CN114899936A - 一种配电电路、控制配电电路供电的方法和供电系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种配电电路，涉及供电技术领域。所述配电电路包括：交流电输入端、直流电输入端、交流负载输入端、直流负载输入端、开关电路、直流/交流转换器、直流/直流转换器和控制单元，开关电路耦合于交流电输入端和交流负载输入端之间，直流/交流转换器的一端与开关电路和交流负载输入端耦合，另一端与直流电输入端和直流/直流转换器耦合，直流/直流转换器的一端与直流/交流转换器和直流电输入端耦合，另一端与直流负载输入端耦合，控制单元与开关电路、直流/交流转换器和直流/直流转换器电连接。配电电路可以将市电系统输入的交流电转换成稳定的直流电和稳定的交流电，实现为交流负载和直流负载提供稳定的电信号。

Description

一种配电电路、控制配电电路供电的方法和供电系统
技术领域
本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种配电电路、控制配电电路供电的方法和供电系统。
背景技术
以数据中心、户外机柜、基站等用电设备，一般都是通过配电电路实现与供电电源连接。配电电路可以将市电系统提供的交流电转换成直流电，为用电设备提供直流电。或者，配电电路可以将储电电池提供的直流电转换成交流电，为用电设备提供交流电。
现有的配电电路中，一般还配置有不间断电源系统(uninterruptible powersystem，UPS)。当外接的供电电源不能为用电设备供电时，配电电路可以调用UPS为用电设备供电。但是，现有的配电电路只能输出交流电或直流电，无法同时为交流负载和直流负载提供电能，导致配电电路适用范围小，供电方式不够灵活。
发明内容
为了解决上述的问题，本申请的实施例中提供了一种配电电路、控制配电电路供电的方法和供电系统，配电电路与市电系统和电池模块电连接。当市电系统正常供电时，配电电路可以将市电系统输入的交流电转换成稳定的直流电和稳定的交流电，实现为交流负载和直流负载提供稳定的电信号。当市电系统异常时，配电电路可以将电池模块输入的直流电转换成稳定的直流电和稳定的交流电，实现为交流负载和直流负载提供稳定的电信号。
为此，本申请的实施例中采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种配电电路，包括：交流电输入端、直流电输入端、交流负载输入端、直流负载输入端、开关电路、直流/交流转换器、直流/直流转换器和控制单元，所述开关电路耦合于所述交流电输入端和所述交流负载输入端之间，用于控制所述交流负载输入端输出所述交流电输入端输入的交流电；所述直流/交流转换器的一端与所述开关电路和所述交流负载输入端耦合，另一端与所述直流电输入端和直流/直流转换器耦合，用于进行直流电和交流电之间的转换；所述直流/直流转换器的一端与所述直流/交流转换器和所述直流电输入端耦合，另一端与所述直流负载输入端耦合，用于对输入的直流电做直流转换；所述控制单元与所述开关电路、所述直流/交流转换器和所述直流/直流转换器电连接，用于检测所述开关电路的状态；以及当所述开关电路处在第一状态时，向所述直流/交流转换器发送第一控制信号和向所述直流/直流转换器发送第二控制信号，所述第一状态为所述开关电路让所述交流电输入端与所述交流负载输入端之间处于导通的状态，所述第一控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述交流电输入端输入的交流电转换成直流电，所述第二控制信号用于指示所述直流/直流转换器对所述直流/交流转换器输出的直流电做直流转换。
在该实施方式中，配电电路接收到市电系统的交流电后，可以为各个交流负载提供电能。配电电路中控制单元可以通过DC/AC转换器和DC/DC转换器工作，让DC/AC转换器将交流电转换成直流电，DC/DC转换器将直流电转换成设定电压的直流电，可以为各个直流负载提供电能。配电电路可以同时为交流负载和直流负载提供电能。
在一种实施方式中，所述控制单元还用于当所述开关电路处在第二状态时，向所述直流/交流转换器发送第三控制信号和向所述直流/直流转换器发送第四控制信号，所述第二状态为所述开关电路让所述交流电输入端与所述交流负载输入端之间处于断路的状态，所述第三控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述直流电输入端输入的直流电转换成交流电，所述第二控制信号用于指示所述直流/直流转换器将所述直流电输入端输入的直流电做直流转换。
在该实施方式中，如果市电系统输入的交流电出现异常，开关电路停止市电系统输入交流电。控制单元让DC/AC转换器将直流电输入端输入直流电转换成设定电压的交流电，可以为各个交流负载提供设定电压的交流电。直流电输入端输入的直流电通过DC/DC转换器，可以为各个直流负载提供设定电压的直流电。配电电路可以不间断地为交流负载和直流负载提供电能。
在一种实施方式中，所述开关电路为静态转关开关。
在该实施方式中，静态转关开关是一种只有输入电压在设定范围内才会导通的开关。交流电输入端输入的交流电的电压处在设定范围内，才会通过交流负载输入端输入到交流负载，保证交流负载输入端输出的交流电的稳定性。
在一种实施方式中，所述控制单元，具体用于监测所述交流电输入端输入的交流电的电压；以及当所述交流电输入端输入的交流电的电压处在所述设定范围内，确定所述开关电路处在所述第一状态；当所述交流电输入端输入的交流电的电压不处在所述设定范围内，确定所述开关电路处在所述第二状态。
在一种实施方式中，所述控制单元，还用于监测所述交流电输入端输入的交流电的电压；以及当所述交流电输入端输入的交流电的电压处在设定范围内，且小于设定阈值时，向所述直流/交流转换器发送第五控制信号，所述第五控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述直流电输入端输入的直流电转换成设定电压的交流电，所述设定电压为所述设定阈值与所述交流电输入端输入的交流电之间的差值。。
在该实施方式中，如果交流电输入端输入的交流电不稳定或低于交流负载的额定电压，制单元可以根据各个交流负载的额定电压与输入的交流电的电压值之间的差值，生成控制信号，发送给DC/AC转换器。DC/AC转换器可以将直流电输入端输入的直流电转换设定电压的交流电。DC/AC转换器输出的交流电可以动态地补偿市电系统输入的交流电，让配电电路输出稳定的交流电。
在一种实施方式中，还包括：稳压器，耦合于所述交流电输入端和所述交流负载输入端之间，用于将所述交流负载输入端输出所述交流电转换成设定阈值的交流电。
在该实施方式中，在交流电输入端和交流负载输入端之间连接一个稳压器，可以将交流电输入端输入的交流电稳定在设定电压，可以提高配电电路输出的交流电的稳定性。
在一种实施方式中，还包括：旁路电路，耦合于所述交流电输入端和所述交流负载输入端之间，用于在所述开关电路所处的电路断路时，控制所述交流负载输入端输出所述交流电输入端输入的交流电，和/或控制所述直流负载输入端输出直流电。
在一种实施方式中，在交流电输入端和交流负载输入端之间连接一个旁路电路，当开关电路所在的电路出现短路时，交流电输入端输入的交流电通过旁路电路输入到交流负载，提高了配电电路的容错率。
第二方面，本申请提供一种控制配电电路供电的方法，包括：检测开关电路是否处在第一状态，所述第一状态为所述开关电路让交流电输入端与交流负载输入端之间处于导通的状态；当所述开关电路处在所述第一状态时，向直流/交流转换器发送第一控制信号和向直流/直流转换器发送第二控制信号，所述第一控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述交流电输入端输入的交流电转换成直流电，所述第二控制信号用于指示所述直流/直流转换器对所述直流/交流转换器输出的直流电做直流转换。
在一种实施方式中，所述方法还包括：当所述开关电路不处在所述第一状态时，向所述直流/交流转换器发送第三控制信号和向所述直流/直流转换器发送第四控制信号，所述第三控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述直流电输入端输入的直流电转换成交流电，所述第二控制信号用于指示所述直流/直流转换器将所述直流电输入端输入的直流电做直流转换。
在一种实施方式中，所述检测开关电路是否处在第一状态，包括：监测所述交流电输入端输入的交流电的电压；当所述交流电输入端输入的交流电的电压处在所述设定范围内，确定所述开关电路处在所述第一状态；当所述交流电输入端输入的交流电的电压不处在所述设定范围内，确定所述开关电路不处在所述第一状态。
在一种实施方式中，所述方法还包括：监测所述交流电输入端输入的交流电的电压；当所述交流电输入端输入的交流电的电压处在设定范围内，且小于设定阈值时，向所述直流/交流转换器发送第五控制信号，所述第五控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述直流电输入端输入的直流电转换成设定电压的交流电，所述设定电压为所述设定阈值与所述交流电输入端输入的交流电之间的差值。
第三方面，本申请提供一种供电系统，包括：如第一方面各个可能实现的配电电路，交流电源，与所述配电电路中的交流电输入端耦合，用于提供交流电；直流电源，与所述配电电路中的直流电输入端耦合，用于提供直流电；至少一个交流负载，与所述配电电路的交流负载输入端耦合，用于接收交流电；至少一个直流负载，与所述配电电路的直流负载输入端耦合，用于接收直流电。
附图说明
下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。
图1为现有技术中一种配电电路的电路结构示意图；
图2为现有技术中另一种配电电路的电路结构示意图；
图3为本申请实施例中提供的一种配电电路的电路结构示意图；
图4为本申请实施例中提供的配电电路的一种应用场景示意图；
图5为本申请实施例中提供的另一种配电电路的电路结构示意图；
图6为本申请实施例中提供的一种配电电路仅输出交流电的场景示意图；
图7为本申请实施例中提供的一种配电电路仅输出直流电的场景示意图；
图8为本申请实施例中提供的另一种配电电路仅输出直流电的场景示意图；
图9为本申请实施例中提供的另一种配电电路仅输出直流电的场景示意图；
图10为本申请实施例中提供的一种控制配电电路供电的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本文中术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如A/B表示A或者B。
本文中的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一响应消息和第二响应消息等是用于区别不同的响应消息，而不是用于描述响应消息的特定顺序。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或者两个以上，例如，多个控制单元是指两个或者两个以上的控制单元等；多个元件是指两个或者两个以上的元件等。
图1为现有技术中一种配电电路的电路结构示意图。如图1所示，该配电电路100包括开关电路110、交流/直流(alternating current/directing current，AC/DC)转换器120、直流/交流(directing current/alternating current，DC/AC)转换器130和直流/直流(directing current/directing current，DC/DC)转换器140。AC/DC转换器120与DC/AC转换器130串联。AC/DC转换器120的另一端作为输入端1，与市电系统电连接。DC/AC转换器130的另一端作为输出端2，与各个负载电连接。DC/DC转换器140的一端电连接在AC/DC转换器120与DC/AC转换器130之间，另一端电作为输入端3，与电池模块电连接并构成UPS。开关电路110的两端分别电连接在输入端1和输出端2上。
现有技术中，当市电系统正常供电时，市电系统输入的交流电可以通过开关电路110直接为各个交流负载提供电能。市电系统输入的交流电可以通过AC/DC转换器120和DC/AC转换器130进行转换，得到稳定的交流电，实现为交流负载提供稳定的交流电。当市电系统异常时，交流负载是由电池模块供电。电池模块输入的直流电通过DC/DC转换器140，得到稳定直流电后，再通过DC/AC转换器130进行转换，实现为交流负载提供稳定的交流电。但是，现有的配电电路100只能输出稳定的交流电，并不能输出稳定的直流电。
图2为现有技术中一种配电电路的电路结构示意图。如图2所示，该配电电路200包括AC/DC转换器210和DC/DC转换器220。AC/DC转换器210与DC/DC转换器220串联。AC/DC转换器210的另一端作为输入端1，与市电系统电连接。DC/DC转换器220的另一端可以作为一个输出端2和一个输入端3。输出端2与各个负载电连接。输入端3与电池模块电连接。
现有技术中，当市电系统正常供电时，市电系统输入的交流电通过AC/DC转换器210和DC/DC转换器220进行转换，得到稳定的直流电，实现为直流负载提供稳定的交流电。当市电系统异常时，直流负载是由电池模块供电。但是，现有的配电电路200只能输出稳定的直流电，并不能输出稳定的交流电。
为了解决现有技术中的缺陷，本申请设计了一种配电电路。配电电路与市电系统和电池模块电连接。当市电系统正常供电时，配电电路可以将市电系统输入的交流电转换成稳定的直流电和稳定的交流电，实现为交流负载和直流负载提供稳定的电信号。当市电系统异常时，配电电路可以将电池模块输入的直流电转换成稳定的直流电和稳定的交流电，实现为交流负载和直流负载提供稳定的电信号。相比较现有的配电电路，本申请保护的配电电路可以同时为直流负载和交流负载提供稳定的电信号，提高了配电电路的应用场景。
图3为本申请实施例中提供的一种配电电路的电路结构示意图。如图3所示，配电电路300包括交流电输入端1、直流电输入端2、交流负载输入端3、直流负载输入端4、开关电路310、DC/AC转换器320、DC/DC转换器330和控制单元340。开关电路310耦合于交流电输入端1与交流负载输入端3之间。DC/AC转换器320的一端与开关电路310和交流负载输入端3耦合，另一端与直流电输入端2耦合。DC/DC转换器330的一端与DC/AC转换器320和直流电输入端2耦合，另一端与直流负载输入端4耦合。控制单元340可以与开关电路310、DC/AC转换器320和DC/DC转换器330电连接。
本申请中，市电系统与交流电输入端1之间设置有开关，该开关可以控制市电系统输入交流电。交流负载输入端3与各个交流负载之间设置有开关，该开关可以控制向各个交流负载提供交流电。直流电输入端2与电池模块之间设置有开关，该开关可以控制向电池模块提供直流电，以及控制电池模块向直流负载和交流负载提供电能。直流负载输入端4与各个直流负载之间设置有开关，该开关可以控制向各个直流负载提供直流电。
开关电路310是用于控制交流负载输入端3输出市电系统的交流电，以及控制直流负载输入端4输出直流电。本申请中，开关电路310优选为静态转关开关(static transferswitch，STS)。当然，开关电路310也可以为其它类型的开关，本申请在此不作限定。STS是一种两路电源进行二选一自动切换供电的开关。正常工作状态下，如果主电源处于正常的电压范围内，负载是连接在主电源上。如果主电源出现异常，STS会将负载自动切换到备用电源上。如果主电源恢复正常状态，STS会将负载自动切换到主电源上。本申请中，通过STS的交流电的电压值在设定范围内，STS才会处于第一状态，可以限定流入配电电路中的交流电的电压值，保证输入到各个交流负载的交流电的稳定性。
本申请中，如果市电系统输入的交流电处在正常电压范围内，开关电路310会处在第一状态。也即，市电系统输入的交流电通过开关电路310输入到各个交流负载，实现市电系统为交流负载供电。如果市电系统输入的交流电不处在正常电压范围内，开关电路310会处在第二状态。也即，开关电路310断开，市电系统无法给交流负载供电。
DC/AC转换器320是一种将直流电转换成输出电压和频率稳定的交流电，以及将交流电转换成输出电压稳定的直流电的转换器。可选地，如图3所示，如果直流电输入端2与电池模块电连接，DC/AC转换器320可以与电池模块构成UPS。当开关电路310处在第二状态时，电池模块的直流电通过DC/AC转换器320后，DC/AC转换器320将直流电转换成交流电，给交流负载提供交流电，让配电电路300不间断地为交流负载提供电能。
DC/DC转换器330是一种将直流电转换成输出电压稳定的直流电的转换器。可选地，如图3所示，如果直流负载输入端4与各个直流负载电连接，DC/DC转换器330可以将其它电压的直流电转换成设定阈值的直流电，给直流负载提供设定电压的直流电。
控制单元340可以是数字信号处理(digital signal processing，DSP)、片上系统(system of chip，SoC)等具有处理功能的器件。本申请中，控制单元340用于监测输入开关电路310的电信号、DC/AC转换器320的输入电信号和/或输出电信号、DC/DC转换器330的输入电信号和/或输出电信号，以及向DC/AC转换器320和DC/DC转换器330发送控制信号，让DC/AC转换器320和DC/DC转换器330输出设定电压的电信号。
如图4所示，配电电路300的一种应用场景为：交流电输入端1可以与市电系统电连接，用于接收市电系统的交流电。交流负载输入端3可以与多个交流负载电连接，用于为交流负载提供交流电。直流电输入端2可以与电池模块电连接，用于接收电池模块的直流电。直流负载输入端4可以与多个直流负载电连接，用于为直流负载提供直流电。在一个例子中，直流电输入端2可以与多个直流负载电连接，用于为直流负载提供直流电。直流负载输入端4可以与电池模块电连接，用于接收电池模块输入的直流电。
下面将以图4所示的应用场景来介绍本申请保护的配电电路300具体工作过程。可以想到的是，图4所示的应用场景仅仅是配电电路300的一种应用场景，本申请保护的配电电路300还可以应用在其它场景中，在此并不作限定。
如图4所示，如果市电系统输入的交流电处在设定阈值范围内，市电系统可以通过开关电路310向各个交流负载提供交流电。市电系统可以通过开关电路310和DC/AC转换器320向电池模块提供电能，让电池模块进行充电。市电系统可以通过开关电路310、DC/AC转换器320和DC/DC转换器330向各个直流负载提供直流电。
控制单元340监测输入开关电路310的交流电的电压值。输入开关电路310的交流电的电压值在设定范围内，开关电路310处在第一状态。输入开关电路310的交流电的电压值不在设定范围内，开关电路310处在第二状态。控制单元340可以根据监测结果判断开关电路310是否处在第一状态。如果控制单元340检测到输入开关电路310的交流电的电压值在设定范围内，开关电路310处在第一状态，控制单元340将此次接收到的监测数据丢弃或不作后续处理。配电电路300将市电系统输入的交流电输入到交流负载，实现为交流负载提供电能。配电电路300将市电系统输入的交流电转换成直流电，输入到直流负载，实现为直流负载提供电能。
如果控制单元340检测到输入开关电路310的交流电的电压值不在设定范围内，开关电路310处在第二状态，配电电路300停止市电系统供电。控制单元340向DC/AC转换器320发送控制信号，让DC/AC转换器320将电池模块输入的直流电转换成设定电压的交流电，实现电池模块为交流负载提供交流电。控制单元340向DC/DC转换器330发送控制信号，让DC/DC转换器330将直流电转换成设定电压的直流电，实现电池模块为直流负载提供直流电。在市电系统异常时，配电电路300通过电池模块为直流负载和交流负载提供电能，实现配电电路300不间断地为直流负载和交流负载提供电能。
其中，设定范围是指开关电路310由第一状态转换成第二状态的电压值。设定范围的电压值与交流负载的额定电压有关。如果交流电输入端1与交流负载输入端3之间没有电压转换器件，设定范围的电压值与交流负载的额定电压相同。如果交流电输入端1与交流负载输入端3之间存在其他电压转换器件，设定范围内的电压值可以与交流负载的额定电压相同或不相同。
可选地，在交流电输入端1与交流负载输入端3之间串联一个稳压器，稳压器还与控制单元340电连接。控制单元340接收到监测结果，判断输入开关电路310电压值是否保持稳定或波动幅度是否在设定范围内。如果输入开关电路310电压值波动比较大，控制单元340向稳压器发送控制信号。稳压器接收到控制信号后，将市电系统输入的交流电转换成额定电压的交流电，实现配电电路300为交流负载提供稳定的交流电。在一个例子中，稳压器包括AC/DC转换器和DC/AC转换器。AC/DC转换器将市电系统输入的交流电转换成直流电，DC/AC转换器将直流电转换成设定阈值的交流电，将市电系统输入的交流电稳定在设定阈值，提高交流电的稳定性。
控制单元340可以实时监测输入开关电路310的交流电的电压值。如果控制单元340监测到输入开关电路310的交流电的电压值在设定范围内，且在设定范围内波动或小于交流负载的额定电压。控制单元340可以根据各个交流负载的额定电压与开关电路310的输出端的电压值之间的差值△V，生成控制信号，发送给DC/AC转换器320。DC/AC转换器320接收到控制信号，将电池模块输入的直流电转换成设定电压△V的交流电。DC/AC转换器320输出的交流电可以动态地补偿市电系统输入的交流电，让配电电路300输出稳定的交流电。
本申请实施例中，配电电路接收到市电系统的交流电后，可以为各个交流负载提供电能。配电电路还可以通过DC/AC转换器和DC/DC转换器，将交流电转换成设定电压的直流电，可以为各个直流负载提供电能。配电电路可以同时为交流负载和直流负载提供电能。
如果市电系统输入的交流电出现异常，开关电路停止市电系统输入交流电。控制单元让DC/AC转换器将电池模块输入直流电转换成设定电压的交流电，可以为各个交流负载提供设定电压的交流电。电池模块输入的直流电通过DC/DC转换器，可以为各个直流负载提供设定电压的直流电。配电电路可以不间断地为交流负载和直流负载提供电能。
如果市电系统输入的交流电不稳定，控制单元可以控制DC/AC转换器将电池模块输入直流电转换成设定电压的交流电。DC/AC转换器输出的交流电可以对市电系统输入的交流电进行补偿，让配电电路输出稳定的交流电。DC/DC转换器不仅可以将其他直流电转换成额定电压的直流电，还可以降低直流电的波动幅度等，提高直流电的稳定性，有利于配电电路输出稳定的直流电。
如图5所示，配电电路300还包括旁路电路350。旁路电路350的一端与市电系统电连接，另一端与交流负载输入端3电连接。旁路电路350中设置有开关，用于控制旁路电路350的导通。如果交流电输入端1与交流负载输入端3之间出现断路，可以闭合旁路电路350中开关。市电系统输入的交流电通过旁路电路350输入到各个交流负载，为交流负载提供交流电。
市电系统输入的交流电可以通过旁路电路350、DC/AC转换器320和DC/DC转换器330，输入到各个直流负载。DC/AC转换器320将市电系统输入的交流电转换成直流电，DC/DC转换器330将直流电转换成直流负载的额定电压的直流电，实现为直流负载提供额定电压的直流电。可选地，控制单元340可以控制电池模块执行充电功能。DC/AC转换器320将市电系统输入的交流电转换成直流电后，输入到电池模块中，让电池模块进行充电。
相比较图4所示的方案，该实施例增加了一条输入电路。当开关电路310所在的电路出现短路时，市电系统可以通过旁路电路输入交流电，提高了配电电路300的容错率。
图6为本申请实施例中提供的一种配电电路仅输出交流电的场景示意图。如图6所示，市电系统可以通过开关电路310向各个交流负载提供交流电。如果市电系统输入的交流电不处在设定阈值范围内，电池模块可以通过DC/AC转换器320向各个交流负载提供交流电。
控制单元340监测输入开关电路310的交流电的电压值。控制单元340可以根据监测结果判断开关电路310是否处在第一状态。如果控制单元340检测到输入开关电路310的交流电的电压值在设定范围内，开关电路310处在第一状态，控制单元340将此次接收到的监测数据丢弃或不作后续处理。配电电路300将市电系统输入的交流电输入到交流负载，实现为交流负载提供电能。
如果控制单元340检测到输入开关电路310的交流电的电压值不在设定范围内，开关电路310处在第二状态，配电电路300停止市电系统供电。控制单元340向DC/AC转换器320发送控制信号，让DC/AC转换器320将电池模块输入的直流电转换成设定电压的交流电，让电池模块给交流负载提供交流电。本申请中，如果市电系统异常时，配电电路300可以通过电池模块为交流负载提供电能，实现配电电路300不间断地为交流负载提供电能。
可选地，控制单元340可以实时监测输入开关电路310的交流电的电压值。如果控制单元340监测到输入开关电路310的交流电的电压值在设定范围内，且在设定范围内波动。控制单元340可以根据各个交流负载的额定电压与开关电路310的输出端的电压值之间的差值△V，生成控制信号，发送给DC/AC转换器320。DC/AC转换器320接收到控制信号，将电池模块输入的直流电转换成设定电压△V的交流电。DC/AC转换器320输出的交流电可以动态地补偿市电系统输入的交流电，让配电电路300输出稳定的交流电。
图7为本申请实施例中提供的一种配电电路仅输出直流电的场景示意图。如图7所示，市电系统可以通过开关电路310、DC/AC转换器320和DC/DC转换器330向各个直流负载提供直流电。如果市电系统输入的交流电不处在设定阈值范围内，电池模块可以通过DC/DC转换器330向各个直流负载提供直流电。
控制单元340监测输入开关电路310的交流电的电压值。控制单元340可以根据监测结果判断开关电路310是否处在第一状态。如果控制单元340检测到输入开关电路310电信号的电压值在设定范围内，开关电路310处在第一状态，控制单元340将此次接收到的监测数据丢弃或不作后续处理。市电系统输入的交流电输入到DC/AC转换器320，DC/AC转换器320将交流电转换成直流电，并输入到DC/DC转换器330。DC/DC转换器330将直流电转换成设定电压的直流电，输入到各个直流负载，实现为直流负载提供电能。
如图8所示，如果控制单元340检测到输入开关电路310的交流电的电压值不在设定范围内，开关电路310处在第二状态，配电电路300停止市电系统供电。控制单元340向DC/DC转换器330发送控制信号，让DC/DC转换器330将电池模块输入直流电转换成设定电压的直流电，让电池模块给直流负载提供直流电。本申请中，如果市电系统异常时，配电电路300可以通过电池模块为直流负载提供电能，实现配电电路300不间断地为直流负载提供电能。
本申请中，DC/DC转换器330不仅可以将其他直流电转换成额定电压的直流电，还可以降低直流电的波动幅度等，提高直流电的稳定性，有利于配电电路300输出稳定的直流电。
如图9所示，配电电路300还包括旁路电路350。当交流电输入端1与交流负载输入端3之间出现断路，可以闭合旁路电路350中开关。市电系统输入的交流电可以通过旁路电路350、DC/AC转换器320和DC/DC转换器330，输入到各个直流负载。DC/AC转换器320将市电系统输入的交流电转换成直流电，DC/DC转换器330将直流电转换成直流负载的额定电压的直流电，实现为直流负载提供额定电压的直流电。
相比较图7所示的方案，该实施例增加了一条输入电路。当开关电路310所在的电路出现短路时，市电系统可以通过旁路电路输入交流电，提高了配电电路300的容错率。
图10为本申请实施例中提供的一种控制配电电路供电的方法的流程图。如图10所示，该方法可以是由上述控制单元340执行，具体实现过程如下：
步骤S1001，检测开关电路是否处在第一状态。
具体地，控制单元与开关电路电连接，用于监测输入开关电路的交流电的电压值。如果输入开关电路的交流电的电压值处在设定范围内，开关电路处在第一状态。也即，开关电路处于导通状态，让交流电输入端1与交流负载输入端3之间导通。如果输入开关电路的交流电的电压值不处在设定范围内，开关电路处在第二状态。也即，开关电路处于断开状态，让交流电输入端1与交流负载输入端3之间断开。
步骤S1002，当所述开关电路处在所述第一状态时，向直流/交流转换器发送第一控制信号和向直流/直流转换器发送第二控制信号。
具体地，如果开关电路处在第一状态，交流电输入端1接收的交流电可以直接通过交流负载输入端3输入到各个交流负载，实现为交流负载提供交流电。为了实现同时给直流负载供电，控制单元可以向DC/AC转换器发送控制信号，让DC/AC转换器将开关电路输出的交流电转换成直流电。控制单元再次向DC/DC转换器发送控制信号，让DC/DC转换器将DC/AC转换器输出的直流电转换成设定电压的直流电，实现为直流负载提供直流电。
如果开关电路处在第二状态，交流电输入端1无法为交流负载和直流负载供电，此时是由直流电输入端2输入的直流电为交流负载和直流负载供电。控制单元向DC/AC转换器发送控制信号，让DC/AC转换器将电池模块输入的直流电转换成设定电压的交流电，实现电池模块为交流负载提供交流电。控制单元向DC/DC转换器发送控制信号，让DC/DC转换器将直流电转换成设定电压的直流电，实现电池模块为直流负载提供直流电。
控制单元可以实时监测输入开关电路的交流电的电压值。如果控制单元监测到输入开关电路的交流电的电压值在设定范围内，且在设定范围内波动。控制单元可以根据各个交流负载的额定电压与开关电路的输出端的电压值之间的差值，生成控制信号，发送给DC/AC转换器。DC/AC转换器接收到控制信号，将电池模块输入的直流电转换成设定差值电压的交流电。DC/AC转换器输出的交流电可以动态地补偿市电系统输入的交流电，让配电电路输出稳定的交流电。
本申请实施例中，配电电路接收到市电系统的交流电后，可以为各个交流负载提供电能。控制单元可以向DC/AC转换器和DC/DC转换器发送控制信号，让DC/AC转换器将接收的交流电转换成直流电，DC/DC转换器将DC/AC转换器输出的直流电转换成设定电压的直流电，可以为各个直流负载提供电能。配电电路实现同时为交流负载和直流负载提供电能。
如果市电系统输入的交流电出现异常，开关电路停止市电系统输入交流电。控制单元让DC/AC转换器将电池模块输入直流电转换成设定电压的交流电，可以为各个交流负载提供设定电压的交流电。电池模块输入的直流电通过DC/DC转换器，可以为各个直流负载提供设定电压的直流电。配电电路实现不间断地为交流负载和直流负载提供电能。
本申请实施例提供了一种供电系统，该供电系统包括配电电路、交流电源、直流电源、至少一个交流负载和至少一个直流负载。交流电源与配电电路中的交流电输入端耦合，用于提供交流电。直流电源与配电电路中的直流电输入端耦合，用于提供直流电。至少一个交流负载，与配电电路的交流负载输入端耦合，用于接收交流电。至少一个直流负载，与配电电路的直流负载输入端耦合，用于接收直流电。配电电路可以为如图3-图9和上述对应保护方案中记载的配电电路，由于该供电系统包括该配电电路，因此该供电系统具有该配电电路的所有或至少部分优点。其中，供电系统可以应用在数据中心、户外机柜、基站等用电设备中，也可以应用在家庭供电系统、工厂供电系统或其它供电系统，本申请在此不作限定。
本申请实施例提供的配电电路中元器件的数量、元器件的种类等不限于上述实施例，凡在本申请原理下实现的技术方案均在本方案保护范围之内。说明书中任何的一个或多个实施例或图示，以适合的方式结合的技术方案均在本方案保护范围之内。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，其依然可以对前述各实施例中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。而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例中技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种配电电路，其特征在于，包括：交流电输入端、直流电输入端、交流负载输入端、直流负载输入端、开关电路、直流/交流转换器、直流/直流转换器和控制单元，
所述开关电路耦合于所述交流电输入端和所述交流负载输入端之间，用于控制所述交流负载输入端输出所述交流电输入端输入的交流电；
所述直流/交流转换器的一端与所述开关电路和所述交流负载输入端耦合，另一端与所述直流电输入端和所述直流/直流转换器耦合，用于进行直流电和交流电之间的转换；
所述直流/直流转换器的一端与所述直流/交流转换器和所述直流电输入端耦合，另一端与所述直流负载输入端耦合，用于对输入的直流电做直流转换；
所述控制单元与所述开关电路、所述直流/交流转换器和所述直流/直流转换器电连接，用于检测所述开关电路的状态；以及
当所述开关电路处在第一状态时，向所述直流/交流转换器发送第一控制信号和向所述直流/直流转换器发送第二控制信号，所述第一状态为所述开关电路让所述交流电输入端与所述交流负载输入端之间处于导通的状态，所述第一控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述交流电输入端输入的交流电转换成直流电，所述第二控制信号用于指示所述直流/直流转换器对所述直流/交流转换器输出的直流电做直流转换。
2.根据权利要求1所述的配电电路，其特征在于，所述控制单元还用于
当所述开关电路处在第二状态时，向所述直流/交流转换器发送第三控制信号和向所述直流/直流转换器发送第四控制信号，所述第二状态为所述开关电路让所述交流电输入端与所述交流负载输入端之间处于断路的状态，所述第三控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述直流电输入端输入的直流电转换成交流电，所述第二控制信号用于指示所述直流/直流转换器将所述直流电输入端输入的直流电做直流转换。
3.根据权利要求1或2所述的配电电路，其特征在于，所述开关电路为静态转关开关。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的配电电路，其特征在于，所述控制单元，具体用于监测所述交流电输入端输入的交流电的电压；以及
当所述交流电输入端输入的交流电的电压处在所述设定范围内，确定所述开关电路处在所述第一状态；当所述交流电输入端输入的交流电的电压不处在所述设定范围内，确定所述开关电路处在所述第二状态。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的配电电路，其特征在于，所述控制单元，还用于监测所述交流电输入端输入的交流电的电压；以及
当所述交流电输入端输入的交流电的电压处在设定范围内，且小于设定阈值时，向所述直流/交流转换器发送第五控制信号，所述第五控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述直流电输入端输入的直流电转换成设定电压的交流电，所述设定电压为所述设定阈值与所述交流电输入端输入的交流电之间的差值。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的配电电路，其特征在于，还包括：
稳压器，耦合于所述交流电输入端和所述交流负载输入端之间，用于将所述交流负载输入端输出所述交流电转换成设定阈值的交流电。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的配电电路，其特征在于，还包括：
旁路电路，耦合于所述交流电输入端和所述交流负载输入端之间，用于在所述开关电路所处的电路断路时，控制所述交流负载输入端输出所述交流电输入端输入的交流电，和/或控制所述直流负载输入端输出直流电。
8.一种控制配电电路供电的方法，其特征在于，包括：
检测开关电路是否处在第一状态，所述第一状态为所述开关电路让交流电输入端与交流负载输入端之间处于导通的状态；
当所述开关电路处在所述第一状态时，向直流/交流转换器发送第一控制信号和向直流/直流转换器发送第二控制信号，所述第一控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述交流电输入端输入的交流电转换成直流电，所述第二控制信号用于指示所述直流/直流转换器对所述直流/交流转换器输出的直流电做直流转换。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述开关电路不处在所述第一状态时，向所述直流/交流转换器发送第三控制信号和向所述直流/直流转换器发送第四控制信号，所述第三控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述直流电输入端输入的直流电转换成交流电，所述第二控制信号用于指示所述直流/直流转换器将所述直流电输入端输入的直流电做直流转换。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述检测开关电路是否处在第一状态，包括：
监测所述交流电输入端输入的交流电的电压；
当所述交流电输入端输入的交流电的电压处在所述设定范围内，确定所述开关电路处在所述第一状态；当所述交流电输入端输入的交流电的电压不处在所述设定范围内，确定所述开关电路不处在所述第一状态。
11.根据权利要求8-10任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
监测所述交流电输入端输入的交流电的电压；
当所述交流电输入端输入的交流电的电压处在设定范围内，且小于设定阈值时，向所述直流/交流转换器发送第五控制信号，所述第五控制信号用于指示所述直流/交流转换器将所述直流电输入端输入的直流电转换成设定电压的交流电，所述设定电压为所述设定阈值与所述交流电输入端输入的交流电之间的差值。
12.一种供电系统，其特征在于，包括：
如权利要求1-7所述的配电电路，
交流电源，与所述配电电路中的交流电输入端耦合，用于提供交流电；
直流电源，与所述配电电路中的直流电输入端耦合，用于提供直流电；
至少一个交流负载，与所述配电电路的交流负载输入端耦合，用于接收交流电；
至少一个直流负载，与所述配电电路的直流负载输入端耦合，用于接收直流电。
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