专利名称：一种高压装置中控制回路的供电电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压装置中控制回路的供电电路。
背景技术：
高压装置，一般主回路电压为交流1KV 35KV，包括高压开关柜、高压软启动器、高压 变频器、高压整流装置、高压有源滤波器等。现有高压装置通常至少需要用户分别提供高压主电源(如三相交流6KV)和外部低压电 源(如单相交流220V)。高压主电源作为动力电源，给高压装置的主回路供电并提供主要的 能量，通过高压装置后供给负载。外部低压电源(单相交流220V、三相交流380或直流220V 等)主要提供高压装置的控制回路(包括电路板、PLC、人机界面、继电器逻辑回路等部件) 所需的直流或交流电。通常来说，高压主电源的供电质量较高，不会经常引起断电或大范围 波动。外部低压电源由于降压、配电等环节较多，加之线路上各种负载复杂，通常会出现断 电，电压波动等故障。外部低压电源的故障会影响控制回路的运行(如CPU由于断电而停止 工作)，从而引起高压装置的跳机或故障。如在图l现有供电电路中，高压输入L1、 L2、 L3 (如 6KV交流)经过主变压器T1后经主回路后给负载提供所需的电能。主变压器根据装置不同的 拓扑结构可分为单副边或多副边，副边电压通常为三相交流380V至UlOOOOV。以单相交流220V 为例，外部低压电源给控制回路供电，图l所示的控制回路各部件内部可能含有各种降压电路 或AC/DC、 DC/DC电路，以实现控制回路内部部件所需的交流或直流电压。在这种供电方式中，高压电源和外部低压电源之间没有任何联系。当外部低压电源故障 时，导致控制回路无法工作，装置停机。常规的解决办法是采用外部低压电源双回路供电自 动切换加不间断电源UPS的方式。用户需要提供二路外部低压电源，其中一路断电后自动切 换到另外一路，切换过程中的短暂断电通过UPS来保证连续输出。采取这种解决办法主要存 在的问题是双回路切换和UPS增加额外成本；UPS尤其是内部的蓄电池的可靠性不高，寿 命不长，常常出现因为UPS本身故障导致高压装置停机等现象。实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是为了解决现有高压装置中控制回路供电方式存在 的成本高，可靠性低等问题，提供一种低成本、高可靠的控制回路的供电电路。 本实用新型是这样实现的 一种高压装置中控制回路的供电电路，包括外部低压电源，所述外部低压电源依次通 过一个交直变换器、 一个二极管与所述控制回路相连；还包括变压器副边绕组依次经另一个 交直变换器、另一个二极管与所述控制回路相连。所述两个交直变换器的输出正端分别与所述两个二极管的正极相连，所述两个二极管的 负极并联后与所述控制回路的正端相连，所述两个交直变换器的输出负端并联后与所述控制 回路的负端相连。所述两个交直变换器的输出负端分别与所述两个二极管的负极相连，所述两个二极管的 正极并联后与所述控制回路的负端相连，所述两个交直变换器的输出正端并联后与所述控制 回路的正端相连。所述变压器副边绕组为所述高压装置的主变压器的一副边辅助绕组或所述变压器为独立 变压器，其原边直接与高压电源相连。所述变压器副边绕组为三相380V星形接法之相电压或为三相220V接法之线电压或单相 220V。本实用新型的另一实现方式为一种高压装置中控制回路的供电电路，包括外部低压电源，所述外部低压电源为直流 电时，依次通过直流直流变换器、 一个二极管与所述控制回路相连；还包括变压器副边绕组 依次经交直变换器、另一个二极管与所述控制回路相连。本实用新型的有益效果根据本实用新型的技术方案，由于通过外部低压电源和高压输入电源互为备用供电，当外部低压电源断电时，通过高压电源供电可以维持控制回路 的正常工作。当高压电源由于高压供电母线切换等原因引起短时停电时，外部低压电源 可以维持控制回路的正常运行。中间的切换过程没有任何间断。
图l为现有的高压装置控制回路供电电路； 图2为本实用新型采用主变压器辅助绕组的控制回路供电电路； 图3为本实用新型采用另加降压变压器的控制回路供电电路； 图4为通过二极管进行直流电源实时备用的另一实现形式。
具体实施方式
根据图2，控制回路采用直流供电，直流电源来源分二路， 一路通过外部低压电源经过交 直变换器AC/DC2，此处以单相交流220V输入，直流24V输出为例，将交流变换为直流得到，
另外一路通过高压装置输入变压器增设的副边辅助绕组Y，将高压降压后经过交直变换器 AC/DC1供电。交直变换器AC/DC1输出正端连接到二极管D1的阳极，交直变换器AC/DC2输 出的正端连接到二极管D2的阳极，二极管D1和D2的阴极并联；交直变换器AC/DC1和AC/DC2 输出的负端直接并联。二个二极管的阴极并联后连到控制回路电源正端P; 二个AD/DC的负 端并联后连到控制回路电源的负端N，给控制回路的部件提供24V直流电源。交直变换器AC/DC1和AC/DC2的直流输出通过二极管D1和D2组成的电路实现实时备用， 只要高压电源和外部低压电源其中任何一路有电，控制回路的工作不受影响。当高压6KV断 电、外部220V正常时，交直变换器AC/DC1无输出，交直变换器AC/DC2通过二极管D2给控制 回路供电。当高压6KV正常，外部220V断电时，交直变换器AC/DC2无输出，交直变换器 AC/DC1通过二极管D1给控制回路供电。当高压6KV和外部220V都正常时，根据二个交直变 换器AC/DC变换器输出电压的高低，电压高的交直变换器AC/DC对应连接的二极管导通，给 控制回路供电，另外一组交直变换器AC/DC出于空载备用状态。由于二极管的导通压降，控制回路得到的直流电压可能略微下降，在本例中可能为23.3V (假设二极管压降为0.7V)，但一般不会影响控制回路的运行。根据需要，也可把二组AC/DC 变换器的输出电压适当调高(比如调为24.7V)，确保扣除二极管压降后，控制回路得到的电压 为直流24V。按照图2中的方式，变压器T1的辅助绕组为三相星形接法，线电压为380V，出于安全考 虑，中心点通常接地，相电压为单相220V，接到交直变换器AC/DC1的交流输入端。当然也 可将辅助绕组设置为三相220V，直接用线电压给AC/DC1供电。根据需要，变压器T1的辅助 绕组也可设置为电压为220V的单相副边，直接给AC/DC1供电。图3中的方案和图2中的方案的区别在于交直变换器AC/DC1的交流输入来自于新设的降压变压器T2，而不是变压器T1的副边辅 助绕组。变压器T2将高压降压至低压交流(如220V)后给交直变换器AC/DC1供电。这种方 案尤其适用于高压装置本身不含主变压器T1的情况。按照图3中的方式，变压器T2的原边接到高压装置输入的线电压，根据需要变压器的原边 也可连接到高压输入的相电压，变压器T2副边电压为单相交流220V。从安全角度出发，变压 器副边的一端通常需要接地。当外部低压电源为直流输入时，图2、图3中的AC/DC2改为直流直流变换器DC/DC2，直 接将外部低压直流电(如直流220V)变换成对应的低压直流电(如24V)，其余部分保持不变。图2和'图3中的交直变换器AC/DC或上述的直流直流变换器DC/DC可以采用任何4适的电 源变换装置，通常采用交流整流成直流后再采用开关电源稳压的方式。开关电源变换装置的 结构是本领域的普通技术人员所熟悉的，在这里不再详细描述。具体可参见《高频功率电子学》(科学出版社1993年ISBN7-03-003356-6/TN.136)。通过二极管进行直流电源实时备用的另一实现形式见图4，实现的效果和图2、图3中的相 同。图4中交直变换器AC/DC1输出负端连接到二极管D1的阴极，交直变换器AC/DC2输出的 负端连接到二极管D2的阴极，二极管D1和D2的阳极并联；交直变换器AC/DC1和AC/DC2输 出的正端直接并联。二个二极管的阳极并联后连到控制回路电源负端N， 二个交直变换器 AD/DC的正端并联后连到控制回路电源的正端P,给控制回路的部件提供24V直流电源。以上参照本实用新型的具体实施方式
描述了本实用新型，但本领域的普通技术人员显然 可以对具体实施方式
作各种修改、变化和改进，但这些修改、变化和改进都应该属于本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种高压装置中控制回路的供电电路，包括外部低压电源，其特征在于所述外部低压电源为交流电时，依次通过一个交直变换器、一个二极管与所述控制回路相连；还包括变压器副边绕组依次经另一个交直变换器、另一个二极管与所述控制回路相连。
2、 根据权利要求l所述的高压装置中控制回路的供电电路，其特征在于所述两个交直 变换器的输出正端分别与所述两个二极管的正极相连，所述两个二极管的负极并联后 与所述控制回路的正端相连，所述两个交直变换器的输出负端并联后与所述控制回路 的负端相连。
3、 根据权利要求l所述的高压装置中控制回路的供电电路，其特征在于所述两个交直 变换器的输出负端分别与所述两个二极管的负极相连，所述两个二极管的正极并联后 与所述控制回路的负端相连，所述两个交直变换器的输出正端并联后与所述控制回路 的正端相连。
4、 根据权利要求1 3之一所述的高压装置中控制回路的供电电路，其特征在于所述变 压器副边绕组为所述高压装置的主变压器的一副边辅助绕组或所述变压器为独立变压 器，其原边直接与高压电源相连。
5、 根据权利要求4所述的高压装置中控制回路的供电电路，其特征在于所述变压器副边绕组为三相380V星形接法之相电压或为三相220V接法之线电压或单相220V。
6、 一种高压装置中控制回路的供电电路，包括外部低压电源，其特征在于所述外部低 压电源为直流电时，依次通过直流直流变换器、 一个二极管与所述控制回路相连；还包括变压器副边绕组依次经交直变换器、另一个二极管与所述控制回路相连。
7、 根据权利要求6所述的高压装置中控制回路的供电电路，其特征在于所述直流直流变换器和交直变换器的输出正端分别与所述两个二极管的正极相连，所述两个二极管 的负极并联后与所述控制回路的正端相连，所述直流直流变换器和交直变换器的输出 负端并联后与所述控制回路的负端相连。
8、 根据权利要求6所述的高压装置中控制回路的供电电路，其特征在于所述直流直流变换器和交直变换器的输出负端分别与所述两个二极管的负极相连，所述两个二极管的 正极并联后与所述控制回路的负端相连，所述直流直流变换器和交直变换器的输出正 端并联后与所述控制回路的正端相连。
9、 根据权利要求6 8之一所述的高压装置中控制回路的供电电路，其特征在于所述变 压器副边绕组为所述高压装置的主变压器的一副边辅助绕组或所述变压器为独立变压 器，其原边直接与高压电源相连。 10、根据权利要求9所述的高压装置中控制回路的供电电路，其特征在于所述变压器副 边绕组为三相380V星形接法之相电压或为三相220V接法之线电压或单相220V。
专利摘要本实用新型涉及一种高压装置中控制回路的供电电路。它包括外部低压电源，所述外部低压电源依次通过一个交直变换器、一个二极管与所述控制回路相连；还包括变压器副边绕组依次经另一个交直变换器、另一个二极管与所述控制回路相连。本实用新型解决了现有高压装置中控制回路供电方式存在的成本高，可靠性低等问题。
文档编号H02J9/06GK201041956SQ200720066899
公开日2008年3月26日 申请日期2007年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者柳毛继, 伟 竺 申请人:上海艾帕电力电子有限公司