CN209821608U - 一种多环节冗余电源远端控制组合电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电源配电远端控制领域，具体涉及一种多环节冗余电源远端控制组合电路。本实用新型包括：数字控制电路、数字控制电路、电源系统。数字控制电路A1包括MCU1、CAN收发器A11、CAN收发器B12、CAN网络接口A111，CAN网络接口B112、RS485通信电路A113；MCU1一侧连接两路CAN控制器，外接两路隔离式CAN收发器A11和CAN收发器B12，然后两路隔离式CAN收发器分别连接CAN网络接口A111和CAN网络接口B112，通过CAN网络接口对接计算机进行接收和发送数据；MCU1另一侧和RS485通信电路113相连。本实用新型为所控制电源系统拥有单体电源冗余和模块冗余，降低电源系统故障率。

Description

一种多环节冗余电源远端控制组合电路

技术领域

本技术新型属于电源配电远端控制领域，具体涉及一种基于多模块且含热备份单机电源系统的冗余电源远端控制组合电路。

背景技术

计算机对电源系统进行远端控制是为了实现对应用电源远距离操作和监控的常见方法，该电路广泛应用于军工控制和工业控制等领域。为了实现计算机对电源系统的远端控制，电源系统中配电组合采用了数字控制电路。通过数字电路使得计算机和电源系统进行通信并按照协议收发信息指令。在计算机远端控制电源系统过程中，由于单个电源故障或者配电组合中数字电路出现故障的原因，计算机往往不能控制和监控电源系统。为了降低电源远端控制故障率，需要一种多环节冗余电源远端控制组合电路来保证计算机对电源系统远端控制和监控的稳定性和可靠性。

为了保证控制计算机可以在单体电源失效或者单路模块失效以及单个数字控制电路出现故障时远端控制电源系统输出通断以及调节电压输出值的大小，降低远端控制电源的故障率，本实用新型提供了一种基于多模块且含热备份单机电源系统的冗余电源远端控制组合电路。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种稳定、可靠的基于多模块且含热备份单机电源系统的冗余电源远端控制组合电路。

本实用新型是一种基于多模块且含热备份单机电源系统的冗余电源远端控制组合电路的实现方法，用于实现计算机对电源系统的远端控制，所述基于多模块且含热备份单机电源系统的冗余电源远端控制组合电路包含：

数字控制电路A1、数字控制电路B2、多模块且含热备份单机电源系统。

本实用新型包括：数字控制电路、数字控制电路、电源系统。数字控制电路A1包括MCU1、CAN收发器A11、CAN收发器B12、CAN网络接口 A111，CAN网络接口B112、RS485通信电路A113；所述的MCU1一侧连接两路CAN控制器，外接两路隔离式CAN收发器A11和CAN收发器B12，然后两路隔离式CAN收发器分别连接CAN网络接口A111和CAN网络接口 B112，通过CAN网络接口对接计算机进行接收和发送数据；MCU1另一侧和RS485通信电路113相连；数字控制电路A1、数字控制电路B2的输入端和控制计算机的输出端相连。

数字控制电路B2包括MCU2、CAN收发器C21、CAN收发器D22、CAN 网络接口C221，CAN网络接口D222、RS485通信电路B223；所述的MCU223 一侧连接两路CAN控制器，外接两路隔离式CAN收发器C21和CAN收发器D22，然后两路隔离式CAN收发器分别连接CAN网络接口C221和CAN 网络接口D222，通过CAN网络接口对接计算机进行接收和发送数据；MCU2 另一侧和RS485通信电路B223相连。数字控制电路A1和数字控制电路B2 交替工作。

电源系统包括电源模块A1和电源模块B2，其中，电源模块A1包括电源 a1、电源b2两个单体电源；电源模块B2包括电源c3、电源d4两个单体电源，各单体电源之间并联，电源模块之间并联。

RS485通信电路113一端连接电源系统，一端接入MCU1引脚，RS485 通信电路113通信接口采用完全隔离设计，隔离光耦采用6N137。

所述的控制计算机由含有电源控制软件的计算机组成。

本发明与现有技术相比的优点在于：计算机可以通过本实用新型对多模块且含热备份单机电源系统进行远程控制和监控。同时避免在数字控制电路发生故障时，计算机依然可以根据冗余数字控制电路对多个单体电源进行控制和监控。并且冗余数字电路由于只有在工作数字电路失效后才工作，也避免了冗余电路间的干扰，工作可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型所与依赖的多模块且含热备份单机电源系统连接原理图；

图2为本实用新型所提供的冗余电源远端控制组合电路中数字控制电路 1原理图。

图3为本实用新型所提供的冗余电源远端控制组合电路中数字控制电路 2原理图。

图4为本实用新型所依赖的多模块且含热备份单机电源系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所提供的一种基于多模块且含热备份单机电源系统的冗余电源远端控制组合电路作进一步详细说明。

如图1所示，数字控制电路A1、数字控制电路B2、基于多模块且含热备份单机电源系统、控制计算机。

如图2所示，所述的数字控制电路A1，由嵌入式芯片1(MCU1(13))、 CAN收发器A11、CAN收发器B12、CAN网络接口A111，CAN网络接口 B112、RS485通信电路A113。其中，CAN网络接口A111，CAN网络接口 B112相同。电路中，MCU1外接两路隔离式CAN收发器A11、CAN收发器B12，然后两路隔离式CAN接收器分别连接CAN网络接口A111，CAN网络接口B112，通过CAN网络接口对接计算机进行接收和发送数据。RS485通信电路A113一段连接电源系统，一段接入MCU1引脚，RS485通信电路A113 通过MCU1发送命令连接电源系统，并对其进行控制与监控RS485通信电路 A113通信接口采用完全隔离设计，隔离光耦选用6N137，隔离接口设计保证了各供电通路之间相互独立，避免引起各信号之间的相互串扰。

如图3所示，所述的数字控制电路2，由嵌入式芯片2(MCU(2))、RS485 通信电路B223、CAN收发器C21、CAN收发器D22、CAN网络接口C221， CAN网络接口D222组成。其中，CAN网络接口C221，CAN网络接口D222 相同。电路中，MCU2提供两路CAN控制器，外接两路隔离式CAN收发器 C21、CAN收发器D22，然后两路隔离式CAN接收器分别连接CAN网络接口C221，CAN网络接口D222，通过CAN网络接口对接计算机进行接收和发送数据。RS485通信电路B223一段连接电源系统，一段接入MCU2引脚。 RS485通信电路B223通过MCU2发送命令连接电源系统，并对其进行控制与监控。RS485通信电路A113通信接口采用完全隔离设计，隔离光耦选用 6N137，隔离接口设计保证了各供电通路之间相互独立，避免引起各信号之间的相互串扰。

如图4所示，所述的多模块且含热备份单机电源系统，由电源模块A1和电源模块B2组成。其中电源模块A1包含电源a1、电源b2两个单体电源。电源模块B2包含电源c3、电源d4两个单体电源。每个电源模块含有两个单体电源且每个电源有自己ID编号，由于两个单体电源具有并联均流电路，因此输出电流均分、功率均分，有效降低电源的工作故障率。

控制计算机通过冗余电源远端控制组合电路对多模块且含热备份单机电源系统进行控制监控时，冗余电源远端控制组合电路与控制计算机和电源系统连接电路如图1所示。计算机通过CAN通信电路对数字控制电路A1的 MCU1进行指令控制，其中CAN通信电路总线协议遵循CAN2.0A和 CAN2.0B协议标准。MCU芯片串行外设接口，通过隔离RS485通信总线获取多个电源单体的工作参数。传输的通信协议采用国际标准的MODBUS协议，每个电源单体都设有自己的地址号码，数字控制电路A1的MCU1接收到计算机指令后根据MODBUS协议通过RS485通信电路A113接口对模块进行输出通断控制，并对指定单体电源进行调压、打开/关闭输出控制，同时 MCU1读取单体电源数据后传递给计算机。此时根据软件设置，使得数字控制电路A1和数字控制电路B2中进行反向使能控制，实现数字控制电路A1 工作先工作，且数字控制电路1正常工作时，数字控制电路B2不工作，当数字控制电路A1中RS485通信电路1出现故障或者CAN总线通信电路1出现故障时，数字控制电路B2开启工作且替代数字控制电路A113进行相同工作。

控制计算机通过数字控制电路A1可以远端对电源系统的通断控制以及对输出电压值进行远端调节，同时对电源模块的电压、电流数据进行不间断采集。当数字控制电路1出现故障时，数字控制电路B2开启工作，继续保证控制计算机对电源系统的控制和监控，且为了减少资源浪费，只有在使用配电控制电路失效时，冗余配电控制电路才工作。

本冗余电源远端控制组合电路在基于多模块且含热备份单机电源系统的基础上设计了数字控制电路的通信冗余，得以保证在单个数字电路发生故障时，也可以使得远端对电源系统的通断控制以及对输出电压值进行远端调节，同时对电源模块的电压、电流数据进行不间断采集。单一远端控制配电电路失效后不会影响远端正常控制的正确性，且为了减少资源浪费，只有在使用配电控制电路失效时，冗余配电控制电路才工作。

电路简单容易实现，电路逻辑灵活多变，稳定可靠。因为所控制电源系统拥有单体电源冗余和模块冗余，降低电源系统故障率。保证了控制计算机可以在单体电源失效或者单路模块失效以及单个数字控制电路出现故障时远端控制电源系统输出通断以及调节电压输出值的大小，降低远端控制电源的故障率。配电控制电路抗干扰能力强，工作可靠性高。

Claims (5)

1.一种多环节冗余电源远端控制组合电路,包括：数字控制电路A(1)、数字控制电路B(2)、电源系统，其特征在于：所述的数字控制电路A(1)包括MCU1(13)、CAN收发器A(11)、CAN收发器B(12)、CAN网络接口A(111)，CAN网络接口B(112)、RS485通信电路A(113)；所述的MCU1(13)一侧连接两路CAN控制器，外接两路隔离式CAN收发器A(11)、CAN收发器B(12)，然后两路隔离式CAN收发器分别连接CAN网络接口A(111)和CAN网络接口B(112)，通过CAN网络接口对接计算机进行接收和发送数据；MCU1(13)另一侧和RS485通信电路A(113)相连；数字控制电路A(1)、数字控制电路B(2)的输入端和控制计算机的输出端相连。

2.如权利要求1所述的一种多环节冗余电源远端控制组合电路，其特征在于：所述的数字控制电路B(2)包括MCU2(23)、CAN收发器C(21)、CAN收发器D(22)、CAN网络接口C(221)，CAN网络接口D(222)、RS485通信电路B(223)；所述的MCU2(23)一侧连接两路CAN控制器，外接两路隔离式CAN收发器C(21)和CAN收发器D(22)，然后两路隔离式CAN收发器分别连接CAN网络接口C(221)和CAN网络接口D(222)，通过CAN网络接口对接计算机进行接收和发送数据；MCU2(23)另一侧和RS485通信电路B(223)相连。

3.如权利要求1所述的一种多环节冗余电源远端控制组合电路，其特征在于：所述的电源系统包括电源模块A和电源模块B，其中，电源模块A包括电源a1、电源b2两个单体电源；电源模块B包括电源c3、电源d4两个单体电源，各单体电源之间并联，电源模块之间并联。

4.如权利要求1所述的一种多环节冗余电源远端控制组合电路，其特征在于：所述的RS485通信电路A(113)一端连接电源系统，一端接入MCU1(13)引脚，RS485通信电路A(113)通信接口采用完全隔离设计，隔离光耦采用6N137。

5.如权利要求1所述的一种多环节冗余电源远端控制组合电路，其特征在于：所述的数字控制电路A(1),数字控制电路B(2)交替工作。