CN209844646U - 一种电源管理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电源管理器，包括与上级管理控制中心通信连接的微处理单元，微处理单元通过电性连接有直流电源检测模块和交流电源检测模块，直流电源检测模块包括连接在变压直流分路上的交直流转换单元，直流输出线路上设有直流计量采集单元和控制单元，交流电源检测模块包括连接在多级交流输出分路上的交流计量采集单元，输出分路上设有交流计量采集单元和继电器单元；本方案可实时获取每个输出电路的用电状态，通过对实时电性数据的分析，对设备故障实时诊断，直接显示故障位置，减少线路故障排查耗时。

Description

一种电源管理器

技术领域

本实用新型实施例涉及模型试验技术领域，具体涉及一种电源管理器。

背景技术

智能路灯控制供电系统承载包括智能摄像头、无线访问接入点、智能气象系统、一键报警系统、智能广播系统、道路主照明光源、装饰照明光源等在内的众多设备，供电方式包含交流220V、直流48V、直流 24V、直流12V等多种电源，线材数量多、种类多，而智能路灯电气箱受杆体体积限制，很难做到内部空间充足，线缆的布线空间十分狭小。

目前供电主要是设备内部不同电压等级使用不同规格电源的方式，在稳定、安全、排障等方面存在诸多问题。在实际工程中，一是布线复杂，材料及人工成本高昂，对工程人员布线技术水平要求高，线路接错现像时有发生；二是交流AC、直流DC仅具备输出控制，无法获取用电设备状态，设备出现供电故障时排查耗时长。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种电源管理器，使用一个供电源解决不同路灯的交直流电压需求，并且对输出电路的电性指标实时监测，可实时获取每个输出电路的用电状态，以解决现有技术中布线困难，排障复杂，耗时长的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

一种电源管理器，包括与上级管理控制中心通信连接的微处理单元，所述微处理单元通过电性连接有直流电源检测模块和交流电源检测模块，并且所述微处理单元、直流电源检测模块和交流电源检测模块通信连接，所述直流电源检测模块和交流电源检测模块通过电性共同连接有漏电检测单元，所述漏电检测单元与微处理单元通信连接，所述直流电源检测模块包括与交流供电端连接的交直流转换单元，所述交直流转换单元将交流电转换为直流电，并且将直流电按照不同电压需求分为多级变压输出线路，所述多级变压输出线路分别与低压直流用电设备连接，所述多级变压输出线路的每个分路均设有直流计量采集单元，所述直流计量采集单元采集每个线路的电性指标数据，并且所述多级变压输出线路的每个分路上还设有用于控制电路通断的控制单元，所述交直流转换单元的输出端与微处理单元连接，所述交直流转换单元向微处理单元、直流计量采集单元、控制单元和低压直流设备提供电源；

所述交流电源检测模块包括与交流供电端连接的交流计量采集单元，所述交流供电端连接有多级交流输出分路，所述多级交流输出分路分别与交流用电设备连接，所述交流计量采集单元实时监测多级交流输出分路中每支分路的电性指标数据，并且所述多级交流输出分路的每支分路上还设有控制电路通断的继电器单元。

作为本实用新型的一种优选方案，所述交直流转换单元包括将交流电转化为直流电的整流器，以及与整流器输出端连接的升压调控芯片，所述升压调控芯片将整流器输出的电压进行二次升压，所述整流器的输出端还连接有降压调控芯片，所述降压调控芯片将整流器输出的电压进行二次降压。

作为本实用新型的一种优选方案，所述升压调控芯片的输出端与低压直流用电设备之间设有直流漏电测压节点，所述降压调控芯片的输出端与低压直流用电设备，以及整流器的输出端与低压直流用电设备之间也设有直流漏电测压节点。

作为本实用新型的一种优选方案，所述多级交流输出分路中均分为若干漏电测量组，每个漏电测量组与交流用电设备之间设有交流漏电监测节点。

本实用新型的实施方式具有如下优点：

(1)本发明通过对电源的转换和电压值调整，使用一个供电源解决不同路灯的交直流电压需求，减小了路灯电源调控系统的体积，降低了系统设计阶段电气设计难度，大大降低了施工阶段布线难度，使设备内布线更加规整简洁，同时也减少了后期设备维护故障分析在线材上所消耗的时间；

(2)本发明通过对输出电路的电性指标实时监测，可实时获取每个输出电路的用电状态，提高了供电安全性，杜绝设备非法接入，通过对实时电性数据的分析统计，对设备故障实时诊断，实现设备故障预警，并且直接显示故障位置，可减少线路故障的排查耗时。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施方式的电源管理器结构框图；

图2为本实用新型实施方式中的直流漏电检测结构框图；

图3为本实用新型实施方式中的交流漏电检测结构框图。

图中：

1-微处理单元；2-直流电源检测模块；3-交流电源检测模块；4-漏电检测单元；5-直流漏电测压节点；6-交流漏电监测节点；

201-交直流转换单元；202-直流计量采集单元；203-控制单元；

301-交流计量采集单元；302-继电器单元。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种电源管理器，图中结构框图之间的虚线表示通信连接关系，结构框图之间的实线表示电性连接关系。具体包括与上级管理控制中心通信连接的微处理单元1，所述微处理单元1 通过电性连接有直流电源检测模块2和交流电源检测模块3，并且所述微处理单元1、直流电源检测模块2和交流电源检测模块3通信连接。

微处理单元负责分析数据，生成结构化数据，并根据数据分析结果采取多种策略保障系统稳定运行，而上级管理控制中心主要用于记录电源管理系统的调控信息。

城市路灯的供电方式主要为交流供电和直流供电两种方式，并且根据直流路灯的额定电压不同，直流供电的电压值也各不相同，为了适应于不同需求的电压值，本实施方式的电源管理系统可调配不同供电电压的输出线路，从而使用同一供电源即可实现满足所有电路对不同电源形式和电压强度的需求，使用安全稳定，布线占据面积小，解决智能路灯供电布线复杂、施工耗时时间长的问题，实现设备集中供电。

直流电源检测模块2包括连接在变压直流分路上的交直流转换单元 201，所述交直流转换单元201将交流电转换为直流电，并且将直流电按照不同电压需求分为多级变压输出线路，所述多级变压输出线路分别与低压直流用电设备连接，所述多级变压输出线路的每个分路均设有直流计量采集单元202，所述直流计量采集单元202采集每个线路的电性指标数据，并且所述多级变压输出线路的每个分路上还设有用于控制电路通断的控制单元203。

在本实施方式中，交直流转换单元201首先利用整流器2011将220V交流电变压成24V直流电，然后利用升压调控芯片2012将整流器2011输出的电压进行二次升压，所述整流器2011的输出端还连接有降压调控芯片 2013，所述降压调控芯片2013将整流器2011输出的电压进行二次降压，多级变压输出线路的分压电路可以直接以24V并联输出，同时多级变压输出线路的另一分压电路，可以将24V直流电经过TSP54560芯片降压成直流12V并联输出，多级变压输出线路的其他分压电路，可以将24V直流电经过TPS40210升压到直流48V并联输出，因此可实现本实施方式的直流电源检测模块可通过一个供电电源，满足直流48V、直流24V、直流12V 等多种电源的需求，避免使用多个不同规格电源，减少线缆布线空阿金，提高电路的稳定安全性，方便后期排障处理。

直流计量采集单元202实时采集各输出电路上的电性指标数据，并且将输出电路的电性指标数据实时传输到微处理单元1，所述交流计量采集单元201实时采集各输出电路上的电性指标数据，并且将输出电路的电性指标数据传输到微处理单元1。

在本实施方式中直流计量采集单元202具体为LTC2946芯片，用于采集每个线路的电性指标数据，电性指标数据实时传输到微处理单元1，因此可实时监测每个输出线路的通断情况，并且根据电流、电压、功率等电性指标数据的变化规律，可直接推导线路故障的原因。

微处理单元1根据电性指标数据的变化向控制单元203发送控制信号，控制单元203负责控制低压直流设备的电源通断，控制单元接收微处理单元1的指令做出相应动作。

所述交直流转换单元201的输出端与微处理单元1连接，所述交直流转换单元201向微处理单元1、直流计量采集单元202、控制单元203和低压直流设备提供电源。

本实施方式通过对每个直流输出电路的电性数据监测，实时获取每个直线输出电路的用电状态，因此可减少线路故障的排查耗时。

交流电源检测模块3包括连接在多级交流分路上的交流计量采集单元301，所述多级交流分路分别与交流用电设备连接，所述交流计量采集单元301实时监测多级交流分路每支分路的电性指标数据，并且所述多级交流分路的每支分路上还设有控制电路通断的继电器单元302。

如图2和图3所示，在本实施方式中，交流电源检测模块3直接使用供电端的交流电压220V，交流电压通过若干输出电路上的交流计量采集单元301和继电器单元302连接到设备上，本实施方式中的交流计量采集单元301可以通过电流互感器采集电流电压，并且将采集电性指标数据传输给芯片ADE7953，芯片ADE7953对数据进行初步处理后发送给微处理单元1。微处理单元控制继电器单元302的开关状态。

同样的，本实施方式通过交流计量采集单元301对每个交流输出电路的电性指标数据监测，实时获取每个交流输出电路的用电状态，因此可减少线路故障的排查耗时。

综上所述，微处理单元1分析并统计直流模块和交流模块的电性指标数据，并且所述微处理单元1将控制信息通信发送到上级管理控制中心、控制单元203和继电器单元302，所述控制单元203根据控制信息调控低压直流设备的通断，所述继电器单元302根据控制信息调控交流设备的通断。

直流电源检测模块2和交流电源检测模块3通过电性共同连接有漏电检测单元4，所述漏电检测单元4与微处理单元1通信连接。

漏电检测单元4实时监测路灯的承载杆体与直流电源检测模块2、交流电源检测模块3的零线之间是否存在漏电电压，检测到漏电根据策略对数据进行处理并上报给微处理单元1，检测到漏电信息实施传输到微处理单元1，微处理单元1根据漏电电压等级进行相应的断电操作，并通过RJ45 网络接口传送报警信息给上级管理控制中心。

在本实施方式中，由于直流电源检测模块2具有多组直流输出电路，每组直流输出电路的电压相同，所有组的电压各不相同，交流电源检测模块3也具有多组交流输出电路，所有组的交流输出电路电压相同，为了方便漏电检测单元4对漏电源的准确检测，进行相关的隔离，因此漏电检测单元4的具体检测方式为：

升压调控芯片2012的输出端与低压直流用电设备之间设有直流漏电测压节点5，所述降压调控芯片2013的输出端与低压直流用电设备，以及整流器2011的输出端与低压直流用电设备之间也设有直流漏电测压节点 5，多级交流输出分路中均分为若干漏电测量组，每个漏电测量组与交流用电设备之间设有交流漏电监测节点6。

因此当漏电检测单元4检测出承载杆体有低压漏电时，将漏电信息传输到微处理单元1，微处理单元1先控制单个直流漏电测压节点5的输出电路依次逐组断电，在断电的同时检测漏电检测单元4是否仍然断电，从而判断哪个直流漏电测压节点5存在漏电问题。

找出漏电的直流漏电测压节点5之后，再依次断开该直流漏电测压节点5中的输出电路，断开同时检测是否排除漏电，依次排除，实现对漏电源的定位，对分析出的漏电源采取隔离措施，不影响其他设备的正常工作。

当漏电检测单元4检测出承载杆体有高压漏电时，将漏电信息传输到微处理单元1，微处理单元1先控制所有交流漏电监测节点6的输出电路同时断电，可以选择自动检测或人工手动检测。

对交流电源检测模块3的自动检测同上述直流电源检测模块2的漏电检测，先控制单个交流漏电监测节点6的输出电路依次逐组断开，在断电的同时检测漏电检测单元4是否仍然断电，从而判断哪个交流监测节点组存在漏电问题；

找出漏电的交流监测节点组之后，再依次断开该交流漏电监测节点6 中的输出电路，断开同时检测是否排除漏电，依次排除，实现对漏电源的定位，对分析出的漏电源采取隔离措施，不影响其他设备的正常工作。

本实施方式通过智能化的逐一检测方式找到漏电处，减少了人工维护的难度，提高路灯检修的效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种电源管理器，包括与上级管理控制中心通信连接的微处理单元(1)，所述微处理单元(1)通过电性连接有直流电源检测模块(2)和交流电源检测模块(3)，并且所述微处理单元(1)、直流电源检测模块(2)和交流电源检测模块(3)通信连接，其特征在于：所述直流电源检测模块(2)和交流电源检测模块(3)通过电性共同连接有漏电检测单元(4)，所述漏电检测单元(4)与微处理单元(1)通信连接，所述直流电源检测模块(2)包括与交流供电端连接的交直流转换单元(201)，所述交直流转换单元(201)将交流电转换为直流电，并且将直流电按照不同电压需求分为多级变压输出线路，所述多级变压输出线路分别与低压直流用电设备连接，所述多级变压输出线路的每个分路均设有直流计量采集单元(202)，所述直流计量采集单元(202)采集每个线路的电性指标数据，并且所述多级变压输出线路的每个分路上还设有用于控制电路通断的控制单元(203)，所述交直流转换单元(201)的输出端与微处理单元(1)连接，所述交直流转换单元(201)向微处理单元(1)、直流计量采集单元(202)、控制单元(203)和低压直流设备提供电源；

所述交流电源检测模块(3)包括与交流供电端连接的交流计量采集单元(301)，所述交流供电端连接有多级交流输出分路，所述多级交流输出分路分别与交流用电设备连接，所述交流计量采集单元(301)实时监测多级交流输出分路中每支分路的电性指标数据，并且所述多级交流输出分路的每支分路上还设有控制电路通断的继电器单元(302)。

2.根据权利要求1所述的一种电源管理器，其特征在于：所述交直流转换单元(201)包括将交流电转化为直流电的整流器(2011)，以及与整流器(2011)输出端连接的升压调控芯片(2012)，所述升压调控芯片(2012)将整流器(2011)输出的电压进行二次升压，所述整流器(2011)的输出端还连接有降压调控芯片(2013)，所述降压调控芯片(2013)将整流器(2011)输出的电压进行二次降压。

3.根据权利要求2所述的一种电源管理器，其特征在于：所述升压调控芯片(2012)的输出端与低压直流用电设备之间设有直流漏电测压节点(5)，所述降压调控芯片(2013)的输出端与低压直流用电设备，以及整流器(2011)的输出端与低压直流用电设备之间也设有直流漏电测压节点(5)。

4.根据权利要求1所述的一种电源管理器，其特征在于：所述多级交流输出分路中均分为若干漏电测量组，每个漏电测量组与交流用电设备之间设有交流漏电监测节点(6)。