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CN110537300A - 低压配电系统 - Google Patents

低压配电系统 Download PDF

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CN110537300A
CN110537300A CN201880026151.0A CN201880026151A CN110537300A CN 110537300 A CN110537300 A CN 110537300A CN 201880026151 A CN201880026151 A CN 201880026151A CN 110537300 A CN110537300 A CN 110537300A
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CN
China
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power
module
firm
setting
new module
Prior art date
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Pending
Application number
CN201880026151.0A
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English (en)
Inventor
爱德华·C·舒尔茨
约翰·B·梅林尼辛
萨韦里奥·默丘里奥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ideal Industries Inc
Original Assignee
Ideal Industries Inc
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Publication date
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Abstract

用于多个连接模块的低压配电总线系统包括智能管理的电力负载算法。系统在监控总电力负载的同时保持电力余量储备。连接新模块时，将检索新模块的基本电力设置。系统计算可用电力并比较基本电力设置。如果超过可用电力，系统将重新分配每个连接模块的最大允许电力，并为新模块分配允许的最大电力。如果可用电力超过新模块的基本电力设置，则允许的最大电力是基本电力设置，并且，如果新模块的基本电力设置超过可用电力，则允许的最大电力是基本电力设置的一部分。

Description

低压配电系统
相关申请的交叉引用
本申请是要求2017年4月21日提交的名称为“低压总线系统(Low Voltage BusSystem)”的、临时申请号62/488,241的优先权的非临时申请，该临时申请转让给本申请的受让人，并且其全部内容通过引用的方式明确地并入本文。
背景技术
随着移动设备越来越多地植根于日常生活中，消费者对获取电力的需求也越来越大。然而，在旅行中或外出的任何地方给电池充电通常是困难的。在数字革命之前建造的大多数地方(如大多数机场)没有足够的插座来满足现代消费者对电力的巨大需求。即使在一些机场、咖啡店等已经引入充电站的地方，它们也很少能够满足日益增长的需求，并且通常不能很好地融入其余的建筑物设计和美学。
附图说明
图1是示出了通过使用下文描述的方法创建的充电模块的示例性接触配置的示意图。
图2示出了与充电模块结合使用的导电总线的示例性载体。
图3和图4示出了示例性充电模块。
图5是示例性低压配电系统的系统概述图。
图6示出了与示例性低压配电系统一起使用的驱动电路。
图7示出了与示例性低压配电系统一起使用的接收器电路。
图8示出了与示例性低压配电系统一起使用的连接器模块的注册过程。
图9示出了智能负载分配的示例方法。
具体实施方式
所公开的低压电力系统使用通用的低配置的充电轨道。低压电力系统可用于例如宿舍、餐馆、家庭、旅馆、咖啡馆、公共交通站、图书馆、娱乐场所等。其可以适应现有的空间或设计成新项目。其可以安装为许多颜色以及安装在包括墙壁、家具、窗户等的许多位置。
一般而言，以下公开内容涉及由用户提供的连接器模块。该连接器模块可以沿着充电轨道的长度在任何地方连接具有载体和至少一对导电元件的电气总线。轨道中的一对导电元件沿载体的长度线性延伸，并且至少一对导电元件中的每一个的至少一部分暴露在载体的表面。连接器模块内的磁铁可确保与轨道的连接。连接器模块具有至少一对导电触头，用于在沿着载体的长度的任何期望的位置处与导电元件接合。连接器模块和轨道之间的低摩擦以及轨道的连续设计允许所连接的模块滑动而不会断开设备与电源流的连接。模块的电气连接是完全可旋转的，因此用户可以在任何他们需要的方向面对模块。
轨道中的电气总线还包括数据承载元件，用于与连接器模块通信，并且根据需要与连接到连接器的设备通信。轨道系统与模块通信以确定每个设备的最佳负载。如果有太多设备连接到轨道，则智能负载判优(arbitration)系统会降低输送给未使用全部可用电力的设备的电力。附加电路可防止轨道被滥用并在存在短缺时在连接的设备之间分配电力。
参考附图，现在描述使用低压配电系统的示例导电总线系统。通常，导电总线系统包括充电模块100，其旨在电连接到导电总线200。充电模块100包括多个电触头102，其设置为使得第一圆圈104可以被可视化以通常连接多个电触头102，如图1和4所示。充电模块100还可以包括或者可选地包括多个电触头106，使得第二圆圈108可以被可视化以通常连接多个电触头106，同样如图1所示。在一个示例中，多个电触头102旨在用于提供从导电总线200到充电模块100的第一直流电压/电流，而多个电触头106旨在用于提供从导电总线200到充电模块100的第二直流电压/电流。充电模块100还包括用于将从导电总线200接收的直流电压/电流输送到连接到充电模块100的设备的电气元件。为此，仅作为示例，充电模块100可以包括用于接收USB连接器的通用串行总线(USB)端口110，USB连接器又连接到要充电的设备(例如手机、电脑、平板电脑等)。充电模块100还可以包括诸如发光二极管(LED)的指示器112，以向用户提供充电模块100正在接收来自导电总线200的直流电压/电流的指示。
如图1和图4中进一步所示，另一电触头2在多个电触头102内居中(即，在可视化的第一圆圈104内居中)和/或在多个电触头106内居中(即，在可视化的第二圆圈108内居中)。在一个示例中，电触头2是磁铁的形式。电触头2旨在但不必用于经由导电总线200接收通信信号。经由导电总线200接收的通信信号可用于控制充电模块100的功能操作(例如打开/关闭充电模块)，以节流充电模块从导电总线200等消耗的电流量。附加地或可选择地，经由导电总线200接收的通信信号可以通过充电模块100传递到经由端口110连接到充电模块100的设备，从而允许被充电的设备的功能操作也可根据需要进行控制。
充电模块100所连接的导电总线200包括由非导电材料构成的细长载体202。在一个示例中，载体202包括其中布置有铁磁轨道204的通道203。当布置在通道203内时，铁磁轨道204的表面4将优选地从导电总线200暴露，由此在充电模块100布置在导电总线200上时电触头2能够直接与铁磁轨道204接合。虽然不需要，但是铁磁轨道204可以用于承载从连接到导电总线200的控制器接收的通信信号，以如上所述地经由电触头2提供给充电模块。载体202还包括分别用于承载导电轨道207和208的通道205和206。当布置在通道205和206内时，导电轨道207和208的表面3将优选地从导电总线200暴露，由此多个电触头102中的至少一个能够直接与导电轨道207接合，并且电触头102中的至少一个能够直接与导电轨道208接合。附加地或可选择地，载体202还可以包括分别用于承载导电轨道211和212的通道209和210。当布置在通道209和210内时，导电轨道211和212的表面3将优选地从导电总线200暴露，由此多个电触头106中的至少一个能够直接与导电轨道211接合，并且电触头106中的至少一个能够直接与导电轨道212接合。应当理解，可以根据需要使用载体202的不同配置，并且因此图2中所示的载体202仅作为示例提供。
充电轨道具有沿轨道长度延伸的两个带电部分。轨道经由将电压降至24V直流电的通用输入电源连接到建筑物的电源。因此，这些带电部分之间的电压电势保持较低，使得可以安全触摸并符合NEC 2级/CE要求。电力是沿着轨道的长度输送的，这是可定制的。在一个示例中，其为25英尺长。在这个示例中，100W被输送到连接到轨道上的二十四个设备。
为了确保充电模块100与导电总线200接合，从而允许充电模块100在定位到导电总线200上时无论充电模块100的使用方向如何都可以电连接到导电轨道(即，如图1所示，当触头2与轨道204接合时，在充电模块100处于可视化圆圈104和/或108的整个360度范围内的任何方位)，考虑到导电总线200和/或用于构造充电模块可用的触头的设计，下文中所述的算法用于确定要包括在多组触头的每组中的触头102和/或104的数量、触头102和/或104(以及触头2)的位置等。关于触头2，在一些示例中，触头2的尺寸和设置应基于充电模块100，使得当触头2定位在轨道204附近时，即，将磁性吸引到其上，充电模块100通常将其自身居中，即，通常将虚拟圆圈102和/或106在轨道204的中心线204'上居中，从而在充电模块100相对于导电总线204的任何和所有方向上，多个电触头102中的至少一个直接与导电轨道207接合，并且电触头102中的至少一个直接与导电轨道208接合，并且如果使用或者可选择地，多个电触头106的至少一个直接与导电轨道211接合，并且电触头106中的至少一个直接与导电轨道212接合。
其他示例性总线系统(其中可以使用下文描述的通信协议和软件)在2015年12月31日提交的美国申请号14/986,225、2015年9月18日提交的美国申请号14/857,918、2013年9月18日提交的美国申请号14/030,768、2012年11月13日提交的美国临时申请号61/725,795、2013年2月25日提交的美国临时申请号61/768,907、2012年10月3日提交的美国临时申请号61/744,777和2012年10月3日提交的美国临时申请号61/744,779中公开，其公开内容通过引用的方式整体并入本文。
现在参考图5，示出了低压配电(“LVPD”)系统50的示例。在所示的示例中，电路图描绘了LVPD系统50的各种组件之间的连接。LVPD系统50包括多个电连接的模块和子系统。在所示的示例中，LVPD系统包括AC/DC电源单元(PSU)52、配置控制模块(CCM)54和总线轨道子系统56。AC/DC PSU 52可以例如将以交流(AC)电提供给单元的建筑物电力转换为用于LVPD系统50的直流(DC)电，以提供给设备。CCM 52包括控制器53，用于存储和处理对系统50进行管理的命令以及所安装的设备的控制信号。总线轨道子系统54可以是例如以上如图2所示的轨道。这些组件共同提供与如上面参考图1、3和4所讨论的充电模块(CM)的连接，充电模块(CM)包括1SW A型USS CM、15W C型USS C.M、30W C型带USB-PD CM以及W DC桶状(Barrel)输出CM。
在图5所示的示例中，物理设计包括将多个连接器模块中的每一个连接在一起的单根导线，以便支持数字通信以及分布式电源容量。为此，总线轨道的中心导体提供控制器与所连接的模块之间通信的信号线。“内部”电源轨道组的接地连接为电源电路提供接地回路。因此，如上所述，所有模块必须连接到内部电源轨道组的接地。
现在参照图6，示出了驱动电路的电路图。连接/控制模块(CCM)62用作数据总线66的主电路设备，而充电器模块(CM)64用作次级电路设备。这允许CCM 66控制连接到轨道的每个设备的通信和电力分配。CCM 62控制何时允许设备通信以避免冲突。通过将信号连接到诸如接地回路68的接地组件，示例电路中的所示组件之间的数据总线66中的轨道连接以“漏极开路”或“集电极开路”设计进行设置。
数据总线64的特性阻抗是-120欧姆。120欧姆的电阻放置在CCM 62内以及总线另一端的总线“终端器”内。它们共同均衡电路元件的电阻，并在总线的IEM仿真中得到证实。在使用的示例中，总线电压设置为标称值-2.8V。总线电压通常选择为用于抗噪声的高压和用于最小电磁干扰的低压之间的折衷。CCM 62通常将数据总线保持在“高”状态(-2.8V)，而设备(CCM 62或CM 64)在总线上通信。CCM 62配置为在必要时(例如用于通信)将线拉低，以防止信号噪声损害CCM 62和连接器之间的通信流。
CM包括二极管桥65。二极管桥65是支持CM 62旋转所必须的，并使CM 64接地比CCM62接地高-0.2-0.4V(Vd)。由于CM模块在接地路径中包含二极管桥以及总线轨道的接地路径电阻，因此信号电平可能在整个系统上有所不同。接地路径电阻导致额外的-0.3V压降(lgnd*Rgnd)。因此，在CCM 62和最坏情况CM 64之间，低压和高压数据总共变化高达-0.7V。
参照图7，示出了接收器电路的电路图。CCM 62中的主比较器72和CM 64中的模块接收器74用作具有接收器阈值的接收器电路。接收器阈值是比较器被激活时的预定水平。接收器阈值在每个设备的最坏情况的高值和最坏情况的低值之间居中。由于比较器的CM64的输出的接地偏移处于CCM 62中的处理器的逻辑电平，因此CCM 62和CM 64之间的接收器阈值不同。
在示例数据总线66内，总线速度已被设置为大约每秒230,400位。在该速度下，示例电子数据总线可以基于最大总线流量的最坏情况模拟来处理连接到轨道的最大数量的设备及其相应的模块64。在此示例中，该速度由用于仿真的示例性处理器(用于CM NXPLP1769的Microchip 8位PIC 16LF18345、用于CCM的32位ARM Cortex M3)支持。考虑用于数据总线通信和处理的其他合适的处理器。
数据总线66内的数据字节帧遵循标准的通用异步收发器(“UART”)协议。通信协议包括每个信息包的一个起始位和一个停止位，并且要求10位来发送每个8位数据字节，其中最低有效位首先发送。发送时，首先以最高有效字节发送字节。数据总线66使用通过处理器硬件实现的UART协议。
更具体地，对于通信总线协议，CCM 62通过其处理器控制每个设备何时可以访问通信总线。处理器的控制用于防止总线冲突。沿着总线，发送至少三种类型的消息：1)直接消息、2)广播消息、以及3)请求消息。
在直接消息中，CCM 62用消息寻址特定的CM 64，CM必须在指定的时间限制内(例如，在示例数据总线中为1.5ms)立即响应该消息。只有所寻址的CM可以响应直接消息以防止冲突。所有其他CM忽略未对其进行寻址的消息。在这种情况下，CCM 62可以例如指示CM64要消耗多少电流或者请求设备类型识别。
在广播消息的情况下，CCM 62向总线上的所有设备发送“广播”消息，任何CM 64都不需要响应该消息。该消息可以是传送定时或轨道的相关信息。
在请求消息场景中，CCM 62发送具有许多CM 64可以在其中进行响应的“时隙”的接入广播消息。这仅用于新添加的CM 64的初始总线访问。每个CM 64随机选择要响应的时隙中的一个。如果CCM 62没有接收到来自CM 64的消息，则CM 64被编程为选择新的时隙。由于两个或多个CM 64随机选择同一时隙而与另一个CM 64发生冲突，可能导致响应不足。
每个消息结构包含四个元素：1)8位总线地址、2)16位信息首标(Header)、3)可选数据字节数、以及4)循环冗余校验。
8位总线地址将消息引导到正确的设备。CCM 62总线地址通常是第一个可能的数字，在256位示例中，这将是0。广播消息也获得分配的地址，在256位示例中，广播消息将使用总线地址255。每个CM 64由CCM 62的处理器分配一个总线地址。在一个示例中，每个CM64将被分配一个地址。所有CM“监听(listen)”他们已分配的总线地址。在256位示例中，为每个CM分配从1到254的总线地址。每次将CM 64添加到总线时，CM 64分配的号码可能会改变。CM 64忽略目的为其分配的地址之外的其他地址的任何消息。
信息首标提供有关需要处理的以下消息的基本信息，包括消息的大小、消息标识符和消息类型。消息大小以字节数表示。在16位首标的示例中，数据字节数是最多63字节消息的6位标识符。消息的标识符是用于区分不同消息(例如发送到同一接收设备的消息)的数字。在16位首标的示例中，3位消息ID(MessageID)值从0到7循环，作为每条消息的唯一ID。
最后，确定消息类型。在16位首标的示例中，这是一个6位标识符。例如，消息类型标识符可以是特定类型的消息(如初始化、断开连接或错误报告)。一些特定类型的消息是：验证消息验证设备不是现有设备的副制品。规范(specification)查询是获取从设备(slave device)功能的消息，包括确定设备类型以及设备是否支持充电模块以外的其他模块。电源管理消息控制CM 64消耗的电量，例如将电源设置设定为7.5W、15W或根本没有电源。轮流呼叫消息获得在每个连接的CM 64处的电流测量值。这些轮流呼叫消息可用于检测消耗电流而没有链接到系统的“外来设备”。质量保证消息可用于测试目的，例如测量位误码率。
在信息首标之后，可以发送许多数据字节。对于某些消息(例如错误报告)，系统可能不需要发送比消息类型更多的信息。但是，其他消息可能需要同时发送信息。信息首标中指示的可选数量的数据字节包括沿总线发送的数据。在示例数据总线中，消息的长度范围为4-37个字节。
每个消息以错误检查特征结束，例如循环冗余校验(CRC)。错误检查是对消息内容的位进行数学推导，以验证位的正确传输。在示例消息中，错误检查是8位还是10位取决于消息中的字节数。在所示的示例数据总线中，错误检查设计的最小汉明(Hamming)距离为4。
参见图8，其示出了控制设备(如上面所示的CCM 62)和所连接的模块(如CM 64)之间的注册过程。为了连接新设备，在方块80，CCM 62周期性地发送“GetNewDevices”消息序列。新设备注册序列中的每个消息具有在该消息之后的多个定义的时隙，例如在所示的示例中为十六个。消息序列由许多消息组成，例如在所示的示例中为八个。分发消息以避免冲突，例如消息可以被均匀分布在一秒的时间内。只有没有分配总线地址的CM 64才会响应“GetNewDevices”消息序列。示例系统中的CCM 62通常每秒发送一个序列。在低压电力系统的一些示例中，注册过程还包括认证过程，例如在CCM和CM之间的加密预定义的握手。
在方块81，CM 64随机选择要响应的一个时隙，例如128个可用时隙中的一个。当时隙发生时，CM 64利用“Send/D”消息在时隙内将其72位设备地址发送到CCM 62。在方块82，CCM 62用“SetBusAddress”消息及其标识信息(例如用72位设备地址和分配的8位总线地址(例如1-254))响应“Send/D”消息。在方块83，CM 64回复确认消息。所有与CM的未来通信都使用8位总线地址。一旦使用图8中所示的过程将CM 64注册到CCM 62，CCM 62可以通过用其唯一标识符(例如，8位总线地址)对其进行寻址来与CM 64通信。
为了与CCM交互并监控所连接设备的电源使用，将软件加载到CM 64本身的本地处理器上。CM软件支持引导加载程序以通过数据总线加载新代码。如上所述，最初，CM软件仅通过随机选择时隙来发送“Send/D”消息响应“GetNewDevices”消息序列。在示例系统中，总线软件支持接近满容量(每秒230,400位)的通信，并且不会丢失任何消息。CM软件还执行警报功能，以在发生物理或技术错误时向系统发出警报，包括确认消息定期从CCM接收。
此注册完成后，CM软件将监控数据总线并识别其被寻址的消息。如上所述，CM 64由CCM 62分配地址。CM软件接收所有消息，执行CRC校验/校正，然后确定地址是否匹配其总线地址或者其是否是可用的广播消息。如果消息不是用于CM 64，则丢弃数据。如果消息被正确地投递，则CM软件处理消息并在所分配的时间窗口(在示例系统中约为1.5ms)内相应地响应。消息响应可以包括通过确认或提供信息来响应其被投递的消息。其他消息响应可以包括基于从CCM 62接收的消息类型来执行所请求的动作。
CM软件监控和验证系统属性，例如模块温度、CM输出电压、输入电压和电流。电流测量定期进行。电流测量的定时由CCM 62周期性发送的“StartCurrentMeasure”广播消息设置。当接收到该广播消息时，CM 64测量输入电流。当由专门发送到每个CM 64的“GetCurrent”消息请求时，测量数据报告给CCM 62。响应于“SetMaxPower”消息，CM软件可以按照CCM输出设置的指示(在所示示例中为15W、7.5W或0W)启用五伏直流输出。CM软件还按照CCM 62的指示参与位误码率(BER)测量。
对于CCM 62，数据端口提供将新代码加载到系统中特别是CCM软件的方法。在上面示出的示例CCM 62中，数据端口是设备侧的USB端口。如本例所示，使用闪存驱动器中包含的文件将新代码加载到系统中，该文件在连接驱动器时由CCM软件自动安装。CCM验证新代码加载并将新代码传输到其内存中。在重置CCM之前，新代码未初始化并在系统上运行，以防止系统在使用时脱机。重启后，CCM运行新代码。将先前的代码存储在CCM中，以备用户需要使用一种机制恢复设备以还原到先前版本。
CCM软件接收由CM 64发送的所有消息。CCM软件接收并处理所有消息，执行CRC校验/校正，然后确定地址是否匹配其总线地址(在该示例中为0)。在一些示例中，CCM 62不处理所有通信，并且一些CM 64彼此通信。与CM软件一样，CCM软件支持满容量(示例中为每秒230,400位)的总线，而不会丢失任何消息。CCM软件还与CM 64协同执行警报功能。
CCM软件提供隔离检测过程和外来检测过程，隔离检测过程用以防止用户在不与总线通信的情况下从导体分接电力，外来检测过程用以防止假冒的连接器被用于对连接到其上的设备进行充电。如上所述，CCM软件还周期性地发出“GetNewDevices”消息序列以实现上述的注册方法，以及“StartCurrentMeasure”以指示输入电流的测量。当CM都报告了电流测量值时，CM软件将所有电流测量值相加，并将总和与CCM做的电流测量值进行比较，以确定是否有任何外来设备从两个系统电源中的任何一个消耗电流。在一些示例性低压配电系统中，外来或其他无响应设备被发送0W消息以防止其消耗电力。在其他示例LVPD系统中，CCM软件可以关闭流向整个总线的电流或关闭流向其中检测到外来设备的其一部分的电流。
CCM软件还提供对整个系统的设备和功耗的管理。CCM软件包括非顺序传输消息队列，用于按优先级顺序发送消息。队列维护要传输的消息列表，但CCM软件为每条消息设置优先级。消息按优先级顺序发送，以最大化总线容量。
参照图9，在所示的示例中，描述了在诸如CCM 62的控制器和诸如CM 64的一系列模块之间的智能负载判优(ILA)的示例方法。智能负载判优与CM64协调管理提供给每个设备的电力。智能负载判优(ILA)是一种软件功能，旨在：1)防止由于用户设备超过给定LVPD系统上的PSU容量而导致系统自动关闭，以及2)在LVPD系统上启用最大数量的用户设备。LVPD系统使用ILA根据设备使用情况分配电力，以增加总系统容量。因为CM与CCM通信，所以可以通过限制每个上的电流来维持总电流。ILA可能会根据不同安装位置(例如，机场或酒店)而改变性能。
在方块91，由ILA定义并维护电力余量储备。电力余量储备是允许在CM 64之间分配的总电流与系统可以处理的最大电流负载之间的差值。余量储备用于防止电力需求的突然增加，如果发生过载，这将导致短路保护以关闭系统。调整电力余量储备可以最大化连接设备的数量，并将特定位置/使用情况中的意外关闭最小化。在一些示例性LVPD系统中，CM64的功耗限制可能不会立即响应。因为LVPD系统对于用户设备使用多少电量以及其何时使用电量不具有立即控制。用户设备可以在任何给定时间改变其功耗，并且系统必须能够在不关闭的情况下适应它。
如果电流超过安全水平，CCM可以关闭电源单元并且自动重启。CCM提供快速短路检测和关闭程序，以最小化由于检测到短路引起的火花。在方块91A，测量电流功率。如果电流功率消耗水平超过预设安全限制，则在方块91B重置设备。然而，该系统可能会通过禁用电源流来中断用户体验，直到设备重置为止。
为了防止用户在使用LVPD系统的轨道时断电，ILA还可以通过在设备之间均匀分配电力来维持安全的最大电流。为此，ILA在添加每个新设备(例如，连接到设备的CM 64)期间管理可用的最大电力。默认情况下，CM 64设置为消耗0W，直到其与CCM 62通信，但在其他示例中，可以消耗另一个默认的功率值，例如15W。
在方块92，当连接新模块时，其启动在ILA的示例实现中的负载管理系统。在方块93，系统检索每个新设备的基本电力设置。如上所述，这可以通过与所连接设备的通信来实现或由用户购买的CM 64的类型来确定。在方块94A，将可用电力(其是CM 64使用的电流电力与最大安全电力水平之间的差值)与新设备所请求的电力进行比较。在其他示例中，可用电力可以被计算为最大安全电力水平与允许所有连接的设备的电力之和之间的差值。如果可用电力足够，则在方块95为新模块分配所请求的全部电量、基本电力设置。
如果可用电力不足，则系统可以通过限制其他连接的设备的电力来进行调整以允许新设备消耗一些电力。在方块94B，系统检测所连接的模块总共和单独消耗的电量。在方块94C，系统向每个模块发送命令以降低其总可用功率，使得可用电力增加以允许新模块至少能够获得其所请求的电力的一部分。在方块94D，向新模块分配允许的电力最大值，该最大值是其最初请求的基本电力设置的至少一部分。在重新分配最大电力设置时，ILA算法可以将CM可用电力设置为离散量，例如15W、7.5W或0W，或特定数量。在一些示例中，ILA可以动态地缩放每个模块的电力限制。
如果不能完成重新平衡，或者在设备的一些其他示例中，系统不能重新平衡，则模块的电力将消耗并防止其他新添加的设备消耗电力。通过向模块发送0W命令并防止模块消耗电力，低压电源系统不会超过安全总电流。在任一情况下，示例性LVPD系统可以继续向先前连接的设备提供不间断的电力。
在方块97A，ILA执行错误检查。在方块97B，如果检测到CM 64发送错误，则CCM可以发送0W命令以防止其消耗更多电力。该方法确保不会超过总线电源的最大容量，并且电力被连接到CM的各种设备共享。在一些示例中，CM可以检测其连接的设备的类型并提供最大效率所需的适当电流量。在其他示例中，CM是专门为某些类型的设备购买的，以达到适当的电流量的目的。
在方块98，ILA执行电流检查以确定在系统返回到方块91之前所分配的电力是否仍在设置参数内。ILA和CCM软件提供关于记录该电流信息以及其他数据的系统的历史性能信息。CCM软件记录有关CM使用情况的统计信息，例如跟踪已连接设备的数量、被阻止设备(设置为0W)的数量或其他运行统计信息。保存统计信息以确定ILA算法的性能以及向用户提供有关其安装的数据。可以通过数据端口连续删除(removed)此数据以允许连接的PC监控CCM活动或将其下载到USB驱动器上。持续监控还允许用户进行BER测量。
如本文所述，低压配电系统被设计为接受标准通用交流输入功率并将其转换为“触摸安全”+24V直流电压，以满足诸如UL和NEC 2级行业要求。该系统还提供在暴露的轨道系统上分配+24V直流电，这允许容易地接通电力以用于用户的设备充电及其并发操作。该系统本身提供控制和配置功能，以便每个系统具有最大数量的用户，并允许轨道处理所连接设备的故障管理。
提供对所公开的实施方式的先前描述是为了使本领域的技术人员能够制作或使用本发明。对这些实施方式的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其他实施方式。因此，本发明并不旨在限于本文所示的实施方式，而是与符合本文所公开的原理和新颖特征的最宽范围相一致。

Claims (20)

1.一种智能管理包括多个连接模块的低压总线系统的电力负载的方法，包括：
定义电力余量储备；
监控低压总线系统的总电力负载；
将新模块连接到低压总线系统；
检索新模块的基本电力设置；
计算剩余可用电力；
将新模块的基本电力设置与可用电力进行比较；
如果新模块的基本电力设置超过剩余可用电力，则重新分配连接模块的最大允许电力；以及
为新模块分配新模块允许的最大电力，其中允许的最大电力为：
如果可用电力超过新模块的基本电力设置，则为基本电力设置，以及
如果新模块的基本电力设置超过可用电力，则为基本电力设置的一部分。
2.根据权利要求1所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，还包括：
将总电力负载与安全电力负载限值进行比较；
如果超过安全电力负载限制，则停止向连接模块所连接的轨道供电；以及
经过一段时间的等待后恢复系统的电流。
3.根据权利要求1所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，其中，模块根据产品类型检测模块的基本电力设置。
4.根据权利要求1所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，其中，模块的基本电力设置预先设置到模块中。
5.根据权利要求1所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，还包括：
检查来自连接模块的错误消息和响应；
如果模块在其中，则停止向连接模块供电；以及
重置系统。
6.根据权利要求1所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，其中，最大允许电力作为离散设置分配给每个连接模块。
7.根据权利要求1所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，还包括检测每个连接模块的电力消耗。
8.根据权利要求7所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，其中，最大允许电力作为根据功耗的可缩放的设置分配给每个连接模块。
9.根据权利要求1所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，还包括保留与总电流、每个连接模块的电流、连接模块的计数、每个模块连接的时长、每个连接模块的峰值电流中的至少一个有关的历史数据。
10.根据权利要求1所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，还包括外来检测程序。
11.根据权利要求10所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，其中，外来检测程序能够关闭流向整个总线的电流或关闭流向其中检测到外来设备的其一部分的电流。
12.根据权利要求12所述的智能管理低压总线系统的电力负载的方法，还包括通过将整个总线或其一部分上的模块被提供的电流总和与提供给整个总线或其一部分的电流量进行比较来检测外来设备。
13.一种低压配电系统，包括：
电气总线，其包括载体和沿载体线性设置的导电元件；
多个具有基本电力设置和最大允许电力的连接器模块，连接器模块适于可释放地连接到与电气总线进行电力通信的载体；
具有总电力负载的电源单元；以及
控制模块，其配置为监控低压总线系统的可用电力和总电力负载，控制模块与每个连接器模块通信并且能够检索基本电力设置；
其中，当新的连接器模块连接到电气总线时，控制模块：
如果新模块的基本电力设置超过可用电力，则重新分配每个连接模块的最大允许电力，以及
为新模块分配新模块允许的最大电力，其中允许的最大电力为：
如果可用电力超过新模块的基本电力设置，则为基本电力设置，以及
如果新模块的基本电力设置超过可用电力，则为基本电力设置的一部分。
14.根据权利要求13所述的低压配电系统，还包括故障检测系统。
15.根据权利要求14所述的低压配电系统，其中，故障检测系统配置为将总电力负载与安全电力负载限制进行比较，并且如果超过安全电力负载限制则关闭系统。
16.根据权利要求15所述的低压配电系统，其中，故障检测系统还配置为自动重置系统。
17.根据权利要求13所述的低压配电系统，其中，连接器模块配置为根据连接设备类型来检测和输送基本电力设置。
18.根据权利要求13所述的低压配电系统，其中，控制模块还配置为检测每个连接模块的电力消耗。
19.根据权利要求18所述的低压配电系统，其中，控制模块还配置为通过取决于为每个连接模块检测到的电力消耗的可缩放因子来重新分配最大允许电力。
20.一种低压配电系统，包括：
电气总线，其包括具有沿载体线性设置的至少一对导电元件的载体以及在至少一对导电元件中间的载体承载的线性设置的铁磁元件；
多个连接器模块，其具有基本电力设置和最大允许电力，连接器模块适于以相对于载体的多个方向可释放地连接，载体与电气总线进行电力通信；
具有总电力负载的电源单元；
由壳体承载的多个导电触头，其中多个导电触头设置成使得当壳体在相对于载体的多个方向中的每个方向上可释放地连接到载体时，多个导电触头中的至少第一导电触头将接合至少一对导电元件中的一个，并且多个导电触头中的至少第二导电触头将接合至少一对导电元件中的另一个；
至少一个磁体，其由壳体承载并且设置在多个导电触头之间，其中，至少一个磁体设置成产生磁场以与载体的铁磁元件磁性配合，以在相对于载体的多个方向中的至少每个方向上将壳体可释放地连接在载体上；以及
控制模块，其配置为监控低压总线系统的可用电力和总电力负载，控制模块与每个连接器模块通信并且能够检索基本电力设置；
其中，当新的连接器模块连接到电气总线时，控制模块：
如果新模块的基本电力设置超过可用电力，则重新分配每个连接模块的最大允许电力，以及
为新模块分配新模块允许的最大电力，其中，允许的最大电力为：
如果可用电力超过新模块的基本电力设置，则为基本电力设置，以及
如果新模块的基本电力设置超过可用电力，则为基本电力设置的一部分。
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