CN209402159U - 电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电源系统，一种电源系统，包括母线、直流电源以及调节装置，所述直流电源通过所述调节装置连接在所述母线上；其中，所述调节装置包括升压拓扑电路和/或降压拓扑电路，用于对所述直流电源的电压进行调节。上述电源系统，通过调节装置连接直流电源与母线，调节装置通过内部的升压拓扑电路和/或降压拓扑电路，将所接收的直流电源的电压进行调节，再输出给母线，从而避免了电压不稳定的情况，并且在多个直流电源连接在母线上时，还可以实现多个直流电源之间的相互联通，提高了电源系统的安全性和灵活性。

Description

电源系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统的技术领域，特别是涉及一种电源系统。

背景技术

在直流电源系统中，一般存在着多个低压直流电源。由于单个的电源功率有限，多个独立的电源会降低用电的灵活性，而且需要对本地用电负载的总功率进行限制。因此以可将电源系统中的各直流电源进行连接。传统的直流系统中通常将多个低压直流电源直接并联在母线上，但这样的电源结构可能会出现电压不稳定的现象，存在着很多安全隐患。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电源系统，可以将直流电源对母线输出的电压进行调节，提高供电的安全性和灵活性。

一种电源系统，包括母线、直流电源以及调节装置，所述直流电源通过所述调节装置连接在所述母线上；

其中，所述调节装置包括升压拓扑电路和/或降压拓扑电路，用于对所述直流电源的电压进行调节。

上述电源系统，通过调节装置连接直流电源与母线，调节装置通过内部的升压拓扑电路和/或降压拓扑电路，将所接收的直流电源的电压进行调节，再输出给母线，从而避免了电压不稳定的情况，并且在多个直流电源连接在母线上时，还可以实现多个直流电源之间的相互联通，提高了电源系统的安全性和灵活性。

在其中一个实施例中，所述升压拓扑电路包括第一开关管以及第一二极管，所述第一开关管与所述直流电源并联，所述第一二极管连接在所述第一开关管与所述母线之间。

在其中一个实施例中，所述降压拓扑电路包括第二开关管以及第二二极管，所述第二二极管与所述直流电源并联，所述第二开关管连接在所述第二二极管与所述直流电源之间。

在其中一个实施例中，所述调节装置包括控制单元，所述控制单元包括处理器、存储器、电源管理芯片、数字量输入输出接口以及模拟量输入输出接口中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述调节装置还包括保护单元；所述控制单元在所述电源系统出现过流或短路的情况下，控制所述保护单元将所述升压拓扑电路和/或所述降压拓扑电路断开。

在其中一个实施例中，所述调节装置还包括通信单元和/或显示单元；所述控制单元控制所述通信单元与外部通信，所述控制单元控制所述显示单元显示所述调节装置的数据信息。

在其中一个实施例中，所述直流电源的数量为多个，所述调节装置的数量为多个；

其中，每个所述直流电源通过一个所述调节装置并联至所述母线。

在其中一个实施例中，所述母线包括线路电感，所述调节装置利用所述线路电感进行滤波。

在其中一个实施例中，所述电源系统还包括用电负荷，所述用电负荷通过负荷线路连接在所述直流电源上。

在其中一个实施例中，所述直流电源为48V直流电源。

附图说明

图1为一个实施例中电源系统的模块示意图；

图2为一个实施例中调节装置的结构示意图；

图3为另一个实施例中调节装置的结构示意图；

图4为另一个实施例中电源系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为一个实施例中电源系统的模块示意图，如图1所示，在一个实施例中，一种电源系统100，包括调节装置100、直流电源300以及母线500，直流电源300通过调节装置100连接在母线500上；其中，调节装置100包括升压拓扑电路和/或降压拓扑电路，用于对直流电源300的电压进行调节。

具体地，电源系统10包括直流电源300、母线500以及调节装置100，调节装置100的输入端与直流电源300相连接，调节装置100的输出端与母线500 相连接，直流电源300经由调节装置100连接至母线，从而实现直流电源与母线之间的功率输入/输出。在调节装置100中设置有用于调节电压的升压(Boost) 拓扑电路和/或降压(Buck)拓扑电路，直流电源300输出的电压在调节装置100 中的升压拓扑电路和/或降压拓扑电路调解后，输出至母线500以满足母线500 的电压需求，提高了电源系统的稳定性。

进一步地，在电源系统10中，调节装置100中的电路种类可以根据实际电源系统的需求确定，若母线500所需要的电压高于直流电源300的电压，则调节装置100中可以包括升压拓扑电路；若母线500所需要的电压低于直流电源 300的电压，则调节装置100中可以包括降压拓扑电路。调节装置100中也可以同时包括升压拓扑电路和降压拓扑电路，使得调节装置10的电压调节能力更加灵活。

上述母线500一般可以包括正负两条直流母排，上述直流电源300可以为电池或直流发电机等直流供电设备，直流电源300的电压及功率等性能参数可以根据实际需求确定。电源系统中也可以同时包括多个直流电源300以及调节装置100，多个直流电源300均通过调节装置100连接至母线500上，以实现多个直流电源300的互相连通。

上述电源系统100，通过调节装置100连接直流电源300与母线500，调节装置100通过内部的升压拓扑电路和/或降压拓扑电路，将所接收的直流电源300 的电压进行调节，再输出给母线500，从而避免了电压不稳定的情况，并且在多个直流电源300连接在母线500上时，还可以实现多个直流电源之间的相互联通，提高了电源系统的安全性和灵活性。

图2为一个实施例中调节装置的结构示意图，如图2所示，在一个实施例中，调节装置100中包括升压拓扑电路120，升压拓扑电路120包括第一开关管 122以及第一二极管D1，第一开关管122与直流电源并联，第一二极管D1连接在第一开关管122与母线之间。

具体地，在调节装置100中设置有升压拓扑电路120，升压拓扑电路120可包括第一开关管122以及第一二极管D1。第一开关管122并联在直流电源两端，第一二极管D1的阳极与直流电源相连接，第一二极管D1的阴极与母线相连接，当直流电源300输出的电压流过调节装置100时，通过控制第一开关管122的导通和关断，使得调节装置100的输出电压高于输入电压，第一二极管D1用于防止对地放电，从而实现对直流电源300的电压调节。同时当线路中发生过流或短路故障时，升压拓扑电路120中的第一开关管122还可以进行关断，产生保护动作，以提高电源系统10的安全性。

可以理解的是，在调节装置100中，升压拓扑电路120中的第一开关管122 的种类可以根据实际使用情况确定，具体可以选取开关二极管、开关三极管以及场效应管等开关性能好、导通与截止的状态转变速度快，损耗小的器件，以提高电源系统10的效率和稳定性。升压拓扑电路120的具体结构可以根据调节装置100的实际情况进行设置，并不限定于本实施例中的结构，还可以设置其他电感、电容等器件，用于实现滤波或稳压等功能，进一步提供电源系统的供电品质。

图3为另一个实施例中调节装置的结构示意图，如图3所示，在一个实施例中，调节装置100中包括降压拓扑电路140，降压拓扑电路140包括第二开关管144以及第二二极管D2，第二二极管D2与直流电源并联，第二开关管144 连接在第二二极管D2与直流电源之间。

具体地，在调节装置100中设置有降压拓扑电路140，降压拓扑电路140可包括第二开关管144以及第二二极管D2。第二二极管D2并联在直流电源两端，第二开关管144连接在直流电源与第二二极管D2的阴极之间，当直流电源300 输出的电压流过调节装置100时，通过控制第二开关管144的导通和关断，使得调节装置100的输出电压低于输入电压，并通过第二二极管D2放电，从而实现对直流电源300的电压调节。同时当线路中发生过流或短路故障时，降压拓扑电路140中的第二开关管144还可以进行关断，产生保护动作，以提高电源系统10的安全性。

可以理解的是，在调节装置100中，降压拓扑电路140中的第二开关管144 的种类可以根据实际使用情况确定，具体可以选取开关二极管、开关三极管以及场效应管等开关性能好、导通与截止的状态转变速度快，损耗小的器件，以提高电源系统10的效率和稳定性。降压拓扑电路140的具体结构可以根据调节装置100的实际情况进行设置，并不限定于本实施例中的结构，还可以设置其他电感、电容等器件，用于实现滤波或稳压等功能，进一步提供电源系统的供电品质。

在一个实施例中，调节装置包括控制单元，控制单元包括处理器、存储器、电源管理芯片、数字量输入输出接口以及模拟量输入输出接口中的至少一种。

具体地，在调节装置中，除了升压拓扑电路/降压拓扑电路作为连接直流电源与母线的主电路，还可以包括控制单元以及其他的功能单元，控制单元用于实现对调节装置中各部分工作的控制和处理。控制单元可以采集升压拓扑电路/ 降压拓扑电路以及其他单元的运行参数信息，做出运算和判断，并给出相应指令，作用于相应单元，从而实现对调节装置的控制。控制单元具体可以包括处理器、存储器、电源管理芯片、数字量输入输出接口以及模拟量输入输出接口以等器件，其中，处理器用于进行数据运算，存储器用于存储信息数据，电源管理芯片用于对各单元进行供电，数字量输入输出接口和模拟量输入输出接口分别用于收发数字信号以及模拟信号，从而实现控制单元与调节装置中其他单元的通信连接。

在一个实施例中，上述调节装置还包括保护单元；控制单元在电源系统出现过流或短路的情况下，控制保护单元将升压拓扑电路和/或降压拓扑电路断开。

具体地，调节装置中还可以包括独立的保护单元，保护单元与控制单元通信连接，控制单元实时检测调节装置中线路的参数信息，当监测到电路中发生过流或短路的情况时，控制单元可以向保护单元发送控制命令，控制保护单元断开升压拓扑电路和/或降压拓扑电路中的开关管，从而实现电源系统中的主动保护，提高电源系统的安全性。

进一步地，在一个实施例中，上述调节装置还包括通信单元和/或显示单元；控制单元控制通信单元与外部通信，控制单元控制显示单元显示调节装置的数据信息。调节装置中还可以设置有通信单元以及显示单元，通信单元及显示单元均与控制单元通信连接。通信单元可以通过有线或无线的方式与外部进行通信，实现调节装置与外部的信息交互。显示单元具体可以包括显示屏或投影仪等显示显示装置，可以将调节装置的运行状态等参数信息显示给用户

图4为另一个实施例中电源系统的结构示意图，如图4所示，在一个实施例中，直流电源300的数量为多个，调节装置100的数量为多个；其中，每个直流电源300通过一个调节装置100并联至母线。

具体地，在电源系统20中可以包括多个直流电源300，直流电源300的具体数量可以根据电源系统20的实际需求确定，每个直流电源300都与一个调节装置100相连接，多个直流电源300通过调节装置100并联在同个母线500上。每个直流电源300输出的电压经过调节装置100中升压拓扑电路和/或降压拓扑电路的调节再输出至母线500，从而使得母线500上的电压符合需求，保证电源系统20中电压的稳定。同时多个直流电源300还可以通过调节装置100互相连接，从而实现直流电源300之间的功率互济。

进一步地，由于每个直流电源300的性能参数和工作状态不同，因此多个直流电源300的电压和功率可能存在差异，每个调节装置100中可以包括升压拓扑电路和/或降压拓扑电路，在电源系统20中，多个调节装置100中可以均设置有升压拓扑电路；或者多个调节装置100中均设置有降压拓扑电路；也可以在部分调节装置100中设置有升压拓扑电路，部分调节装置100中设置有降压拓扑电路。每个调节装置100的具体结构根据其所连接的直流电源300所确定，从而在电源系统20中实现更加灵活的调节功能。

在一个实施例中，上述电源系统20还包括用电负荷400，用电负荷400通过负荷线路连接在直流电源300上。在电源系统20中，用电负荷400一般为每个直流电源300的本地负载，用电负荷400具体可以为基站等用电设备，直流电源300与用电负荷400为串联连接，直流电源300对与其连接的用电负荷400 进行供电，同时用电负荷400还与调节装置100串联连接，从而对用电负荷400 的电压和功率进行调节。

在一个实施例中，上述母线500包括线路电感，调节装置100利用线路电感进行滤波。在电源系统20中，母线500具体可以包括正负两条直流母排，母线500的母排上存在有线路电感，由于调节装置100中的开关管是以高频开关形式工作的，因此无需在电源系统20中单独设置滤波电感，调节装置100可以利用母线500的线路电感实现滤波功能，减小电源系统20中的电压纹波，提高电源系统20的效率和稳定性。

在一个实施例中，上述直流电源300为48V直流电源。直流电源300可以为恒定电流的供电装置，例如可以采用48V的低压直流电源，具体可以通过干电池、蓄电池或直流发电机等直流供电装置实现。48V的低压直流电源目前在通讯供电系统中等使用较为普遍，使用48V直流电源可以较好的适应实际应用。可以理解的是，直流电源3000的具体种类和性能参数可以根据实际需求确定，并不限定于本实施例中的48V直流电源。

上述电源系统，通过调节装置连接直流电源与母线，调节装置通过内部的升压拓扑电路和/或降压拓扑电路，将所接收的直流电源的电压进行调节，再输出给母线，从而避免了电压不稳定的情况，并且在多个直流电源连接在母线上时，还可以实现多个直流电源之间的相互联通，提高了电源系统的安全性和灵活性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电源系统，其特征在于，包括母线、直流电源以及调节装置，所述直流电源通过所述调节装置连接在所述母线上；

其中，所述调节装置包括升压拓扑电路和/或降压拓扑电路，用于对所述直流电源的电压进行调节。

2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述升压拓扑电路包括第一开关管以及第一二极管，所述第一开关管与所述直流电源并联，所述第一二极管连接在所述第一开关管与所述母线之间。

3.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述降压拓扑电路包括第二开关管以及第二二极管，所述第二二极管与所述直流电源并联，所述第二开关管连接在所述第二二极管与所述直流电源之间。

4.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述调节装置包括控制单元，所述控制单元包括处理器、存储器、电源管理芯片、数字量输入输出接口以及模拟量输入输出接口中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的电源系统，其特征在于，所述调节装置还包括保护单元；所述控制单元在所述电源系统出现过流或短路的情况下，控制所述保护单元将所述升压拓扑电路和/或所述降压拓扑电路断开。

6.根据权利要求4所述的电源系统，其特征在于，所述调节装置还包括通信单元和/或显示单元；所述控制单元控制所述通信单元与外部通信，所述控制单元控制所述显示单元显示所述调节装置的数据信息。

7.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述直流电源的数量为多个，所述调节装置的数量为多个；

其中，每个所述直流电源通过一个所述调节装置并联至所述母线。

8.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述母线包括线路电感，所述调节装置利用所述线路电感进行滤波。

9.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，还包括用电负荷，所述用电负荷通过负荷线路连接在所述直流电源上。

10.根据权利要求1中所述的电源系统，其特征在于，所述直流电源为48V直流电源。