大于已启用的备用电池数量，再启用相同数量的并联备用电池，关闭原有的已启用的并联备用电池，重置时间T4，使用新的并联电池组为负载供电，当时间达到T4后，再启用新的备用电池，直到剩余未启用备用电池数量小于已启用并联电池组中的备用电池数量，将供电线路切换到断开位置，停止供电，进行报警。
进一步的，所述第一电源检测模块以及第二电源检测模块分别对主供电模块以及备用供电模块的输出电压信号进行检测，如果输出电压信号满足故障判定条件，则判断为出现故障。
进一步的，所述故障判定条件包括失压判定条件、欠压判定条件、过压判定条件。
进一步的，所述备用供电模块由多个统一型号的备用电池并联组成，每个备用电池的输出线路上均设置有一个小型断路器，作为控制备用电池的开关用。
进一步的，所述备用供电模块与负载的供电线路上设置有一个升压电路，所述步骤S2中，应启动多少个并联单个电池的计算方式为，根据主供电模块正常工作时的输出电流以及电压，备用电池并联时，输出电压与单个电池的电压相同，输出电流为并联的电池输出电流之和，控制小型断路器启动备用电池，备用电池启动数量为备用供电模块的输出电流大于等于主供电模块正常工作时的输出电流的需要的最小备用电池数量。
进一步的，所述步骤S2中，启动的备用电池的供电时间T3的计算方式为，由于单个备用电池的单个容量固定，所以启动的备用电池的总容量固定，总容量/启用的备用电池的输出电流就是供电时间T3。
进一步的，所述步骤S3中，根据主供电模块的输出电压以及输出电流，由欧姆定律R＝U/I可得负载的电阻，备用负载为一电阻可控的滑动变阻器，当主供电模块切换到备用负载上时，根据负载的电阻将滑动变阻器的负载调控到与负载一致。
进一步的，所述步骤S4中，当备用供电模块的供电时间达到T4后，通过控制小型断路器开启剩余的备用电池，同时关闭正在使用的备用电池，开启的备用电池数量与关闭的备用电池数量相等，且使用过的备用电池在下次启用新的备用电池时不会被启用，直到未使用过的备用电池数量小于正在使用的备用电池数量。
本发明的有益效果是：
本发明通过在使用备用供电模块为负载供电时，通过主供电模块为备用负载供电验证主供电模块是否真的故障，同时根据负载的需求电压以及电流，计算最小数量的备用电池启用数量，达到满足使用备用电池组为负载供电的同时节约能源的目的。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本次发明中优先选择双目结构光系统，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示本发明只能使用双目结构光系统。
一种DC-DC适配电源及其转换控制方法，包括以下步骤：
S1，通过第一电源检测模块检测主供电模块是否出现故障，当出现故障时，且故障持续时间大于T1，执行步骤S2；
S2，根据第一电源检测模块检测到的主供电模块在正常工作时的电压与电流，根据单个备用电池的输出电流计算应启动多少个并联单个电池以及启动的并联电池的供电时间T3，同时计算负载的电阻大小，将供电线路由主供电模块供电线路切换到备用供电模块供电线路，同时将主供电模块的供电线路切换到与负载电阻相同的备用负载上，执行步骤S3；
S3，在备用供电模块为负载供电时，第一电源检测模块检测主供电模块为备用负载供电时是否出现故障，如主供电模块在为备用负载供电时未出现故障，且持续时间大于T2，关闭主供电模块，如主供电模块为备用负载供电时出现故障，且故障时间大于T1，判断主供电模块损坏，进行报警，执行步骤S4；
S4，通过第二电源检测模块检测备用供电模块是否出现故障，如备用供电模块在为负载供电期间出现故障，故障持续时间大于T1，且主供电模块在为备用负载供电时恢复正常，那么切回到主供电模块供电，如备用供电模块在为负载供电期间出现故障，故障持续时间大于T1，且主供电模块在为备用负载供电时依旧故障，根据备用供电模块的供电时间T3，当备用供电模块的供电时间达到T4时，T4小于T3，计算剩余未启动的备用电池的数量是否大于已启用的电池组中的备用电池数量，如果未启动的备用电池数量小于已启用的备用电池数量，将供电线路切换到断开位置，停止供电，进行报警；如果未启动的备用电池数量大于已启用的备用电池数量，再启用相同数量的并联备用电池，关闭原有的已启用的并联备用电池，重置时间T4，使用新的并联电池组为负载供电，当时间达到T4后，再启用新的备用电池，直到剩余未启用备用电池数量小于已启用并联电池组中的备用电池数量，将供电线路切换到断开位置，停止供电，进行报警。
本方案的工作原理简述：
当第一电源检测模块检测到主供电模块的电压有效值在一定周期内，出现了欠压、过压以及失压等故障情况时，且故障的持续时间超过了T1，那么控制器根据第一电源检测模块检测到的主供电模块在未出现欠压、过压、失压等故障情况时的电压有效值以及电流有效值，根据电压有效值以及电流有效值可以得到负载的电阻，同时计算备用电池的最小启用数量，例如：单个备用电池的额定电压为5V，电流为5A，而主供电模块在正常工作的情况下的电压有效值为10V，电流有效值为18A，所以满足负载的需求的情况下使用的备用电池数量最少为4个，同时通过升压电路进行升压，在这种情况下，控制器通过控制小型断路器启用四个备用电池，同时开启升压电路，通过备用供电模块为负载供电，同时通过电压有效值10V以及电流有效值18A，可以知道负载的电阻为5/9欧，当主供电模块切换到为备用负载，也就是滑动变阻器供电时，将滑动变阻器的阻值调控到与负载的阻值一致，也就是5/9欧，第一电源检测模块持续监测主供电模块的电压有效值，如果未出现过压、欠压、失压等故障情况，且持续时间超过T2，那么在备用电池在达到有效供电时间T4后，控制器依旧将供电模块切回到主供电模块进行供电，如果主供电模块在为备用负载供电时，依旧出现故障，且持续时间超过T1，那么控制器判断主供电模块损坏，启动报警器进行预警，在主供电模块确定损坏的情况下，当四个备用电池的供电时间T4接近最终供电时间T3时，最终供电时间T3通过四个备用电池的总容量/电流有效值得到，当第一组备用电池的时间达到T4后，根据备用供电模块中的总备用电池数量，例如备用电池的总数为10，那么中央控制器将在剩下的六个备用电池中，选用4个备用电池启动，同时关闭正在使用的四个备用电池，当第二组备用电池组的使用时间达到T4后，由于仅剩下两个未启用的备用电池，不足以组成第三组备用电池组，控制器控制供电线路切换到断开位置，停止供电，同时再次启用报警器进行预警。
进一步的，所述第一电源检测模块以及第二电源检测模块分别对主供电模块以及备用供电模块的输出电压信号进行检测，如果输出电压信号满足故障判定条件，则判断为出现故障。
进一步的，所述故障判定条件包括失压判定条件、欠压判定条件、过压判定条件。
进一步的，所述备用供电模块由多个统一型号的备用电池并联组成，每个备用电池的输出线路上均设置有一个小型断路器，作为控制备用电池的开关用。
进一步的，所述备用供电模块与负载的供电线路上设置有一个升压电路，所述步骤S2中，应启动多少个并联单个电池的计算方式为，根据主供电模块正常工作时的输出电流以及电压，备用电池并联时，输出电压与单个电池的电压相同，输出电流为并联的电池输出电流之和，控制小型断路器启动备用电池，备用电池启动数量为备用供电模块的输出电流大于等于主供电模块正常工作时的输出电流的需要的最小备用电池数量。
进一步的，所述步骤S2中，启动的备用电池的供电时间T3的计算方式为，由于单个备用电池的单个容量固定，所以启动的备用电池的总容量固定，总容量/启用的备用电池的输出电流就是供电时间T3。
进一步的，所述步骤S3中，根据主供电模块的输出电压以及输出电流，由欧姆定律R＝U/I可得负载的电阻，备用负载为一电阻可控的滑动变阻器，当主供电模块切换到备用负载上时，根据负载的电阻将滑动变阻器的负载调控到与负载一致。
进一步的，所述步骤S4中，当备用供电模块的供电时间达到T4后，通过控制小型断路器开启剩余的备用电池，同时关闭正在使用的备用电池，开启的备用电池数量与关闭的备用电池数量相等，且使用过的备用电池在下次启用新的备用电池时不会被启用，直到未使用过的备用电池数量小于正在使用的备用电池数量
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种DC-DC适配电源及其转换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，通过第一电源检测模块检测主供电模块是否出现故障，当出现故障时，且故障持续时间大于T1，执行步骤S2；
S2，根据第一电源检测模块检测到的主供电模块在正常工作时的电压与电流，根据单个备用电池的输出电流计算应启动多少个并联单个电池以及启动的并联电池的供电时间T3，同时计算负载的电阻大小，将供电线路由主供电模块供电线路切换到备用供电模块供电线路，同时将主供电模块的供电线路切换到与负载电阻相同的备用负载上，执行步骤S3；
S3，在备用供电模块为负载供电时，第一电源检测模块检测主供电模块为备用负载供电时是否出现故障，如主供电模块在为备用负载供电时未出现故障，且持续时间大于T2，关闭主供电模块，如主供电模块为备用负载供电时出现故障，且故障时间大于T1，判断主供电模块损坏，进行报警，执行步骤S4；
S4，通过第二电源检测模块检测备用供电模块是否出现故障，如备用供电模块在为负载供电期间出现故障，故障持续时间大于T1，且主供电模块在为备用负载供电时恢复正常，那么切回到主供电模块供电，如备用供电模块在为负载供电期间出现故障，故障持续时间大于T1，且主供电模块在为备用负载供电时依旧故障，根据备用供电模块的供电时间T3，当备用供电模块的供电时间达到T4时，T4小于T3，计算剩余未启动的备用电池的数量是否大于已启用的电池组中的备用电池数量，如果未启动的备用电池数量小于已启用的备用电池数量，将供电线路切换到断开位置，停止供电，进行报警；如果未启动的备用电池数量大于已启用的备用电池数量，再启用相同数量的并联备用电池，关闭原有的已启用的并联备用电池，重置时间T4，使用新的并联电池组为负载供电，当时间达到T4后，再启用新的备用电池，直到剩余未启用备用电池数量小于已启用并联电池组中的备用电池数量，将供电线路切换到断开位置，停止供电，进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种DC-DC适配电源及其转换控制方法，其特征在于，所述第一电源检测模块以及第二电源检测模块分别对主供电模块以及备用供电模块的输出电压信号进行检测，如果输出电压信号满足故障判定条件，则判断为出现故障。
3.根据权利要求2所述的一种DC-DC适配电源及其转换控制方法，其特征在于，所述故障判定条件包括失压判定条件、欠压判定条件、过压判定条件。
4.根据权利要求1所述的一种DC-DC适配电源及其转换控制方法，其特征在于，所述备用供电模块由多个统一型号的备用电池并联组成，每个备用电池的输出线路上均设置有一个小型断路器，作为控制备用电池的开关用。
5.根据权利要求1所述的一种DC-DC适配电源及其转换控制方法，其特征在于，所述备用供电模块与负载的供电线路上设置有一个升压电路，所述步骤S2中，应启动多少个并联单个电池的计算方式为，根据主供电模块正常工作时的输出电流以及电压，备用电池并联时，输出电压与单个电池的电压相同，输出电流为并联的电池输出电流之和，控制小型断路器启动备用电池，备用电池启动数量为备用供电模块的输出电流大于等于主供电模块正常工作时的输出电流的需要的最小备用电池数量。
6.根据权利要求5所述的一种DC-DC适配电源及其转换控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，启动的备用电池的供电时间T3的计算方式为，由于单个备用电池的单个容量固定，所以启动的备用电池的总容量固定，总容量/启用的备用电池的输出电流就是供电时间T3。
7.根据权利要求1所述的一种DC-DC适配电源及其转换控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据主供电模块的输出电压以及输出电流，由欧姆定律R＝U/I可得负载的电阻，备用负载为一电阻可控的滑动变阻器，当主供电模块切换到备用负载上时，根据负载的电阻将滑动变阻器的负载调控到与负载一致。
8.根据权利要求1所述的一种DC-DC适配电源及其转换控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，当备用供电模块的供电时间达到T4后，通过控制小型断路器开启剩余的备用电池，同时关闭正在使用的备用电池，开启的备用电池数量与关闭的备用电池数量相等，且使用过的备用电池在下次启用新的备用电池时不会被启用，直到未使用过的备用电池数量小于正在使用的备用电池数量。
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