专利名称：具有负载平衡功能的开关电源的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种具有负载平衡功能的开关电源。
背景技术：
传统的电池监控方式如
图1所示，其中TS1、TS2为温度侦测模块，IS1为电池串电 流侦测模块，每颗电池两端都有引线至电池监控模块，进行电压，包含内阻的测量，所以配 线繁琐，耗时耗力，而且维护困难。如图2所示为传统的电池负载平衡电路，其中BAT1、BAT2是串联的电池组中的两 颗电池，Q1，Q2是用于平衡的M0SFET，L1是平衡电路的储能电感，控制器侦测每颗电池的电 压，根据算法，在适当的时机导通Q1 (或Q2)，此时L1储能，当Q1 (或Q2)断开时，电感L1释 能，其电流透过Q2(或Q1)的体二极体，藉此BAT1 (或BAT2)实现对自身的放电及对相邻的 电池充电。上述传统的负载平衡电路需要独立的控制电路，控制方式复杂，需要独立的功率 转换电路，而且效率低，传输距离近，仅能在附近几颗电池的范围内实现负载平衡。实现全分布式的不间断电源供应和电池监控可以有效解决上述难题，但是目前普 通服务器电源供应器普遍都不含有内置电池，或仅具有交流输入而不同时具备连接电池的 直流输入接口，防断电功能普遍借助集中型不间断电源供应器即UPS实现。UPS的效率普遍 不高，而且因为大型UPS需要数十颗电池串联供电，需要昂贵复杂的电池平衡和监控管理 设备，而且一串电池中只要有个别电池故障，即会造成整个UPS无法提供后备电源，影响系 统可靠性，而且一颗电池故障，整组电池都必须更换，成本巨大，也不环保。并且电池监控管 理系统也主要是针对串联电池组设计的，电池的平衡处理更是业界的难题。申请号为200920241444. 9，名称为《一种多功能开关电源》的中国专利申请揭露了 一种不间断开关电源供应器(Uninterruptible Switching PowerSupply，USPS)，此新型不 间断开关电源可内置电池，直接具备防断电功能，可以替代UPS，并具有极高的电池放电效 率，但是不具备电池负载平衡功能，如果某台USPS所连接的电池故障，其供应的计算机即 会失去后备供电。
发明内容本实用新型目的是提供一种具有负载平衡功能的开关电源，其电池可以独立充 电，放电时电池可以进行负载平衡，使得与某台不间断电源供应器的电池出现故障时，其所 连接计算机仍然能被很好的供电，大大延长电池寿命及增加系统可靠性。本实用新型的技术方案是一种具有负载平衡功能的开关电源，包括计算机以及 单独给所述计算机供电的不间断电源供应器，所述不间断电源供应器包括市电输入模块和 电池输入模块，当市电输入模块发生断电等故障时，微处理器控制电池开始供电。所述不间 断电源供应器还包括负载平衡模块，所述负载平衡模块一端设有负载平衡调整接口，另一 端与不间断电源供应器的高压母线相连，所述负载平衡调整接口与其它不间断电源供应器 的负载平衡调整接口相连。在需要对电池进行负载平衡的场合，通过该负载平衡模块，仅需
3用两根导线将电源供应器负载平衡接口并联，即可实现电池的高效率负载平衡，平衡能量 在所有电池之间传递，不受距离影响；并且由于该并联是在交流整流侧进行的，所以也无需 考虑系统接地等问题。本实用新型平衡过程无需复杂控制算法，仅需做并联输出功率控制 即可，在电池供电时，当一个不间断电源供应器的电池发生故障时，通过负载平衡模块，可 以使得并联的其它电池给予该发生故障的不间断电源供应器连接的计算机供电，保证所有 计算机都能有后备电源供应。进一步的，在上述具有负载平衡功能的开关电源中，所述负载平衡模块还包括连 接于所述负载平衡调整接口和高压母线之间的功率调节电路。对平衡电路的输出功率进行 调节。进一步的，在上述具有负载平衡功能的开关电源中，所述不间断电源供应器还包 括微处理器和直流_直流变换模块，所述市电输入模块和电池输入模块分别通过直流_直 流变换模块给计算机供电，所述电池输入模块包括电池以及连接在电池和直流-直流变换 模块之间的电池侦测管理电路，所述电池侦测管理电路向所述微处理器传递侦测信号并受 微处理器控制，所述功率调节电路与微处理器连接并受微处理器控制。进一步的，在上述具有负载平衡功能的开关电源中，所述市电输入模块与微处理 器之间设有侦测电路，所述功率调节电路受侦测电路监测，防止平衡输出过载。进一步的，在上述具有负载平衡功能的开关电源中，所述市电输入模块包括市 电输入接口、对市电输入接口输入的市电进行整流的整流模块以及连接在整流模块和直 流-直流变换模块之间的高压母线，所述功率调节电路还与高压母线连接，所述侦测电路 同时还对所述高压母线进行监测。市电由市电输入接口输入、经整流模块整流，后再由高压 母经直流-直流变换模块变换成供计算机逻辑电路使用的12V、5V和3. 3V等电源。侦测电 路连接在高压母线上，一旦市电出现故障，就反馈给微处理器，由电池输入模块进行供电。进一步的，在上述具有负载平衡功能的开关电源中，所述计算机至少设有两台，分 别给所述至少两台计算机供电的不间断电源供应器的负载平衡调整接口相互连接。本实用新型的优点是1.本实用新型能够对电池进行负载平衡，减少了电池之间，电池与电池监控管理 系统之间繁杂的配线，使系统达到最大的精简，电池可以独立充电，并联放电，大大延长电 池寿命及增加系统可靠性，并使安装维护工作变得简易轻松。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述图1为现有电池监控管理系统的基本结构框图；图2为现有电池平衡管理装置的基本电路架构图；图3为本实用新型具体实施例基于不间断开关电源供应器的电池管理系统框图；图4为本实用新型具体实施例不间断开关电源内部结构框图；图5为本实用新型具体实施例电池负载平衡电路的电路架构图。其中1计算机；11计算机逻辑电路；2不间断电源供应器；21直流-直流变换模 块；22市电输入模块；221市电输入接口 ；222整流模块；223高压母线；23电池输入模块； 231电池；232电池侦测管理电路；24微处理器；25侦测电路；26负载平衡模块；261功率调节电路；262负载平衡调整接口 ；27通讯接口 ；28通讯模块；3通讯网络；4集中监控智能终 端；5导线。
具体实施方式
实施例如图2和3所示，一种具有电池监控管理功能的开关电源，包括计算机1 以及给计算机逻辑电路11供电的不间断电源供应器2，所述不间断电源供应器2设有通讯 模块28，所述通讯模块28设有与计算机1上的通讯接口对应的通讯接口 27。所述通讯接 口 27连接内部通讯模块28，通讯接口 27类型可以是I2C、PMBUS、SMBUS、RS232或USB等接 口，计算机和不间断开关电源供应器之间通过内部通讯接口 27传递电池信息和控制命令， 计算机1接收电池的信息，并发送进行电池侦测或进行负载平衡等控制命令。所述不间断电源供应器2包括分别通过直流_直流变换模块21给计算机供电的 市电输入模块22和电池输入模块23以及微处理器24，所述微处理器24负责读取电池的各 种信息，控制不间断电源供应器2工作；所述市电输入模块22与微处理器24之间设有侦测 电路25，所述电池输入模块23包括电池231以及连接在电池231和直流-直流变换模块 21之间的电池侦测管理电路232，所述电池侦测管理电路232向所述微处理器24传递侦测 信号并受微处理器24控制，所述通讯模块28与微处理器24连接。220V的交流市电或电池 231通过不间断电源供应器2输入，再被转化成+12V，+5V，+3. 3V等供应计算机逻辑电路的 电源而连接到计算机。所述电池231可以内置于不间断电源供应器内或外置，电池类型可 以是铅酸电池，锂离子电池，锂铁电池等各类适用的电池。所述电池侦测管理电路232可以 具备侦测电池电压、电流、温度、内阻等功能，并将这些信息转换成电压信号，传递给内置于 不间断电源供应器2内部的微处理器24，进行数值读取处理。所述计算机1设有至少两台，每台计算机1连接一个不间断电源供应器2，所述至 少两台计算机1之间连接有通讯网络3，所述通讯网络3上还连接有对集中监控智能终端 4。其中，所述计算机1，可以是服务器、个人PC等智能设备，仅需安装适合的软件，运行电池 监控管理程式，即可具备通过通讯接口 27获取电池信息的能力，由此具备第一级电池监控 和保护功能，计算机还可依据当前电池信息调节运转状态，适时关闭系统等。此程式通过计 算机间的现有通讯网络3，传递电池信息至集中监控智能终端4，同时接收、处理和转发来 自集中监控智能终端4的控制命令至不间断电源供应器2。所述通讯网络3，包括目前最广 泛的应用于服务器间及计算机间以太网通讯网络，以及光纤通道等通讯网络。计算机之间、 以及计算机与集中监控智能终端4之间通过此通讯网络3传输电池信息和控制命令。所述 集中监控智能终端4，可以是和计算机1完全相同的计算机，也可以是服务器、PC、智能手机 或其它智能设备。特别之处仅在于其安装了不同于计算机1的集中监控软件，能接收并控 制所有同一网络中的不间断开关电源供应器2。需要说明的是，此智能终端在市电供应中断 的时候也同样仍能维持工作。该集中监控智能终端4接收所有计算机的电池状况，进行运 算，分析并记录，若有异常情况，可及时报警并做故障处置，并还可以做电池测试，维护及平 衡电池负载的启闭控制。所述市电输入模块22包括市电输入接口 221、对市电输入接口 221输入的市电进 行整流的整流模块222以及连接在整流模块222和直流-直流变换模块21之间的高压母 线223，所述侦测电路25与所述高压母线223连接。[0026]所述不间断电源供应器2还设置负载平衡模块26，所述负载平衡模块26包括与 高压母线223连接的功率调节电路261以及与功率调节电路51连接的负载平衡调整接口 262，所述功率调节电路261由微处理器24控制并受侦测电路25监测，分别给所述至少两 台计算机1供电的不间断电源供应器2的负载平衡调整接口 262通过导线5相互连接。所 述功率调节电路261在各个电源供应器处于电池放电模式的时候，可以按需打开，打开之 后，为防止平衡输出过载，本调节电路限制输出的最大电流，防止个别电池过载，在所有不 间断电源供应器2工作正常的情况下，平衡电流幅值会很小，仅在个别电池故障的情况下， 其负载平衡调整接口 262才会输入最大功率，等于其额定输入功率。微处理器24负责开启 或关闭负载平衡调整接口 262，控制功率调节电路261的工作，并将电池信息打包传送给计 算机1，同时也传递不间断电源供应器2的工作状况。其中负载平衡模块26的电路架构如图5所示，不间断电源供应器2的工作原理 重点是在市电中断后，其电池BATl经由场效应晶体管Q4的开关，将能量传递至+12V、+5V、 +3. 3V的电源输出端，并且将电池能量反灌至电容Cl，处于电池放电时电容Cl的电压和电 池BATl的电压直接有固定比率的对应关系。当不间断电源供应器2处于电池模式，并需要 开启负载平衡功能时，场效应管Q5和场效应管Q6导通，其电流从电容Cl的正极，依次流过 场效应管Q5的漏极、源极，再通过电感L2流入另一台不间断电源供应器2’的电感L2’、再 经其场效应管Q’ 5的体二极体流入电容Cl’，再经其场效应管Q6’回流至第一台不间断电 源供应器的场效应管Q6的漏极、源极至该第一台不间断电源供应器电容Cl的负极，即为平 衡负载的电流回路。当功率调节电路侦测电路侦测到输出过电流时，场效应管Q5、Q6即关 闭，二极管D14的作用在于使电感L2中的电流得以续流。在电流减小之后，场效应管Q5、 Q6再次打开，通过这样高频的开关转换，即可实现输出限流。在无过流的情况下，场效应管 Q5、Q6维持在导通状态，所有并联的不间断电源供应器2的电容Cl上的直流母线电压都是 几乎相等的，因此可以推知，所有并联的不间断电源供应器2的电池电压也是几乎相等的， 电池类似于进行并联放电，从而保证各个不间断电源供应器2能几乎在同时达到放电截止 点。此处所述平衡电路仅为一优选实施例，其中使用的元件L2，D14，Q5，Q6并非必须，也可 省略或仅用部分，或以其它形式作限流及切断，这些一般本专业领域工程师基于本实用新 型所揭露的信息所作的变形都视为本实用新型的保护范围。本实用新型能够对电池进行负载平衡，减少了电池之间，电池与电池监控管理系 统之间繁杂的配线，使系统达到最大的精简，电池可以独立充电，并联放电，大大延长电池 寿命及增加系统可靠性，并使安装维护工作变得简易轻松。
权利要求一种具有负载平衡功能的开关电源，包括计算机(1)以及单独给所述计算机(1)供电的不间断电源供应器(2)，所述不间断电源供应器(2)包括市电输入模块(22)和电池输入模块(23)，其特征在于所述不间断电源供应器(2)还包括负载平衡模块(26)，所述负载平衡模块(26)一端设有负载平衡调整接口(262)，另一端与不间断电源供应器(2)的高压母线(223)相连，所述负载平衡调整接口(262)与其它不间断电源供应器(2)的负载平衡调整接口(262)相连。
2.根据权利要求1所述的具有负载平衡功能的开关电源，其特征在于所述负载平衡 模块(26)还包括连接于所述负载平衡调整接口(262)和高压母线(223)之间的功率调节 电路(261)。
3.根据权利要求1或2所述的具有负载平衡功能的开关电源，其特征在于所述不间 断电源供应器(2)还包括微处理器(24)和直流_直流变换模块(21)，所述市电输入模块 (22)和电池输入模块(23)分别通过直流_直流变换模块(21)给计算机(1)供电，所述电 池输入模块(23)包括电池(231)以及连接在电池(231)和直流_直流变换模块(21)之间 的电池侦测管理电路(232)，所述电池侦测管理电路(232)向所述微处理器(24)传递侦测 信号并受微处理器(24)控制。
4.根据权利要求3所述的具有负载平衡功能的开关电源，其特征在于所述市电输入 模块(22)与微处理器(24)之间设有侦测电路(25)，所述功率调节电路(261)受侦测电路 (25)监测。
5.根据权利要求3所述的具有负载平衡功能的开关电源，其特征在于所述市电输入 模块(22)包括市电输入接口(221)、对市电输入接口(221)输入的市电进行整流的整流模 块(222)以及连接在整流模块(222)和直流_直流变换模块(21)之间的高压母线(223)， 所述功率调节电路(261)还与高压母线(223)连接，所述侦测电路(25)同时还对所述高压 母线(223)进行监测。
6.根据权利要求5所述的具有负载平衡功能的开关电源，其特征在于所述计算机(1) 至少设有两台，分别给所述至少两台计算机(1)供电的不间断电源供应器(2)的负载平衡 调整接口(262)相互连接。
专利摘要本实用新型公开了一种具有负载平衡功能的开关电源，包括计算机以及不间断电源供应器，不间断电源供应器包括微处理器、分别通过直流-直流变换模块给计算机供电的市电输入模块和电池输入模块、以及负载平衡模块，电池输入模块包括电池以及连接在电池和直流-直流变换模块之间的电池侦测管理电路，电池侦测管理电路向微处理器传递侦测信号并受微处理器控制，负载平衡模块包括供其它不间断电源供应器并联的负载平衡调整接口、以及受微处理器控制并通过负载平衡调整接口对不同电池进行平衡的功率调节电路。本实用新型使得当某台不间断电源供应器的电池出现故障时，与其所连接计算机仍然能被很好的供电，增加系统可靠性。
文档编号H02J9/04GK201629591SQ20102012819
公开日2010年11月10日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者陆乐 申请人:陆乐