电源切换装置

技术领域

本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种电源切换装置。

背景技术

电源切换装置通常包括主电源和备用电源，当主电源故障时，可以通过备用电源为负载供电。

目前，电源切换装置通常通过一个控制器控制主电源和备用电源进行切换，控制器、主电源和备用电源集中在同一块电路板上，当主电源或备用电源发生故障时，需要将整个电路板进行更换，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电源切换装置，以解决现有技术中，当主电源或备用电源发生故障时，需要将整个电路板进行更换，成本较高的问题。

本发明实施例的提供了一种电源切换装置，包括：主电源模块和至少一个从电源模块；

主电源模块和从电源模块均与外部负载连接，主电源模块与从电源模块连接，各个从电源模块之间互相连接；

主电源模块用于为外部负载供电，并监测自身是否发生故障，若监测到自身发生故障，则向各个从电源模块发送故障信号；

目标从电源模块用于在接收到故障信号后，监测主电源模块的输出参数和自身的输出参数，若根据主电源模块的输出参数和自身的输出参数确定主电源模块和自身的输出同步，则开始为外部负载供电，同时向主电源模块发送停止供电信号；目标从电源模块为至少一个从电源模块中的任意一个；

主电源模块还用于在接收到停止供电信号后，停止向外部负载供电。

可选地，主电源模块还用于在监测到自身输出电压为0时，向各个从电源模块发送过零触发信号；

目标从电源模块还用于在接收到过零触发信号后，若未为外部负载供电，则开始为外部负载供电。

可选地，目标从电源模块还用于在接收到过零触发信号后，若未为外部负载供电，则检测主电源模块的输出电压是否为0，若检测到主电源模块的输出电压为0，则开始为外部负载供电。

可选地，主电源模块的输出参数包括主电源模块的输出相位和/或主电源模块的输出电压；自身的输出参数包括自身的输出相位和/或自身的输出电压；

目标从电源模块还用于在监测到主电源模块的输出相位与自身的输出相位的差值的绝对值不大于预设相位差值，和/或，主电源模块的输出电压与自身的输出电压的差值的绝对值不大于预设电压差值时，确定主电源模块和自身的输出同步。

可选地，主电源模块还用于监测自身的输入参数和自身的输出参数，若自身的输入参数超出第一预设范围，和/或，自身的输出参数超出第二预设范围，则确定自身发生故障。

可选地，目标从电源模块为至少一个从电源模块中的优先级最高的从电源模块。

可选地，电源切换装置还包括总线；

主电源模块和各个从电源模块均通过总线连接。

可选地，主电源模块的输出端与各个从电源模块的输出端连接在一起后与外部负载连接；

当主电源模块为外部负载供电时，从电源模块通过检测自身输出端的输出参数来确定主电源模块的输出参数。

可选地，主电源模块包括第一控制单元和第一开关单元；从电源模块包括第二控制单元和第二开关单元；

第一控制单元分别与第一开关单元和第二控制单元连接，第二开关单元分别与第二控制单元和外部负载连接，第一开关单元与外部负载连接；

第一控制单元用于监测主电源模块是否发生故障，若监测到主电源模块发生故障，则向各个从电源模块包括的第二控制单元发送故障信号；

目标第二控制单元用于在接收到故障信号后，监测主电源模块的输出参数和目标从电源模块的输出参数，若根据主电源模块的输出参数和目标从电源模块的输出参数确定主电源模块和目标从电源模块的输出同步，则控制目标第二开关单元导通，同时向第一控制单元发送停止供电信号；其中，目标从电源模块包括目标第二控制单元和目标第二开关单元；

第一控制单元还用于在接收到停止供电信号后，控制第一开关单元断开。

可选地，主电源模块还包括与第一控制单元连接的第一显示屏，从电源模块还包括与第二控制单元连接的第二显示屏；

第一显示屏用于接收并显示第一控制单元发送的监测参数，还用于获取外部输入的主电源模块的优先级和各个从电源模块的优先级，并将主电源模块的优先级和各个从电源模块的优先级发送至第一控制单元；

第二显示屏用于接收并显示对应的第二控制单元发送的监测参数，还用于获取外部输入的主电源模块的优先级和各个从电源模块的优先级，并将主电源模块的优先级和各个从电源模块的优先级发送至对应的第二控制单元。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提供的电源切换装置包括主电源模块和至少一个从电源模块，当主电源模块无故障时，由主电源模块为外部负载供电；当主电源模块发生故障时，从电源模块通过监测主电源模块和自身的输出参数，确定是否开始为外部负载供电，当确定为外部负载供电时，向主电源模块发送停止供电信号；主电源模块根据停止供电信号停止为外部负载供电。上述电源切换装置中主电源模块和各个从电源模块各自为独立个体，当任意一个电源模块发生故障时，只需要更换故障的电源模块即可，无需将整个电源切换装置进行替换，采用扁平化的设计，可以节约成本，且比较灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的电源切换装置的结构示意图；

图2是本发明又一实施例提供的电源切换装置的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本发明一实施例提供的电源切换装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。如图1所示，该电源切换装置可以包括：主电源模块10和至少一个从电源模块20；

主电源模块10和从电源模块20均与外部负载30连接，主电源模块10与从电源模块20连接，各个从电源模块20之间互相连接；

主电源模块10用于为外部负载30供电，并监测自身是否发生故障，若监测到自身发生故障，则向各个从电源模块20发送故障信号；

目标从电源模块20用于在接收到故障信号后，监测主电源模块10的输出参数和自身的输出参数，若根据主电源模块10的输出参数和自身的输出参数确定主电源模块10和自身的输出同步，则开始为外部负载30供电，同时向主电源模块10发送停止供电信号；目标从电源模块20为至少一个从电源模块20中的任意一个；

主电源模块10还用于在接收到停止供电信号后，停止向外部负载30供电。

在本发明实施例中，优选主电源模块10为外部负载30供电，当主电源模块10发生故障时，选取任意一个从电源模块20为外部负载30供电，可以保证外部负载30不断电。

其中，当电源切换装置只包括一个从电源模块20时，各个从电源模块20指电源切换装置包括的该一个从电源模块20，目标从电源模块20即为该从电源模块20；当电源切换装置包括两个或两个以上从电源模块20时，目标从电源模块20为所述两个或两个以上从电源模块20中的任意一个从电源模块20。

各个电源模块可以具有同样的功能，均可以监测自身是否发生故障，若自身发生故障，则向其他电源模块发送故障信号；可以监测其他电源模块的输出参数；可以监测其他电源模块的输出参数是否与自身的输出参数同步，等等。其中，各个电源模块包括主电源模块10和至少一个从电源模块20。

主电源模块10在为外部负载30供电的过程中，若监测到自身发生故障，则向各个从电源模块20发送故障信号。其中一个从电源模块20在接收到故障信号后，监测自身输出与主电源模块10输出是否同步，若同步，则开始为外部负载30供电，同时指示主电源模块10停止为负载供电；其他从电源模块20不执行任何动作。

可选地，从电源模块20在监测自身输出与主电源模块10输出是否同步之前，首先确定自身是否存在故障，若自身存在故障，则不执行任何动作，由其他从电源模块20为外部负载30供电；若自身不存在故障，则监测自身输出与主电源模块10输出是否同步，从而确定何时为外部负载30供电。

可选地，主电源模块10和各个从电源模块20可以外接不同的供电电源，为各自供电。

由上述描述可知，本发明实施例提供的电源切换装置包括主电源模块10和至少一个从电源模块20，当主电源模块10无故障时，由主电源模块10为外部负载30供电；当主电源模块10发生故障时，从电源模块20通过监测主电源模块10和自身的输出参数，确定是否开始为外部负载30供电，当确定为外部负载30供电时，向主电源模块10发送停止供电信号；主电源模块10根据停止供电信号停止为外部负载30供电。上述电源切换装置中主电源模块10和各个从电源模块20各自为独立个体，当任意一个电源模块发生故障时，只需要更换故障的电源模块即可，无需将整个电源切换装置进行替换，采用扁平化的设计，可以节约成本，且比较灵活。

在本发明的一个实施例中，主电源模块10还用于在监测到自身输出电压为0时，向各个从电源模块20发送过零触发信号；

目标从电源模块20还用于在接收到过零触发信号后，若未为外部负载30供电，则开始为外部负载30供电。

主电源模块10在监测到自身故障后，实时监测自身输出电压，当监测到自身输出电压为0或在0附近时，向各个从电源模块20发送过零触发信号。目标从电源模块20在接收到过零触发信号后，开始为外部负载30供电。

目标从电源模块20若监测到自身输出与主电源输出不同步时，在主电源模块10输出变为0时，开始为外部负载30供电。

在本发明的一个实施例中，目标从电源模块20还用于在接收到过零触发信号后，若未为外部负载30供电，则检测主电源模块10的输出电压是否为0，若检测到主电源模块10的输出电压为0，则开始为外部负载30供电。

目标从电源模块20在接收到过零触发信号后，为进一步确定主电源模块10输出是否为0，可以检测主电源模块10的输出，提高准确性。

可选地，主电源模块10在监测到自身故障解除时，可以向各个从电源模块20发送故障解除信号，并监测自身的输出参数与目标从电源模块的输出参数是否同步，若同步，则开始为外部负载供电，并向目标从电源模块发送停止供电信号；若不同步，则在检测到目标从电源模块的输出电压为0后开始为外部负载供电。目标从电源模块在接收到停止供电信号后，停止为外部负载供电。若目标从电源模块未接收到停止供电信号，但接收到故障解除信号，则开始停止为外部负载供电，直至输出电压为0。

在本发明的一个实施例中，主电源模块10的输出参数包括主电源模块10的输出相位和/或主电源模块10的输出电压；自身的输出参数包括自身的输出相位和/或自身的输出电压；

目标从电源模块20还用于在监测到主电源模块10的输出相位与自身的输出相位的差值的绝对值不大于预设相位差值，和/或，主电源模块10的输出电压与自身的输出电压的差值的绝对值不大于预设电压差值时，确定主电源模块10和自身的输出同步。

在本发明实施例中，输出参数可以包括输出相位，当主电源模块10的输出相位与目标从电源模块20的输出相位的差值的绝对值不大于预设相位差值时，确定主电源模块10和目标从电源模块20的输出同步。

输出参数可以包括输出电压，当主电源模块10的输出电压与目标从电源模块20的输出电压的差值的绝对值不大于预设电压差值时，确定主电源模块10和目标从电源模块20的输出同步。

输出参数可以包括输出相位和输出电压，当主电源模块10的输出相位与目标从电源模块20的输出相位的差值的绝对值不大于预设相位差值，且，主电源模块10的输出电压与目标从电源模块20的输出电压的差值的绝对值不大于预设电压差值时，确定主电源模块10和目标从电源模块20的输出同步。

其中，预设相位差值和预设电压差值均为较小值，两者可以根据实际需求进行设置。

在本发明的一个实施例中，主电源模块10还用于监测自身的输入参数和自身的输出参数，若自身的输入参数超出第一预设范围，和/或，自身的输出参数超出第二预设范围，则确定自身发生故障。

其中，输入参数可以包括输入电流和输入电压等参数的至少一种；输出参数可以包括输出电流、输出电压和输出相位中的至少一种。

不管是输入参数还是输出参数，均有一个正常范围，当超出正常范围时，判定自身发生故障。

第一预设范围和第二预设范围可以分别根据输入参数和输出参数的设置来设定具体范围，在此不做具体限定。

在本发明的一个实施例中，目标从电源模块20为至少一个从电源模块20中的优先级最高的从电源模块20。

在本发明实施例中，各个从电源模块20之间具有优先级，优先级高的优先为外部负载30供电。

优选地，目标从电源模块20为至少一个从电源模块20中的未发生故障的从电源模块20中的优先级最高的从电源模块20。

在本发明的一个实施例中，电源切换装置还包括总线；

主电源模块10和各个从电源模块20均通过总线连接。

在本发明的一个实施例中，总线为RS485总线。

在本发明实施例中，各个电源模块通过RS485总线级联，可以互相之间进行通信，也可以在其中一个电源模块故障时，其他电源模块可以为故障的电源模块供电，保证其内部的控制器可以继续工作。

在本发明的一个实施例中，主电源模块10的输出端与各个从电源模块20的输出端连接在一起后与外部负载30连接；

当主电源模块10为外部负载供电30时，从电源模块20通过检测自身输出端的输出参数来确定主电源模块10的输出参数。

当主电源模块10为外部负载30供电时，从电源模块20未与外部负载30连通，此时，从电源模块20检测到的自身的输出端的输出参数即为主电源模块10的输出参数。

在本发明的一个实施例中，主电源模块10包括第一控制单元11和第一开关单元12；从电源模块20包括第二控制单元21和第二开关单元22；

第一控制单元11分别与第一开关单元12和第二控制单元21连接，第二开关单元22分别与第二控制单元21和外部负载30连接，第一开关单元12与外部负载30连接；

第一控制单元11用于监测主电源模块10是否发生故障，若监测到主电源模块10发生故障，则向各个从电源模块20包括的第二控制单元21发送故障信号；

目标第二控制单元21用于在接收到故障信号后，监测主电源模块10的输出参数和目标从电源模块20的输出参数，若根据主电源模块10的输出参数和目标从电源模块20的输出参数确定主电源模块10和目标从电源模块20的输出同步，则控制目标第二开关单元22导通，同时向第一控制单元11发送停止供电信号；其中，目标从电源模块20包括目标第二控制单元21和目标第二开关单元22；

第一控制单元11还用于在接收到停止供电信号后，控制第一开关单元12断开。

从电源模块20可以通过检测第二开关单元22的第一端的相关参数得到自身的输出参数，可以通过检测第二开关单元22的第二端的相关参数得到主电源模块10的输出参数。其中，第二开关单元22的第一端与第二控制单元21连接，第二开关单元22的第二端与外部负载30连接。

其中，第一控制单元11和第二控制单元21均可以包括控制器，第一开关单元12和第二开关单元22均可以包括SCR(Silicon Controlled Rectifier，可控硅整流器)。

当某个电源模块开始为外部负载30供电时，其内部的控制单元控制其内部的开关单元导通；当某个电源模块停止为外部负载30供电时，其内部的控制单元控制其内部的开关单元断开。

需要说明的是，主电源模块10和从电源模块20的内部结构是相同的，为了区分主电源模块10和从电源模块20，将其内部的部件以第一和第二区分。

在本发明的一个实施例中，主电源模块10还包括与第一控制单元11连接的第一显示屏13，从电源模块20还包括与第二控制单元21连接的第二显示屏23；

第一显示屏13用于接收并显示第一控制单元11发送的监测参数，还用于获取外部输入的主电源模块10的优先级和各个从电源模块20的优先级，并将主电源模块10的优先级和各个从电源模块20的优先级发送至第一控制单元11；

第二显示屏23用于接收并显示对应的第二控制单元21发送的监测参数，还用于获取外部输入的主电源模块10的优先级和各个从电源模块20的优先级，并将主电源模块10的优先级和各个从电源模块20的优先级发送至对应的第二控制单元21。

在本发明实施例中，各个电源模块包括的显示屏可以显示自身的监测参数，也可以显示其他电源的监测参数，还可以接收外部的输入指令等等。

可选地，主电源模块10和从电源模块20还可以包括其他单元，例如可以包括用于采集自身参数，并发送至控制单元的采集单元等等，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的电源切换装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的电源切换装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。