CN114785165B - 一种交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及电源技术领域，公开了一种交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法，变换器包括至少两个三相输入变换模块、直流输出模块和控制模块，各三相输入变换模块皆包括依次连接的分流滤波电路、整流电路和第一DC/DC变换电路，分流滤波电路的输入端与三相交流电源连接，第一DC/DC变换电路的输出端与直流输出模块连接，本发明实施例提供的变换器将三相交流电源的输入分流调制，对电子元器件的负载要求较低，变换器成本较低，且有，控制模块的检测端分别与各三相输入变换模块中的整流电路的输出端连接以采集整流电压，且控制模块配置为根据整流电压判断所述交流/直流变换器与三相交流电源的连接是否出现故障，实现电源模块的故障自检。

Description

一种交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法

技术领域

本发明实施例涉及电源技术领域，特别涉及一种交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法。

背景技术

随着“新基建”发展，5G基站、IDC数据中心、新能源汽车等相关技术在近年来发生了爆发式的增长，相应的，对中大功率电源设备的需求也在与日俱增。在一些数据中心电源架构中，通常需要一种交流/直流变换器，该变换器的输入是由10kV中压网经过移相变压器降压得到。

在实现本发明实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：现有的应用于数据中心等高功率场景下的交流/直流变换器由于降压后三相线电压很低、三相线电流大，需要采用的输入保险丝体积大、成本高，且变换器难以兼顾低成本、高效率和高性能等性能要求，变换器出现故障时也需要通过诊断器来检测故障情况。

发明内容

本申请实施例提供了一种高效率高性能的交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法。

本发明实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例中提供了一种交流/直流变换器，包括：至少两个三相输入变换模块、直流输出模块和控制模块，各所述三相输入变换模块皆包括依次连接的分流滤波电路、整流电路和第一DC/DC变换电路，所述分流滤波电路的输入端与三相交流电源连接，所述第一DC/DC变换电路的输出端与所述直流输出模块连接，所述控制模块的检测端分别与各所述三相输入变换模块中的整流电路的输出端连接以采集整流电压，且所述控制模块配置为根据所述整流电压判断所述交流/直流变换器与所述三相交流电源的连接是否出现故障。

在一些实施例中，所述控制模块的检测端还分别与各所述三相输入变换模块中的分流滤波电路的输入端连接以采集三相输入电压，且所述控制模块还配置为根据所述三相输入电压和所述整流电压确定具体故障情况。

在一些实施例中，所述直流输出模块包括依次连接的母线滤波电路、第二DC/DC变换电路和输出滤波电路，所述母线滤波电路的输入端分别与各所述三相输入变换模块中的第一DC/DC变换电路的输出端连接，所述输出滤波电路的输出端用于输出直流电。

在一些实施例中，所述母线滤波电路包括：第一二极管，其阴极分别与各所述三相输入变换模块中的第一DC/DC变换电路的正极输出端连接；第一滤波电容，其一端与所述第一二极管的阳极连接，其另一端分别与各所述三相输入变换模块中的第一DC/DC变换电路的负极输出端连接；预充电阻，其与所述第一二极管并联；预充继电器，其与所述第一二极管并联。

在一些实施例中，所述分流滤波电路包括分别与所述三相交流电源的三相输出连接的三个结构相同的滤波单元，各所述滤波单元包括串联的第一保险丝和第一电感，且所述第一保险丝连接至所述三相交流电源的各相输出。

在一些实施例中，所述整流电路为由二极管组成的三相不控整流桥，所述整流电路包括三组并联的二极管组，各所述二极管组包括两个串联的二极管，单个所述三相输入变换模块中，所述分流滤波电路的三个输出端对应与所述整流电路中的三组二极管组连接且皆连接至两个串联的二极管之间。

在一些实施例中，所述第一DC/DC变换电路包括若干个并联设置的第一变压单元，所述第一变压单元包括：第二滤波电容，并联在所述分流滤波电路的正负极输出端之间；第二保险丝，其一端与所述第二滤波电容的一端连接；第二电感，其一端与所述第二保险丝的另一端连接；第二二极管，其阳极与所述第二电感的另一端连接，其阴极与所述直流输出模块的正极输入端连接；第一开关管，其一端连接在所述第二电感的另一端和所述第二二极管的阳极之间，其另一端与所述第二滤波电容的另一端、以及所述直流输出模块的负极输入端连接。

在一些实施例中，所述控制模块配置为输出第一驱动信号至所述第一开关管以控制所述第一DC/DC变换电路的变压情况，且有，输出至单个所述第一变压单元中的第一驱动信号的驱动序列之间相互错相Ts/n，输出至相邻两个第一DC/DC变换电路中第一变压单元的第一驱动信号的驱动序列之间相互错相0.5Ts/n，其中，Ts表示所述第一驱动信号的驱动周期，n表示各所述第一DC/DC变换电路中第一变压单元的驱动序列，且n取正整数。

在一些实施例中，所述第二DC/DC变换电路包括若干个并联设置的第二变压单元，所述第二变压单元包括：第三滤波电容，并联在所述母线滤波电路的正负极输出端之间；第三二极管，其阴极与所述第三滤波电容的一端连接；第二开关管，其一端与所述第三滤波电容的另一端连接，其另一端与所述第三二极管的阳极连接；第三保险丝，其一端连接在所述第二开关管的另一端和所述第三二极管的阳极之间；第三电感，其一端与所述第三保险丝的另一端连接；第四滤波电容，其一端连接在所述母线滤波电路的正极输出端和所述输出滤波电路的正极输入端之间，其另一端连接在所述第三电感的另一端和所述输出滤波电路的负极输入端之间。

在一些实施例中，所述控制模块配置为输出第二驱动信号至所述第二开关管以控制所述第二DC/DC变换电路的变压情况，且有，输出至所述第二变压单元中的第二驱动信号的驱动序列之间相互错相Ts1/n，其中，Ts1表示所述第二驱动信号的驱动周期，n表示各所述第二DC/DC变换电路中第二变压单元的驱动序列，且n取正整数。

为解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例中提供了一种电源模组，包括如第一方面所述的交流/直流变换器。

为解决上述技术问题，第三方面，本发明实施例提供了一种电源模组的故障检测方法，应用于如第二方面所述的电源模组中，所述方法包括：采集所述交流/直流变换器中各三相输入变换模块中的整流电路所输出的整流电压；将采集到的各整流电压的数值两两做差得到差值，并判断所述差值是否在预设电压差范围内；若否，确定所述交流/直流变换器与所述三相交流电源的连接存在故障。

在一些实施例中，所述方法还包括：采集所述交流/直流变换器中各滤波电路的输入端输入的三相输入电压；根据所述差值与所述预设电压差范围的偏差情况和/或所述三相输入电压，确定所述三相交流电源与各所述三相输入变换模块之间存在的具体故障情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中提供了一种交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法，变换器包括至少两个三相输入变换模块、直流输出模块和控制模块，各所述三相输入变换模块皆包括依次连接的分流滤波电路、整流电路和第一DC/DC变换电路，所述分流滤波电路的输入端与三相交流电源连接，所述第一DC/DC变换电路的输出端与所述直流输出模块连接，本发明实施例提供的变换器将三相交流电源的输入分流调制，对电子元器件的负载要求较低，变换器成本较低，且有，控制模块的检测端分别与各所述三相输入变换模块中的整流电路的输出端连接以采集整流电压，且所述控制模块配置为根据所述整流电压判断所述交流/直流变换器与所述三相交流电源的连接是否出现故障，实现电源模块的故障自检。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例一提供的一种交流/直流变换器的结构框图；

图2是图1所示交流/直流变换器中三相输入变换模块和直流输出模块的电路框图；

图3（a）是图1所示交流/直流变换器中三相输入变换模块的电路和直流输出模块的一部分电路的结构图；

图3（b）是图1所示交流/直流变换器中直流输出模块的另一部分电路的结构图；

图4是用于输入至图3（a）中各第一变压单元的第一驱动信号的波形图；

图5是用于输入至图3（b）中各第二变压单元的第二驱动信号的波形图；

图6是本发明实施例二提供的一种电源模组的结构示意图；

图7是本发明实施例三提供的一种电源模组的故障检测方法的流程图；

图8是本发明实施例三提供的另一种电源模组的故障检测方法的流程图；

图9（a）为图6所示电源模组中连接无故障的正常状态；

图9（b）为图9（a）所示连接状态下整流电压和三相输入电压的波形图；

图10（a）为图6所示电源模组中A相铜排与A2端口发生连接断开的故障状态；

图10（b）为图10（a）所示连接状态下整流电压和三相输入电压的波形图；

图11（a）为图6所示电源模组中B相铜排与B2端口发生连接断开的故障状态；

图11（b）为图11（a）所示连接状态下整流电压和三相输入电压的波形图；

图12（a）为图6所示电源模组中C相铜排与C2端口发生连接断开的故障状态；

图12（b）为图12（a）所示连接状态下整流电压和三相输入电压的波形图；

图13（a）为图6所示电源模组中两个三相输入变换模块之间交流输入发生短接相连接错误的故障状态；

图13（b）为图13（a）所示连接状态下整流电压和三相输入电压的波形图；

图14（a）为图6所示电源模组中单相发生连接不良的故障状态；

图14（b）为图14（a）所示连接状态下整流电压和三相输入电压的波形图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。此外，本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为了解决目前大功率交流/直流变换器无法同时满足高性能、高效率、低成本的问题，以及需要通过外部诊断设备检测故障情况的问题，本发明实施例提供了一种交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法，通过设置至少两个三相输入变换模块实现输入总电流的分流，从而能够降低电子元器件的使用成本，且最高效率能够达到98%以上，具备高效率高性能的优点，且能够通过检测各所述三相输入变换模块中的整流电路的输出端的整流电压来确定交流/直流变换器与三相交流电源的连接是否出现了故障及故障情况，实现故障自检。

具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

实施例一

本发明实施例提供了一种交流/直流变换器，请参见图1和图2，其中，图1示出了本发明实施例提供的一种交流/直流变换器的结构框图，图2示出了图1所示交流/直流变换器中三相输入变换模块110和直流输出模块120的电路框图，所述交流/直流变换器100包括：至少两个三相输入变换模块110、直流输出模块120和控制模块130，各所述三相输入变换模块110皆包括依次连接的分流滤波电路111、整流电路112和第一DC/DC变换电路113，所述分流滤波电路111的输入端与三相交流电源200连接，所述第一DC/DC变换电路113的输出端与所述直流输出模块120连接，所述控制模块130的检测端分别与各所述三相输入变换模块110中的整流电路112的输出端连接以采集整流电压，且所述控制模块130配置为根据所述整流电压判断所述交流/直流变换器100与所述三相交流电源200的连接是否出现故障。

其中，所述控制模块130中至少包括通信连接的处理器和存储器，处理器能够执行存储器中存储的指令，从而执行故障检测工作。其中，存储器为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块；处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理。所述控制模块130所采用的处理器或芯片可根据实际需要进行选择。

需要说明的是，在图2所示示例中，以存在两个所述三相输入变换模块110为例，且通过后缀“a”和“b”区分两组三相输入变换模块110内的电路结构，在其他的一些实施例中，所述三相输入变换模块110的数量可根据实际需要进行设置，各所述三相输入变换模块110并联设置即可，不需要拘泥于本发明实施例的限定。

在一些实施例中，请继续参见图1，所述控制模块130的检测端还分别与各所述三相输入变换模块110中的分流滤波电路111的输入端连接以采集三相输入电压，且所述控制模块130还配置为根据所述三相输入电压和所述整流电压确定具体故障情况。

在一些实施例中，请继续参见图2，所述直流输出模块120包括依次连接的母线滤波电路121、第二DC/DC变换电路122和输出滤波电路123，所述母线滤波电路121的输入端分别与各所述三相输入变换模块110中的第一DC/DC变换电路113的输出端连接，所述输出滤波电路123的输出端用于输出直流电。

需要说明的是，在本发明实施例中，以所述第一DC/DC变换电路113是升压电路，所述第二DC/DC变换电路122是降压电路为例，在其他的一些实施例中，也可以是其他情况，例如，所述第一DC/DC变换电路113设置为降压电路且所述第二DC/DC变换电路122设置为升压电路的情况，具体地，可根据实际需要设置所述第一DC/DC变换电路113和所述第二DC/DC变换电路122的变压类型，不需要拘泥于本发明实施例的限定。

在一些实施例中，请参见图3（a）和图3（b），其中，图3（a）示出了图1所示交流/直流变换器中三相输入变换模块110的电路和直流输出模块120的一部分电路结构图，图3（b）示出了图1所示交流/直流变换器中直流输出模块120的另一部分电路的结构图，所述母线滤波电路121包括：第一二极管D1，其阴极分别与各所述三相输入变换模块110中的第一DC/DC变换电路113的正极输出端连接；第一滤波电容C1，其一端与所述第一二极管D1的阳极连接，其另一端分别与各所述三相输入变换模块110中的第一DC/DC变换电路113的负极输出端连接；预充电阻R1，其与所述第一二极管D1并联；预充继电器K1，其与所述第一二极管D1并联。

在一些实施例中，请继续参见图3（a），所述分流滤波电路111包括分别与所述三相交流电源200的三相输出（A相、B相、C相）连接的三个结构相同的滤波单元，各所述滤波单元包括串联的第一保险丝F1和第一电感L1，且所述第一保险丝F1连接至所述三相交流电源200的各相输出。

在一些实施例中，请继续参见图3（a），所述整流电路112为由二极管组成的三相不控整流桥，所述整流电路112包括三组并联的二极管组，各所述二极管组包括两个串联的二极管，单个所述三相输入变换模块110中，所述分流滤波电路111的三个输出端对应与所述整流电路112中的三组二极管组连接且皆连接至两个串联的二极管之间。

在一些实施例中，请继续参见图3（a），所述第一DC/DC变换电路113包括若干个并联设置的第一变压单元113A/113B，所述第一变压单元113A/113B包括：第二滤波电容C2，并联在所述分流滤波电路111的正负极输出端之间；第二保险丝F2，其一端与所述第二滤波电容C2的一端连接；第二电感L2，其一端与所述第二保险丝F2的另一端连接；第二二极管D2，其阳极与所述第二电感L2的另一端连接，其阴极与所述直流输出模块120的正极输入端连接；第一开关管Q1，其一端连接在所述第二电感L2的另一端和所述第二二极管D2的阳极之间，其另一端与所述第二滤波电容C2的另一端、以及所述直流输出模块120的负极输入端连接。

在一些实施例中，请参见图4，其示出了用于输入至图3（a）中各第一变压单元113A/113B的第一驱动信号的波形图，所述控制模块130配置为输出第一驱动信号至所述第一开关管Q1以控制所述第一DC/DC变换电路113的变压情况，且有，输出至单个所述第一变压单元113A/113B中的第一驱动信号的驱动序列之间相互错相Ts/n，输出至相邻两个所述第一DC/DC变换电路113中第一变压单元113A/113B中的第一驱动信号的驱动序列之间相互错相0.5Ts/n，也即是说，输出至第一变压单元113A和输出至第一变压单元113B的两个第一驱动信号之间相互错相0.5Ts/n，其中，Ts表示用于输入至所述第一开关管Q1的所述第一驱动信号的驱动周期，n表示各所述第一DC/DC变换电路113中第一变压单元113A/113B的驱动序列，且n取正整数，也即n=1,2,3…。

在一些实施例中，请继续参见图3（b），所述第二DC/DC变换电路122包括若干个并联设置的第二变压单元122A，所述第二变压单元122A包括：第三滤波电容C3，并联在所述母线滤波电路121的正负极输出端之间；第三二极管D3，其阴极与所述第三滤波电容C3的一端连接；第二开关管Q2，其一端与所述第三滤波电容C3的另一端连接，其另一端与所述第三二极管D3的阳极连接；第三保险丝F3，其一端连接在所述第二开关管Q2的另一端和所述第三二极管D3的阳极之间；第三电感L3，其一端与所述第三保险丝F3的另一端连接；第四滤波电容C4，其一端连接在所述母线滤波电路121的正极输出端和所述输出滤波电路123的正极输入端之间，其另一端连接在所述第三电感L3的另一端和所述输出滤波电路123的负极输入端之间。

在一些实施例中，请参见图5，其示出了用于输入至图3（b）中各第二变压单元122A的第二驱动信号的波形图，所述控制模块130配置为输出第二驱动信号至所述第二开关管Q2以控制所述第二DC/DC变换电路122的变压情况，且有，输出至所述第二变压单元122A中的第二驱动信号的驱动序列之间相互错相Ts1/n，其中，Ts1表示用于输入至所述第二开关管Q2的所述第二驱动信号的驱动周期，n表示各所述第二DC/DC变换电路122中第二变压单元122A的驱动序列，且n取正整数，也即n=1,2,3…。

本发明实施例提供的如图2、图3（a）和图3（b）所示的具有两个三相输入变换模块110的交流/直流变换器100在工作时，三相交流电一路通过端口A1/B1/C1输入到第一组三相输入变换模块110中，经过分流滤波电路111a滤波，得到三相交流电压/三相输入电压Vab1/Vbc1/Vca1，再经过整流电路112a整流，得到含6倍频纹波的直流电压Vrec1，再经过第一DC/DC变换电路113a，将直流电压转换成含6倍频纹波的直流母线电压Vbus’；同理的，三相交流电的另一路通过端口A2/B2/C2输入到第二组三相输入变换模块110中，经过分流滤波电路111b滤波，得到三相交流电压/三相输入电压Vab2/Vbc2/Vca2，再经过整流电路112b整流，得到含6倍频纹波的直流电压Vrec2，再经过第一DC/DC变换电路113b，将直流电压转换成含6倍频纹波的直流母线电压Vbus’；第一DC/DC变换电路113a和第一DC/DC变换电路113b输出的Vbus’并联输入至母线滤波电路121，经滤波后输出平稳的直流电压Vbus；直流母线电压Vbus经过第二DC/DC变换电路122转换后得到的直流电压Vo’经过输出滤波电路123后，输出直流Vo。该变换器通过将输入分为两路三相输入，将输入总电流分流，从而降低了每一相保险丝的电流要求，能选用常用保险丝规格，降低成本。

实施例二

本发明实施例提供了一种电源模组，请参见图6，其示出了本发明实施例提供的一种电源模组10的结构，所述电源模组10包括：如实施例一所述的交流/直流变换器100，所述交流/直流变换器100为实施例一所述的交流/直流变换器100，此处不再详述。

且有，在本发明实施例中，各所述三相输入变换模块中的滤波电路包括三个不同相位的输入端，且各所述滤波电路相同相位的输入端通过所述铜排并联。具体地，各三相输入变换模块的三相输入端口在交流/直流变换器100的外部通过铜排进行并联，请继续参见图6，A1和A2端口在外部通过A相铜排短接，B1和B2端口在外部通过B相铜排短接；C1和C2端口在外部通过C相铜排短接。在所述交流/直流变换器100的内部不进行并联连接，当外部铜排短接并联出现问题，例如缺少某一相线或错将不同相短接在一起时，所述交流/直流变换器100的内部能够通过检测三相输入电压Vab1/Vbc1/Vca1,和/或三相输入电压Vab2/Vbc2/Vca2,以及整流电压Vrec1和/或Vrec2电压识别出来，避免电路损坏。

需要说明的是，为清楚表示所述交流/直流变换器100与各三相输入变换模块的连接关系，在图6所示示例中，以存在两个所述三相输入变换模块110为例，且两个所述三相输入变换模块110通过铜排并联，所述三相输入变换模块的两组输入端口A1、B1、C1，以及A2、B2、C2与图2、图3（a）和图3（b）中的两组三相输入变换模块110的两组输入端口对应，相同字母表示同一端口。在其他的一些实施例中，所述三相输入变换模块的数量可根据实际需要进行设置，各所述三相输入变换模块之间的连接方式及连接介质等也可以是除了铜排并联设置的其他情况，不需要拘泥于本发明实施例的限定。

实施例三

本发明实施例提供了一种电源模组的故障检测方法，该故障检测方法可以应用于如实施例二所述的电源模组中，请参见图7，其示出了本发明实施例提供的一种电源模组的故障检测方法的流程，所述方法包括但不限于以下步骤：

步骤S10：采集所述交流/直流变换器中各三相输入变换模块中的整流电路所输出的整流电压；

在本发明实施例中，请一并参见上述实施例一，在需要进行故障检测时，可通过检测交流/直流变换器中各整流电路的输出端的电压来确定是否出现故障。例如，在图2、图3（a）和图3（b）所示示例中，采集所述整流电路112a输出的直流电压Vrec1，以及，采集所述整流电路112b输出的直流电压Vrec2。

步骤S20：将采集到的各整流电压的数值两两做差得到差值，并判断所述差值是否在预设电压差范围内；若否，跳转至步骤S30；

在获取到各个三相输入变换模块中的整流电路所输出的整流电压后，将采集到的各整流电压的数值两两做差得到差值，并判断所述差值是否在预设范围内，从而确定是否出现故障，由于在正常情况下通常做差的两个整流电压的数值基本一致，因此，若差值较小，也即在正常波动范围/误差范围内，则说明正常连接，若不在所述预设范围内，则说明出现了故障。其中，所述的两两做差值的是将采集到的各整流电压的数值互相做减法，例如，当存在三个三相输入变换模块，可采集到三个整流电压U1/U2/U3时，两两做差包含U1-U2、U1-U3、U2-U3三种情况，具有其他数量的三相输入变换模块的电源模块的判断原理相同。且有，依旧以图2图3（a）和图3（b）为例，在采集得到直流电压Vrec1和直流电压Vrec2后，计算两者的差值Vrec1-Vrec2，或者Vrec2-Vrec1，或者|Vrec1-Vrec2|，并判断是在否在所述预设范围内，从而确定是否发生了故障，其中，所述预设范围的设置可根据采样精度和变换器实际可以输出的电压大小等因素来进行设置。

步骤S30：确定所述交流/直流变换器与所述三相交流电源的连接存在故障。

在本发明实施例中，如上所述的，在确定差值不在预设电压差范围内时即可确定此时用于计算的两个三相输入变换模块中必然存在至少一组与所述三相交流电源的连接存在故障。

在一些实施例中，请参见图8，其示出了本发明实施例提供的另一种电源模组的故障检测方法的流程，所述方法还包括：

步骤S40：采集所述交流/直流变换器中各滤波电路的输入端输入的三相输入电压；

步骤S50：根据所述差值与所述预设电压差范围的偏差情况和/或所述三相输入电压，确定所述三相交流电源与各所述三相输入变换模块之间存在的具体故障情况。

在本发明实施例中，在确定所述交流/直流变换器与所述三相交流电源的连接存在故障后，进一步地，可将两个整流电压的数值与其他正常连接的三相输入变换模块中采集到的整流电压进行比较从而确定具体故障情况，或者，进一步地，采集进入各三相输入变换模块的三相输入电压，从而确定具体故障情况，所述具体故障情况至少包括故障端口的信息。

具体地，可通过比对电压的具体数值，或者比对波形图等方式来确定具体的故障情况，具体可根据实际需要进行选择，下面以图6所示结构，通过比对波形图的方式来确定各种具体故障情况：

请参见图9（a）和图9（b），其中，图9（a）为图6所示电源模组连接无故障的状态，图9（b）为图9（a）所示连接状态下直流电压Vrec1和直流电压Vrec2，以及三相输入电压Vab1/Vbc1/Vca1、三相输入电压Vab2/Vbc2/Vca2的波形图，正常连接时，直流电压Vrec1和直流电压Vrec2电压几乎重合一致，偏差极小。

请参见图10（a）和图10（b），其中，图10（a）为图6所示电源模组中A相铜排与A2端口发生连接断开故障的状态，图10（b）为图10（a）所示连接状态下直流电压Vrec1和直流电压Vrec2，以及三相输入电压Vab1/Vbc1/Vca1、三相输入电压Vab2/Vbc2/Vca2的波形图，发生连接断开故障时，直流电压Vrec1和直流电压Vrec2电压出现很大不同，此时采集到的三相输入电压Vab2和Vca2的波形明显出现异常，通过检测直流电压Vrec1和直流电压Vrec2的电压差，可以识别此故障，确定交流输入端口存在异常。亦或，此时采集到的三相输入电压Vab2和Vca2的波形和电压值明显出现异常，通过此数值确定交流输入端口存在异常。

与图10（a）和图10（b）同理地，图11（a）和图11（b）为图6所示电源模组中B相铜排与B2端口发生连接断开故障的状态及该连接状态下整流电路输出的直流电压和三相输入电压的波形图；与图10（a）和图10（b）同理地，图12（a）和图12（b）为图6所示电源模组中C相铜排与C2端口发生连接断开故障的状态及该连接状态下整流电路输出的直流电压和三相输入电压的波形图；同理地，A1/B1/C1端口发生单相连接断开故障时与图10（b）、图11（b）、图12（b）情况类似，这里不再赘述。

请参见图13（a）和图13（b），其中，图13（a）为图6所示电源模组中两个三相输入变换模块之间交流输入发生短接相连接错误故障的状态，且图13（a）为A相和B相连接短路的示例，图13（b）为图14（a）所示连接状态下直流电压Vrec1和直流电压Vrec2，以及三相输入电压Vab1/Vbc1/Vca1、三相输入电压Vab2/Vbc2/Vca2的波形图，可以看到故障后直流电压Vrec1和直流电压Vrec2的电压出现很大不同，通过检测直流电压Vrec1和直流电压Vrec2的电压差，可以识别此故障，确定交流输入端口存在异常。亦或，此时采集到的三相输入电压Vab1和Vab2的波形和电压值明显出现异常，通过此数值确定交流输入端口存在异常。其他相似的三相输入变换模块之间交流输入发生短接相连接错误故障的状态的连接情况同理，这里不再赘述。

请参见图14（a）和图14（b），其中，图14（a）为图6所示电源模组中单相发生连接不良的故障状态，且图14（a）为A1端口的连接发生连接不良的示例，图14（b）为图14（a）所示连接状态下直流电压Vrec1和直流电压Vrec2，以及三相输入电压Vab1/Vbc1/Vca1、三相输入电压Vab2/Vbc2/Vca2的波形图，当某一相发生连接不良，导致接触电阻变大时，以看到故障后直流电压Vrec1和直流电压Vrec2的电压出现偏差，通过检测直流电压Vrec1和直流电压Vrec2的电压差，可以识别此故障。其他相似的单相发生连接不良的故障状态的连接情况同理，这里不再赘述。

综上所述，无论外部连接出现单相断开故障，出现短接相连接错误故障，还是外部某一相连接发生不良时，通过检测直流电压Vrec1和直流电压Vrec2的电压差，也即两个所述三相输入模块中整流电路输出的整流电压的电压差，均能识别异常，进而保护变换器。

本发明实施例中提供了一种交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法，变换器包括至少两个三相输入变换模块、直流输出模块和控制模块，各所述三相输入变换模块皆包括依次连接的分流滤波电路、整流电路和第一DC/DC变换电路，所述分流滤波电路的输入端与三相交流电源连接，所述第一DC/DC变换电路的输出端与所述直流输出模块连接，本发明实施例提供的变换器将三相交流电源的输入分流调制，对电子元器件的负载要求较低，变换器成本较低，且有，控制模块的检测端分别与各所述三相输入变换模块中的整流电路的输出端连接以采集整流电压，且所述控制模块配置为根据所述整流电压判断所述交流/直流变换器与所述三相交流电源的连接是否出现故障，实现电源模块的故障自检。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种交流/直流变换器，其特征在于，所述交流/直流变换器的内部不进行并联连接，所述交流/直流变换器包括：至少两个三相输入变换模块、直流输出模块和控制模块，各所述三相输入变换模块的三相输入端口在交流/直流变换器的外部通过铜排进行并联，所述铜排包括A相、B相、C相三个具有不同相位的铜排，

各所述三相输入变换模块皆包括依次连接的分流滤波电路、整流电路和第一DC/DC变换电路，所述分流滤波电路的输入端与三相交流电源连接，所述第一DC/DC变换电路的输出端与所述直流输出模块连接，各所述分流滤波电路包括A相、B相、C相三个具有不同相位的输入端口，各所述分流滤波电路的A相端口通过A相铜排短接，各所述分流滤波电路的B相端口通过B相铜排短接，各所述分流滤波电路的C相端口通过C相铜排短接，

所述直流输出模块包括母线滤波电路，所述母线滤波电路包括：第一二极管、第一滤波电容、预充电阻和预充继电器，所述第一二极管的阴极分别与各所述三相输入变换模块中的第一DC/DC变换电路的正极输出端连接，所述第一滤波电容的一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一滤波电容的另一端分别与各所述三相输入变换模块中的第一DC/DC变换电路的负极输出端连接，所述预充电阻与所述第一二极管并联，所述预充继电器与所述第一二极管并联；

所述控制模块的检测端分别与各所述三相输入变换模块中的整流电路的输出端连接以采集整流电压，且所述控制模块配置为根据所述整流电压判断所述交流/直流变换器与所述三相交流电源的连接是否出现故障。

2.根据权利要求1所述的交流/直流变换器，其特征在于，

所述控制模块的检测端还分别与各所述三相输入变换模块中的分流滤波电路的输入端连接以采集三相输入电压，且所述控制模块还配置为根据所述三相输入电压和所述整流电压确定具体故障情况。

3.根据权利要求2所述的交流/直流变换器，其特征在于，

所述直流输出模块还包括第二DC/DC变换电路和输出滤波电路，所述母线滤波电路、所述第二DC/DC变换电路和所述输出滤波电路依次连接，所述母线滤波电路的输入端分别与各所述三相输入变换模块中的第一DC/DC变换电路的输出端连接，所述输出滤波电路的输出端用于输出直流电。

4.根据权利要求1-3任一项所述的交流/直流变换器，其特征在于，

所述分流滤波电路包括分别与所述三相交流电源的三相输出连接的三个结构相同的滤波单元，

各所述滤波单元包括串联的第一保险丝和第一电感，且所述第一保险丝连接至所述三相交流电源的各相输出。

5.根据权利要求1-3任一项所述的交流/直流变换器，其特征在于，

所述整流电路为由二极管组成的三相不控整流桥，所述整流电路包括三组并联的二极管组，各所述二极管组包括两个串联的二极管，

单个所述三相输入变换模块中，所述分流滤波电路的三个输出端对应与所述整流电路中的三组二极管组连接且皆连接至两个串联的二极管之间。

6.根据权利要求1-3任一项所述的交流/直流变换器，其特征在于，

所述第一DC/DC变换电路包括若干个并联设置的第一变压单元，所述第一变压单元包括：

第二滤波电容，并联在所述分流滤波电路的正负极输出端之间；

第二保险丝，其一端与所述第二滤波电容的一端连接；

第二电感，其一端与所述第二保险丝的另一端连接；

第二二极管，其阳极与所述第二电感的另一端连接，其阴极与所述直流输出模块的正极输入端连接；

第一开关管，其一端连接在所述第二电感的另一端和所述第二二极管的阳极之间，其另一端与所述第二滤波电容的另一端、以及所述直流输出模块的负极输入端连接。

7.根据权利要求6所述的交流/直流变换器，其特征在于，

所述控制模块配置为输出第一驱动信号至所述第一开关管以控制所述第一DC/DC变换电路的变压情况，且有，

输出至单个所述第一变压单元中的第一驱动信号的驱动序列之间相互错相Ts/n，

输出至相邻两个第一DC/DC变换电路中第一变压单元的第一驱动信号的驱动序列之间相互错相0.5Ts/n，

其中，Ts表示所述第一驱动信号的驱动周期，n表示各所述第一DC/DC变换电路中第一变压单元的驱动序列，且n取正整数。

8.根据权利要求3所述的交流/直流变换器，其特征在于，

所述第二DC/DC变换电路包括若干个并联设置的第二变压单元，所述第二变压单元包括：

第三滤波电容，并联在所述母线滤波电路的正负极输出端之间；

第三二极管，其阴极与所述第三滤波电容的一端连接；

第二开关管，其一端与所述第三滤波电容的另一端连接，其另一端与所述第三二极管的阳极连接；

第三保险丝，其一端连接在所述第二开关管的另一端和所述第三二极管的阳极之间；

第三电感，其一端与所述第三保险丝的另一端连接；

第四滤波电容，其一端连接在所述母线滤波电路的正极输出端和所述输出滤波电路的正极输入端之间，其另一端连接在所述第三电感的另一端和所述输出滤波电路的负极输入端之间。

9.根据权利要求8所述的交流/直流变换器，其特征在于，

所述控制模块配置为输出第二驱动信号至所述第二开关管以控制所述第二DC/DC变换电路的变压情况，且有，

输出至所述第二变压单元中的第二驱动信号的驱动序列之间相互错相Ts1/n1，其中，

Ts1表示所述第二驱动信号的驱动周期，n1表示各所述第二DC/DC变换电路中第二变压单元的驱动序列，且n1取正整数。

10.一种电源模组，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的交流/直流变换器。

11.一种电源模组的故障检测方法，其特征在于，应用于如权利要求10所述的电源模组中，所述方法包括：

采集所述交流/直流变换器中各三相输入变换模块中的整流电路所输出的整流电压；

将采集到的各整流电压的数值两两做差得到差值，并判断所述差值是否在预设电压差范围内；

若否，确定所述交流/直流变换器与所述三相交流电源的连接存在故障。

12.根据权利要求11所述的故障检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

采集所述交流/直流变换器中各滤波电路的输入端输入的三相输入电压；

根据所述差值与所述预设电压差范围的偏差情况，确定所述三相交流电源与各所述三相输入变换模块之间存在的具体故障情况，

或者，根据所述三相输入电压，确定所述三相交流电源与各所述三相输入变换模块之间存在的具体故障情况，

或者，根据所述偏差情况和所述三相输入电压，确定所述三相交流电源与各所述三相输入变换模块之间存在的具体故障情况。

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