CN117543796A - 一种供电系统、方法、设备及介质 - Google Patents

一种供电系统、方法、设备及介质 Download PDF

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CN117543796A CN202311509279.1A CN202311509279A CN117543796A CN 117543796 A CN117543796 A CN 117543796A CN 202311509279 A CN202311509279 A CN 202311509279A CN 117543796 A CN117543796 A CN 117543796A
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陈健
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Abstract

本发明公开了一种供电系统、方法、设备及介质，涉及轨道交通技术领域。该供电系统中的电压监测电路与供电电源连接，用于监测供电电源的电压值；电压监测电路与控制器局域网络连接，用于传输监测供电电源的电压值；当电压值处于预设阈值范围内时，使用供电电源给多个车下设备供电；预设阈值范围为表征供电电源处于正常工作状态时输出的电压值。由此可知，多个车下设备至少有两个供电电源为其供电，实现了供电冗余，能够解决列车运行的过程中，部分车下设备对应的供电电源出现故障，导致对应的车下设备无法工作的问题，保证了列车运行的稳定性。且电压监测电路能够在监测到供电电源出现故障时的电压值传输至控制器局域网络，以便及时维护。

Description

一种供电系统、方法、设备及介质
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种供电系统、方法、设备及介质。
背景技术
随着轨道交通技术的快速发展，磁悬浮列车也日益进步，为了列车的稳定运行，一般会对列车设置多个车下设备，例如：悬浮控制器、导向控制器、升压斩波器等等，为了保证上述车下设备的稳定性，每一个车下设备都对应设置一个供电电源。然而，若在列车运行的过程中，其中部分车下设备对应的供电电源出现故障，会导致对应的车下设备也无法工作，无法保证列车运行的稳定性。
鉴于上述存在的问题，寻求如何避免车下设备对应的供电电源出现故障，使得车下设备也无法工作，并提高列车运行的稳定性是本领域技术人员竭力解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种供电系统、方法、设备及介质，用于解决列车运行的过程中，部分车下设备对应的供电电源出现故障，导致对应的车下设备无法工作的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种供电系统，包括：至少两个供电电源、电压监测电路、多个车下设备、控制器局域网络；
所述电压监测电路与所述供电电源连接，用于监测所述供电电源的电压值；其中，所述电压监测电路的数量与所述供电电源的数量相等；
所述电压监测电路与所述控制器局域网络连接，用于传输监测所述供电电源的所述电压值；当所述电压值处于所述预设阈值范围内时，使用所述供电电源给多个所述车下设备供电；其中，所述预设阈值范围为表征所述供电电源处于正常工作状态时输出的电压值；
所述供电电源通过所述电压监测电路与多个所述车下设备连接，用于给多个所述车下设备供电。
另一方面，所述电压监测电路包括：分压单元、信号处理单元；
所述分压单元的输入端作为所述电压监测电路的输入端，所述分压单元的输出端与所述信号处理单元的输入端连接，所述信号处理单元的输出端作为所述电压监测电路的输出端。
另一方面，所述分压单元包括：第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻；
所述第一分压电阻的第一端作为所述分压单元的输入端，所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端连接，所述第二分压电阻的第二端与所述第三分压电阻的第一端连接，所述第三分压电阻的第二端接地，其中，由所述第一分压电阻的第二端和所述第二分压电阻的第一端构成的公共端作为所述分压单元的第一输出端，由所述第二分压电阻的第二端和所述第三分压电阻的第一端构成的公共端作为所述分压单元的第二输出端。
另一方面，所述信号处理单元包括：第一信号比较器、第二信号比较器；
所述第一信号比较器的反相输入端作为所述信号处理单元的第一输入端，所述第一信号比较器的正相输入端用于接收第一参考电压，所述第一信号比较器的输出端作为所述信号处理单元的第一输出端，所述第二信号比较器的正相输入端作为所述信号处理单元的第二输入端，所述第二信号比较器的反相输入端用于接收第二参考电压，所述第二信号比较器的输出端作为所述信号处理单元的第二输出端。
另一方面，还包括：合路电路；
所述合路电路的第一端与所述电压监测电路连接，所述合路电路的第二端与多个所述车下设备连接。
另一方面，还包括：均流电路；
所述均流电路的第一端与所述合路电路的第二端连接，所述均流电路的第二端与多个所述车下设备连接。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种供电方法，应用于设置有至少两个供电电源、电压监测电路、多个车下设备、控制器局域网络的供电系统，所述方法包括：
获取所述电压监测电路输出的电压值，其中，所述电压值为所述电压监测电路监测所述供电电源所输出的所述电压值；
判断所述电压值是否处于预设阈值范围内；
当所述电压值处于所述预设阈值范围内时，使用所述供电电源给多个所述车下设备供电；
其中，所述预设阈值范围为表征所述供电电源处于正常工作状态时输出的电压值。
另一方面，还包括：
以预设合路电流值为条件，分别对所述供电电源对应输出的至少两个电流值进行采样；
对至少两个所述电流值作差，确定电流对差值；
判断所述电流对差值是否为0；
若所述电流对差值为0，则确定所述供电电源对应输出的所述电流值相等；
若所述电流对差值不为0，则利用均流电路对所述电流值进行均衡处理。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种供电设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
控制器局域网络，用于执行计算机程序，实现供电方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被控制器局域网络执行时，实现上述全部供电方法的步骤。
本发明所提供的一种供电系统包括：至少两个供电电源、电压监测电路、多个车下设备、控制器局域网络；电压监测电路与供电电源连接，用于监测供电电源的电压值；其中，电压监测电路的数量与供电电源的数量相等；电压监测电路与控制器局域网络连接，用于传输监测供电电源的电压值；当电压值处于预设阈值范围内时，使用供电电源给多个车下设备供电；其中，预设阈值范围为表征供电电源处于正常工作状态时输出的电压值；供电电源通过电压监测电路与多个车下设备连接，用于给多个车下设备供电。由此可知，多个车下设备至少有两个供电电源为其供电，实现了供电冗余，能够解决列车运行的过程中，部分车下设备对应的供电电源出现故障，导致对应的车下设备无法工作的问题，保证了列车运行的稳定性。且电压监测电路能够在监测到供电电源出现故障时的电压值传输至控制器局域网络，以便及时维护。
本发明还提供了一种供电方法、设备及介质，效果同上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的第一种供电系统的结构图；
图2为本发明实施例所提供的第二种供电系统的结构图；
图3为本发明实施例所提供的电压监测电路的电路图；
图4为本发明实施例所提供的一种供电方法流程图；
图5为本发明实施例所提供的一种供电设备结构图。
其中，10为供电电源，11为电压监测电路，12为车下设备，13为控制器局域网络，14为合路电路，15为均流电路，16为分压单元，17为信号处理单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分实施例，而不是全部实施例。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，都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种供电系统、方法、设备及介质，其能够避免车下设备对应的供电电源出现故障，使得车下设备也无法工作，并提高列车运行的稳定性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
首先需要说明的是，在现有的供电系统中，以三个供电电源和三个车下设备为例，此时三个供电电源分别为第一供电电源、第二供电电源、第三供电电源，三个车下设备分别为第一车下设备、第二车下设备、第三车下设备。
此时，第一供电电源与第一车下设备连接，第二供电电源与第二车下设备连接，第三供电电源与第三车下设备连接，此时供电系统中每个供电电源均对应连接一个车下设备。
当供电电源由于外部原因或运行原因出现故障时，对应连接的车下设备也无法工作，此时无法保证列车运行的安全性。
为解决上述技术问题，本发明提供了以下方案：
图1为本发明实施例所提供的第一种供电系统的结构图，如图1所示，该供电系统，包括：至少两个供电电源10、电压监测电路11、多个车下设备12、控制器局域网络13；
电压监测电路与供电电源连接，用于监测供电电源的电压值；其中，电压监测电路的数量与供电电源的数量相等；
电压监测电路与控制器局域网络连接，用于传输监测供电电源的电压值；当电压值处于预设阈值范围内时，使用供电电源给多个车下设备供电；其中，预设阈值范围为表征供电电源处于正常工作状态时输出的电压值；
供电电源通过电压监测电路与多个车下设备连接，用于给多个车下设备供电。
在本实施例中，以两个供电电源和三个车下设备为例，此时用两个供电电源给多个车下设备供电，一方面减小了供电系统的架构以及其走线过多的问题，另一方面，当其中一个供电电源出现故障，此时使用另一个冗余设置的供电电源可以解决当供电电源出现故障的情况下，能通过另一个冗余设置的供电电源为车下设备供电。可以理解的是，上述实施例仅为众多实施例中的一种，并不对本实施例作出限定，供电电源的个数以及车下设备的设置、走线等可以根据具体实施场景确定。
由此可知，多个车下设备至少有两个供电电源为其供电，实现了供电冗余，能够解决列车运行的过程中，部分车下设备对应的供电电源出现故障，导致对应的车下设备无法工作的问题，保证了列车运行的稳定性。且电压监测电路能够在监测到供电电源出现故障时的电压值传输至控制器局域网络，以便及时维护。
图2为本发明实施例所提供的第二种供电系统的结构图，如图2所示，本实施例中的供电系统还包括：合路电路14、均流电路15；
合路电路的第一端与电压监测电路连接，合路电路的第二端与多个车下设备连接；均流电路的第一端与合路电路的第二端连接，均流电路的第二端与多个车下设备连接。
其中，可以理解的是，合路电路和均流电路可以使用电阻、电容、均流器件、均流开关、合路器件、合路开关等等器件进行组合，其中更需要涉及到对应的三极管，在本实施例中，对于合路电路和均流电路的具体构成不做限定，可根据具体实施场景确定其实施方式。
在上述实施例的基础上，作为一种更优选的实施例，图3为本发明实施例所提供的电压监测电路的电路图，如图3所示，电压监测电路包括：分压单元16、信号处理单元17；
分压单元的输入端作为电压监测电路的输入端，分压单元的输出端与信号处理单元的输入端连接，信号处理单元的输出端作为电压监测电路的输出端。
其中分压单元包括：第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压电阻R3；第一分压电阻的第一端作为分压单元的输入端，第一分压电阻的第二端与第二分压电阻的第一端连接，第二分压电阻的第二端与第三分压电阻的第一端连接，第三分压电阻的第二端接地，其中，由第一分压电阻的第二端和第二分压电阻的第一端构成的公共端作为分压单元的第一输出端，由第二分压电阻的第二端和第三分压电阻的第一端构成的公共端作为分压单元的第二输出端。
在本实施例中，若第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压电阻R3的阻值之间的比值关系为1:1:2，则由第二分压电阻的第二端和第三分压电阻的第一端构成的公共端处的电压值应为供电电源输出的电压值的一半，由第一分压电阻的第二端和第二分压电阻的第一端构成的公共端处的电压值应为供电电源输出的电压值的四分之三。
其中信号处理单元包括：第一信号比较器U1、第二信号比较器U2；第一信号比较器的反相输入端作为信号处理单元的第一输入端，第一信号比较器的正相输入端用于接收第一参考电压Ref1，第一信号比较器的输出端作为信号处理单元的第一输出端，第二信号比较器的正相输入端作为信号处理单元的第二输入端，第二信号比较器的反相输入端用于接收第二参考电压Ref2，第二信号比较器的输出端作为信号处理单元的第二输出端。
另外，还需要说明的是，第一信号比较器的输出端用于输出欠压信号UnderVoltage，此时输出的欠压信号为高电平信号并从第一信号比较器的输出端输出；第二信号比较器的输出端用于输出过压信号Over Voltage，此时输出的过压信号为高电平信号并从第二信号比较器的输出端输出。
另外，如图所示，第一信号比较器和第二信号比较器均设置有对应的正电源端和负电源端，其中，可以按照具体实施场景给正电源端和负电源端接入适合的外接电源，使得第一信号比较器和第二信号比较器处于正常工作状态，以便于对根据第一参考电压Ref1和第二参考电压Ref2进行精准比较。
在本发明中还提供了一种供电方法，图4为本发明实施例所提供的一种供电方法流程图，如图4所示，应用于设置有至少两个供电电源、电压监测电路、多个车下设备、控制器局域网络的供电系统，方法包括：
S10：获取电压监测电路输出的电压值，其中，电压值为电压监测电路监测供电电源所输出的电压值；
S11：判断电压值是否处于预设阈值范围内；
当电压值处于预设阈值范围内时组进入步骤S12：使用供电电源给多个车下设备供电；
其中，预设阈值范围为表征供电电源处于正常工作状态时输出的电压值。
以电压监测电路输出的电压值为5V，预设阈值范围为0V-10V之间时，由此可知，供电电源处于正常工作状态，则此时使用供电电源给多个车下设备供电。由此可知，多个车下设备至少有两个供电电源为其供电，实现了供电冗余，能够解决列车运行的过程中，部分车下设备对应的供电电源出现故障，导致对应的车下设备无法工作的问题，保证了列车运行的稳定性。且电压监测电路能够在监测到供电电源出现故障时的电压值传输至控制器局域网络，以便及时维护。
在上述实施例的基础上，还包括：
以预设合路电流值为条件，分别对供电电源对应输出的至少两个电流值进行采样；
对至少两个电流值作差，确定电流对差值；
判断电流对差值是否为0；
若电流对差值为0，则确定供电电源对应输出的电流值相等；
若电流对差值不为0，则利用均流电路对电流值进行均衡处理。
以预设合路电流值为10A为例，若两个供电电源所对应的通路上的电流值均为5A时，此时确定出的电流对差值为0A，则确定供电电源对应输出的电流值相等，说明此时均流电路不起作用；若其中一个供电电源所对应的通路上的电流值为3A，另一个供电电源所对应的通路上的电流值为7A时，此时确定出的电流对差值4A，则利用均流电路对电流值进行均衡处理，使得两个供电电源所对应的通路上的电流值均为5A。
图5为本发明实施例所提供的一种供电设备结构图，如图5所示，一种供电设备包括：
存储器50，用于存储计算机程序；
控制器局域网络13，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的供电方法的步骤。
其中，控制器局域网络13可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。控制器局域网络13可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。控制器局域网络13也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(Central Processing Unit，CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，控制器局域网络13可以集成有图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，控制器局域网络13还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器50可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器50还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器50至少用于存储以下计算机程序，其中，该计算机程序被控制器局域网络13加载并执行之后，能够实现前述任意一个实施例公开的供电方法的相关步骤。另外，存储器50所存储的资源还可以包括操作系统和数据等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统可以包括Windows、Unix、Linux等。数据可以包括但不限于供电方法等。
在一些实施例中，供电设备还可包括有显示屏、输入输出接口、通信接口、电源以及通信总线。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对供电设备的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
本发明实施例提供的供电设备，包括存储器50和控制器局域网络13，控制器局域网络13在执行存储器50存储的程序时，能够实现供电方法。
最后，本发明还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。
可以理解的是，如果上述实施例中的方法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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory)，ROM、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本发明所提供的一种供电系统、方法、设备及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种供电系统，其特征在于，包括：至少两个供电电源(10)、电压监测电路(11)、多个车下设备(12)、控制器局域网络(13)；
所述电压监测电路(11)与所述供电电源(10)连接，用于监测所述供电电源(10)的电压值；其中，所述电压监测电路(11)的数量与所述供电电源(10)的数量相等；
所述电压监测电路(11)与所述控制器局域网络(13)连接，用于传输监测所述供电电源(10)的所述电压值；当所述电压值处于所述预设阈值范围内时，使用所述供电电源(10)给多个所述车下设备(12)供电；其中，所述预设阈值范围为表征所述供电电源(10)处于正常工作状态时输出的电压值；
所述供电电源(10)通过所述电压监测电路(11)与多个所述车下设备(12)连接，用于给多个所述车下设备(12)供电。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述电压监测电路(11)包括：分压单元(16)、信号处理单元(17)；
所述分压单元(16)的输入端作为所述电压监测电路(11)的输入端，所述分压单元(16)的输出端与所述信号处理单元(17)的输入端连接，所述信号处理单元(17)的输出端作为所述电压监测电路(11)的输出端。
3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述分压单元(16)包括：第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻；
所述第一分压电阻的第一端作为所述分压单元(16)的输入端，所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端连接，所述第二分压电阻的第二端与所述第三分压电阻的第一端连接，所述第三分压电阻的第二端接地，其中，由所述第一分压电阻的第二端和所述第二分压电阻的第一端构成的公共端作为所述分压单元(16)的第一输出端，由所述第二分压电阻的第二端和所述第三分压电阻的第一端构成的公共端作为所述分压单元(16)的第二输出端。
4.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述信号处理单元(17)包括：第一信号比较器、第二信号比较器；
所述第一信号比较器的反相输入端作为所述信号处理单元(17)的第一输入端，所述第一信号比较器的正相输入端用于接收第一参考电压，所述第一信号比较器的输出端作为所述信号处理单元(17)的第一输出端，所述第二信号比较器的正相输入端作为所述信号处理单元(17)的第二输入端，所述第二信号比较器的反相输入端用于接收第二参考电压，所述第二信号比较器的输出端作为所述信号处理单元(17)的第二输出端。
5.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括：合路电路(14)；
所述合路电路(14)的第一端与所述电压监测电路(11)连接，所述合路电路(14)的第二端与多个所述车下设备(12)连接。
6.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，还包括：均流电路(15)；
所述均流电路(15)的第一端与所述合路电路(14)的第二端连接，所述均流电路(15)的第二端与多个所述车下设备(12)连接。
7.一种供电方法，其特征在于，应用于设置有至少两个供电电源、电压监测电路、多个车下设备、控制器局域网络的供电系统，所述方法包括：
获取所述电压监测电路输出的电压值，其中，所述电压值为所述电压监测电路监测所述供电电源所输出的所述电压值；
判断所述电压值是否处于预设阈值范围内；
当所述电压值处于所述预设阈值范围内时，使用所述供电电源给多个所述车下设备供电；
其中，所述预设阈值范围为表征所述供电电源处于正常工作状态时输出的电压值。
8.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于，还包括：
以预设合路电流值为条件，分别对所述供电电源对应输出的至少两个电流值进行采样；
对至少两个所述电流值作差，确定电流对差值；
判断所述电流对差值是否为0；
若所述电流对差值为0，则确定所述供电电源对应输出的所述电流值相等；
若所述电流对差值不为0，则利用均流电路对所述电流值进行均衡处理。
9.一种供电设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
控制器局域网络，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求7或8所述的供电方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器局域网络执行时实现如权利要求7或8所述的供电方法的步骤。
CN202311509279.1A 2023-11-14 2023-11-14 一种供电系统、方法、设备及介质 Pending CN117543796A (zh)

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