电源管理系统和控制方法与流程

1.本公开的实施例涉及一种电源管理系统和控制方法。


背景技术：

2.电源管理系统(power management，pm)是电子系统中必不可少的技术。先进的电源管理系统促进了大量电子设备(计算机、空间站、通信设备)的发展。
3.直流转换器(dc/dc)被广泛应用于电压管理系统中。dc/dc是转变输入电压并有效输出固定电压的电压转换器。


技术实现要素：

4.本公开至少一个实施例提供一种电源管理系统，包括：多个直流转换器，多个直流转换器每个包括输入侧和输出侧；输入监控模块，包括多个第一连接端，多个第一连接端分别与多个直流转换器的输入侧连接，输入监控模块配置为向多个直流转换器提供来自电源总输入的输入电信号，以及控制每个直流转换器的输入侧与电源总输入的导通状态；以及输出监控模块，包括多个第二连接端，多个第二连接端分别与多个直流转换器的输出侧连接，输出监控模块配置为接收来自多个直流转换器的输出电信号，以及控制每个直流转换器的输出侧与电源总输出的导通状态。
5.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，该系统还包括控制器，控制器包括：输入侧采集单元，配置为获取输入监控模块采集的多个直流转换器的第一电信号，输出侧采集单元，配置为获取输出监控模块采集的多个直流转换器的第二电信号，处理器，处理器与输入侧采集单元和输出侧采集单元连接，以获取第一电信号和第二电信号，处理器配置为根据第一电信号和/或第二电信号，确定控制策略，以及根据控制策略，生成第一控制信号和/或第二控制信号，第一控制信号用于控制多个直流转换器的输入侧与电源总输入的导通状态，第二控制信号用于控制多个直流转换器的输出侧与电源总输出的导通状态。
6.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，每个直流转换器的输入侧包括正极输入端和负极输入端，每个直流转换器的输出侧包括正极输出端和负极输出端，多个第一连接端分为多个第一连接端组，多个第一连接端组与多个直流转换器的输入侧一一对应，每个第一连接端组包括第一输出端和第一输入端，第一输出端与第一连接端组对应的直流转换器的正极输入端连接，第一输入端与第一连接端组对应的直流转换器的负极输入端连接；多个第二连接端分为多个第二连接端组，多个第二连接端组与多个直流转换器的输出侧一一对应，每个第二连接端组包括第二输出端和第二输入端，第二输入端与第二连接端组对应的直流转换器的正极输出端连接，第二输出端与第二连接端组对应的直流转换器的负极输出端连接。
7.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，输入监控模块包括多个第一切换单元和多个第一监测单元，多个第一监测单元与多个直流转换器的输入侧形成多个第一通道，多个第一通道的每个由相对应的第一监测单元和直流转换器的输入侧形成，多个第
一切换单元与多个第一通道一一对应，每个第一切换单元响应于第一控制信号，控制与第一切换单元对应的第一通道与电源总输入的连接关系，输出监控模块包括多个第二切换单元和多个第二监测单元，多个第二监测单元与多个直流转换器的输出侧形成多个第二通道，多个第二通道的每个由相对应的第二监测单元和直流转换器的输出侧形成，多个第二切换单元与多个第二通道一一对应，每个第二切换单元响应于第二控制信号，控制与第二切换单元对应的第二通道与电源总输出的连接关系。
8.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，输入监控模块将多个直流转换器的输入侧依次串连，每个第一监测单元包括第一监测输入端、第一输出端、第一输入端和第一监测输出端，第一监测输入端和第一监测输出端分别与第一切换单元连接，相邻直流转换器中上级直流转换器对应的第一监测单元的第一监测输出端与下级直流转换器对应的第一切换单元连接，第一级直流转换器对应的第一切换单元与电源总输入的正极连接，末级直流转换器对应的第一监测单元的第一监测输出端与电源总输入的负极连接，第一切换单元在第一状态下，将连接到对应的第一监测单元的第一监测输入端的第一路径导通，而断开连接到对应的第一监测单元的第一监测输出端的第二路径，第一切换单元在第二状态下，第一切换单元将对应的第一监测单元的第一监测输出端的第二路径导通，且将连接到对应的第一监测单元的第一监测输入端的第一路径断开，以将对应于第一切换单元的第一通道短路。
9.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，每个第一监测单元包括第一监测输入端、第一输出端、第一输入端和第一监测输出端，多个第一监测输入端通过第一切换单元连接于第一节点，以将多个直流转换器的多个正极输入端连接于第一节点，多个第一监测输出端连接于第二节点，以将多个直流转换器的多个负极输入端连接于第二节点，第一节点与电源总输入的正极连接，第二节点与电源总输入的负极连接；每个第一通道对应的第一切换单元连接在第一节点与第一通道中第一监测单元的第一监测输入端之间，第一切换单元处于断开状态时，第一切换单元对应的第一通道与电源总输入断开连接，在第一切换单元处于导通状态时，第一切换单元对应的第一通道的第一监测输入端与电源总输入导通。
10.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，输出监控模块将多个直流转换器的输出侧依次串连，每个第二监测单元包括第二监测输入端、第二输出端、第二输入端和第二监测输出端，第二监测输入端和第二监测输出端分别与第二切换单元连接，相邻直流转换器中上级直流转换器对应的第二监测单元的第二监测输入端与下级直流转换器对应的第二切换单元连接，第一级直流转换器对应的第二切换单元与电源总输出的正极连接，末级直流转换器对应的第二监测单元的第二监测输入端与电源总输出的负极连接，第二切换单元在第四状态下，将连接到对应的第二监测单元的第二监测输出端的第三路径导通，且将连接到对应的第二监测单元的第二监测输入端的第四路径断开，在第二切换单元在第五状态下，将连接到对应的第二监测单元的第二监测输入端的第四路径导通，且将连接到对应的第二监测单元的第二监测输出端的第三路径断开，以将对应于第二切换单元的第二通道短路。
11.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，每个第二监测单元包括第二监测输入端、第二输出端、第二输入端和第二监测输出端，多个第二监测输出端通过第二切换
单元连接于第三节点，以将多个直流转换器的输出侧的多个正极输出端连接于第三节点，多个第二监测输入端连接于第四节点，以将多个直流转换器的输出侧的多个负极输出端连接于第四节点，第三节点与电源总输出的正极连接，第四节点与电源总输出的负极连接；每个第二通道对应的第二切换单元连接在对应的第二监测单元的第二监测输出端与第三节点之间，第二切换单元处于断开状态时，第二切换单元对应的第二通道与电源总输出断开连接，在第二切换单元处于导通状态时，第二切换单元对应的第二通道的第二监测输出端与电源总输出导通。
12.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，每个第一监测单元包括第一电压采集器，第一监测单元的第一电压采集器与第一监测单元对应的直流转换器并联，配置为采集直流转换器的第一电信号，第一电信号包括第一电压信号；和/或每个第一监测单元包括第一电流采集器，第一监测单元的第一电流采集器与第一监测单元对应的直流转换器串联，配置为采集直流转换器的第一电信号，第一电信号包括第一电流信号。
13.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，每个第一监测单元还包括：第一电容器和第一稳压器中的至少一个，第一电容器和第一稳压器分别与第一电压采集器并联，并且与直流转换器并联。
14.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，电源管理系统还包括输入控制开关，输入控制开关配置为控制电源总输入和输入监控模块的连接关系。
15.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，每个第二监测单元包括第二电压采集器，第二监测单元的第二电压采集器与第二监测单元对应的直流转换器并联，配置为采集直流转换器的第二电信号，第二电信号包括第二电压信号；和/或每个第二监测单元包括第二电流采集器，第二监测单元的第二电流采集器与第二监测单元对应的直流转换器串联，配置为采集直流转换器的第二电信号，第二电信号包括第二电流信号。
16.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，每个第二监测单元还包括：第二电容器和第二稳压器中的至少一个，第二电容器和第二稳压器分别与第二电压采集器并联，并且与直流转换器并联。
17.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，电源管理系统还包括输出控制开关，输出控制开关配置为控制电源总输出和输出监控模块的连接关系。
18.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，第一切换单元为继电器或者单刀双掷开关。
19.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，第二切换单元为继电器或者单刀双掷开关。
20.例如，在本公开一实施例提供的电源管理系统中，控制器还包括输出微调单元，配置为根据控制策略生成微调数据，每个第二通道还包括微调子单元，配置为根据微调数据，对第二通道中直流转换器的输出侧的第二电信号进行调整。
21.本公开的另一方面提供了另一种控制方法，应用于本公开任一实施例提供的电源管理系统，该方法包括采用输入监测模块实时检测多个直流转换器中每个的电信号，从而根据该电信号控制每个所述直流转换器的输入侧与电源总输入的导通和断开；采用输出监控模块实时检测多个直流转换器的电信号，从而根据该电信号控制每个所述直流转换器的输出侧与电源总输出的导通和断开。
22.例如，在本公开一实施例提供的控制方法中，采用输入监测模块实时检测多个直流转换器的电信号，从而根据该电信号控制每个所述直流转换器的输入侧与电源总输入的导通和断开包括：电信号为电压信号和/或电流信号，当电压信号和/或电流信号异常时，输入监测模块断开对应的直流转换器的输入侧与电源总输入；电信号为电压信号和/或电流信号，当电压信号和/或电流信号异常时，输出监测模块断开对应的直流转换器的输出侧与电源总输出。
附图说明
23.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
24.图1a示出了本公开至少一实施例提供的一种电源管理系统的示意性框图；
25.图1b示出了本公开至少一实施例提供的另一种电源管理系统的示意性框图；
26.图1c示出了本公开至少一实施例提供的控制器的示意性框图；
27.图2示出了本公开至少一个实施例提供的多个第一连接端分别与多个直流转换器的输入侧连接以及多个第二连接端分别与多个直流转换器的输出侧连接的示意图；
28.图3示出了本公开至少一个实施例提供的输入监控模块的示意图；
29.图4示出了本公开至少一个实施例提供的多个直流转换器的输入侧通过输入监控模块串联的示意性电路图；
30.图5示出了本公开至少一个实施例提供的多个直流转换器的输入侧通过输入监控模块并联的示意性电路图；
31.图6示出了本公开至少一个实施例提供的多个直流转换器的输出侧通过输入监控模块串联的示意性电路图；
32.图7示出了本公开至少一个实施例提供的多个直流转换器的输出侧通过输出监控模块并联的示意性电路图；以及
33.图8示出了根据本公开至少一个实施例提供的控制方法的流程图。
具体实施方式
34.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
35.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也
可能相应地改变。
36.在供配电系统中会用到2000v到9000v的直流电压(以下简称“中压”)，功率在3千瓦到30千瓦范围内，单一的中压模块开发难度大，开关管电气应力大，热点集中，开发周期长。通常将多个直流转换器串联或者并联以满足供配电需求，但多个直流转换器形成的电源管理系统不稳定，可靠性低，适用性差。
37.本公开至少一个实施例提供一种电源管理系统。该电源管理系统包括：多个直流转换器、输入监控模块和输出监控模块。多个直流转换器每个包括输入侧和输出侧。输入监控模块包括多个第一连接端，多个第一连接端分别与多个直流转换器的输入侧连接，输入监控模块配置为向多个直流转换器提供来自电源总输入的输入电信号，以及控制每个直流转换器的输入侧与电源总输入的导通状态。输出监控模块包括多个第二连接端，多个第二连接端分别与多个直流转换器的输出侧连接，输出监控模块配置为接收来自多个直流转换器的输出电信号，以及控制每个直流转换器的输出侧与电源总输出的导通状态。该方法能够对电源管理系统中各个输入输出部分进行实时监控，对不均流或不均压的直流转换器进行调控，保证电源管理系统的可靠性。
38.图1a示出了本公开至少一实施例提供的一种电源管理系统100的示意性框图。
39.如图1a所示，该电源管理系统100包括多个直流转换器110、输入监控模块120和输出监控模块130。
40.多个直流转换器110中每个直流转换器包括输入侧和输出侧。例如，如图1a所示，多个直流转换器110包括dc/dc 111、dc/dc 112、
……
、dc/dc 11n，dc/dc 111、dc/dc 112、
……
、dc/dc 11n的每一个包括输入侧和输出侧。
41.输入监控模块120包括多个第一连接端121，多个第一连接端121分别与多个直流转换器110的输入侧连接。例如，多个第一连接端121包括连接端1211、连接端1212、连接端1213等，连接端1211、连接端1212、连接端1213分别与dc/dc 111、dc/dc 112和dc/dc 11n的输入侧连接。连接端1211、连接端1212、连接端1213为第一连接端的示例。
42.输入监控模块120配置为向多个直流转换器110提供来自电源总输入的输入电信号，以及控制每个直流转换器的输入侧与电源总输入的导通状态。
43.输出监控模块130包括多个第二连接端131，多个第二连接端131分别与多个直流转换器110的输出侧连接。例如，多个第一连接端131包括连接端1311、连接端1312、连接端1313，连接端1311、连接端1312、连接端1313分别与dc/dc 111、dc/dc 112和dc/dc 11n的输出侧连接。连接端1311、连接端1312、连接端1313为第二连接端的示例。
44.输出监控模块130配置为接收来自多个直流转换器110的输出电信号，以及控制每个直流转换器110的输出侧与电源总输出的导通状态。
45.该电源管理系统100通过输入监控模块120对多个直流转换器110的输入电信号进行监测和控制多个直流转换器110输入侧的连接状态，通过输出监控模块130对直流转换器110的输出电信号进行监测和控制多个直流转换器110输出侧的连接状态，以对不均流或不均压的直流转换器进行调控，从而保证了电源管理系统的可靠性和安全性，提高了电源管理系统的稳定性，并且该电源管理系统能够快速集成，降低了电源管理系统的集成难度。
46.图1b示出了本公开至少一实施例提供的另一种电源管理系统200的示意性框图。
47.电源管理系统200除进一步包括控制器201之外其余部分与图1a所示的电源管理
系统100类似，在此不再赘述。
48.控制器201与输入监控模块120和输出监控模块130连接。控制器201配置为接收来自输入监控模块120和输出监控模块130的电信号，并且根据电信号生成控制策略，以控制多个直流转换器的输入侧与电源总输入的连接关系和多个直流转换器的输出侧与电源总输出的连接关系。
49.如图1b所示，在本公开的一些实施例中，控制器201还与电源总输入连接，以控制电源总输入与输入监控模块120的连接关系。
50.如图1b所示，在本公开的一些实施例中，控制器201还与电源总输出连接，以控制电源总输出与输出监控模块130的连接关系。
51.图1c示出了本公开至少一实施例提供的控制器201的示意性框图。
52.如图1c所示，控制器201包括输入侧采集单元42、输出侧采集单元44和处理器41。
53.输入侧采集单元42配置为获取输入监控模块采集的多个直流转换器的第一电信号。
54.例如，输入侧采集单元42接收来自输入监控模块120的第一电信号。第一电信号例如为电压信号和/或电流信号。
55.输入监控模块120采集各个直流转换器所在的输入路径中的电压信号和/或电流信号，并且向输入侧采集单元42发送各个直流转换器所在的路径中的电压信号和/或电流信号，以便输入侧采集单元42接收来自输入监控模块120的第一电信号。
56.例如，输入监控模块120通过电压采集器25采集各直流转换器输入侧的电压信号且向输入侧采集单元42提供该电压信号，通过电流采集器26采集各直流转换器输入侧的电流信号且向输入侧采集单元42提供该电流信号。
57.输出侧采集单元44配置为获取输出监控模块采集的多个直流转换器的第二电信号。
58.例如，输出侧采集单元44接收来自输出监控模块130的第二电信号。第二电信号例如为电压信号和/或电流信号。
59.输出监控模块130采集各个直流转换器所在的输出路径中的电压信号和/或电流信号，并且向输出侧采集单元44发送各个直流转换器所在的输出路径中的电压信号和/或电流信号，以便输出侧采集单元44接收来自输出监控模块130的第二电信号。
60.例如，输出监控模块130通过电压采集器35采集各直流转换器输出侧的电压信号，通过电流采集器36采集各直流转换器输出侧的电流信号。
61.处理器41配置为根据第一电信号和/或第二电信号，确定控制策略，以及根据控制策略，生成第一控制信号和/或第二控制信号。第一控制信号用于控制多个直流转换器的输入侧与电源总输入的导通状态，第二控制信号用于控制多个直流转换器的输出侧与电源总输出的导通状态。
62.在本公开的一些实施例中，处理器41例如为高速微控制单元(microcontroller unit,mcu)。
63.例如，处理器41根据各个直流转换器输入侧的电流信号(即，第一电信号)，确定某个直流转换器的输入侧的电流值出现异常，则控制策略可以为断开该直流转换器的输入侧与电源总输入的连接。又例如，处理器41根据各个直流转换器输出侧的电压信号(即，第二
电信号)，确定某个直流转换器的输出侧的电压值出现异常，则控制策略可以为断开该直流转换器的输出侧与电源总输出的连接。
64.例如，处理器41可以向输入监控模块120各通道控制器122发送第一控制信号，以使各通道控制器122响应于控制信号控制多个直流转换器的输入侧与电源总输入的导通状态。
65.例如，处理器41除可以向各通道控制器122发送第一控制信号之外，还可以向总电源控制器21发送电源控制信号，以使总电源控制器21响应于电源控制信号控制电源总输入与输入监控模块120的连接关系。
66.例如，处理器41可以根据各个直流转换器输出侧的电流信号(即，第二电信号)，确定某个直流转换器的输出侧的电流值出现异常，则控制策略可以为断开该直流转换器的输出侧与电源总输出的连接。又例如，处理器41根据各个直流转换器输出侧的电压信号(即，第二电信号)，确定某个直流转换器的输出侧的电压值出现异常，则控制策略可以为断开该直流转换器的输出侧与电源总输出的连接。
67.例如，处理器41可以向输出监控模块130的各通道控制器132发送第二控制信号，以使各通道控制器132响应于控制信号控制多个直流转换器的输出侧与电源总输出的导通状态。
68.例如，处理器41除可以向各通道控制器132发送第一控制信号之外，还可以向总电源控制器31发送电源控制信号，以使总电源控制器31响应于电源控制信号控制电源总输出与输出监控模块130的连接关系。
69.在本公开的实施例中，电压采集器25和电压采集器35可以是任何采集电压信号的器件，例如，电流采集器26和电流采集器36可以是任何采集电流信号的器件。
70.例如，各通道控制器122和各通道控制器132例如分别实现为下文描述的第一切换单元和第二切换单元，在此不再赘述。
71.例如，总电源控制器21可以是下文描述的输入控制开关，总电源控制器31可以是下文描述的输出控制开关，在此不再赘述。
72.图2示出了本公开至少一个实施例提供的多个第一连接端121分别与多个直流转换器110的输入侧连接以及多个第二连接端131分别与多个直流转换器110的输出侧连接的示意图。
73.如图2所示，每个直流转换器的输入侧包括正极输入端(图2中输入侧标记为“ ”的一端)和负极输入端(图2中输入侧标记为
“‑”
的一端)，每个直流转换器的输出侧包括正极输出端(图2中输出侧标记为“ ”的一端)和负极输出端(图2中输出侧标记为
“‑”
的一端)。
74.多个第一连接端121分为多个第一连接端组，多个第一连接端组与多个直流转换器110的输入侧一一对应。例如，多个第一连接端121被划分为连接端组101、连接端组102、
……
、连接端组10n，连接端组101、连接端组102、
……
、连接端组10n分别与dc/dc 111、dc/dc 112、
……
、dc/dc 11n的输入侧一一对应连接。连接端组101、连接端组102、
……
、连接端组10n为第一连接端组的示例。
75.每个第一连接端组包括第一输出端和第一输入端。如图2所示，每个第一连接端组包括输出端121-1和输入端121-2。输出端121-1为第一输出端的示例，输入端121-2为第一输入端的示例。第一输出端与第一连接端组对应的直流转换器的正极输入端连接，第一输
入端与第一连接端组对应的直流转换器的负极输入端连接。
76.例如，连接端组101与dc/dc 111的输入侧对应连接，连接端组101的输出端121-1与dc/dc 111的正极输入端连接，连接端组101的输入端121-2与dc/dc 111的负极输入端连接。
77.多个第二连接端131分为多个第二连接端组，多个第二连接端组与多个直流转换器的输出侧一一对应。例如，多个第二连接端131被划分为连接端组191、连接端组192、
……
、连接端组19n，连接端组191、连接端组192、
……
、连接端组19n分别与dc/dc 111、dc/dc 112、
……
、dc/dc 11n的输出侧一一对应连接。连接端组191、连接端组192、
……
、连接端组19n为第二连接端组的示例。
78.每个第二连接端组包括第二输入端和第二输出端。如图2所示，每个第二连接端组包括输入端131-1和输出端131-2，输入端131-1和输出端131-2分别为第二输入端和第二输出端的示例。第二输入端与第二连接端组对应的直流转换器的正极输出端连接，第二输出端与第二连接端组对应的直流转换器的负极输出端连接。
79.例如，连接端组191与dc/dc 111的输出侧对应连接，连接端组191的输入端131-1与dc/dc 111的正极输出端连接，连接端组191的输出端131-2与dc/dc 111的负极输出端连接。
80.图3示出了本公开至少一个实施例提供的输入监控模块的示意图。
81.如图3所示，在本公开的一些实施例中，输入监控模块120包括多个第一切换单元122和多个第一监测单元123。
82.例如，多个第一切换单元122包括切换单元122-1、切换单元122-2、
……
、切换单元122-n。多个第一监测单元123包括监测单元123-1、监测单元123-2、
……
、监测单元123-n。
83.多个第一监测单元123与多个直流转换器110的输入侧形成多个第一通道，多个第一通道的每个由相对应的第一监测单元和直流转换器的输入侧形成。多个第一切换单元122与多个第一通道一一对应，每个第一切换单元响应于第一控制信号，控制与第一切换单元对应的第一通道与电源总输入的连接关系。
84.例如，监测单元123-1、监测单元123-2、
……
、监测单元123-n分别与直流转换器111、直流转换器112、
……
、直流转换器11n的输入侧形成多个第一通道。切换单元122-1、切换单元122-2、
……
、切换单元122-n分别用于控制多个第一通道与电源总输入的连接关系。
85.例如，监测单元123-1与直流转换器111的输入侧形成一个通道124。通道124为第一通道的示例。切换单元122-1与该通道124相对应，切换单元122-1响应于第一控制信号，控制通道124与电源总输入的连接关系。
86.例如，切换单元122-1响应于第一控制信号控制通道124与电源总输入断开连接，或者切换单元122-1响应于第一控制信号控制通道124与电源总输入导通。
87.如图3所示，在本公开的一些实施例中，输出监控模块130包括多个第二切换单元132和多个第二监测单元133。
88.例如，多个第二切换单元132包括切换单元132-1、切换单元132-2、
……
、切换单元132-n。多个第二监测单元133包括监测单元133-1、监测单元133-2、
……
、监测单元133-n。
89.多个第二监测单元133与多个直流转换器110的输出侧形成多个第二通道，多个第二通道的每个由相对应的第二监测单元和直流转换器的输出侧形成，多个第二切换单元
133与多个第二通道一一对应，每个第二切换单元响应于第二控制信号，控制与第二切换单元对应的第二通道与电源总输出的连接关系。
90.例如，监测单元133-1、监测单元133-2、
……
、监测单元133-n分别与直流转换器111、直流转换器112、
……
、直流转换器11n的输出侧形成多个第二通道。切换单元132-1、切换单元132-2、
……
、切换单元132-n分别控制多个第二通道与电源总输出的连接关系。
91.例如，监测单元133-2与直流转换器112的输出侧形成一个通道125。通道125为第二通道的示例。切换单元132-2与该通道125相对应，切换单元132-2响应于第二控制信号，控制通道125与电源总输出的连接关系。
92.例如，切换单元132-2响应于第二控制信号控制通道125与电源总输出断开连接，或者切换单元132-2响应于第二控制信号控制通道125与电源总输出导通。
93.在该实施例中，通过多个切换单元分别控制每个监测单元和直流转换器形成的通道与电源总输出或者电源总输入的连接关系，容易实现，电路简单。
94.在本公开的一些实施例中，多个直流转换器110的输入侧通过输入监控模块120串联。
95.图4示出了本公开至少一个实施例提供的多个直流转换器110的输入侧通过输入监控模块120串联的示意性电路图。
96.如图3和4所示，每个第一监测单元包括第一监测输入端11、第一输出端121-1、第一输入端121-2和第一监测输出端12。第一监测输入端11和第一监测输出端12分别与第一切换单元连接。例如，监测单元123-2包括第一监测输入端11、第一输出端121-1、第一输入端121-2和第一监测输出端12。第一监测输入端11和第一监测输出端12分别与第一切换单元122-2连接。
97.在图4所示的实施例中，相邻直流转换器中上级直流转换器对应的第一监测单元的第一监测输出端与下级直流转换器对应的第一切换单元连接，第一级直流转换器对应的第一切换单元与电源总输入的正极连接，末级直流转换器对应的第一监测单元的第一监测输出端与电源总输入的负极连接。
98.例如，监测单元123-1与直流转换器111对应连接，监测单元123-2与直流转换器112对应连接，直流转换器111和直流转换器112为两个相邻的直流转换器。直流转换器111作为上级直流转换器，直流转换器112作为下级直流转换器。上级直流转换器111对应的监测单元123-1的第一监测输出端12与下级直流转换器112对应的第一切换单元122-2连接。
99.在本公开的一些实施例中，第一级直流转换器不存在上级直流转换器，末级直流转换器不存在下级直流转换器。例如，监测单元123-1对应连接的直流转换器111为第一级直流转换器。监测单元123-1对应的第一切换单元122-1与电源总输入的正极连接。监测单元123-n对应连接的直流转换器11n为末级直流转换器，监测单元123-n对应的监测单元123-n的第一监测输出端12与电源总输入的负极连接。
100.在本公开的一些实施例中，第一切换单元在第一状态下，将连接到对应的第一监测单元的第一监测输入端11的第一路径导通，而断开连接到对应的第一监测单元的第一监测输出端12的第二路径。第一切换单元在第二状态下，第一切换单元将对应的第一监测单元的第一监测输出端12的第二路径导通，且将连接到对应的第一监测单元的第一监测输入端11的第一路径断开，以将对应于第一切换单元的第一通道短路。
101.例如，第一路径为第一监测输入端11连接到电源总输入的路径，第二路径为第二监测输入端12连接到电源总输入的路径，对于第一切换单元122-1，在第一切换单元122-1处于第一状态下，第一切换单元122-1将监测单元123-1的第一监测输入端11连接到电源总输入，从而将第一监测输入端11连接到电源总输入的第一路径导通，并且将监测单元123-1的第一监测输出端12与电源总输入的第二路径断开。在第一切换单元122-1处于第二状态下，第一切换单元122-1将监测单元123-1的第一监测输入端11连接到与电源总输入的第一路径断开，并且将监测单元123-1的第一监测输出端12连接到电源总输入的第二路径导通。在第一切换单元122-1与监测单元123-1的第一监测输出端12导通时，第一切换单元122-1对应的第一通道(即，监测单元123-1和dc/dc 111)短路，从而将该第一监测单元与直流转换器构成的第一通道从系统中断开，避免对电源总输出的干扰，当第一切换单元122-1将第一监测输入端11连接到电源总输入的第一路径导通而将第二路径断开时，该第一监测单元与直流转换器构成的第一通道接入在系统中。
102.在本公开的一些实施例中，例如，第一切换单元根据来自控制器201的第一控制信号确定处于第一状态还是第二状态。
103.在本公开的一些实施例中，第一切换单元为继电器。例如，在图4所示的串联电路中，切换单元122-1、切换单元122-2、
……
、切换单元122-n、均为继电器。当继电器处于第一状态下，继电器与对应的监测单元的第一监测输入端11导通，并且与对应的监测单元的第一监测输出端12断开。在继电器处于第二状态下，继电器将直流转换器111短路。
104.又例如，第一切换单元为单刀双掷开关。
105.在图4所示的实施例中，输入监控模块将多个直流转换器的输入侧串联，通过输入监控模块中的多个第一切换单元可以控制每个直流转换器的输入侧是否接入串联电路，并且不影响其他通道的输入侧相互串联。
106.例如，当多个直流转换器中的某个直流转换器的输入侧的电压值出现较大浮动的波动时，该直流转换器对应的第一切换单元处于第二状态，即直流转换器的输入侧对应的第一切换单元与监测单元的第一监测输出端12导通，使得该直流转换器的输入侧被短路而不接入串联电路，从而保证电源管理系统的稳定性、可靠性和安全性。
107.在本公开的一些实施例中，多个直流转换器110的输入侧通过输入监控模块120并联。
108.图5示出了本公开至少一个实施例提供的多个直流转换器110的输入侧通过输入监控模块120并联的示意性电路图。
109.如图3和图5所示，在本公开的一些实施例中，每个第一监测单元包括第一监测输入端11、第一输出端121-1、第一输入端121-2和第一监测输出端12。多个第一监测输入端11通过第一切换单元连接于第一节点n，以将多个直流转换器的多个正极输入端连接于第一节点n，多个第一监测输出端12连接于所述第二节点m，以将多个直流转换器的多个负极输入端连接于第二节点m，第一节点n与电源总输入的正极连接，第二节点m与电源总输入的负极连接。
110.每个第一通道对应的第一切换单元连接在第一节点与第一通道中第一监测单元的第一监测输入端之间。第一切换单元处于断开状态时，第一切换单元对应的第一通道与电源总输入断开连接，在第一切换单元处于导通状态时，第一切换单元对应的第一通道的
第一监测输入端与电源总输入导通。
111.例如，切换单元122-1连接在第一节点n与监测单元123-1的第一监测输入端11之间。在切换单元122-1处于断开状态时，第一监测输入端11与电源总输入断开连接，在切换单元122-1处于导通状态时，切换单元将监测单元123-1的第一监测输入端11与电源总输入导通。
112.在本公开的一些实施例中，例如，第一切换单元根据来自控制器201的第一控制信号确定处于导通状态还是断开状态。
113.在图5所示的实施例中，输入监控模块将多个直流转换器的输入侧并联，通过输入监控模块中的第一切换单元可以控制直流转换器的输入侧是否接入并联电路，并且不影响其他通道的输入侧相互并联。
114.例如，当多个直流转换器中的某个直流转换器的输入侧的电压值或者电流值出现较大浮动的波动时，该直流转换器对应的第一切换单元处于断开状态，使得该直流转换器不接入并联电路，与电源总输入断开连接，从而保证电源管理系统的稳定性、可靠性和安全性。
115.在本公开的一些实施例中，多个直流转换器110的输出侧通过输出监控模块130串联。
116.在本公开的一些实施例中，每个第一监测单元包括第一电压采集器。第一监测单元的第一电压采集器与第一监测单元对应的直流转换器并联，配置为采集直流转换器的第一电信号，第一电信号包括第一电压信号。
117.如图4和图5所示，监测单元123-1包括电压采集器25，电压采集器25为第一电压采集器的示例。电压采集器25与监测单元123-1对应的dc/dc 111并联，以采集dc/dc 111的电压信号。
118.在本公开的一些实施例中，每个第一监测单元还可以包括第一电流采集器。第一监测单元的第一电流采集器与所述第一监测单元对应的直流转换器串联，配置为采集直流转换器的第一电信号，第一电信号包括第一电流信号。
119.如图4和图5所示，监测单元123-1包括电流采集器26，电流采集器26为第一电流采集器的示例。电流采集器26与监测单元123-1对应的dc/dc 111串联，以采集dc/dc 111的电流信号。
120.在本公开的一些实施例中，如图4和图5所示，每个所述第一监测单元还可以包括第一电容器和第一稳压器中的至少一个。第一电容器和第一稳压器分别述第一电压采集器并联，并且与直流转换器并联。第一电容器和第一稳压器用于对对应的第一通道进行稳压。
121.图中示出了监测单元123-1包括电压采集器25和电流采集器26两者，但是本领域的技术人员应该清楚的是，监测单元123-1可以仅包括电压采集器25或电流采集器26，当然也可以包括这两者，本公开的实施例并不对此进行限制，只要能够实时监控直流转换器的状态即可。
122.如图4和图5所示，监测单元123-1除包括电流采集器26和电压采集器25之外，还可以包括电容器23和稳压器24。电容器23和稳压器24分别为第一电容器和第一稳压器的示例。电容器23和稳压器24分别和电压采集器25并联，并且与dc/dc 111并联。
123.在本公开的一些实施例中，如图4和图5所示，电源管理系统还包括输入控制开关
21，输入控制开关21配置为控制电源总输入和输入监控模块的连接关系。
124.例如，当输入控制开关21闭合时，电源总输入和输入监控模块导通，当输入控制开关21打开时，电源总输入和输入监控模块断开连接。
125.图6示出了本公开至少一个实施例提供的多个直流转换器110的输出侧通过输入监控模块130串联的示意性电路图。
126.在本公开的一些实施例中，每个第二监测单元包括第二监测输入端16、第二输出端131-2、第二输入端131-1和第二监测输出端15。第二监测输入端16和第二监测输出端15分别与第二切换单元连接。例如，监测单元133-2作为第二监测单元的示例，监测单元133-2包括第二监测输入端16、第二输出端131-1、第二输入端131-2和第二监测输出端15。监测单元133-2的第一监测输入端16和第一监测输出端15分别与第二切换单元132-2连接。
127.在图6所示的实施例中，相邻直流转换器中上级直流转换器对应的第二监测单元的第二监测输入端与下级直流转换器对应的第二切换单元连接，第一级直流转换器对应的第二切换单元与电源总输出的正极连接，末级直流转换器对应的第二监测单元的第二监测输入端与电源总输出的负极连接。
128.例如，监测单元133-1与dc/dc 111对应连接，监测单元133-2与dc/dc 112对应连接，dc/dc 111和dc/dc 112为两个相邻的直流转换器。dc/dc 111为上级直流转换器，dc/dc 112为下级直流转换器。dc/dc 111对应的监测单元133-1的第二监测输入端16与dc/dc 112对应的第二切换单元132-2连接。
129.例如，监测单元133-1对应连接的dc/dc 111为第一级直流转换器。监测单元133-1对应的第二切换单元132-1与电源总输出的正极连接。监测单元133-n对应连接的dc/dc 11n为末级直流转换器，监测单元133-n对应的监测单元133-n的第二监测输入端16与电源总输入的负极连接。
130.第二切换单元在第四状态下，将连接到对应的第二监测单元的第二监测输出端的第三路径导通，且将连接到对应的第二监测单元的第二监测输入端的第四路径断开，在所述第二切换单元在第五状态下，将连接到对应的第二监测单元的第二监测输入端的第四路径导通，且将连接到对应的第二监测单元的第二监测输出端的第三路径断开，以将所述对应于所述第二切换单元的第二通道短路。
131.例如，第三路径是第二监测单元的第二监测输出端连接到电源总输出的路径，第四路径是第二监测单元的第二监测输入端连接到电源总输出的路径，对于第二切换单元132-1，在第二切换单元132-1处于第四状态下，第二切换单元132-1与监测单元133-1的第二监测输出端15导通，从而将监测单元133-1的第二监测输出端15连接到电源总输出，并且与监测单元133-1的第二监测输入端16断开，从而将监测单元133-1的第二监测输入端16与电源总输出的连接断开。在第二切换单元132-1处于第五状态下，第二切换单元132-1与监测单元133-1的第二监测输出端15断开，并且与监测单元133-1的第二监测输入端16导通。在第二切换单元132-1与监测单元133-1的第二监测输入端16导通时，第二切换单元132-1对应的第二通道短路。
132.在本公开的一些实施例中，例如，第二切换单元根据来自控制器201的第二控制信号确定处于第四状态还是第五状态。
133.在本公开的一些实施例中，第二切换单元为继电器或者单刀双掷开关。例如，在图
6所示的串联电路中，切换单元132-1、切换单元132-2、
……
、切换单元132-n均为继电器。
134.在图6所示的实施例中，输出监控模块将多个直流转换器的输出侧串联，通过输出监控模块中的第二切换单元可以控制直流转换器的输出侧是否接入串联电路，并且不影响其他通道的输出侧相互串联。
135.例如，当多个直流转换器中的某个直流转换器的输出侧的电压值出现较大浮动的波动时，该直流转换器对应的第二切换单元处于第五状态，即直流转换器对应的第二切换单元与监测单元的第一监测输入端16导通，使得该直流转换器的输出侧被短路而不接入串联电路，从而保证电源管理系统的稳定性、可靠性和安全性。
136.在本公开的一些实施例中，多个直流转换器110的输出侧通过输出监控模块130并联。
137.图7示出了本公开至少一个实施例提供的多个直流转换器110的输出侧通过输出监控模块130并联的示意性电路图。
138.如图7所示，在本公开的一些实施例中，每个第二监测单元包括第二监测输入端16、第二输出端131-2、第二输入端131-1和第二监测输出端15。
139.多个第二监测输出端15通过多个第二切换单元(切换单元132-1、切换单元132-2、
……
切换单元132-n)连接于第三节点p，以将多个直流转换器输出侧的多个正极输出端连接于第三节点p，多个第二监测输入端16连接于所述第四节点q，以将多个直流转换器的多个负极输出端连接于第四节点q，第三节点p与电源总输出的正极连接，第四节点q与电源总输出的负极连接。
140.每个第二通道对应的第二切换单元连接在对应的第二监测单元的第二监测输出端与第三节点之间。第二切换单元处于断开状态时，第二切换单元对应的第二通道与电源总输出断开连接，在第二切换单元处于导通状态时，第二切换单元对应的第二通道的第二监测输入端与电源总输出导通。
141.例如，切换单元132-1连接在第三节点p与监测单元133-1的第二监测输出端15之间。在切换单元132-1处于断开状态时，第二监测输出端15与电源总输入断开连接，在切换单元132-1处于导通状态时，切换单元将监测单元133-1的第二监测输出端15与电源总输入导通。
142.在本公开的一些实施例中，例如，第二切换单元根据来自控制器201的第二控制信号确定处于导通状态还是断开状态。
143.在图7所示的实施例中，输出监控模块将多个直流转换器的输出侧并联，通过输出监控模块中的第二切换单元可以控制直流转换器的输出侧是否接入并联电路，并且不影响其他通道的输出侧相互并联。
144.例如，当多个直流转换器中的某个直流转换器的输出侧的电压值或者电流值出现较大浮动的波动时，该直流转换器对应的第二切换单元处于断开状态，使得该直流转换器不接入并联电路，与电源总输出断开连接，从而保证电源管理系统的稳定性、可靠性和安全性。
145.在本公开的一些实施例中，如图6和图7所示，每个第二监测单元包括第二电压采集器，第二监测单元的第二电压采集器与第二监测单元对应的直流转换器并联，配置为采集直流转换器的第二电信号，第二电信号包括第二电压信号。
146.例如，监测单元133-1为第二监测单元的示例，监测单元133-1包括电压采集器35，电压采集器35为第二电压采集器的示例，电压采集器35与监测单元133-1对应的dc/dc 111并联，配置为采集dc/dc 111输出的电压信号。
147.在本公开的一些实施例中，如图6和图7所示，每个第二监测单元包括第二电流采集器，第二监测单元的第二电流采集器与第二监测单元对应的直流转换器串联，配置为采集所述直流转换器的第二电信号。第二电信号包括第二电流信号。
148.例如，监测单元133-1为第二监测单元的示例，监测单元133-1包括电流采集器36，电流采集器36为第二电流采集器的示例，电流采集器36与监测单元133-1对应的dc/dc 111串联，配置为采集dc/dc 111输出的电流信号。
149.在本公开的一些实施例中，每个第二监测单元还可以包括第二电容器和第二稳压器中的至少一个，第二电容器和第二稳压器分别与第二电压采集器并联，并且与直流转换器并联。
150.如图6和图7所示，每个第二监测单元除包括第二电压采集器和第二电流采集器之外，还可以包括电容器33和稳压器34。电容器33和稳压器34分别为第二电容器和第二稳压器的示例。电容器33和稳压器34分别与电压采集器35并联，并且与dc/dc 111并联。
151.在本公开的一些实施例中，如图6和图7所示，电源管理系统还包括输出控制开关31，输出控制开关31配置为控制电源总输出和输出监控模块的连接关系。
152.例如，当输出控制开关31闭合时，电源总输出和输出监控模块导通，当输出控制开关31打开时，电源总输出和输出监控模块断开连接。
153.在本公开的一些实施例中，每个第二通道还包括微调子单元，配置为根据微调数据，对第二通道中直流转换器的输出侧的第二电信号进行调整。
154.例如，每个监测单元还包括微调子单元。如图6和图7所示，监测单元133-1还可以包括微调子单元37。微调子单元37可以是电阻值可调的电阻器，以根据微调数据调节电阻值。
155.在该实施例中，如图1c所示，控制器201还可以包括输出微调单元46，配置为根据控制策略生成微调数据，且控制微调子单元。
156.例如，当某个直流转换器的输出侧的电流升高，并且升高的幅值不大的情况下，输出微调单元46可以生成提高电阻的指令，微调子单元37根据提高电阻的指令，提高微调子单元37的电阻值。
157.又例如，当某个直流转换器的输出侧的电流较少，并且较少的幅值不大的情况下，输出微调单元46可以生成减少电阻的指令，微调子单元37根据减少电阻的指令，降低微调子单元37的电阻值。
158.需要理解的是，上述图4和图5所示的直流转换器输入侧的电路结构和图6和图7所示的直流转换器输出侧的电路结构可以被任意地组合。例如，图4所示的电路结构和图6所示的电路结构进行组合得到多个直流转换器的输入侧串联并且直流转换器的输出侧串联的电路结构。又例如，图4所示的电路结构和图7所示的电路结构进行组合得到多个直流转换器的输入侧串联并且直流转换器的输出侧并联的电路结构。又例如，图5所示的电路结构和图7所示的电路结构进行组合得到多个直流转换器的输入侧并联并且直流转换器的输出侧并联的电路结构。又例如，图5所示的电路结构和图6所示的电路结构进行组合得到多个
直流转换器的输入侧并联并且直流转换器的输出侧串联的电路结构。
159.如图1c所示，在本公开的一些实施例中，控制器201还包括记录单元49，配置为对过程数据进行存储。过程数据包括控制每个直流转换器的输入侧与电源总输入的导通状态，和/或每个直流转换器的输出侧与电源总输出的导通状态的过程中产生的数据。
160.例如，过程数据包括电流或者电压出现异常的直流转换器的编号、直流转换器的输入侧与电源总输入断开的时间段、直流转换器的输出侧与电源总输出断开的时间段、直流转换器的输入侧与电源总输入导通的时间段、直流转换器的输出侧与电源总输出导通的时间段、各个直流转换器在不同时间段的电流信号、电压信号等。
161.如图1c所示，在本公开的一些实施例中，控制器201还包括接口单元，配置为向外部设备发送过程数据。
162.例如，控制器201向存储设备或者显示设备发送过程数据，以便存储设备存储过程数据，或者显示设备显示过程数据。
163.如图1c所示，在本公开的一些实施例中，控制器电源47给控制器201各个部分(例如，处理器41)供电，控制器电源47直接连接电源总输入。
164.本公开的实施例提供的电源管理系统可以快速集成并且能够扩展，并且对控制信号没有依赖性，能够对每一直流转换器的状态实时监测并记录，对轻微不均流或均压的直流转换器进行微调；对工作超出正常范围的直流转换器进行离线处理或者关闭供配电系统，保证系统可靠。
165.本公开的另一方面提供了一种控制方法，应用于上文描述的任一实施例的电源管理系统。该方法包括：采用所述输入监测模块实时检测所述多个直流转换器中每个的电信号，从而根据该电信号控制所述每个所述直流转换器的输入侧与所述电源总输入的导通和断开；采用所述输出监控模块实时检测所述多个直流转换器的电信号，从而根据该电信号控制所述每个所述直流转换器的输出侧与所述电源总输出的导通和断开。该方法能够对电源管理系统中各个输入输出部分进行实时监控，对不均流或不均压的直流转换器进行调控，保证电源管理系统的功能可靠。
166.图8示出了根据本公开至少一个实施例提供的控制方法的流程图。
167.如图8所示，该控制方法包括步骤s810和步骤s820。
168.步骤s810：采用输入监测模块实时监测多个直流转换器中每个的电信号，从而根据该电信号控制每个直流转换器的输入侧与电源总输入的导通和断开。
169.步骤s820：采用输出监控模块实时监测多个直流转换器的电信号，从而根据该电信号控制每个直流转换器的输出侧与电源总输出的导通和断开。
170.对于步骤s810，例如电信号包括电压信号和/或电流信号。例如利用每个直流转换器所在的第一通道中的电压采集器实时监测每个直流转换器输入侧的电压信号，利用每个直流转换器所在的第一通道中的电流采集器实时监测每个直流转换器输入侧的电流信号，从而根据电压信号和/或电流信号控制每个直流转换器的输入侧与电源总输入的导通和断开。
171.例如，当某个第一通道中直流转换器的电压信号和/或电流信号异常时，输入监测模块断开该第一通道与电源总输入的连接，即断开该第一通道中直流转换器的输入侧与电源总输入。
172.对于步骤s820，例如电信号包括电压信号和/或电流信号。例如利用每个直流转换器所在的第二通道中的电压采集器实时监测每个直流转换器输出侧的电压信号，利用每个直流转换器所在的第二通道中的电流采集器实时监测每个直流转换器输出侧的电流信号，从而根据电压信号和/或电流信号控制每个直流转换器的输出侧与电源总输出的导通和断开。
173.例如，当某个第二通道中直流转换器的电压信号和/或电流信号异常时，输出监测模块断开该第二通道与电源总输出的连接，即断开该第二通道中直流转换器的输出侧与电源总输出。
174.有以下几点需要说明：
175.(1)本公开实施例附图只涉及到本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
176.(2)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
177.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。