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一种交直流自适应冗余式检修电源中心

阅读：139发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种交直流自适应冗余式检修电源中心专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种交直流自适应冗余式检修电源中心，包括印制电路基板，其特征在于：所述印制电路基板上装有A冗余单元功能块和B冗余单元功能块以及切换协调电路；所述A冗余单元功能块和B冗余单元功能块均包括用于减小电网高频干扰的抗干扰电路、用于将交流电转换为脉动直流电的交直流自适应电路、用于产生高频电压的高频变压器、用于输出高频矩形波的高压控制器、用于配合控制高频变压器产生高频电压的功率控制电路、用于对输出直流电进行整流滤波的正电源整流滤波回路和负电源整流滤波回路；所述切换协调电路包括用于实现A冗余单元功能块和B冗余单元功能块之间瞬时切换的冗余切换电路、输出防倒灌电路、以及输出升压降压电路。，下面是一种交直流自适应冗余式检修电源中心专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种交直流自适应冗余式检修电源中心，包括印制电路基板，其特征在于：所述印制电路基板上装有A冗余单元功能块和B冗余单元功能块以及切换协调电路。
2.根据权利要求1所述的一种交直流自适应冗余式检修电源中心，其特征在于：所述A冗余单元功能块和B冗余单元功能块均包括用于减小电网高频干扰的抗干扰电路、用于将交流电转换为脉动直流电的交直流自适应电路、用于产生高频电压的高频变压器、用于输出高频矩形波的高压控制器、用于配合控制高频变压器产生高频电压的功率控制电路、用于对输出直流电进行整流滤波的正电源整流滤波回路和负电源整流滤波回路；所述抗干扰电路的输入端连接外部输入电源，交直流自适应电路的输入端连接所述抗干扰电路的输出端且其输出端与高频变压器电连接，所述高频变压器与正电源整流滤波回路和负电源整流滤波回路形成电连接且其与高压控制器形成电连接，所述高压控制器与功率控制电路形成电连接；
所述切换协调电路包括用于实现A冗余单元功能块和B冗余单元功能块之间瞬时切换的冗余切换电路、输出防倒灌电路、以及输出升压降压电路；所述输出升压降压电路的一端与正电源整流滤波回路和负电源整流滤波回路的输出端均形成电连接，其另一端连接有输出升压降压电路，所述输出升压降压电路与冗余切换电路形成电连接。
3.根据权利要求2所述的一种交直流自适应冗余式检修电源中心，其特征在于：所述高压控制器连接有钳位电路和反馈电路。
4.根据权利要求2所述的一种交直流自适应冗余式检修电源中心，其特征在于：所述高频变压器上连接有续流电路。
5.根据权利要求2所述的一种交直流自适应冗余式检修电源中心，其特征在于：所述正电源整流滤波回路和负电源整流滤波回路之间连接有工作指示电路。
6.根据权利要求2所述的一种交直流自适应冗余式检修电源中心，其特征在于：所述高频变压器和高压控制器的公共端通过同向并联的第四电容CF4和第五电容CF5接地。
7.根据权利要求2所述的一种交直流自适应冗余式检修电源中心，其特征在于：所述高压控制器采用电源管理芯片SI9110Dj。

说明书全文

一种交直流自适应冗余式检修电源中心

技术领域

[0001] 本发明涉及电气维护检修设备技术领域，特别涉及一种交直流自适应冗余式检修电源中心。

背景技术

[0002] 在电力行业中，对电气仪器仪表的检修维护作业是一项除了生产作业外，占用时间最长的作业活动，在这些检修工作过程中，检修用电取电的便利性、多样性、可靠性很少人关注，所用电源大多被认为是临时电源，不够重视，往往造成现场的不规范用电取电，导致安全事故和被检测设备的损坏。

[0003] 随着工业自动化、智能化的普及，检修维护的电力电子、仪器仪表设备的种类繁多，各自的工作电压也多种多样，有交流，有直流，且直流又分多种电压等级，然而对这些设备的维修都是在应用现场就地维护检测、修理，检修作业人员需要不停更换各式各样的检
修电源装置，来获取对应的工作电源。这种模式给检修工作带来诸多不便。

[0004] 另外，在检修期间，现场用电单位多而杂，交流用电电压波动较大，这就对仪器和测试设备的用电安全构成威胁，对于需要长期稳定供电的负载，通常用到的开关电源是采用两个独立的开关电源然后通过外回路桥接成冗余供电，再用双电源切换装置机构来自动
切换的，这种冗余切换模式是基于装置与装置之间的配合，因此切换时间耗时较长，对于比较敏感的负载都将造成失电风险，一旦断电，则负载很容易全部失电，造成严重后果。

发明内容

[0005] 本发明的主要目的在于提供一种交直流自适应冗余式检修电源中心，可以有效解决背景技术中的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种交直流自适应冗余式检修电源中心，包括印制电路基板，其特征在于：所述印制电路基板上装有A冗余单元功能块和B冗余单元功能块以及切换协调电路。

[0007] 进一步的，所述A冗余单元功能块和B冗余单元功能块均包括用于减小电网高频干扰的抗干扰电路、用于将交流电转换为脉动直流电的交直流自适应电路、用于产生高频电
压的高频变压器、用于输出高频矩形波的高压控制器、用于配合控制高频变压器产生高频
电压的功率控制电路、用于对输出直流电进行整流滤波的正电源整流滤波回路和负电源整
流滤波回路；所述抗干扰电路的输入端连接外部输入电源，交直流自适应电路的输入端连
接所述抗干扰电路的输出端且其输出端与高频变压器电连接，所述高频变压器与正电源整
流滤波回路和负电源整流滤波回路形成电连接且其与高压控制器形成电连接，所述高压控
制器与功率控制电路形成电连接；所述切换协调电路包括用于实现冗余单元功能块和冗余
单元功能块之间瞬时切换的冗余切换电路、输出防倒灌电路、以及输出升压降压电路；所述输出升压降压电路的一端与正电源整流滤波回路和负电源整流滤波回路的输出端均形成
电连接，其另一端连接有输出升压降压电路，所述输出升压降压电路与冗余切换电路形成
电连接。

[0008] 进一步的，所述高压控制器连接有钳位电路和反馈电路。

[0009] 进一步的，所述高频变压器上连接有续流电路。

[0010] 进一步的，所述正电源整流滤波回路和负电源整流滤波回路之间连接有工作指示电路。

[0011] 进一步的，所述高频变压器和高压控制器的公共端通过同向并联的第四电容和第五电容接地。

[0012] 进一步的，所述高压控制器采用电源管理芯片SI9110Dj。

[0013] 进一步的，所述A冗余单元功能块在供电时，外部交流或直流输入电源通过抗干扰电路中的第一熔断器PF1后再经第一电感LF1、第二电感LF2、第三十一电容CF31、第三电感LF3减小来自电网的高频干扰，由交直流自适应电路中的第十三二极管DF13将交流电转换
为半波，再经过第十一电容CF11、第二十六电容CF26、第二十七电容CF27滤波后转换为脉动直流电VINA，当所述直流电VINA被送入变压器时，变压器的辅助线圈会产生感应电压VIN1，所述感应电压VIN1经过第十五二极管DF15和第七二极管DF7整流再经第四电容CF4和第五
电容CF5滤波后送至电源管理芯片SI9110Dj，此时电源管理芯片通过输出高频的矩形波来
控制功率控制电路中的场效应管IRFP450B开关QF4，从而控制高频变压器在次级线圈产生
高频电压，所述高频电压经正电源整流滤波回路和负电源整流滤波回路的整流滤波后输出
平稳的直流电。

[0014] 进一步的，所述交直流自适应电路可实现交直流输入的自动识别和宽压自动适应，当输入电源为交流时，第十三二极管DF13和第三十电容CF30将交流电转换为的直流电，而后高压控制器控制高频变压器通断，再高频变压器的次级输出高频脉冲，再经整流滤波
后变换为平稳的直流电；当输入直流电时，第十三二极管DF13和第三十电容CF30起到反接
保护的作用，此时的控制原理与交流电相同。

[0015] 进一步的，所述B冗余单元功能块与A冗余单元功能块的电路结构和原理均相同。

[0016] 进一步的，所述切换协调电路适时监视着A冗余单元功能块和B冗余单元功能块的供电工作情况，当A冗余单元功能块失电时，则激发A冗余单元功能块的续流电路的续航电
容CF8放电，这使得A冗余单元功能块可维持一至两秒的供电，而在此期间同步接通B冗余单元功能块的供电，反之同理，如此便可实现双电源的自动无缝切换，对负载实现不间断供
电，提升供电可靠性。

[0017] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0018] 1、能自动识别和适应交流或直流电源的供电输入，且宽压范围:DC 88V-250V，AC 120V-230V，因此开关电源本身的工作电源受限于作业环境的电能质量要求低，即波动较大的输入电源也不会影响开关电源的工作；直流输出多达6种电压等级：±3.3V，±5V，±15V，±12V,±24V,±48V,能满足工业电气或电力电气的仪器仪表各种常用工作电压的用电需
求，按需切换，交直流混用电源不会受到损伤，解决了携带多种、多个单一的开关电源去应用的问题，降低了检修人员误操作所造成的损失。

[0019] 2、将两套独立电路的冗余逆变电源合入同一块电路板上，相互监视互为备用，其中一路断电或其中一路故障，则在监视程序的指挥下能实现自动无缝切换，切换速度快，能够对负载实现不间断供电，提升供电可靠性。

[0020] 3、通过对输入电压的波动范围，通过“后置式”稳压滤波回路做到电压的容错处理，从而稳定输出，以应对电气检修环境现场电源质量不稳定的问题。

[0021] A冗余单元功能块和B冗余单元功能块附图说明

[0022] 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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0023] 图1为本发明的结构流程图

[0024] 图2为本发明中A冗余单元功能块的电路原理图；

[0025] 图3为本发明中B冗余单元功能块的电路原理图；

[0026] 图4为本发明中抗干扰电路的电路原理图；

[0027] 图5为本发明中交直流自适应电路的电路原理图；

[0028] 图6为本发明中正电源整流滤波回路的电路原理图；

[0029] 图7为本发明中负电源整流滤波回路的电路原理图；

[0030] 图8为本发明中续流电路的电路原理图；

[0031] 图9为本发明中工作指示电路的电路原理图；

[0032] 图10为本发明中钳位电路的电路原理图；

[0033] 图11为本发明中反馈电路的电路原理图；

[0034] 图12为本发明中功率控制电路的电路原理图；

[0035] 图13为本发明中切换协调电路的电路原理图；

[0036] 图14为本发明中冗余切换电路的电路原理图；

[0037] 图15为本发明中输出防倒灌电路的电路原理图；

[0038] 图16为本发明中输出升压降压电路的电路原理图。

具体实施方式

[0039] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 实施例1。

[0041] 参见图1至图16，本实施例中的一种交直流自适应冗余式检修电源中心，包括印制电路基板，所述印制电路基板上装有A冗余单元功能块15和B冗余单元功能块16以及切换协
调电路17。

[0042] 本实施例中的A冗余单元功能块15和B冗余单元功能块16均包括用于减小电网高频干扰的抗干扰电路9、用于将交流电转换为脉动直流电的交直流自适应电路1、用于产生
高频电压的高频变压器12、用于输出高频矩形波的高压控制器13、用于配合控制高频变压
器12产生高频电压的功率控制电路6、用于对输出直流电进行整流滤波的正电源整流滤波
回路3和负电源整流滤波回路2；所述抗干扰电路9的输入端连接外部输入电源，交直流自适应电路1的输入端连接所述抗干扰电路9的输出端且其输出端与高频变压器电连接，所述高
频变压器12与正电源整流滤波回路3和负电源整流滤波回路2形成电连接且其与高压控制
器13形成电连接，所述高压控制器13与功率控制电路6形成电连接；

[0043] 本实施例中的切换协调电路17包括用于实现A冗余单元功能块15和B冗余单元功能块16之间瞬时切换的冗余切换电路10、输出防倒灌电路11、以及输出升压降压电路14；所述输出升压降压电路14的一端与正电源整流滤波回路3和负电源整流滤波回路2的输出端
均形成电连接，其另一端连接有输出升压降压电路14，所述输出升压降压电路14与冗余切
换电路10形成电连接。

[0044] 本实施例中的高压控制器13连接有钳位电路5和反馈电路4。

[0045] 本实施例中的高频变压器12上连接有续流电路7。

[0046] 本实施例中的正电源整流滤波回路3和负电源整流滤波回路2之间连接有工作指示电路8。

[0047] 本实施例中的高频变压器12和高压控制器13的公共端通过同向并联的第四电容CF4 和第五电容CF5接地。

[0048] 本实施例中的高压控制器13采用电源管理芯片SI9110Dj。

[0049] 本实施例中的A冗余单元功能块15在供电时，外部交流或直流输入电源通过抗干扰电路9中的第一熔断器PF1后再经第一电感LF1、第二电感LF2、第三十一电容CF31、第三电感LF3减小来自电网的高频干扰，由交直流自适应电路1中的第十三二极管DF13将交流电转
换为半波，再经过第十一电容CF11、第二十六电容CF26、第二十七电容CF27滤波后转换为脉动直流电VINA，当所述直流电VINA被送入变压器时，变压器的辅助线圈会产生感应电压
VIN1，所述感应电压VIN1经过第十五二极管DF15和第七二极管DF7整流再经第四电容CF4和
第五电容CF5滤波后送至电源管理芯片SI9110Dj，此时电源管理芯片通过输出高频的矩形
波来控制功率控制电路6中的场效应管IRFP450B开关QF4，从而控制高频变压器12在次级线
圈产生高频电压，所述高频电压经正电源整流滤波回路3和负电源整流滤波回路2的整流滤
波后输出平稳的直流电。

[0050] 本实施例中的交直流自适应电路1可实现交直流输入的自动识别和宽压自动适应，当输入电源为交流时，第十三二极管DF13和第三十电容CF30将交流电转换为的直流电，而后高压控制器13控制高频变压器12通断，再高频变压器12的次级输出高频脉冲，再经整
流滤波后变换为平稳的直流电；当输入直流电时，第十三二极管DF13和第三十电容CF30 起到反接保护的作用，此时的控制原理与交流电相同。

[0051] 本实施例中的B冗余单元功能块16与A冗余单元功能块15的电路结构和原理均相同，故此处不再赘述。

[0052] 本实施例中的切换协调电路17适时监视着A冗余单元功能块15和B冗余单元功能块的供电工作情况，当A冗余单元功能块15失电时，则激发A冗余单元功能块15的续流电路7的续航电容CF8放电，这使得A冗余单元功能块15可维持一至两秒的供电，而在此期间同步
接通B冗余单元功能块16的供电，反之同理，如此便可实现双电源的自动无缝切换，对负载实现不间断供电，提升供电可靠性。

[0053] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。

[0054] 此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

[0055] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0056] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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