冗余备份恒流转恒压电源电路及控制方法技术

本发明专利技术涉及恒流转恒压电源电路技术领域，具体涉及一种冗余备份恒流转恒压电源电路及控制方法，包括主模块、从模块、控制模块、第一开关、第二开关和第三开关，控制模块接收主模块的电流状态信号和电压状态信号和从模块的电流状态信号和电压状态信号，得到接收信号，并基于接收信号控制第一开关、第二开关和第三开关的通断状态；第一开关、第二开关和第三开关通过不同的通断状态控制主模块和从模块的工作状态；主模块和从模块在工作时实现恒定电流到恒定电压的转换；通过控制模块控制三个开关的通断以控制主模块和从模块的单独工作或同时工作，解决了恒流转恒压电源电路的可靠性较低的问题。较低的问题。较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
冗余备份恒流转恒压电源电路及控制方法


[0001]本专利技术涉及恒流转恒压电源电路
，尤其涉及一种冗余备份恒流转恒压电源电路及控制方法。

技术介绍

[0002]恒流转恒压电源电路是一种将恒定电流转换成恒定电压输出的功率转换电路，其输入信号是恒定电流源，输出信号是恒定的电压信号。在一些远供电源系统、远程配电系统中，恒流转恒压电路能实现单线电流信号输入，双线恒定电压输出，输出电压提供给工作于电压模式的用电设备工作。
[0003]恒流转恒压电源电路在一些应用场合具有重要的作用。例如海洋信息网中的海底光缆系统供配电网络中，因海缆的传输距离有几百公里，甚至上千公里，因此为了提高系统的可靠性海缆的供电一般采用远程恒流供电，此时海缆中的用电设备一般称为恒流取电模块。恒流取电模块主要实现把恒定电流转化为恒定电压的作用，其输出功率从几瓦到上千瓦，而且海底光缆的维护成本非常高，因此要求具有极高的可靠性。另一种应用场合是偏远地段的远程监控设备，例如偏远山顶监控摄像头配电系统中，池塘或者水库的水下监控系统中，因传输距离远，采用恒压供电往往因为线缆的压降过大而使用电设备工作异常，因此需要较高的线缆成本，而采用恒流供电则采用普通的线缆即可，取电设备采用恒流取电，能极大降低系统的成本。这些应用系统对恒流转恒压电路的可靠性提出了较高要求，而目前现有技术无法提高恒流转恒压电路可靠性的技术，使得用电设备的可靠性降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种冗余备份恒流转恒压电源电路及控制方法，旨在解决恒流转恒压电源电路的可靠性较低的问题。
[0005]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种冗余备份恒流转恒压电源电路，包括主模块、从模块、控制模块、第一开关、第二开关和第三开关；
[0006]恒流输入端子连接所述主模块的电流输入正极，所述主模块的电流输入负极连接所述从模块的电流输入正极，所述从模块的电流输入负极连接恒流输出端子；所述控制模块的中间端子连接所述主模块的电流输入负极和所述从模块的电流输入端子正极，所述控制模块的输入端子连接所述主模块的电流输入正极，所述控制模块的输出端子连接所述从模块的电流输入负极；所述主模块的电压输出正极连接所述从模块的电压输出正极，所述主模块的电压输出负极连接所述从模块的电压输出负极，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关均连接在所述控制模块的中间端子和输入端子之间；
[0007]所述控制模块，用于接收所述主模块的电流状态信号和电压状态信号和所述从模块的电流状态信号和电压状态信号，得到接收信号，并基于所述接收信号控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的通断状态；
[0008]所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关，用于通过不同的通断状态控制所
述主模块和所述从模块的工作状态；
[0009]所述主模块，用于在工作时实现恒定电流到恒定电压的转换；
[0010]所述从模块，用于在工作时实现恒定电流到恒定电压的转换。
[0011]其中，所述控制模块包括包括稳压电路、线性电源电路、微型MCU电路、开关电路，所述稳压电路、所述线性电源电路、所述微型MCU电路和所述开关电路依次连接；
[0012]所述稳压电路，用于对输入总电流进行分流，然后进行电压钳位，并钳位后的电压传输给所述线性电源电路；
[0013]所述线性电源电路，用于对钳位后的电压进行电压转换，得到稳定电压，并将所述稳定电压传输给所述微型MCU电路；
[0014]所述微型MCU电路，用于接收所述所述主模块的电流状态信号和电压状态信号和所述从模块的电流状态信号和电压状态信号，得到接收信号，并基于所述接收信号输出第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，同时将所述稳定电压传输给所述开关电路；
[0015]所述开关电路，基于所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的通断状态。
[0016]其中，所述开关电路包括三个隔离继电器组成的电路或者三个隔离光耦组成的电路。
[0017]其中，当所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号分别为断开、接通和断开时；
[0018]所述开关电路控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关分别处于断开状态、接通状态和断开状态，此时所述主模块单独工作，分流后的电流进入所述主模块的输入极，所述稳定电压从所述主模块的输出端子输出。
[0019]其中，当所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制分别接通、断开和断开时；
[0020]所述开关电路控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关分别处于接通状态、断开状态和断开状态，此时所述从模块单独工作，分流后的电流进入所述从模块的输入极，所述稳定电压从所述从模块的输出端子输出。
[0021]其中，当所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制分别断开、断开和断开时；
[0022]所述开关电路控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关分别处于断开状态、断开状态和断开状态，此时所述主模块和所述从模块同时工作，分流后的电流进入主模块的输入极，然后再进入从模块的输入极，所述稳定电压从所述主模块和所述从模块的输出端子同时输出并在输出端并联。
[0023]其中，当所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制分别断开、断开和接通时；
[0024]所述开关电路控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关分别处于断开状态、断开状态和接通状态，此时所述主模块和所述从模块都退出工作。
[0025]第二方面，本专利技术提供了一种冗余备份恒流转恒压电源电路控制方法，包括以下步骤：
[0026]通过开关电路控制第一开关、第二开关、第三开关都断开，使主模块和从模块均接
入系统工作；
[0027]微型MCU电路获取主模块电流状态信号、从模块的电流状态信号，同时获取主模块电压状态信号、从模块的电压状态信号，得到接收信号；
[0028]根据所述接收信号判断主模块或者从模块的故障情况，并基于所述故障情况通过开关电路控制第一开关、第二开关、第三开关的通断情况。
[0029]其中，所述根据所述接收信号判断主模块或者从模块的故障情况，并基于所述故障情况通过开关电路控制第一开关、第二开关、第三开关的通断情况的具体方式为：
[0030]所述微型MCU电路获取所述主模块和所述从模块的电流状态信号和电压状态信号，如果主模块的电流状态信号为1、从模块的电流状态信号为1、主模块的电压状态信号为1、从模块的电压状态信号为1，则主模块和从模块均无故障，通过开关电路控制第一开关、第二开关、第三开关均断开；
[0031]所述微型MCU电路获取主模块和从模块的电流状态信号和电压状态信号，如果主模块的电流状态信号为1、从模块的电流状态信号为0、主模块的电压状态信号为1、从模块的电压状态信号为1，则主模块故障，从模块工作正常，通过开关电路控制第一开关闭合、第二开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冗余备份恒流转恒压电源电路，其特征在于，包括主模块、从模块、控制模块、第一开关、第二开关和第三开关；恒流输入端子连接所述主模块的电流输入正极，所述主模块的电流输入负极连接所述从模块的电流输入正极，所述从模块的电流输入负极连接恒流输出端子；所述控制模块的中间端子连接所述主模块的电流输入负极和所述从模块的电流输入端子正极，所述控制模块的输入端子连接所述主模块的电流输入正极，所述控制模块的输出端子连接所述从模块的电流输入负极；所述主模块的电压输出正极连接所述从模块的电压输出正极，所述主模块的电压输出负极连接所述从模块的电压输出负极，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关均连接在所述控制模块的中间端子和输入端子之间；所述控制模块，用于接收所述主模块的电流状态信号和电压状态信号和所述从模块的电流状态信号和电压状态信号，得到接收信号，并基于所述接收信号控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的通断状态；所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关，用于通过不同的通断状态控制所述主模块和所述从模块的工作状态；所述主模块，用于在工作时实现恒定电流到恒定电压的转换；所述从模块，用于在工作时实现恒定电流到恒定电压的转换。2.如权利要求1所述的冗余备份恒流转恒压电源电路，其特征在于，所述控制模块包括包括稳压电路、线性电源电路、微型MCU电路、开关电路，所述稳压电路、所述线性电源电路、所述微型MCU电路和所述开关电路依次连接；所述稳压电路，用于对输入总电流进行分流，然后进行电压钳位，并钳位后的电压传输给所述线性电源电路；所述线性电源电路，用于对钳位后的电压进行电压转换，得到稳定电压，并将所述稳定电压传输给所述微型MCU电路；所述微型MCU电路，用于接收所述所述主模块的电流状态信号和电压状态信号和所述从模块的电流状态信号和电压状态信号，得到接收信号，并基于所述接收信号输出第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，同时将所述稳定电压传输给所述开关电路；所述开关电路，基于所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的通断状态。3.如权利要求2所述的冗余备份恒流转恒压电源电路，其特征在于，所述开关电路包括三个隔离继电器组成的电路或者三个隔离光耦组成的电路。4.如权利要求2所述的冗余备份恒流转恒压电源电路，其特征在于，当所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号分别为断开、接通和断开时；所述开关电路控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关分别处于断开状态、接通状态和断开状态，此时所述主模块单独工作，分流后的电流进入所述主模块的输入极，所述稳定电压从所述主模块的输出端子输出。5.如权利要求2所述的冗余备份恒流转恒压电源电路，其特征在于，当所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制分别接通、断开和断开时；所述开关电路控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关分别处于接通状态、
断开状态和断开状态，此时所述从模块单...

【专利技术属性】
技术研发人员：白杨，孙希延，胡肖松，纪元法，梁维彬，付文涛，段筱雨，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：