具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明的一个实施例公开了一种生态算力型冷热电气系统，包括超能算力模块1、储能及能量转换器2以及用于对储能及能量转换器2进行供电的供电系统3；供电系统3的能量包括市电输入的电能和产生该电能所消耗的能量。

超能算力模块1用于计算储能及能量转换器2输出的能量与供电系统3所消耗的能量之比，得出能耗比；使得能耗比始终保持在100％以上。

储能及能量转换器2输出的能量通过超能算力模块1的计算后根据能量供给需求分配给制冷系统4、供热系统5；

在本实施例中，制冷系统4为吸收式冷水机组

储能及能量转换器2包括水箱20、加热单元21以及循环水泵22；

加热单元21设置有进水口和出水口，水箱20通过水管与进水口相连通，出水口通过水管与循环水泵22的进水端相连；

加热单元21包括至少一块用于控制水箱20及循环水泵22的控制芯片210，水箱20的水通过控制芯片210的发热所产生的热量在加热单元20内进行热交换，热交换后的水通过循环水泵22进行热量的输出。

本实施例将控制芯片工作所产生的热量进行集中并通过该热量对水箱中的水进行加热，加热后的水温有55℃，通过计算可知55℃的水(G＝55m³/h)所具有的热能为321KW，本实施例中的供电系统包括市电输入的电能(151.5KW)和产生该电能所消耗的能量(22KW)，也就是说明供电系统所消耗的总能量是173.5KW，上述能量数值均实时传输至超能算力模块1进行计算，计算后得出实时的能源比为：321KW/173.5KW＝185％，也就是说储能及能量转换器不仅不耗能，而且还能输出更多的能量，输出的能量可以根据需求分配给制冷系统或供热系统或同时供给制冷系统或制热系统，具体可以为所有输出的能量完全供给制冷系统的吸收式冷水机组，使得吸收式冷水机组输出Q＝208KW，可供应150m²区域制冷(180W/m²)。

或者55℃的水的热量完全供给给供热系统，当供热系统为地暖系统时，可集中供暖单位负荷30W/m²可供采暖面积10700m²；

当供热系统为散热片供暖时，集中供暖单位负荷40W/m²，可供采暖面积8025m²；

当供暖系统为风盘制热时，集中供暖单位负荷150W/m²，可供采暖面积2140m²。

本实施例通过利用芯片工作产生的热量可水箱中的水加热可实现不耗能的供给制冷或供热系统，减少能量的浪费，增加能量的利用率，减小能耗。

如图2所示，超能算力模块1包括设置在模块内的控制主板和算力板，算力板一侧设有控制主板，控制主板上设有MCU芯片，算力板端部设有连接接口，算力板上嵌设有若干个算力芯片，连接接口与算力芯片相互连接，控制主板通过连接接口与算力板连接，以实现MCU芯片对算力芯片的通信定位。MCU芯片具有内存、计数器、A/D转换、数据传输、记录等芯片功能，能够与算力芯片进行数据传输及数据处理能力。

连接接口可以包括串口、RS232(异步传输标准接口)、USB接口、以太网接口、PCI接口和PCIE接口中的至少一种。

其中，PCI借口为外设部件互连标准接口，算力板采用有利于快速散热的铝基材质为底材，在算力板上嵌设若干个算力芯片，位于铝基底材和算力芯片背面之间设置有布线层，该布线层用于在算力芯片背面通信布线，使连接接口402与算力芯片互接。

算力板上设有元器件，元器件为包括但不限于设置在每一算力芯片一侧的晶振。为进一步获取到算力芯片的相应定位信息，可在算力板上设置多个元器件，每个元器件对应设置在每一算力芯片一侧，MCU芯片与算力芯片通信后便可获取到相应的定位信息，其中，元器件为包括但不限于晶振、锁相环(PLL)等。

本实施例通过在控制主板内设置MCU芯片，建立MCU芯片与算力芯片之间的通信连接，使得MCU芯片能够快速定位出算力板中的出现故障的算力芯片位置，减少设备故障对生产效益的影响。

如图3所示，控制主板上还设置有电源模块，电源模块包括主供电电路和副供电电路，主供电电路、副供电电路均通过供电切换电路与MCU芯片电连接；本实施例通过设置主供电电路和副供电电路的两条供电线路对MCU芯片进行供电，并在供电线路上设置隔离开关、断路器及晶闸管开关实现两个供电电路之间的供电快速切换，保证MCU芯片在主供电电路故障的情况下仍能运行。

供电切换电路包括第一断路器60、第二断路器61、第一隔离开关62、第二隔离开关63以及两个晶闸管反向并联形成的晶闸管开关64：第一断路器60的第一端与第一隔离开关62的第一端电连接并形成第一公共端，第一公共端与主电源的输出端电连接，第二断路器61的第一端与第二隔离开关63的第一端电连接并形成第二公共端，第二公共端与备用电源的输出端连接；第一隔离开关62的第二端与第二隔离开关63的第二端电连接并形成第三公共端，第三公共端与晶闸管开关64的第一端电连接，晶闸管开关64的第二端分别与第一断路器60的第二端和第二断路器61的第二端电连接并形成第四公共端，第四公共端与MCU芯片电连接。其具体切换工程为：

具体工作工程为：

主供电电路有两条供电路径，主供电电路的第一供电路径为第一断路器支路；主供电电路的第二供电路径为第一隔离开关—晶闸管开关支路。

副供电电路线路有两条供电路径，副供电电路的第一供电路径为第二断路器C支路；副供电电路的第二供电路径为第二隔离开关-晶闸管开关支路。

在主供电电路正常的情况下，闭合第一断路器60，使主供电电路通过第一断路器60支路为MCU芯片供电。同时，闭合第二隔离开关63，断开第一隔离开关62，断开晶闸管开关64，断开第二断路器61，第二隔离开关-晶闸管开关支路作为备用支路。

主供电电路发生故障，断开第一断路器60并给晶闸管开关64发出触发命令，由于第一断路器60拉开后，第一断路器60产生的电弧电压使晶闸管开关64其中的一个晶闸管处于正偏状态，使其触发导通，电流可迅速的切换到第二隔离开关-晶闸管开关支路，由于第二隔离开关-晶闸管开关支路电压接近于零，第一断路器的电弧迅速熄灭。再依次闭合第二断路器61，断开晶闸管开关64的触发信号、断开第二隔离开关63，使电流从第二隔离开关-晶闸管开关支路切换至第二断路器61支路，此时由副供电电路通过第二断路器62支路稳定为MCU芯片进行供电，实现主供电电路故障情况下迅速切换到备用电源对门禁系统进行供电。

在主供电电路恢复正常后，闭合第一隔离开关62，使第一隔离开关—晶闸管开关支路作为备用支路。断开第二断路器61并给晶闸管开关64发出触发命令，第二断路器61产生的电弧电压使晶闸管开关64其中的一个晶闸管处于正偏状态，使其触发导通，电流可迅速的切换到第一隔离开关-晶闸管开关支路，由于第一隔离开关-晶闸管开关支路电压接近于零，第二断路器的电弧迅速熄灭。再依次闭合第一断路器60，断开晶闸管开关64的触发信号、断开第一隔离开关62，使电流从第一隔离开关-晶闸管开关支路切换至第一断路器60支路，此时由主供电电路通过第一断路器60支路稳定为MCU芯片进行供电，实现在主供电电路恢复的情况下副供电电路迅速切换到主供电电路对MCU芯片进行供电。

如图4所示，主供电电路包括变压器、吸收电路、MOS管和稳压电路；

变压器的初级绕组的第一端与电源连接，第二端与MOS管的漏极连接，MOS管的源极接地；

吸收电路包括相互串联的电容和二极管，电容的第一端与变压器的初级绕组的第一端连接，电容的第二端与二极管的负极连接，二极管的正极与MOS管的漏极连接；吸收电路用于吸收MOS管Q1关断时的尖峰电压，当所述MOS管Q1关断瞬间，MOS管Q1的漏极电压迅速上升，二极管D1导通，电容C1开始充电，变压器中的大部分能量将转移到电容C1上，缓解了MOS管的关断过程的电压应力。

吸收电路还可以包括相互串联的电阻A和电阻B，电阻A和电阻B与电容C1并联，用于消耗所述吸收电路的能量，

吸收电路还可以是是其他形式，例如只有一个电阻，或者，上述电阻与二极管D1并联，只要包括上述例子中的电容和与电容串联的二极管即可。

MOS管Q1用于控制变压器T1的初级绕组的第二端与地之间的导通状态，当MOS管Q1的受控端接收到受控电压，MOS管Q1导通，二极管D1截止，初级绕组的第二端接地。

稳压电路的输入端与二极管的负极连接，稳压电路的输出端用于为芯片提供电源。

本实施例通过利用吸收电路吸收MOS管关断时变压器初级绕组的能量，缓解MOS管的关断过程的电压应力，同时，利用稳压电路维持吸收电路输出的信号的稳定性并为MCU芯片提供电源，简化了原有MCU芯片供电电路的较为复杂的结构，降低了成本，解决了芯片的供电问题。

如图5所示，副供电电路包括副电源、电阻R1、电阻R2和MOS管Q1，电阻R1的一端接电阻R2的一端和U1的PA4脚；电阻R1的另一端接MOS管Q1的源极并接地；MOS管Q1的漏极接负载P1的4脚，负载P1的2脚接副电源，副电源由一个低功耗慢响应电源和一个高功耗快响应电源串联形成。本实施例通过上述副供电电路对MCU芯片进行备用供电。

如图6-7所示，MCU芯片还用于接收阻抗检测模块检测到算力芯片的阻抗值，将检测到的阻抗值和预设阻抗值进行比较，根据比较结果发送阻抗切换信号；

阻抗检测模块耦接算力芯片和MCU并用于检测算力芯片的阻抗值并反馈至MCU芯片；

阻抗切换模块耦接算力芯片和MCU芯片，用于响应MCU的阻抗切换信号进行算力芯片的阻抗切换。

还包括比较器U1、NMOS和电阻R3，本实施例通过比较器U1的电压(即算力芯片的电压)是否大于或小于Vref，若比较器U1电压大于Vref，则控制NMOS管导通将电阻R3切入，将算力芯片两端的电压调低，若比较器U1电压小于Vref，则不处理，通过将电压偏高的算力芯片调低，从而使各个算力芯片的电压达到相对的平衡与稳定。

在本实施例中，控制板上还设置有电压控制单元，电压控制单元包括电压检测模块，电压检测模块耦接算力芯片和MCU芯片，用于检测算力芯片的电压值并反馈至MCU芯片；

MCU芯片用于接收电压检测模块检测到的算力芯片的电压值，将检测到和电压值和预设电压值进行比较，根据比较结果发送电压切换信号；

阻抗切换模块响应MCU芯片的电压切换信号进行算力芯片的电压切换。

本实施例默认设置为阻抗控制单元或电压控制单元中的任一一个。当按照默认阻抗控制单元启动时，若检测到的算力芯片的阻抗值比预设阻抗值设置的阻抗大，则通过阻抗切换模块将偏大的阻抗调低，若检测到的算力芯片的阻抗值比预设阻抗值小，则调整信号重新设置各个算力芯片的预设阻抗值；当按照默认电压控制单元启动时，若检测到的算力芯片的电压值比预设电压值大，则阻抗控制模块将偏大的电压调低，若检测到的算力芯片的电压值比预设电压值更小，则通过调整信号重新设置各个算力芯片的预设电压值。

本实施通过上述设置可实现每组算力芯片的阻抗或电压一致及稳定，使算力过程中系统读取到各个算力芯片的数据和ID，保证算力芯片的数据完整，提高算力结果的精确度。

最后说明的是，以上仅对本发明具体实施例进行详细描述说明。但本发明并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。