CN116436134A - 供电电路、供电电路的控制方法及电源设备 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于电源设备技术领域，提供了一种供电电路、供电电路的控制方法及电源设备。上述供电电路包括DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块和控制器。DC/DC变换模块分别与第一AC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块电连接，DC/DC变换模块用于与电池模块电连接，第一AC/DC变换模块用于与交流电源电连接，第二AC/DC变换模块用于与负载电连接，DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块均与控制器电连接。本申请实施例提供的供电电路在旁路模式下可以实现负载的满功率输出，确保负载满功率工作。
Description
技术领域
本申请属于储能设备技术领域，尤其涉及一种供电电路、供电电路的控制方法及电源设备。
背景技术
现有的供电电路，第一接口与交流电源连接，第二接口与负载连接。在旁路模式下，即交流电源通过第一接口和第二接口为负载供电，当交流电源的供电功率小于负载的需求功率时，由于交流电源的供电功率固定，导致第二接口不能满功率输出，影响负载的正常工作。因此，现有的供电电路在旁路模式下不能实现负载的满功率输出，导致负载无法满功率工作。
发明内容
本申请实施例提供了一种供电电路、供电电路的控制方法及电源设备，可以解决现有的供电电路在旁路模式下不能实现负载的满功率输出，导致负载无法满功率工作的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种供电电路，包括DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块和控制器；所述DC/DC变换模块分别与所述第一AC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块电连接，所述DC/DC变换模块用于与电池模块电连接，所述第一AC/DC变换模块用于与交流电源电连接，所述第二AC/DC变换模块用于与负载电连接，所述DC/DC变换模块、所述第一AC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块均还用于与控制器电连接；
当所述交流电源同时为所述电池模块和所述负载供电时，所述控制器用于根据所述交流电源的供电功率、所述负载的需求功率和所述电池模块的需求功率输出第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令；所述第一AC/DC变换模块用于根据所述控制器输出的第一控制指令将所述交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电；所述DC/DC变换模块用于根据所述控制器输出的第二控制指令将所述第一直流电进行变压后为所述电池模块进行充电；所述第二AC/DC变换模块用于根据所述控制器输出的第三控制指令将所述第一直流电转换为满足所述负载的第二交流电，使所述负载满功率工作。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述供电电路还包括储能模块，所述储能模块连接在所述DC/DC变换模块和所述第一AC/DC变换模块之间，所述储能模块还连接在所述DC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块之间；
所述储能模块用于在所述交流电源与所述第一AC/DC变换模块电连接时，通过所述第一AC/DC变换模块进行充电；所述储能模块还用于在所述交流电源与所述第一AC/DC变换模块断开连接时放电，以通过所述第二AC/DC变换模块为所述负载供电。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述储能模块包括第一电容，所述第一电容连接在所述DC/DC变换模块和所述第一AC/DC变换模块之间，所述第一电容还连接在所述DC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块之间；
所述第一电容用于在所述交流电源与所述第一AC/DC变换模块电连接时，通过所述第一AC/DC变换模块进行充电；所述第一电容还用于在所述交流电源与所述第一AC/DC变换模块断开连接时放电，以通过所述第二AC/DC变换模块为所述负载供电。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述供电电路还包括第一接口，所述第一接口与所述第一AC/DC变换模块电连接，还用于与所述交流电源电连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述供电电路还包括第二接口，所述第二接口与所述第二AC/DC变换模块电连接，还用于与所述负载电连接。
第二方面，本申请实施例提供了一种供电电路的控制方法，包括：
获取与第一AC/DC变换模块连接的第一设备的信息，以及与第二AC/DC变换模块连接的设备的信息；其中，所述第一设备的信息包括所述第一设备的类型信息和所述第一设备的功率信息，所述第二设备的信息包括所述第二设备的类型信息和所述第二设备的功率信息；
当所述第一设备为交流电源、且所述第二设备为负载时，根据所述交流电源的供电功率、所述负载的需求功率和电池模块的需求功率，输出第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令；其中，所述第一控制指令用于指示所述第一AC/DC变换模块将所述交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电，所述第二控制指令用于指示DC/DC变换模块将所述第一直流电进行变压后为所述电池模块进行充电，所述第三控制指令用于指示所述第二AC/DC变换模块将所述第一直流电转换为满足所述负载的第二交流电，使所述负载满功率工作。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
当所述第一AC/DC变换模块未连接设备、且所述第二设备为负载时，根据电池模块的供电功率和所述负载的需求功率输出第四控制指令和第五控制指令；其中，所述第四控制指令用于指示所述DC/DC变换模块将所述电池模块输出的直流电进行变压，所述第五控制指令用于指示所述第二AC/DC变换模块根据变压后的直流电输出满足所述负载功率需求的交流电。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
当所述第二AC/DC变换模块未连接设备、且所述第一设备类型为交流电源时，根据所述交流电源的供电功率和所述电池模块的需求功率输出第六控制指令和第七控制指令；其中，所述第六控制指令用于指示所述第一AC/DC变换模块将所述交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电，所述第七控制指令用于指示所述DC/DC变换模块将所述第一直流电进行变压后为所述电池模块进行充电。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
当所述第一设备为交流电源、且所述第二设备为负载时，若所述交流电源为掉电状态，根据电池模块的供电功率和所述负载的需求功率输出第八控制指令和第九控制指令；其中，所述第八控制指令用于指示所述DC/DC变换模块将所述电池模块输出的直流电进行变压，所述第九控制指令用于指示所述第二AC/DC变换模块根据变压后的直流电输出满足所述负载功率需求的交流电。
第三方面，本申请实施例提供了一种电源设备，包括电池模块以及第一方面中任一项所述的供电电路，所述电池模块与供电电路中的DC/DC变换模块电连接，所述供电电路中的控制器用于执行第二方面中任一项所述的供电电路的控制方法。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本申请实施例提供的供电电路，包括DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块和控制器。DC/DC变换模块分别与第一AC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块电连接，DC/DC变换模块用于与电池模块电连接，第一AC/DC变换模块用于与交流电源电连接，第二AC/DC变换模块用于与负载电连接，DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块均与控制器电连接。当交流电源同时为电池模块和负载供电时，控制器用于根据交流电源的供电功率、负载的需求功率和电池模块的需求功率输出第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令。第一AC/DC变换模块根据控制器输出的第一控制指令将交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电，DC/DC变换模块可以根据控制器输出的第二控制指令将第一直流电进行变压，将变压后的直流电传输至电池模块，为电池模块充电。第二AC/DC变换模块根据控制器输出的第三控制指令将第一AC/DC变换模块输出的第一直流电转换为满足负载的第二交流电，将第二交流电传输至负载，为负载供电。此时，第二AC/DC变换模块的输出功率等于负载的需求功率，优先满足负载的需求功率，从而使负载满功率工作。本申请实施例提供的供电电路在旁路模式下可以实现负载的满功率输出，确保负载满功率工作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中供电电路的原理框图；
图2是本申请一实施例提供的供电电路的原理框图；
图3是本申请另一实施例提供的供电电路的原理框图；
图4是本申请另一实施例提供的供电电路的原理框图；
图5是本申请另一实施例提供的供电电路的原理框图；
图6是本申请一实施例提供的供电电路的控制方法的流程示意图；
图7是本申请另一实施例提供的供电电路的控制方法的流程示意图。
图中：10、供电电路；101、DC/DC变换模块；102、第一AC/DC变换模块；103、第二AC/DC变换模块；104、控制器；105、储能模块；106、第一接口；107、第二接口；20、电池模块；30、交流电源；40、负载。
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，以便透彻理解本申请实施例。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申请。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申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当…时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
如图1所示，现有的供电电路包括DC/DC变换模块、AC/DC变换模块、控制器、第一接口和第二接口，DC/DC变换模块与AC/DC变换模块电连接，AC/DC变换模块分别与第一接口和第二接口电连接。DC/DC变换模块用于与电池模块电连接，DC/DC变换模块和AC/DC变换模块均与控制器电连接。第一接口用于与交流电源电连接，第二接口用于与负载电连接。
在旁路模式下，即交流电源通过第一接口和第二接口为负载供电，当交流电源的供电功率小于负载的需求功率时，由于交流电源的输出功率固定，导致第二接口不能满功率输出，影响负载的正常工作。因此，现有的供电电路在旁路模式下不能实现负载的满功率输出，导致负载无法满功率工作。
基于上述问题，本申请实施例提供的供电电路，包括DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块和控制器。DC/DC变换模块分别与第一AC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块电连接，DC/DC变换模块用于与电池模块电连接，第一AC/DC变换模块用于与交流电源电连接，第二AC/DC变换模块用于与负载电连接，DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块均与控制器电连接。当交流电源同时为电池模块和负载供电时，控制器用于根据交流电源的供电功率、负载的需求功率和电池模块的需求功率输出第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令。第一AC/DC变换模块根据控制器输出的第一控制指令将交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电，DC/DC变换模块可以根据控制器输出的第二控制指令将第一直流电进行变压，将变压后的直流电传输至电池模块，为电池模块充电。第二AC/DC变换模块根据控制器输出的第三控制指令将第一AC/DC变换模块输出的第一直流电转换为满足负载的第二交流电，将第二交流电传输至负载，为负载供电。此时，第二AC/DC变换模块的输出功率等于负载的需求功率，优先满足负载的需求功率，从而使负载满功率工作。本申请实施例提供的供电电路在旁路模式下可以实现负载的满功率输出，确保负载满功率工作。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图2示出了本申请一实施例提供的供电电路10的原理框图。参见图2所示，供电电路10包括DC/DC变换模块101、第一AC/DC变换模块102、第二AC/DC变换模块103和控制器104。DC/DC变换模块101分别与第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103电连接，DC/DC变换模块101用于与电池模块20电连接，第一AC/DC变换模块102用于与交流电源30电连接，第二AC/DC变换模块103用于与负载40电连接。DC/DC变换模块101、第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103均与控制器104电连接。
具体的，当交流电源30同时为电池模块20和负载40供电时，控制器104用于根据交流电源30的供电功率、负载40的需求功率和电池模块20的需求功率输出第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令。第一AC/DC变换模块102根据控制器104输出的第一控制指令将交流电源30输出的第一交流电转换为第一直流电，DC/DC变换模块101可以根据控制器104输出的第二控制指令将第一直流电进行变压，将变压后的直流电传输至电池模块20，为电池模块20充电。第二AC/DC变换模块103根据控制器104输出的第三控制指令将第一AC/DC变换模块102输出的第一直流电转换为满足负载40的第二交流电，将第二交流电传输至负载40，为负载40供电。此时，第二AC/DC变换模块103的输出功率等于负载40的需求功率，优先满足负载40的需求功率，从而使负载40满功率工作。本申请实施例提供的供电电路10在旁路模式下可以实现负载40的满功率输出，确保负载40正常工作。
需要说明的是，DC/DC变换模块101、第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103均可以根据控制器104输出的控制指令进行变压(升压或降压)，结合功率的计算公式(P＝UI)，进而实现对输出功率的调节。由此可知，交流电源30输出的电压经过第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103变压之后，交流电源30可以为大功率的负载40供电，其中，大功率表示大于交流电源30的供电功率。
示例性的，DC/DC变换模块101中开关管的控制端、第一AC/DC变换模块102中开关管的控制端和第二AC/DC变换模块103中开关管的控制端均与控制器104电连接，控制器104可以通过调节控制信号的占空比控制开关管的导通或断开，实现对输出功率的调节，进而使负载40满功率工作。
需要说明的是，在交流电源30同时为电池模块20和负载40供电过程中，逻辑上交流电源30优先为负载40供电，若交流电源30的供电功率大于负载40的需求功率，将交流电源30输出的剩余功率为电池模块20充电。其中，剩余功率为交流电源30的供电功率与负载40的需求功率之差。
示例性的，设定交流电源30的供电功率为1800W，负载40的需求功率为1500W。此时，交流电源30的供电功率大于负载40的需求功率，交流电源30优先为负载40供电，可以确保负载40满功率工作。将剩余功率(300W)为电池模块20充电。
需要说明的是，第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103均具有双向变换的功能，即第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103均具有交流电变换为直流电和直流电变换为交流电两种变换功能。本申请只针对与第二AC/DC变换模块103连接的负载40为交流负载40的情况。
图3示出了本申请另一实施例提供的供电电路10的原理框图。参见图3所示，供电电路10还包括储能模块105，储能模块105连接在DC/DC变换模块101和第一AC/DC变换模块102之间，储能模块105还连接在DC/DC变换模块101和第二AC/DC变换模块103之间。
具体的，当交流电源30与第一AC/DC变换模块102电连接时，交流电源30同时为电池模块20和负载40供电。此时，储能模块105处于充电状态，当储能模块105充电到预设值时，交流电源30停止为储能模块105充电。当交流电源30和第一AC/DC变换模块102断开连接时(不间断电源模式)，即电池模块20为负载40供电。在电池模块20为负载40供电的过程中，由于储能模块105已达到预设值，电池模块20无需为储能模块105充电，直接为负载40供电，减少了电池模块20为储能模块105的充电时间，缩短了切换至不间断电源模式的时间。由此可知，在交流电源30为电池模块20充电的同时，电池模块20可以为负载40供电，缩短了切换至不间断电源模式的时间。同时，在不间断电源模式下，储能模块105处于放电状态。此时，电池模块20和储能模块105同时为负载40供电，加快为负载40供电的速度。
需要说明的是，储能模块105连接在DC/DC变换模块101和第二AC/DC变换模块103之间，目的是当交流电源30的供电功率等于负载40的需求功率时，交流电源30优先为负载40供电，此时，无剩余功率为储能模块105充电，确保了负载40满功率工作。若储能模块105连接在第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103之间，交流电源30为负载40供电时，需要先将储能模块105充电到预设值之后再为负载40供电，延长了负载40供电时间。同时，若交流电源30的供电功率等于负载40的需求功率，交流电源30先为储能模块105充电，会导致负载40无法满功率工作，影响负载40的使用寿命。
示例性的，可以根据电路的实际情况对预设值进行设定，例如，设定预设值为额定电压的90％。若储能模块105的电压达到额定电压的90％，交流电源30停止为储能模块105充电。
图4示出了本申请另一实施例提供的供电电路10的原理框图。参见图4所示，储能模块105包括第一电容C1，第一电容C1连接在DC/DC变换模块101和第一AC/DC变换模块102之间，第一电容C1还连接在DC/DC变换模块101和第二AC/DC变换模块103之间。
具体的，当交流电源30与第一AC/DC变换模块102电连接时，交流电源30同时为电池模块20和负载40供电。此时，第一电容C1处于充电状态，当第一电容C1充电到预设值时，交流电源30停止为第一电容C1充电。当交流电源30和第一AC/DC变换模块102断开连接时(不间断电源模式)，即电池模块20为负载40供电。在电池模块20为负载40供电的过程中，由于第一电容C1已达到预设值，电池模块20无需为第一电容C1充电，直接为负载40供电，减少了电池模块20为第一电容C1的充电时间，缩短了切换至不间断电源模式的时间。同时，在不间断电源模式下，第一电容C1处于放电状态。此时，电池模块20和第一电容C1同时为负载40供电，加快为负载40供电的速度。
需要说明的是，第一电容C1连接在DC/DC变换模块101和第二AC/DC变换模块103之间，目的是当交流电源30的供电功率等于负载40的需求功率时，交流电源30优先为负载40供电，此时，无剩余功率为第一电容C1充电，确保了负载40满功率工作。若第一电容C1连接在第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103之间，交流电源30为负载40供电时，需要先将第一电容C1充电到预设值之后再为负载40供电，延长了负载40供电时间。同时，若交流电源30的供电功率等于负载40的需求功率，交流电源30先为第一电容C1充电，会导致负载40无法满功率工作，影响负载40的使用寿命。
示例性的，可以根据电路的实际情况对预设值进行设定，例如，设定预设值为额定容量的90％。若第一电容C1充电到额定容量的90％，交流电源30停止为第一电容C1充电。
需要说明的是，第一电容C1连接在DC/DC变换模块101和第二AC/DC变换模块103之间，在交流电源30为负载40供电时，第一AC/DC变换模块102向第二AC/DC变换模块103输出的电压等于第一电容C1两端的电压。
在本申请的一个实施例中，如图5所示，供电电路10还包括第一接口106，第一接口106与第一AC/DC变换模块102电连接，还用于与交流电源30电连接。
具体的，第一接口106用于连接交流电源30和第一AC/DC变换模块102，为交流电源30和第一AC/DC变换模块102的连接提供固定的安装接口，使交流电源30的接线端子和第一AC/DC变换模块102的接线端子能够可靠地连接，提高供电电路10的稳定性。
示例性的，可以根据实际情况对与交流电源30连接的第一接口106的类型进行选取，例如，第一接口106可以为USB接口或Power接口。
在本申请的一个实施例中，供电电路10还包括第二接口107，第二接口107与第二AC/DC变换模块103电连接，还用于与负载40电连接。
具体的，第二接口107用于连接负载40和第二AC/DC变换模块103，为负载40和第二AC/DC变换模块103的连接提供固定的安装接口，使负载40的接线端子和第二AC/DC变换模块103的接线端子能够可靠地连接，提高供电电路10的稳定性。
示例性的，可以根据实际情况对与负载40连接的第二接口107的类型进行选取，例如，第二接口107可以为HDMI接口、PD接口或TYPE-C接口。
需要说明的是，由于第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103具有双向变换的功能，因此，第一接口106还可以与负载40电连接，第二接口107还可以与交流电源30电连接，不影响供电电路10的正常运行。因此，本申请对与第一接口106连接的设备类型和与第二接口107连接的设备类型在此不做限定。
图6示出了本申请一实施例提供的供电电路的控制方法的流程示意图。参见图6所示，供电电路的控制方法包括步骤S101和步骤S102。
步骤S101，获取与第一AC/DC变换模块连接的第一设备的信息，以及与第二AC/DC变换模块连接的第二设备的信息。
其中，第一设备的信息包括第一设备的类型信息和第一设备的功率信息，第二设备的信息包括第二设备的类型信息和第二设备的功率信息。
具体的，控制器可以根据第一AC/DC变换模块中开关管的电流流向确定与第一AC/DC变换模块连接的第一设备的信息。若第一AC/DC变换模块中开关管的电流流向电池模块的一端，确定与第一AC/DC变换模块连接的第一设备的类型为交流电源，并确定第一设备的功率信息为交流电源的供电功率。控制器也可以通过计算第一AC/DC变换模块两端的电压差的大小确定与第一AC/DC变换模块连接的第一设备的信息。若第一AC/DC变换模块两端的电压差大于零，则确定第一AC/DC变换模块连接的第一设备的类型为负载，并确定第一设备的功率信息为负载的功率需求。
控制器可以根据第二AC/DC变换模块中开关管的电流流向确定与第二AC/DC变换模块连接的第二设备的信息。若第二AC/DC变换模块中开关管的电流流向电池模块的一端，确定与第二AC/DC变换模块连接的第二设备的类型为交流电源，并确定第二设备的功率信息为交流电源的供电功率。控制器也可以通过计算第二AC/DC变换模块两端的电压差的大小确定与第二AC/DC变换模块连接的第二设备的信息。若第二AC/DC变换模块两端的电压差大于零，则确定第二AC/DC变换模块连接的第二设备的类型为负载，并确定第二设备的功率信息为负载的功率需求。
步骤S102，当第一设备为交流电源、且第二设备为负载时，根据交流电源的供电功率、负载的需求功率和电池模块的需求功率，输出第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令。
其中，第一控制指令用于指示第一AC/DC变换模块将交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电。第二控制指令用于指示DC/DC变换模块将第一直流电进行变压后为电池模块进行充电。第三控制指令用于指示第二AC/DC变换模块将第一直流电转换为满足负载的第二交流电，使负载满功率工作。
具体的，当第一设备为交流电源、且第二设备为负载时，交流电源可以同时为电池模块和负载供电。通过采集第一AC/DC变换模块和交流电源连接接口的电压和电流，进而获取交流电源的供电功率，通过采集第二AC/DC变换模块与负载连接接口的电压和电流，进而获取负载的需求功率，通过获取电池模块的容量以及充电电流的大小，可以计算得到电池模块的需求功率。根据交流电源的供电功率、电池模块的需求功率和负载的需求功率，分别向第一AC/DC变换模块、DC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块发送第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令。
当交流电源为电池模块充电时，交流电源、第一AC/DC变换模块、DC/DC变换模块和电池模块形成充电回路。第一AC/DC变换模块根据控制器输出的第一控制指令将交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电，DC/DC变换模块可以根据控制器输出的第二控制指令将第一直流电进行变压(升压或降压)，将变压后的直流电传输至电池模块，为电池模块充电。
当交流电源为负载供电时，交流电源、第一AC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块和负载形成供电回路。第一AC/DC变换模块根据控制器输出的第一控制指令将交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电，第二AC/DC变换模块根据控制器输出的第三控制指令将第一AC/DC变换模块输出的第一直流电转换为满足负载的第二交流电，将第二交流电传输至负载，为负载供电。此时，第二AC/DC变换模块的输出功率等于负载的需求功率，从而使负载满功率工作。
图7示出了本申请另一实施例提供的供电电路的控制方法的流程示意图。参见图7所示，供电电路的控制方法还包括步骤S103。
步骤S103，当第一AC/DC变换模块未连接设备、且第二设备为负载时，根据电池模块的供电功率和负载的需求功率输出第四控制指令和第五控制指令。
其中，第四控制指令用于指示DC/DC变换模块将电池模块输出的直流电进行变压，第五控制指令用于指示第二AC/DC变换模块根据变压后的直流电输出满足负载功率需求的交流电。
具体的，当第一AC/DC变换模块未连接设备、且第二设备为负载时，电池模块为负载供电，即不间断电源模式。通过采集第二AC/DC变换模块与负载连接接口的电压和电流，进而获取负载的需求功率，通过采集DC/DC变换模块与电池模块连接接口的电压和电流，进而获取电池模块的供电功率。根据电池模块的供电功率和负载的需求功率，分别向DC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块发送第四控制指令和第五控制指令。
当电池模块为负载供电时，电池模块、DC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块和负载形成供电回路。DC/DC变换模块根据控制器输出的第四控制指令将电池模块输出的直流电进行变压(升压或降压)，第二AC/DC变换模块根据控制器输出的第五控制指令将变压后的直流电输出满足负载功率需求的交流电。此时，第二AC/DC变换模块的输出功率等于负载的需求功率，从而使负载满功率工作。
在本申请的一个实施例中，供电电路的控制方法还包括步骤S104。
步骤S104，当第二AC/DC变换模块未连接设备、且第一设备为交流电源时，根据交流电源的供电功率和电池模块的需求功率输出第六控制指令和第七控制指令。
其中，第六控制指令用于指示第一AC/DC变换模块将交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电，第七控制指令用于指示DC/DC变换模块将第一直流电进行变压后为电池模块进行充电。
具体的，当第二AC/DC变换模块未连接设备、且第一设备为交流电源时，交流电源为电池模块充电。通过采集第一AC/DC变换模块和交流电源连接接口的电压和电流，进而获取交流电源的供电功率，通过获取电池模块的容量以及充电电流的大小，可以计算得到电池模块的需求功率。根据交流电源的供电功率和电池模块的需求功率，分别向第一AC/DC变换模块和DC/DC变换模块发送第六控制指令和第七控制指令。
当交流电源为电池模块充电时，交流电源、第一AC/DC变换模块、DC/DC变换模块和电池模块形成充电回路。第一AC/DC变换模块根据控制器输出的第六控制指令将交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电，DC/DC变换模块可以根据控制器输出的第七控制指令将第一直流电进行变压(升压或降压)，将变压后的直流电传输至电池模块，为电池模块充电。
在本申请的一个实施例中，供电电路的控制方法还包括步骤S105。
步骤S105，当第一设备为交流电源、且第二设备为负载时，若交流电源为掉电状态，根据电池模块的供电功率和负载的需求功率输出第八控制指令和第九控制指令。
其中，第八控制指令用于指示DC/DC变换模块将电池模块输出的直流电进行变压，第九控制指令用于指示第二AC/DC变换模块根据变压后的直流电输出满足负载功率需求的交流电。
具体的，当第一设备为交流电源、且第二设备为负载时，交流电源可以同时为电池模块和负载供电。若交流电源由正常供电状态转为掉电状态，即供电电路由旁路模式切换至不间断电源模式。此时，交流电源无法继续为电池模块和负载供电，切换为电池模块为负载供电。通过采集第二AC/DC变换模块与负载连接接口的电压和电流，进而获取负载的需求功率，通过采集DC/DC变换模块与电池模块连接接口的电压和电流，进而获取电池模块的供电功率。根据电池模块的供电功率和负载的需求功率，分别向DC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块发送第八控制指令和第九控制指令。
当交流电源为掉电状态，切换为电池模块为负载供电时，电池模块、DC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块和负载形成供电回路。DC/DC变换模块根据控制器输出的第八控制指令将电池模块输出的直流电进行变压(升压或降压)，第二AC/DC变换模块根据控制器输出的第九控制指令将变压后的直流电输出满足负载功率需求的交流电。此时，第二AC/DC变换模块的输出功率等于负载的需求功率，从而使负载满功率工作。
需要说明的是，在步骤S105之前，供电电路的控制方法还包括步骤S106。
步骤S106，当第一设备类型为交流电源、且第二设备为负载时，若交流电源为掉电状态，根据储能模块的需求功率输出第十控制指令。其中，第十控制指令用于指示DC/DC变换模块将电池模块输出的直流电为储能模块充电。
具体的，若交流电源由正常供电状态转为掉电状态，即供电电路由旁路模式切换至不间断电源模式。此时，交流电源无法继续为电池模块、储能模块和负载供电，可能存在储能模块还未充电到预设值的情况。因此，在切换至不间断电源模式之前，控制器向DC/DC变换模块输出第十控制指令，DC/DC变换模块根据第十控制指令将电池模块输出的直流电为储能模块充电，使储能模块快速充电到预设值，进而减小供电电路切换至不间断电源模式的时间。
需要说明的是，供电电路由旁路模式切换至不间断电源模式的过程中，控制器向第二AC/DC变换模块输出的控制指令(第九控制指令)始终保持不变。
本申请还公开了一种电源设备，电源设备包括电池模块20以及前述的供电电路10。电池模块20与供电电路10中的DC/DC变换模块101电连接，供电电路10中的控制器104用于执行前述的供电电路的控制方法。
由于本实施例中电源设备所实现的处理及功能基本相应于前述供电电路10和供电电路的控制方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种供电电路，其特征在于，包括DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块和控制器；所述DC/DC变换模块分别与所述第一AC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块电连接，所述DC/DC变换模块用于与电池模块电连接，所述第一AC/DC变换模块用于与交流电源电连接，所述第二AC/DC变换模块用于与负载电连接，所述DC/DC变换模块、所述第一AC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块均与控制器电连接；
当所述交流电源同时为所述电池模块和所述负载供电时，所述控制器用于根据所述交流电源的供电功率、所述负载的需求功率和所述电池模块的需求功率输出第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令；所述第一AC/DC变换模块用于根据所述控制器输出的第一控制指令将所述交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电；所述DC/DC变换模块用于根据所述控制器输出的第二控制指令将所述第一直流电进行变压后为所述电池模块进行充电；所述第二AC/DC变换模块用于根据所述控制器输出的第三控制指令将所述第一直流电转换为满足所述负载的第二交流电，使所述负载满功率工作。
2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括储能模块，所述储能模块连接在所述DC/DC变换模块和所述第一AC/DC变换模块之间，所述储能模块还连接在所述DC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块之间；
所述储能模块用于在所述交流电源与所述第一AC/DC变换模块电连接时，通过所述第一AC/DC变换模块进行充电；所述储能模块还用于在所述交流电源与所述第一AC/DC变换模块断开连接时放电，以通过所述第二AC/DC变换模块为所述负载供电。
3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述储能模块包括第一电容，所述第一电容连接在所述DC/DC变换模块和所述第一AC/DC变换模块之间，所述第一电容还连接在所述DC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块之间；
所述第一电容用于在所述交流电源与所述第一AC/DC变换模块电连接时，通过所述第一AC/DC变换模块进行充电；所述第一电容还用于在所述交流电源与所述第一AC/DC变换模块断开连接时放电，以通过所述第二AC/DC变换模块为所述负载供电。
4.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第一接口，所述第一接口与所述第一AC/DC变换模块电连接，还用于与所述交流电源电连接。
5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第二接口，所述第二接口与所述第二AC/DC变换模块电连接，还用于与所述负载电连接。
6.一种供电电路的控制方法，其特征在于，包括：
获取与第一AC/DC变换模块连接的第一设备的信息，以及与第二AC/DC变换模块连接的第二设备的信息；其中，所述第一设备的信息包括所述第一设备的类型信息和所述第一设备的功率信息，所述第二设备的信息包括所述第二设备的类型信息和所述第二设备的功率信息；
当所述第一设备为交流电源、且所述第二设备为负载时，根据所述交流电源的供电功率、所述负载的需求功率和电池模块的需求功率输出第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令；其中，所述第一控制指令用于指示所述第一AC/DC变换模块将所述交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电，所述第二控制指令用于指示DC/DC变换模块将所述第一直流电进行变压后为所述电池模块进行充电，所述第三控制指令用于指示所述第二AC/DC变换模块将所述第一直流电转换为满足所述负载的第二交流电，使所述负载满功率工作。
7.根据权利要求6所述的供电电路的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述第一AC/DC变换模块未连接设备、且所述第二设备为负载时，根据电池模块的供电功率和所述负载的需求功率输出第四控制指令和第五控制指令；其中，所述第四控制指令用于指示所述DC/DC变换模块将所述电池模块输出的直流电进行变压，所述第五控制指令用于指示所述第二AC/DC变换模块根据变压后的直流电输出满足所述负载功率需求的交流电。
8.根据权利要求7所述的供电电路的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述第二AC/DC变换模块未连接设备、且所述第一设备为交流电源时，根据所述交流电源的供电功率和电池模块的需求功率输出第六控制指令和第七控制指令；其中，所述第六控制指令用于指示所述第一AC/DC变换模块将所述交流电源输出的第一交流电转换为第一直流电，所述第七控制指令用于指示所述DC/DC变换模块将所述第一直流电进行变压后为所述电池模块进行充电。
9.根据权利要求8所述的供电电路的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述第一设备为交流电源、且所述第二设备为负载时，若所述交流电源为掉电状态，根据电池模块的供电功率和所述负载的需求功率输出第八控制指令和第九控制指令；其中，所述第八控制指令用于指示所述DC/DC变换模块将所述电池模块输出的直流电进行变压，所述第九控制指令用于指示所述第二AC/DC变换模块根据变压后的直流电输出满足所述负载功率需求的交流电。
10.一种电源设备，其特征在于，包括电池模块以及权利要求1-5任一项所述的供电电路，所述电池模块与供电电路中的DC/DC变换模块电连接，所述供电电路中的控制器用于执行权利要求6-9任一项所述的供电电路的控制方法。
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| CN117520234B (zh) * | 2023-11-16 | 2024-04-05 | 苏州元脑智能科技有限公司 | Type-C接口外接设备自动识别电路及相关设备 |
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