一種多口輸出直流電源的端口管理方法
【技術(shù)領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及多口輸出電源領域，特別涉及一種多口輸出直流電源的端口管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著各種移動通訊終端，電動工具等被廣泛應用，移動用電需求越來越大，這些用電器的共同特點是:可充電電池供電，充電電壓5V，使得共用充電設備成為可能，而且同一時間段有多個電池需要充電的情況經(jīng)常發(fā)生，用一個主電源通過多個輸出端口為多個小負載充電是一種結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉的高效方案，但由于充電負載大小及充電曲線各異，各個端口接入的負載具有隨機性，而且，負載的實際需求是隨充電時間下降的，如果不加管理，各輸出端口電流之和可能超出電源供電能力，引發(fā)意外或電路保護，常見的解決方法是，為每個輸出端口分別設定限額，或使用獨立繞組，如:CN102832829A，使用時需要對號入座；或者所有輸出端口平均分配，這樣又限值了大功率負載的使用，同時負載的實際需求是隨充電時間下降又造成供電能力的閑置，CN201210457211.9《多輸出切換式電源供應器及多輸出電源供應方法》。通過檢測“功率級電路”的輸出電壓，作為調(diào)整的依據(jù)，通過動態(tài)調(diào)整各輸出口的電流，提高了電源的利用效率，該技術(shù)方案通過設定“主要輸出電流”端口予以保障，而其他端口則淪為“從屬輸出電流”無序爭搶剩余資源，可能導致一些連接大負載的端口因供電不足空有電流消耗，沒有充電效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供一種多口輸出直流電源的端口管理方法，包括:優(yōu)先級和限流設定，對各個輸出端口設定優(yōu)先級，根據(jù)優(yōu)先級分配輸出端口的輸出電流限值，所有輸出端口的輸出電流限值之和不超過主電源的供電能力；
輸出端口信息收集，收集各個輸出端口的負載占用情況，輸出電流值；
優(yōu)先級及電流限值調(diào)整，根據(jù)收集到的輸出端口信息動態(tài)調(diào)整各輸出端口的優(yōu)先級，以及各輸出端口的輸出電流限值。
[0004]進一步的，還包括設定安全模式，使得輸出端口短路時也不會對多口輸出直流電源造成損傷;在進行輸出端口信息收集時，在安全模式下對所有輸出端口的輸出電流值進行探測，并根據(jù)探測到的輸出電流值確定是否有負載接入并判斷負載的大小。
[0005]進一步的，還包括設定保護閥值，在進行輸出端口信息收集時，根據(jù)安全模式下測得的輸出端口的電流值與保護閥值進行比較，若測得輸出端口的電流值小于保護閥值，則判定為安全負載，輸出端口狀態(tài)判定為占用并設定優(yōu)先級，否則判定為危險負載，將對應的輸出端口與主電源隔離，并發(fā)出警報。
[0006]進一步的，還包括設定讓步閥值，所述讓步閥值小于保護閥值;在進行輸出端口信息收集時，安全模式下測得的輸出端口的電流值小于讓步閥值時，判定為安全負載，輸出端口狀態(tài)判定為占用并設定優(yōu)先級;若輸出端口的電流值大于讓步閥值并小于保護閥值時，判定為超標負載，輸出端口狀態(tài)判定為占用，且該輸出端口的優(yōu)先級比其它被安全負載占用的輸出端口都低。
[0007]在上述技術(shù)方案基礎上進一步優(yōu)選的，輸出端口的優(yōu)先級按被占用的先后順序設定或預先固定;設定輸出端口的輸出電流限值時優(yōu)先滿足優(yōu)先級高的輸出端口。
[0008]優(yōu)選的，輸出端口的優(yōu)先級按被占用的先后順序設定；當多個輸出端口同時被負載占用時，各個輸出端口的優(yōu)先級隨機設定，或根據(jù)負載的大小設定，或者按指定順序設定。
[0009]優(yōu)選的，設定當有輸出端口的實際輸出電流值低于該輸出端口的輸出電流限值時，降低該輸出端口的輸出電流限值，同時將優(yōu)先級僅低于該輸出端口的另一輸出端口的輸出電流限值相應提高。
[0010]在上述技術(shù)方案基礎上進一步優(yōu)選的，輸出端口的優(yōu)先級按被占用的先后順序設定時，當檢測到被占用的輸出端口的輸出電流值為零時，則判斷該輸出端口不再被占用，根據(jù)當前被占用的輸出端口的負載接入順序重新排定所有輸出端口的優(yōu)先級。
[0011]進一步的，輸出端口的優(yōu)先級按被占用的先后順序由高到低設定;首個被占用的輸出端口的優(yōu)先級為最高，輸出電流限值預設為主電源的額定輸出電流，之后檢測該輸出端口的實際輸出電流值，接著將該輸出端口輸出電流限值調(diào)整為與實際輸出電流值一致，同時通過將主電源的額定輸出電流減去被占用的輸出端口的輸出電流值之和，得到主電源的剩余供電能力，之后每當有一個輸出端口被占用時，該輸出端口的輸出電流限值均按主電源的剩余供電能力設定，并在根據(jù)實際輸出電流調(diào)整輸出電流限值后，重新計算主電源的剩余供電能力；當主電源剩余供電能力為零時，后續(xù)被占用的輸出端口的輸出電流限值均設為零。
[0012]本發(fā)明可以根據(jù)負載的接入情況與供電實際需求，通過動態(tài)的調(diào)整各輸出端口的優(yōu)先級進而調(diào)整分配給各輸出端口的電流限值，在保證主電源不超載的前提下，充分利用主電源的供電能力。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的介紹。
[0014]以一種包括第一至第四共計四個輸出端口，主電源額定輸出電流為3A的直流電源為例，該電源中還包括對各輸出端口進行輸出電流監(jiān)測，以及根據(jù)預先設定的管理方法對各端口優(yōu)先級和輸出電流限值進行管控的電流管理模塊，為使得實際需求電流值高于主電源額定輸出電流的負載也可獲得電能供應，將保護閥值設為6A，讓步閥值設為3.5A;
設定在負載接入輸出端口時，以安全模式對負載先進行探測，(這里的安全模式是通過直流電源中內(nèi)置的PWM電路或其它輸出控制電路來控制輸出端口的輸出電壓為一個較低的固定值，使得輸出端口短路時也不會對直流電源造成損壞)，從而檢測各個輸出端口的輸出電流值，以判斷是否有負載接入;當安全模式下測得的輸出端口的電流值大于保護閥值，則判定接入的負載為危險負載，將對應的輸出端口與主電源隔離，并發(fā)出警報;安全模式下測得的輸出端口的電流值小于讓步閥值時，判定為安全負載，輸出端口狀態(tài)判定為占用并設定優(yōu)先級;若輸出端口的電流值大于讓步閥值并小于保護閥值時，判定為超標負載，輸出端口狀態(tài)判定為占用，該輸出端口的優(yōu)先級比其它被安全負載占用的輸出端口都低； 輸出端口的優(yōu)先級按被占用的先后順序由高到低設定;首個被占用的輸出端口的優(yōu)先級為最高，輸出電流限值預設為主電源的額定輸出電流，之后檢測該輸出端口的實際輸出電流值，接著將該輸出端口輸出電流限值調(diào)整為與實際輸出電流值一致，同時通過將主電源的額定輸出電流減去被占用的輸出端口的輸出電流值之和，得到主電源的剩余供電能力，之后每當有一個輸出端口被占用時，該輸出端口的輸出電流限值均按主電源的剩余供電能力設定，并在根據(jù)實際輸出電流調(diào)整輸出電流限值后，重新計算主電源的剩余供電能力；當主電源剩余供電能力為零時，后續(xù)被占用的輸出端口的輸出電流限值均設為零；
設定當多個輸出端口同時被負載占用時，例如主電源掉電后重新上電時，各個輸出端口的優(yōu)先級據(jù)負載的大小設定，負載越大，優(yōu)先級越高;設定當有輸出端口的實際輸出電流值低于該輸出端口的輸出電流限值時，降低該輸出端口的輸出電流限值，同時將優(yōu)先級僅低于該輸出端口的另一輸出端口的輸出電流限值相應提高，將高優(yōu)先級輸出端口富余的剩余供電能力轉(zhuǎn)移給低優(yōu)先級的輸出端口；
設定當檢測到被占用的輸出端口的輸出電流值為零時，則判斷該輸出端口不再被占用，根據(jù)當前被占用的輸出端口的負載接入順序重新排定所有輸出端口的優(yōu)先級，并根據(jù)重新排定的優(yōu)先級對各端口的輸出電流限值進行調(diào)整。
[0015]該多口輸出直流電源的輸出端口的優(yōu)先級最高設為I，并根據(jù)輸出端口被占用的先后由高到低設為2、3、4，接入的負載均為進行需進行充電的負載；
當首個負載接入第一輸出端口時，該負載實際需求電流值為1A，經(jīng)過安全模式下的檢測評估為安全負載，則判定被接入的輸出端口，即第一輸出端口的狀態(tài)為占用，被占用的輸出端口優(yōu)先