CN114690066A - 一种电源异常输出报警计算模块 - Google Patents

一种电源异常输出报警计算模块 Download PDF

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CN114690066A CN202210611294.6A CN202210611294A CN114690066A CN 114690066 A CN114690066 A CN 114690066A CN 202210611294 A CN202210611294 A CN 202210611294A CN 114690066 A CN114690066 A CN 114690066A
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Abstract

本发明公开一种电源异常输出报警计算模块，涉及报警技术领域，解决的技术问题是报警能力差，采用的方案包括壳体，所述壳体上侧设置有盖板，所述盖板上设置有蜂鸣器和指示灯，其中，所述壳体一侧设置有接线端子和电源接口，所述电源接口设置于接线端子左边，所述壳体内部下侧中心处设置有电源模块，所述壳体内部设置有PCB板，所述PCB板位于电源模块上方，所述PCB板上侧设置有存储模块、通信模块、控制模块、电源异常分析模块、温度传感器、电压电流监测模块、报警计算模块，电源异常分析模块包括改进型EMD混合分布算法模型，报警计算模块设置有EMD混合分布算法模型接口；本发明提高了电源异常故障输出能力，大大提高了电源异常信息诊断能力。

Description

一种电源异常输出报警计算模块
技术领域
本发明涉及报警技术领域，且更具体地涉及一种电源异常输出报警计算模块。
背景技术
电源是将其它形式的能转换成电能并向电路（电子设备）提供电能的装置，常见的电源是干电池（直流电）与家用的110V-220V 交流电源。更具体地说，电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响计算机的工作性能和使用寿命。随着电子技术的发展，在电力供应中，很容易出现电源设备不能正常工作的事故状态，比如单元散热不好时，当温度过高时，会导致电源出现自燃的情况，具有一定的危险性。在具体应用中，由于电源内部电压和电流部件老化会导致电源输出异常，影响电源输出电压或者电流效果，降低电源模块使用寿命，严重时会造成起火。
发明内容
针对上述技术的不足，本发明公开一种电源异常输出报警计算模块，通过设置电源接口、控制模块、电源异常分析模块、电压电流监测模块、报警计算模块；等实现电源异常数据信息的诊断，大大提高了电源异常信息诊断能力。
本发明采用以下技术方案：
一种电源异常输出报警计算模块，包括壳体，所述壳体上侧设置有盖板，所述盖板上设置有蜂鸣器和指示灯，其中：
所述壳体一侧设置有接线端子和电源接口，所述电源接口设置于接线端子左边，所述壳体内部下侧中心处设置有电源模块，所述壳体内部设置有PCB板，所述PCB板位于电源模块上方，所述PCB板上侧设置有存储模块、通信模块、控制模块、电源异常分析模块、温度传感器、电压电流监测模块、报警计算模块，所述控制模块设置于PCB板中央，所述存储模块和通信模块并列设置于控制模块上方，所述通信模块设置于存储模块左侧，所述电源异常分析模块设置于控制模块下方，所述温度传感器、电压电流监测模块和报警计算模块从左至右依次设置于电源异常分析模块下方，所述报警计算模块与蜂鸣器和指示灯电性连接；其中所述控制模块为可编程控制模块，所述电源异常分析模块包括改进型EMD混合分布算法模型，所述报警计算模块设置有EMD混合分布算法模型接口；
其中所述控制模块分别与接线端子、电源接口、存储模块、报警计算模块、通信模块、电源异常分析模块、温度传感器、电压电流监测模块和指示灯连接，其中报警计算模块的输出端与蜂鸣器连接，蜂鸣器通过指示灯显示故障状态，报警计算模块还设置有EMD混合分布算法模型接口；其中指示灯为红色时为电源异常输出，指示灯为绿色时为电源正常输出。
作为本发明进一步的技术方案，控制模块包括 STM32F103RCT6单片机模块，STM32F103RCT6单片机模块设置有交流数据采集模块和直流数据采集模块，其中STM32F103RCT6单片机模块还连接有FPGA单元，FPGA单元设置有开关量输入接口和开关量输出接口。
作为本发明进一步的技术方案，报警计算模块通过STM8L151K4T6单片机实现报警控制，
作为本发明进一步的技术方案，电源异常分析模块通过AT91RM9200控制芯片实现异常数据信息控制。
作为本发明进一步的技术方案，所述壳体设置有安装柱、安装座、安装孔、散热口，所述安装柱设置于壳体内部下侧，所述安装柱上端设置有PCB板，所述安装座对称设置于壳体两侧，所述安装孔相对设置于安装座上，所述散热口设置于壳体侧面。
作为本发明进一步的技术方案，所述指示灯为红色LED指示灯和黄色LED指示灯。
作为本发明进一步的技术方案，所述接线端子上设置有接口，所述接口为MicroUSB接口、Type-C接口或Lighting接口。
作为本发明进一步的技术方案，所述通信模块为基于YB30-SI4432芯片的无线通信模块。
作为本发明进一步的技术方案，所述报警计算模块为阈值比对模块；比对方法为是将5-10kHz高频正弦信号放大800-1000VA的功率，经过变压器输出5-10kHz交流信号，电流采样互感器对交流信号进行处理，互感器将0.01A、1A、10A、100A、600A通过不同的绕组组合，最终电流采样互感器都输出是20mA的电流给放大器做误差反馈用，直流输出是通过整流滤波实现，整流滤波之前的交流电流有效值和整流滤波后的直流有效值是相等的，输出的交流、反馈的交流、输出的直流根据1:n比例进行，其中n大于2，检测到的信号通过设置0-5V的直流电压基准进行比较，输出信息通过0P-07运放模块实现信息比较，当输入的模拟量与运放比较器的标准值进行比较时，当输出值与基准值不一致时，则处理器自身自动自修正，并达到期望输出值，则无故障数据，指示灯显示绿色，当输出值与基准值不一致时，则存在故障数据，指示灯显示红色。
作为本发明进一步的技术方案，改进型EMD混合分布算法模型通过构建改进型EMD混合分布算法函数实现电源异常数据信息计算；
函数表达式为：
Figure 347957DEST_PATH_IMAGE001
(1)
式(1)中，
Figure 521449DEST_PATH_IMAGE002
表示电源输出信号函数，
Figure 469814DEST_PATH_IMAGE003
表示模拟故障电源输出数据汇 总，
Figure 437770DEST_PATH_IMAGE004
表示电源输出正常数据；
Figure 471585DEST_PATH_IMAGE005
表示电源输出正常数据的个数，
Figure 183189DEST_PATH_IMAGE006
表示电源输出正常 数据的序列；
根据理论值和实际值两者平均值反映电源输出最大允许故障信息函数：
Figure 986060DEST_PATH_IMAGE007
(2)
式(2)中，
Figure 124917DEST_PATH_IMAGE008
表示电源输出最大允许故障输出量，
Figure 646028DEST_PATH_IMAGE009
表示电源输出额定 承受故障数据，
Figure 895744DEST_PATH_IMAGE010
表示电源输出最小承受负荷；
然后将式(1)与式(2)联合，将电源输出最大故障信息输出量转换为信号函数，即：
Figure 818700DEST_PATH_IMAGE011
(3)
式(3)中，
Figure 128459DEST_PATH_IMAGE012
表示电源输出最大故障信号函数；通过算法编程方式转换为可识别 的一阶输入信号：
Figure 136866DEST_PATH_IMAGE013
(4)
式(4)中，
Figure 190273DEST_PATH_IMAGE014
表示算法编程可识别的一阶信号，
Figure 967736DEST_PATH_IMAGE015
表示满足EMD算法条件 的模拟输入数据，
Figure 386079DEST_PATH_IMAGE016
表示编程成功的电源异常信息模拟数据分量；
然后将
Figure 678520DEST_PATH_IMAGE017
与设置的故障报警阈值信息进行比较。
故障报警阈值包括电流异常阈值、电压异常阈值、纹波异常阈值和负载异常阈值，其中EMD混合分布算法模型接口通过PLC控制编程实现EMD混合分布算法模型数据信息输出。
本发明积极有益效果在于：
本发明设计的电源异常输出报警计算模块，通过在壳体上侧设置有盖板，在盖板上设置有蜂鸣器和指示灯，并在壳体一侧设置有接线端子和电源接口，能够实现其他电源***信息的输出数据异常诊断。在工作过程中，通过采集直流或者交流的方式提取电源数据信息，通过温度传感器、电压电流监测模块等感测电源数据信息，在控制模块的作用下，通过报警计算模块实现数据信息的计算与异常报警，其中控制模块设置于PCB板中央，所述电源异常分析模块通过改进型EMD混合分布算法模型对采集到的电源异常数据信息进行分析，分析出的数据信息通过报警计算模块实现不同数据信息的报警，通过指示灯实现故障信息的诊断。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，其中：
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明另一种视角的立体结构示意图；
图3为本发明内部结构示意图；
图4为本发明一种形式的剖视图；
图5为本发明电路原理架构图；
图6为本发明中控制模块原理架构示意图；
图7为本发明直流电源信息采集模块原理示意图；
图中标识：
1-壳体；2-盖板；3-蜂鸣器；4-指示灯；5-接线端子；6-电源接口；7-PCB板；8-存储模块；9-通信模块；10-控制模块；11-电源异常分析模块；12-温度传感器；13-电压电流监测模块；14-报警计算模块；101-安装柱；102-安装座；103-安装孔；104-散热口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图5所示，一种电源异常输出报警计算模块，包括壳体1，所述壳体1上侧设置有盖板2，所述盖板2上设置有蜂鸣器3和指示灯4，所述壳体1一侧设置有接线端子5和电源接口6，所述电源接口6设置于接线端子5左边，所述壳体1内部下侧中心处设置有电源模块15，所述壳体1内部设置有PCB板7，所述PCB板7位于电源模块15上方，所述PCB板7上侧设置有存储模块8、通信模块9、控制模块10、电源异常分析模块11、温度传感器12、电压电流监测模块13、报警计算模块14，所述控制模块10设置于PCB板7中央，所述存储模块8和通信模块9并列设置于控制模块10上方，所述通信模块9设置于存储模块8左侧，所述电源异常分析模块11设置于控制模块10下方，所述温度传感器12、电压电流监测模块13和报警计算模块14从左至右依次设置于电源异常分析模块11下方，所述报警计算模块14与蜂鸣器3和指示灯4电性连接；其中所述控制模块10为可编程控制模块，所述电源异常分析模块11包括改进型EMD混合分布算法模型，所述报警计算模块14设置有EMD混合分布算法模型接口；
其中所述控制模块10分别与接线端子5、电源接口6、存储模块8、报警计算模块14、通信模块9、电源异常分析模块11、温度传感器12、电压电流监测模块13和指示灯4连接，其中报警计算模块14的输出端与蜂鸣器3连接，蜂鸣器3通过指示灯4显示故障状态，报警计算模块14还设置有EMD混合分布算法模型接口；其中指示灯4为红色时为电源异常输出，指示灯4为绿色时为电源正常输出。
在上述实施例中，如图6和图7所示，控制模块10包括 STM32F103RCT6单片机模块，STM32F103RCT6单片机模块设置有交流数据采集模块和直流数据采集模块，其中STM32F103RCT6单片机模块还连接有FPGA单元，FPGA单元设置有开关量输入接口和开关量输出接口。
在电源数据信息输出端，输入信息通过电压互感器，由大电压转化为小电压，输入信息通过电流互感器，由大电流转化为小电流，在一种具体实施例中，将电源数据信息***中的380V高电压转化为10V电压的小信号。转化后的电压、电流小信号被送入到A/D转换单元。在该研究中，A/D转换单元为基于ADS8364的采样电路。A/D转换单元将转换后的数字信息输入至STM32F103RCT6单片机模块。STM32F103RCT6单片机模块为基于TMS320VC33的32位总线。该芯片具有75MIPS的数据处理速度，能够有效地对A/D模数转换后的数据有效地进行数据处理，有效地计算电源数据信息***中的各种数据，并有效地传递计算电源数据信息。
在上述实施例中，报警计算模块14通过STM8L151K4T6单片机实现报警控制，在控制模块中，报警器具有低功耗待机功能，维持其最小***工作时待机电流仅1~2微安，考虑到待机功耗问题和电路简化，采用了STM32F103RCT6单片机作为核心处理芯片。最大时钟频率为72MHz，RAM大小为32768B，FLASH内存容量为262144B，引脚数目为64，拥有51个高速输入输出端口，工作电压为DC2V~DC3.6V，工作温度为-40℃-85℃。
在上述实施例中，电源异常分析模块11通过AT91RM9200控制芯片实现异常数据信息控制。
在上述实施例中，ARM9控制模块为基于AT91RM9200的控制芯片，其工作频率为180MHz，运行速度为200MIPS，能够存储、发送电源数据信息***数据的计算结果，并将该结果显示出来。在其他具体实施例中，还采用了FPGA控制模块，采用的型号为XC2S-200，具有200K容量的***门，***速度超过200MHz，能够有效地实现逻辑门控制功能。通过该检测模块，能够实时测量电源数据信息***中的频率、电压有效值、电流有效值、谐波电压、谐波电流、电压不平衡、电流不平衡、闪变、功率和功率因数，以及2-68次谐波信号。最终将测量的信号通过以太网、RS485网络或者无线GPRS网络传递到上位机，在上位机进行进一步的处理。
在具体实施例中，通过所述壳体1进行对报警计算模块的固定和保护，通过所述盖板2对报警计算模块进行封装，通过所述电源模块15为报警计算模块提供电源，通过所述电源接口6为报警计算模块提供外接电源和为电源模块充电，通过所述接线端子5将充电器电路接入报警计算模块，通过电压电流监测模块13进行实时监测，得到监测数据，通过所述电源异常分析模块11对监测数据进行分析，得到分析结果，通过所述存储模块8进行状态数据的存储，通过所述通信模块9将报警计算模块发生的异常事故进行传输，通过所述控制模块10对报警计算模块各部分进行控制，通过所述温度传感器12进行充电器温度的检测，通过报警计算模块14进行报警信号的传输，控制蜂鸣器3和指示灯4进行报警，通过所述蜂鸣器3进行蜂鸣报警，通过所述指示灯4进行灯光闪烁报警。
在本发明中，所述壳体1设置有安装柱101、安装座102、安装孔103、散热口104，所述安装柱101设置于壳体1内部下侧，所述安装柱101上端设置有PCB板7，所述安装座102对称设置于壳体1两侧，所述安装孔103相对设置于安装座102上，所述散热口104设置于壳体1侧面。
在具体实施例中，通过所述安装柱101完成了对PCB板7的安装固定，通过所述安装座102和安装孔103能够完成报警计算模块在充电器上的安装固定，通过所述散热口104能够将报警计算模块内部产生的热量排出，同时能够使报警计算模块内部环境与充电器环境相同，从而保证温度传感器12测量的准确性。
在本发明中，所述指示灯4为红色LED指示灯和黄色LED指示灯。
在具体实施例中，通过所述指示灯4进行光学报警，即当出现异常时报警计算模块14控制指示灯4进行报警提示。
在本发明中，所述接线端子5上设置有接口，所述接口为Micro USB接口、Type-C接口或Lighting接口。
在具体实施例中，通过所述接线端子5将充电器电路接入报警计算模块，方便电压电流监测模块13对充电器电路进行监测，便于及时发现因电路问题引起的异常。
在本发明中，所述通信模块9为基于YB30-SI4432芯片的无线通信模块。
在本发明中，所述报警计算模块14为阈值比对模块；比对方法为是将5-10kHz高频正弦信号放大800-1000VA的功率，经过变压器输出5-10kHz交流信号，电流采样互感器对交流信号进行处理，互感器将0.01A、1A、10A、100A、600A通过不同的绕组组合，最终电流采样互感器都输出是20mA的电流给放大器做误差反馈用，直流输出是通过整流滤波实现，整流滤波之前的交流电流有效值和整流滤波后的直流有效值是相等的，输出的交流、反馈的交流、输出的直流根据1:n比例进行，其中n大于2，检测到的信号通过设置0-5V的直流电压基准进行比较，输出信息通过0P-07运放模块实现信息比较，当输入的模拟量与运放比较器的标准值进行比较时，当输出值与基准值不一致时，则处理器自身自动自修正，并达到期望输出值，则无故障数据，指示灯4显示绿色，当输出值与基准值不一致时，则存在故障数据，指示灯4显示红色。
在具体实施例中，本发明用交流互感器实现在直流电流源中的高精度电流采样，主要保包括输入设定模块、功放模块、输出变压器、采样互感器和整流模块，通过误差处理将电源中的故障诊断数据新型提取并进行监测。
在具体实施例中，通过所述报警计算模块14对监测的电压和电流与正常电压和电流阈值进行对比，将对比结果传输至控制模块10，由控制模块10根据对比结果判断充电器是否处于异常状态。
在具体实施例中，改进型EMD混合分布算法模型通过构建改进型EMD混合分布算法函数实现电源异常数据信息计算；
经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)算法是由 NE. Huang 等人提出的一种将信号分解成特征模态的方法。它的优点是不会运用任何已经定义好的函数作为基底，而是根据所分析的信号而自适应生成固有模态函数。可以用于分析非线性、非平稳的信号序列，具有很高的信噪比和良好的时频聚焦性。EMD 实际上是线性规划中运输问题的最优解，将待研究的电源输出电压、电流或者其他信号分解为一个个单分量信号，每一个单分量信号只包含一种振荡模式（即单一的瞬时频率），这些分解后的分量称为固有模态函数。EMD混合分布算法针对模拟数据规律进行分析，通过分析结果判定是否存在电源异常信息，主要运行步骤是计算不同电源输出数据规律。
函数表达式为：
Figure 467442DEST_PATH_IMAGE018
(1)
式(1)中，
Figure 161728DEST_PATH_IMAGE019
表示电源输出信号函数，
Figure 750972DEST_PATH_IMAGE020
表示模拟故障电源输出数据汇 总，
Figure 796289DEST_PATH_IMAGE021
表示电源输出正常数据；
Figure 129181DEST_PATH_IMAGE022
表示电源输出正常数据的个数，
Figure 677974DEST_PATH_IMAGE023
表示电源输出正常 数据的序列；
对式(1)信号函数进行EMD求解，通过拟合、模拟电源输出状态分析，计算电源输出上运行最大承受故障电源输出量和最小承受负荷，根据理论值和实际值两者平均值反映电源输出最大允许故障信息函数：
Figure 703699DEST_PATH_IMAGE024
(2)
式(2)中，
Figure 970732DEST_PATH_IMAGE025
表示电源输出最大允许故障输出量，
Figure 107316DEST_PATH_IMAGE026
表示电源输出额定承 受故障数据，
Figure 510615DEST_PATH_IMAGE027
表示电源输出最小承受负荷；
然后将式(1)与式(2)联合，将电源输出最大故障信息输出量转换为信号函数，即：
Figure 707241DEST_PATH_IMAGE028
(3)
式(3)中，
Figure 461571DEST_PATH_IMAGE029
表示电源输出最大故障信号函数；通过算法编程方式转换为可识别 的一阶输入信号：
Figure 136266DEST_PATH_IMAGE030
(4)
式(4)中，
Figure 659651DEST_PATH_IMAGE031
表示算法编程可识别的一阶信号，
Figure 27178DEST_PATH_IMAGE032
表示满足EMD算法条件 的模拟输入数据，
Figure 3224DEST_PATH_IMAGE033
表示编程成功的电源异常信息模拟数据分量；
然后将
Figure 481610DEST_PATH_IMAGE034
与设置的故障报警阈值信息进行比较。
故障报警阈值包括电流异常阈值、电压异常阈值、纹波异常阈值和负载异常阈值。
在具体实施例中，需要根据不同类型的数据信息进行设置或者比较。在具体实施中，假设电源输出运行时间内电源输出处于正常工作状态，将第一次模拟信号波动作为一次故障点，则模拟状态下总采集到的信号波动为：
Figure 125081DEST_PATH_IMAGE035
(5)
式(5)中，
Figure 397931DEST_PATH_IMAGE036
表示总采集到的信号波动，
Figure 126852DEST_PATH_IMAGE037
表示模拟电源输出影响因素，
Figure 143350DEST_PATH_IMAGE038
表示波动信号间隔时间，
Figure 641327DEST_PATH_IMAGE039
表示模拟故障电源输出时间常数，
Figure 85078DEST_PATH_IMAGE040
表示数据采集结果与实 际测试数据误差量，
Figure 301296DEST_PATH_IMAGE041
表示模拟电源输出影响因素系数；
由于电源异常信息影响电源输出传输，此时容易造成电路幅值和相角变化，根据其衰变规律得到非同步角为：
Figure 121484DEST_PATH_IMAGE042
(6)
式(6)中，
Figure 473968DEST_PATH_IMAGE043
表示故障电源信号衰变量，
Figure 354200DEST_PATH_IMAGE044
表示电源输出头部相电压，
Figure 792134DEST_PATH_IMAGE045
表 示电源输出尾端相电压，
Figure 150434DEST_PATH_IMAGE046
表示电源输出传输能力，
Figure 623004DEST_PATH_IMAGE047
表示电源输出数据传递总长，
Figure 408557DEST_PATH_IMAGE048
表示电源输出阻抗，
Figure 265612DEST_PATH_IMAGE049
电源输出传输相电流。
Figure 489920DEST_PATH_IMAGE050
表示电源输出传输过程中，电源输出 数据传递在x轴方向的有效值；
Figure 754679DEST_PATH_IMAGE051
表示电源输出传输过程中，电源输出数据传递在y轴 方向的有效值。
故障电源输出影响到电源输出往往需要经过一段时间，而在电源输出运行中发生故障时，传输线路缓冲时间计算为：
Figure 39030DEST_PATH_IMAGE052
(7)
式(7)中，
Figure 389240DEST_PATH_IMAGE053
表示电源输出中模拟数据采集时间，
Figure 151659DEST_PATH_IMAGE054
表示变压器模拟数据采集时 间，
Figure 270925DEST_PATH_IMAGE055
表示电源输出线路模拟数据采集时间，
Figure 726177DEST_PATH_IMAGE056
模拟继电器数据采集时间，
Figure 563683DEST_PATH_IMAGE057
表示模拟电 源故障数据采集时间，
Figure 129794DEST_PATH_IMAGE058
表示初始化模拟电源输出延迟时间。
通过计算实际值与模拟值发生故障的时间差，发现二者之间存在下述关系：
Figure 103566DEST_PATH_IMAGE059
(8)
式(8)中， 检测电源故障信息异常数据输出的时间差关系为：
Figure 729719DEST_PATH_IMAGE060
(9)
式(9)中
Figure 54521DEST_PATH_IMAGE061
表示故障点数据信息变量，
Figure 158744DEST_PATH_IMAGE062
表示模拟故障电源输出数据信息传输速 度，
Figure 252602DEST_PATH_IMAGE063
表示模拟故障电源输出与电源输出时数据传输之间的距离。
EMD混合分布算法通过采集各模拟电源输出数据，计算其电源输出发生故障时间关系，通过混合多个故障点数据参数，分析其故障点分布规律，找到最佳模拟电源数据信息输出处理，实现电源输出的精确计算。
上述实施例中，EMD混合分布算法模型接口通过PLC控制编程实现EMD混合分布算法模型数据信息输出。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和***的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种电源异常输出报警计算模块，包括壳体（1），所述壳体（1）上侧设置有盖板（2），所述盖板（2）上设置有蜂鸣器（3）和指示灯（4），其特征在于：
所述壳体（1）一侧设置有接线端子（5）和电源接口（6），所述电源接口（6）设置于接线端子（5）左边，所述壳体（1）内部下侧中心处设置有电源模块（15），所述壳体（1）内部设置有PCB板（7），所述PCB板（7）位于电源模块（15）上方，所述PCB板（7）上侧设置有存储模块（8）、通信模块（9）、控制模块（10）、电源异常分析模块（11）、温度传感器（12）、电压电流监测模块（13）、报警计算模块（14），所述控制模块（10）设置于PCB板（7）中央，所述存储模块（8）和通信模块（9）并列设置于控制模块（10）上方，所述通信模块（9）设置于存储模块（8）左侧，所述电源异常分析模块（11）设置于控制模块（10）下方，所述温度传感器（12）、电压电流监测模块（13）和报警计算模块（14）从左至右依次设置于电源异常分析模块（11）下方，所述报警计算模块（14）与蜂鸣器（3）和指示灯（4）电性连接；其中所述控制模块（10）为可编程控制模块，所述电源异常分析模块（11）包括改进型EMD混合分布算法模型，所述报警计算模块（14）设置有EMD混合分布算法模型接口；
其中所述控制模块（10）分别与接线端子（5）、电源接口（6）、存储模块（8）、报警计算模块（14）、通信模块（9）、电源异常分析模块（11）、温度传感器（12）、电压电流监测模块（13）和指示灯（4）连接，其中报警计算模块（14）的输出端与蜂鸣器（3）连接，蜂鸣器（3）通过指示灯（4）显示故障状态，报警计算模块（14）还设置有EMD混合分布算法模型接口；其中指示灯（4）为红色时为电源异常输出，指示灯（4）为绿色时为电源正常输出。
2.根据权利要求1所述的一种电源异常输出报警计算模块，其特征在于：控制模块（10）包括 STM32F103RCT6单片机模块，STM32F103RCT6单片机模块设置有交流数据采集模块和直流数据采集模块，其中STM32F103RCT6单片机模块还连接有FPGA单元，FPGA单元设置有开关量输入接口和开关量输出接口。
3.根据权利要求1所述的一种电源异常输出报警计算模块，其特征在于：报警计算模块（14）通过STM8L151K4T6单片机实现报警控制。
4.根据权利要求1所述的一种电源异常输出报警计算模块，其特征在于：电源异常分析模块（11）通过AT91RM9200控制芯片实现异常数据信息控制。
5.根据权利要求1所述的一种电源异常输出报警计算模块，其特征在于：所述壳体（1）设置有安装柱（101）、安装座（102）、安装孔（103）、散热口（104），所述安装柱（101）设置于壳体（1）内部下侧，所述安装柱（101）上端设置有PCB板（7），所述安装座（102）对称设置于壳体（1）两侧，所述安装孔（103）相对设置于安装座（102）上，所述散热口（104）设置于壳体（1）侧面。
6.根据权利要求1所述的一种电源异常输出报警计算模块，其特征在于：所述指示灯（4）为红色LED指示灯和黄色LED指示灯。
7.根据权利要求1所述的一种电源异常输出报警计算模块，其特征在于：所述接线端子（5）上设置有接口，所述接口为Micro USB接口、Type-C接口或Lighting接口。
8.根据权利要求1所述的一种电源异常输出报警计算模块，其特征在于：所述通信模块（9）为基于YB30-SI4432芯片的无线通信模块。
9.根据权利要求1所述的一种电源异常输出报警计算模块，其特征在于：所述报警计算模块（14）为阈值比对模块；比对方法为是将5-10kHz高频正弦信号放大800-1000VA的功率，经过变压器输出5-10kHz交流信号，电流采样互感器对交流信号进行处理，互感器将0.01A、1A、10A、100A、600A通过不同的绕组组合，最终电流采样互感器都输出是20mA的电流给放大器做误差反馈用，直流输出是通过整流滤波实现，整流滤波之前的交流电流有效值和整流滤波后的直流有效值是相等的，输出的交流、反馈的交流、输出的直流根据1:n比例进行，其中n大于2，检测到的信号通过设置0-5V的直流电压基准进行比较，输出信息通过0P-07运放模块实现信息比较，当输入的模拟量与运放比较器的标准值进行比较时，当输出值与基准值不一致时，则处理器自身自动自修正，并达到期望输出值，当输出值与基准值一致时，则无故障数据，指示灯（4）显示绿色，当输出值与基准值不一致时，则存在故障数据，指示灯（4）显示红色。
10.根据权利要求1所述的一种电源异常输出报警计算模块，其特征在于：改进型EMD混合分布算法模型通过构建改进型EMD混合分布算法函数实现电源异常数据信息计算；
函数表达式为：
Figure 101058DEST_PATH_IMAGE001
(1)
式(1)中，
Figure 26289DEST_PATH_IMAGE002
表示电源输出信号函数，
Figure 188280DEST_PATH_IMAGE003
表示模拟故障电源输出数据汇总，
Figure 249777DEST_PATH_IMAGE004
表示电源输出正常数据；
Figure 471811DEST_PATH_IMAGE005
表示电源输出正常数据的个数，
Figure 884338DEST_PATH_IMAGE006
表示电源输出正常数 据的序列；
根据理论值和实际值两者平均值反映电源输出最大允许故障信息函数：
Figure 912337DEST_PATH_IMAGE007
(2)
式(2)中，
Figure 31602DEST_PATH_IMAGE008
表示电源输出最大允许故障输出量，
Figure 221275DEST_PATH_IMAGE009
表示电源输出额定承受故 障数据，
Figure 58781DEST_PATH_IMAGE010
表示电源输出最小承受负荷；
然后将式(1)与式(2)联合，将电源输出最大故障信息输出量转换为信号函数，即：
Figure 624892DEST_PATH_IMAGE011
(3)
式(3)中，
Figure 858384DEST_PATH_IMAGE012
表示电源输出最大故障信号函数；通过算法编程方式转换为可识别的一 阶输入信号：
Figure 156641DEST_PATH_IMAGE013
(4)
式(4)中，
Figure 543760DEST_PATH_IMAGE014
表示算法编程可识别的一阶信号，
Figure 851245DEST_PATH_IMAGE015
表示满足EMD算法条件的模 拟输入数据，
Figure 741840DEST_PATH_IMAGE016
表示编程成功的电源异常信息模拟数据分量；
然后将
Figure 476578DEST_PATH_IMAGE017
与设置的故障报警阈值信息进行比较；
故障报警阈值包括电流异常阈值、电压异常阈值、纹波异常阈值和负载异常阈值，其中EMD混合分布算法模型接口通过PLC控制编程实现EMD混合分布算法模型数据信息输出。
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