專利名稱：認(rèn)知電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及各種中、大功率電源系統(tǒng)的功率部件和控制部件及輸出采集部件，使它們能根據(jù)負(fù)載的狀況實(shí)時(shí)的決定電源功率部分是進(jìn)入休眠待機(jī)還是喚醒工作以及待機(jī)和工作的比例。
背景技術(shù)：
隨著電氣、電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，電源產(chǎn)品也越來越豐富。從早期的交流穩(wěn)壓電源、直流穩(wěn)壓電源，到現(xiàn)在的交流不間斷電源、直流不間斷電源、充電電源、逆變電源，其功率也是大到兆瓦級(jí)小至毫瓦級(jí)。拒不完全統(tǒng)計(jì)，電源產(chǎn)品年產(chǎn)值占整個(gè)電子產(chǎn)品年產(chǎn)值的6%—7%，由此可見電源產(chǎn)品的使用范圍是非常之廣的。但在社會(huì)的信息化、智能化飛速發(fā)展的今天，對(duì)電源供電質(zhì)量、供電保證的要求也不斷提高。而從另一個(gè)角度也說明隨著社會(huì)的信息化、智能化的發(fā)展各部分對(duì)電能的依賴卻越來越大。但地球的資源是有限的，為了最大限度的保障經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長，人們?cè)诜e極尋求新能源和開發(fā)可再生能源的同時(shí)，時(shí)刻都在想辦法如何節(jié)約現(xiàn)有能源。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型就是在充分分析了現(xiàn)有各種電源的工作原理、歸納了絕大部分用電負(fù)載的工作特性及工作習(xí)慣后提出的。它既節(jié)省了由于電源本身不管負(fù)載情況而連續(xù)滿功率工作所消耗的不必要的能量外，還能是電源經(jīng)常處在休眠狀態(tài)而延長其壽命。本實(shí)用新型采取 的技術(shù)方案為:一種認(rèn)知電源，包括電源控制部件、電源功率部件、電源感知部件，電源功率部件與電源控制部件、電源感知部件相連接，電源感知部件與電源控制部件、電源負(fù)載相連接；電源控制部件包括:電源功率因數(shù)校正模塊，啟動(dòng)電源模塊，處理器模塊，功率分配模塊，接受電源感知部件發(fā)來的信息，控制電源功率部件進(jìn)入休眠狀態(tài)或激活狀態(tài)；電源功率部件包括電源功率模塊，提供負(fù)載所需的全部電源能量，可在電源控制部件的指揮下進(jìn)入休眠狀態(tài)或被喚醒進(jìn)入工作狀態(tài)；電源感知部件包括功率計(jì)算模塊和采集模塊，實(shí)時(shí)感知電源負(fù)載功率的大小變化并將相應(yīng)的信息發(fā)送給電源控制部件；電源功率因數(shù)校正模塊，完成整個(gè)電源的功率因數(shù)校正，提高電源效率和節(jié)能效果，同時(shí)為啟動(dòng)電源模塊補(bǔ)充能量；啟動(dòng)電源模塊完成電源功率模塊由休眠到激活工作的電源觸發(fā)，它以間歇方式不斷輸出電能為電源功率模塊提供激活電源；處理器模塊完成電源功率的設(shè)定和實(shí)時(shí)功率比對(duì)及分配；功率分配模塊將處理器模塊輸出的功率分配編碼翻譯成對(duì)應(yīng)電源電源功率模塊的控制電平。采集模塊為采集電壓信號(hào)的高精度電阻I及采集電流信號(hào)的霍爾電流傳感器J，兩種信號(hào)同時(shí)送到功率計(jì)算模塊H。優(yōu)選的電源功率模塊為多個(gè)并聯(lián)的電源功率模塊。優(yōu)選的電源功率模塊可以全部或者部分進(jìn)入休眠狀態(tài)或激活狀態(tài)。[0009]優(yōu)選的處理器模塊為DSP芯片。本實(shí)用新型涉及的認(rèn)知電源就是要使各種電源，特別是大功率連續(xù)工作的電源，能實(shí)時(shí)根據(jù)其負(fù)載的工作情況控制自身的功率部件、變壓器等投入工作的比例多少。從目前用電設(shè)備情況看大致可分為:⑴分段工作:如白天工作晚上休息，晚上工作白天休息等；⑵間歇工作:平時(shí)待機(jī)功率很小，工作時(shí)功率脈沖式增加(CT機(jī)、X光機(jī)、壓縮機(jī)等);⑶隨機(jī)工作:平時(shí)大部分時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)，偶爾根據(jù)外部情況短時(shí)間工作(通風(fēng)扇、攝像頭、報(bào)警器等)。電源控制部件:能控制電源功率部件(含變壓器)是否進(jìn)入休眠狀態(tài)或激活為工作狀態(tài)。特別是能根據(jù)負(fù)載的工作規(guī)律學(xué)習(xí)總結(jié)一套電源控制程序，通過對(duì)電源感知部件提供的負(fù)載參量進(jìn)行分析再確定發(fā)出休眠或工作的指令。尤其是能通過對(duì)檢測(cè)電路送來的負(fù)載由休眠轉(zhuǎn)到工作時(shí)的信息進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、歸納，從中找出相應(yīng)負(fù)載的工作規(guī)律，學(xué)會(huì)控制功率部件的休眠或喚醒的相互比例。這里要解決的主要問題是負(fù)載增大或減小時(shí)能很快的判斷出其比例大小，以對(duì)功率部件發(fā)出相應(yīng)的命令。隨著電力電子控制技術(shù)的發(fā)展，目前的控制芯片已能方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)從休眠到激活喚醒之間相互轉(zhuǎn)換的時(shí)間及安全性的有機(jī)統(tǒng)一。大幅度提高了電源在休眠到喚醒過程的節(jié)能效率與工作的可靠性。電源功率部件:提供負(fù)載所需的全部電源能量，可在控制信號(hào)的指揮下方便的進(jìn)入休眠狀態(tài)或被喚醒進(jìn)入工作狀態(tài)。一般采用多個(gè)模塊的并聯(lián)，以達(dá)到部分休眠部分工作的效果。為此本實(shí)用新型中的各功率模塊之間不但能方便的進(jìn)行相互電壓、電流的溝通與協(xié)調(diào)，以保證最大限度的發(fā)揮每個(gè)模塊的效率，而且還要快速安全的完成從休眠狀態(tài)到喚醒工作狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換。電源感知部件:除能實(shí)時(shí)知道負(fù)載功率的大小變化，通知控制部件完成對(duì)輸出電壓、電流的控制及對(duì)負(fù)載出現(xiàn)超載或短路時(shí)進(jìn)行保護(hù)外，其主要的功能是當(dāng)負(fù)載處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)也能對(duì)輸出和負(fù)載狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)負(fù)載的各種變化，并能快速將相應(yīng)信息送給電源控制部分。以DSP為核心的感知部件對(duì)負(fù)載變化能隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和判斷，當(dāng)負(fù)載加重、減輕或關(guān)閉時(shí)都能以μ s級(jí)的時(shí)間檢測(cè)并發(fā)出控制命令，確保電源功率部件有針對(duì)性的休眠或喚醒。目前各種用電設(shè)備雖然種類繁多工作特點(diǎn)各異，但就其用電功率角度而言都可分為滿載工作、空載工作(負(fù)載關(guān)機(jī))、部分工作(半功率、小半功率、大半功率等)另外從目前電源的設(shè)計(jì)習(xí)慣和可靠性要求慣例，大部分電源都以功率的冗余來換取其可靠性和質(zhì)保期。而當(dāng)前電源系統(tǒng)的工作情況是:只要接通輸入開關(guān)它就全功率的投入運(yùn)行。這樣勢(shì)必造成電源自身效率的降低，總能源的無為損耗及電源內(nèi)部部件壽命的無為減短。而有認(rèn)知功能的電源開機(jī)工作后首先檢測(cè)其負(fù)載的大小，然后在滿足功率和可靠性要求的基礎(chǔ)上決定功率部分那些模塊激活工作那些模塊進(jìn)入休眠。按照這一模式檢測(cè)部分隨時(shí)跟蹤負(fù)載的變化以改變功率部件的輸出配給。達(dá)到減輕電源損耗延長部件壽命的目的。在整個(gè)電源工作過程中控制部分在隨時(shí)進(jìn)行相關(guān)負(fù)載工作規(guī)律的學(xué)習(xí)和歸納，找出其主要的工作規(guī)律以利于提高工作效率和反映速度。本實(shí)用新型的目的就是:(I)解決電源打開工作后不論負(fù)載大小它都會(huì)連續(xù)滿功率的投入工作，而自身始終消耗較大功率的問題。(2)減輕部分功率部件及變壓器在負(fù)載較輕的情況下的自身消耗，以延長其工作壽命。說明書附圖

圖1為本實(shí)用新型部件結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實(shí)用新型電源功率因數(shù)校正模塊電路圖；圖4為本實(shí)用新型啟動(dòng)電源模塊電路圖；圖5為本實(shí)用新型電源功率模塊電路圖.具體實(shí)施方式
參見圖1，圖2，圖3，圖4，圖5，一種認(rèn)知電源，電源控制部件、電源功率部件、電源感知部件，電源功率部件與電源控制部件、電源感知部件相連接，電源感知部件與電源控制部件、電源負(fù)載相連接；電源控制部件包括:電源功率因數(shù)校正模塊F，啟動(dòng)電源模塊E，處理器模塊G，功率分配模塊K,接受電源感知部件發(fā)來的信息，控制電源功率部件進(jìn)入休眠狀態(tài)或激活狀態(tài)；電源功率部件包括電源功率模塊A、B、C、D，提供負(fù)載所需的全部電源能量，可在電源控制部件的指揮下進(jìn)入休眠狀態(tài)或被喚醒進(jìn)入工作狀態(tài)；電源感知部件包括功率計(jì)算模塊H和采集模塊，實(shí)時(shí)感知電源負(fù)載功率的大小變化并將相應(yīng)的信息發(fā)送給電源控制部件；電源功率因數(shù)校正模塊F，完成整個(gè)電源的功率因數(shù)校正，提高電源效率和節(jié)能效果，同時(shí)為啟動(dòng)電源模塊E補(bǔ)充能量；啟動(dòng)電源模塊E完成電源功率模塊A、B、C、D由休眠到激活工作的電源觸發(fā)，它以間歇方式不斷輸出電能為電源功率模塊A、B、C、D提供激活電源；處理器模塊G完成電源功率的設(shè)定和實(shí)時(shí)功率比對(duì)及分配；功率分配模塊K將處理器模塊G輸出的功率分配編碼翻譯成對(duì)應(yīng)電源電源功率模塊的控制電平。采集模塊為采集電壓信號(hào)的高精度電阻I及采集電流信號(hào)的霍爾電流傳感器J，兩種信號(hào)同時(shí)送到功率計(jì)算模塊H。電源功率模塊為多個(gè)并聯(lián)的電源功率模塊A，B，C，D。電源功率模塊A，B，C，D可以全部或者部分進(jìn)入休眠狀態(tài)或激活狀態(tài)。處理器模塊G為DSP芯片。電源控制部件接受電源感知部件發(fā)來的信息，控制電源功率部件進(jìn)入休眠狀態(tài)或激活狀態(tài)；電源功率部件提供負(fù)載所需的全部電源能量，可在電源控制部件的指揮下方便的進(jìn)入休眠狀態(tài)或被喚醒進(jìn)入工作狀態(tài)；電源感知部件實(shí)時(shí)感知負(fù)載功率的大小變化并將相應(yīng)的信息發(fā)送給電源控制部件。電源功率部件包括多個(gè)并聯(lián)的功率模塊。功率模塊可以全部或者部分進(jìn)入休眠狀態(tài)或激活狀態(tài)。電源控制部件通過對(duì)電源感知部件提供的負(fù)載參量進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、歸納，找出負(fù)載的工作規(guī)律，自動(dòng)生成電源控制模式。電源功率因數(shù)校正模塊F完成整個(gè)電源的功率因數(shù)校正，提高電源效率和節(jié)能效果，同時(shí)為模塊啟動(dòng)電源補(bǔ)充能量。啟動(dòng)電源模塊E完成功率模塊由休眠到激活工作的電源觸發(fā)，它以間歇方式不斷輸出電能為各功率模塊提供激活電源。處理器模塊G，即DSP芯片完成電源功率的設(shè)定和實(shí)時(shí)功率比對(duì)及分配。功率分配模塊K將DSP芯片輸出的功率分配編碼翻譯成對(duì)應(yīng)功率模塊的控制電平。電源功率模塊A、B、C、D和各功率模塊完成電源的功率輸出，在控制電平的作用下實(shí)時(shí)休眠或啟動(dòng)工作。功率計(jì)算模塊H實(shí)時(shí)采集模塊送來的信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算，然后變換成DSP芯片能接收的信號(hào)送出。采集模塊為采集電壓信號(hào)的高精度電阻I和采集電流信號(hào)的霍爾電流傳感器J，兩種信號(hào)同時(shí)送到功率計(jì)算模塊H。功率因數(shù)校正模塊F將經(jīng)過處理的400V電源送到各電源功率模塊A、B、C、D，為它們提供輸出所需的能量。而每個(gè)電源功率模塊中使用了一塊L6599集成芯片，該芯片的8腳DIS與功率分配模塊K輸出的對(duì)應(yīng)電平信號(hào)相連接，當(dāng)對(duì)應(yīng)的控制電平高于1.85V時(shí)該電源功率模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，當(dāng)該電平低于1.85V，而啟動(dòng)電源模塊E提供給L6599芯片12腳電源輸入的啟動(dòng)電源出現(xiàn)一次由低到高，5V—IOV的變化過程時(shí)，該電源功率模塊就能正常由休眠轉(zhuǎn)到激活工作。啟動(dòng)電源模塊E的輸出間歇周期一般為一秒左右。啟動(dòng)電源模塊E的電源由功率因數(shù)校正模塊F提供。而DSP模塊與功率計(jì)算模塊H及功率分配模塊K之間則是通過數(shù)字接口相連接。主電源首先加到功率因數(shù)校正模塊F的輸入端，功率因數(shù)校正模塊F的轉(zhuǎn)換電源輸出連接到各電源功率模塊轉(zhuǎn)換電源的輸入，功率因數(shù)校正模塊F的工作電源輸出連接到啟動(dòng)電源模塊E的工作電源輸入，啟動(dòng)電源模塊E的脈動(dòng)電源輸出連接到各功率模塊的控制芯片的電源輸入端，采集模塊的輸出端連接到DSP模塊G的輸入接口，DSP模塊G的輸出接口與功率分配模塊K的輸入線連接，功率分配模塊K的輸出與各功率模塊的控制信號(hào)的輸入連接。認(rèn)知電源的工作過程:當(dāng)本實(shí)用新型通電進(jìn)入工作狀態(tài)以后，各功率部件首先被激活工作，這時(shí)其采集模塊即刻將電壓和電流的采集信號(hào)發(fā)送至功率計(jì)算模塊，功率計(jì)算模塊通過比較、計(jì)算、轉(zhuǎn)換后將轉(zhuǎn)換信息發(fā)送至DSP芯片，DSP芯片將設(shè)定的負(fù)載情況與該信息進(jìn)行綜合處理，輸出功率分配編碼到功率分配模塊，功率分配模塊將該編碼翻譯成對(duì)應(yīng)各電源功率模塊的控制電平，送到各電源功率模塊，至此電源進(jìn)入正常工作狀態(tài)。下面如果再有負(fù)載的變化，認(rèn)知電源就需要再重復(fù)以上的功率確認(rèn)過程。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種認(rèn)知電源，其特征在于:包括電源控制部件、電源功率部件、電源感知部件，電源功率部件與電源控制部件、電源感知部件相連接，電源感知部件與電源控制部件、電源負(fù)載相連接； 所述電源控制部件包括:電源功率因數(shù)校正模塊(F)，啟動(dòng)電源模塊(E)，處理器模塊(G)，功率分配模塊(K)，接受電源感知部件發(fā)來的信息，控制電源功率部件進(jìn)入休眠狀態(tài)或激活狀態(tài)； 所述電源功率部件包括電源功率模塊，提供負(fù)載所需的全部電源能量，可在電源控制部件的指揮下進(jìn)入休眠狀態(tài)或被喚醒進(jìn)入工作狀態(tài)； 所述電源感知部件包括功率計(jì)算模塊(H)和采集模塊，實(shí)時(shí)感知電源負(fù)載功率的大小變化并將相應(yīng)的信息發(fā)送給電源控制部件； 電源功率因數(shù)校正模塊(F)，完成整個(gè)電源的功率因數(shù)校正，提高電源效率和節(jié)能效果，同時(shí)為啟動(dòng)電源模塊(E)補(bǔ)充能量； 啟動(dòng)電源模塊(E)完成電源功率模塊由休眠到激活工作的電源觸發(fā)，它以間歇方式不斷輸出電能為電源功率模塊提供激活電源； 處理器模塊(G)完成電源功率的設(shè)定和實(shí)時(shí)功率比對(duì)及分配； 功率分配模塊(K)將處理器模塊(G)輸出的功率分配編碼翻譯成對(duì)應(yīng)電源電源功率模塊的控制電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的認(rèn)知電源，其特征在于:所述電源功率模塊為多個(gè)并聯(lián)的電源功率模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知電源，其特征在于:所述電源功率模塊可以全部或者部分進(jìn)入休眠狀態(tài)或激活狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的認(rèn)知電源，其特征在于:所述采集模塊為采集電壓信號(hào)的高精度電阻(I)及采集電流信號(hào)的霍爾電流傳感器(J)，兩種信號(hào)同時(shí)送到功率計(jì)算模塊⑶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的認(rèn)知電源，其特征在于:所述處理器模塊(G)為DSP芯片。
專利摘要一種認(rèn)知電源，包括電源控制部件、電源功率部件、電源感知部件，電源功率部件與電源控制部件、電源感知部件相連接，電源感知部件與電源控制部件、電源負(fù)載相連接；電源控制部件包括電源功率因數(shù)校正模塊，啟動(dòng)電源模塊，處理器模塊，功率分配模塊,接受電源感知部件發(fā)來的信息，控制電源功率部件進(jìn)入休眠狀態(tài)或激活狀態(tài)；電源功率部件包括電源功率模塊，提供負(fù)載所需的全部電源能量，可在電源控制部件的指揮下進(jìn)入休眠狀態(tài)或被喚醒進(jìn)入工作狀態(tài)；電源感知部件包括功率計(jì)算模塊和采集模塊,實(shí)時(shí)感知電源負(fù)載功率的大小變化并將相應(yīng)的信息發(fā)送給電源控制部件。本實(shí)用新型解決了電源打開工作后不論負(fù)載大小它都會(huì)連續(xù)滿功率的投入工作，而自身始終消耗較大功率的問題。減輕了部分功率部件及變壓器在負(fù)載較輕的情況下的自身消耗，以延長其工作壽命。
文檔編號(hào)H02M1/00GK203071803SQ20122074177
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月15日
發(fā)明者陳惠桐, 李兵, 文朝寬, 周洪成 申請(qǐng)人:金陵科技學(xué)院, 陳惠桐