一种辅助电源装置的制作方法

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种辅助电源装置。

背景技术：

随着经济的发展，人们的生活水平越来越高，各种电子电器被应用在人们的生活和工作中。

为了保证各种电子电器的安全使用，在电力系统中应用了大量的真空开关。电力公司经常会进行真空开关的改造，目前手车式真空开关大量使用，在工作现场很多时候二次电源还未接入就开始进行手车开关的交接试验，这就导致现场人员进行开关特性试验时需要人工储能，费时费力，如遇到大规模的开关柜改造，工作效率比较低下，而且，目前没有专门针对手车式真空开关特性试验的专用辅助电源，一般的通用开关电源不具备为手车式真空开关进行特性试验进行输出的功能。

因此，如何提供一种电源设备，可以满足手车式真空开关进行特性试验的需求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种辅助电源装置，可以满足手车式真空开关进行特性试验的需求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种辅助电源装置，包括：用于对输入的市电进行整流的整流模块；与所述整流模块连接，用于将所述整流模块输出的直流电转化为预设电压值的直流电的开关电源模块；与所述整流模块连接，用于将所述整流模块输出的直流电转换为预设电压值的交流电的逆变电源模块；用于控制所述开关电源模块和所述逆变电源模块运行的控制模块；与所述控制模块连接，用于响应操作者操作，向所述控制模块输入电源切换控制信号的切换控制模块。

优选地，还包括：与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的对应控制信号，对所述开关电源模块或所述逆变电源模块输出的电压电流信号进行检测和显示的电压电流检测显示模块。

优选地，还包括：与所述控制模块连接，根据所述控制模块的对应控制信号，在所述开关电源模块或所述逆变电源模块的输出过压过流时，执行相应的过压过流保护动作的过压过流短路保护模块。

优选地，所述开关电源模块包括：用于将所述整流模块输出的直流电转化为220V直流电的第一开关电源单元；用于将所述整流模块输出的直流电转化为110V直流电的第二开关电源单元。

优选地，所述逆变电源模块为将所述整流模块输出的直流电转换为110V交流电的逆变电源模块。

优选地，所述控制模块为ATMega128嵌入式控制器。

优选地，所述电压电流检测显示模块包括：用于采集所述开关电源模块或所述逆变电源模块输出的电压电流信号的电压电流传感器；与所述电压电流传感器连接，对所述开关电源模块或所述逆变电源模块输出的直流电压信号进行检测的直流电压检测单元；与所述电压电流传感器连接，对所述开关电源模块或所述逆变电源模块输出的交流电压信号进行检测的交流电压检测单元；与所述电压电流传感器连接，对所述开关电源模块或所述逆变电源模块输出的电流信号进行检测的直流电流检测单元；与所述电压电流传感器连接，对所述开关电源模块或所述逆变电源模块输出的电流信号进行检测的交流电流检测单元。

优选地，所述过压过流短路保护模块包括：与所述直流电流检测单元连接，用于在直流过流时执行相应的过流保护动作的直流过流短路保护单元；与所述交流电流检测单元连接，用于在交流过流时执行相应的过流保护动作的交流过流短路保护单元。

优选地，所述切换控制模块为响应操作者操作，向所述控制模块输入电源切换控制信号的按键操作面板。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本实用新型实施例所提供的一种辅助电源装置，包括：用于对输入的市电进行整流的整流模块；与整流模块连接，用于将整流模块输出的直流电转化为预设电压值的直流电的开关电源模块；与整流模块连接，用于将整流模块输出的直流电转换为预设电压值的交流电的逆变电源模块；用于控制开关电源模块和逆变电源模块运行的控制模块；与控制模块连接，用于响应操作者操作，向控制模块输入电源切换控制信号的切换控制模块。在该辅助电源装置中，将开关电源模块和逆变电源模块结合在同一套控制系统中，既可以将市电转化为手车式真空开关特性试验所需要的直流电，也可以根据需要将市电转化为试验所需要的交流电，实现了在一个电源设备中多种规格电源的选择性输出，满足了手车式真空开关进行特性试验对现场不同规格电源的需求。由切换控制模块向控制模块发出电源切换控制信号以使控制模块控制他们的开闭工作，大大简化了手车式真空开关特性试验辅助电源的电路结构，并减轻了重量，方便现场试验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的辅助电源装置结构示意图；

图2为本实用新型另一种具体实施方式所提供的辅助电源装置结构示意图；

图3为本实用新型一种实施方式所提供的开关电源模块的电路原理示意图；

图4为本实用新型一种实施方式所提供的逆变电源模块的电路原理示意图；

图5为本实用新型一种实施方式所提供的直流电流检测单元以及直流过流短路保护单元的电路原理示意图；

图6为本实用新型一种实施方式所提供的直流电压检测单元的电路原理示意图；

图7为本实用新型一种实施方式所提供的交流电流检测单元以及交流过流短路保护单元的电路原理示意图；

图8为本实用新型一种实施方式所提供的交流电压检测单元的电路原理示意图；

图9为本实用新型一种实施方式所提供的切换控制模块的电源切换控制原理示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种辅助电源装置，可以满足手车式真空开关进行特性试验的需求。

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参考图1，图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的辅助电源装置结构示意图。

本实用新型的一种具体实施方式提供了一种辅助电源装置，包括：用于对输入的市电进行整流的整流模块1；与整流模块1连接，用于将整流模块1输出的直流电转化为预设电压值的直流电的开关电源模块2；与整流模块1连接，用于将整流模块1输出的直流电转换为预设电压值的交流电的逆变电源模块3；用于控制开关电源模块2和逆变电源模块3运行的控制模块4；与控制模块4连接，用于响应操作者操作，向控制模块4输入电源切换控制信号的切换控制模块5。

在本实施方式中，将开关电源模块和逆变电源模块结合在同一套控制系统中，既可以将市电转化为手车式真空开关特性试验所需要的直流电，也可以根据需要将市电转化为试验所需要的交流电，实现了在一个电源设备中多种规格电源的选择性输出，满足了手车式真空开关进行特性试验对现场不同规格电源的需求。由切换控制模块向控制模块发出电源切换控制信号以使控制模块控制开关电源模块和逆变电源模块的开闭工作，大大简化了手车式真空开关特性试验辅助电源的电路结构，并减轻了重量，方便现场试验。

请参考图2，图2为本实用新型另一种具体实施方式所提供的辅助电源装置结构示意图。

在上述实施方式的基础上，本实用新型的一种实施方式中，该辅助电源装置还包括：与控制模块4连接，用于根据控制模块4的对应控制信号，对开关电源模块2或逆变电源模块3输出的电压电流信号进行检测和显示的电压电流检测显示模块6。进一步地，该辅助电源装置还包括：与控制模块4连接，根据控制模块4的对应控制信号，在开关电源模块2或逆变电源模块3的输出过压过流时，执行相应的过压过流保护动作的过压过流短路保护模块7。

在本实施方式中设置了电压电流检测显示模块和过压过流短路保护模块，以方便现场操作人员实时了解该辅助电源装置的工作状态，并保证在辅助电源装置发生过流过压短路等故障时，不会影响整个试验系统。

在本实用新型的一种实施方式中，优选开关电源模块包括：用于将整流模块输出的直流电转化为220V直流电的第一开关电源单元；用于将整流模块输出的直流电转化为110V直流电的第二开关电源单元。

在本实施方式中，整流模块主要用于将输入的220V交流电压的市电进行整流转换为后级电路所需要的直流300V左右的电压。其中，整流模块包括整流桥和滤波电容以及合闸电阻和合闸继电器等电子器件。

如图3所示，图3为本实用新型一种实施方式所提供的开关电源模块的电路原理示意图。开关电源模块用于将固定直流电压通过一定的拓扑结构，包括开关管和预设的控制芯片以及电感、电容、变压器等元器件，实现稳定可调的直流电压输出。在本实施方式中，第一开关电源单元和第二开关电源单元优选为包括ISL6726芯片的有源钳位同步整流式开关电源电路，可输出直流220V 5A和直流110V 10A。在本实施方式中，开关电源模块接收控制模块的控制信号以输出不同电压值的输出信号，其中，控制模块的对应控制信号输入至ISL6726芯片中，由ISL6726芯片切换输出220V直流电或110V直流电。也就是说，该有源钳位同步整流式开关电源电路输出220V直流电时，其为第一开关电源单元；而当该有源钳位同步整流式开关电源电路输出110V直流电时，其看做为第二开关电源单元。

需要说明的是，开关电源模块可以采用其他形式的开关电源电路，如采用半桥、双管正激或者桥式电路等，并采用硬开关、准谐振或者零电压开关等软开关控制。

请参考图4所示，图4为本实用新型一种实施方式所提供的逆变电源模块的电路原理示意图。

在本实用新型的一种实施方式中，逆变电源模块为将整流模块输出的直流电转换为110V交流电的逆变电源模块。逆变电源模块用于将输入的固定直流电压通过如图4所示的包括开关管、预设控制芯片、电感、电容和电压器等元器件的拓扑结构，实现稳定的交流电压输出。在本实施方式中，根据所需的电源功率大小，优选逆变电源模块采用EG8010正弦波逆变器，以输出AC110V 10A的输出电压电流。

进一步地，控制模块为ATMega128嵌入式控制器。控制模块用于实现控制对上述实施方式中的两路开关电源单元以及逆变电源模块的输出电压电流的检测和显示，以及过压过流保护电路的处理，输出切换控制等功能。

需要说明的是，控制模块可以是8位、16位微控制器，或者32位微处理芯片或者数字信号处理器芯片或者直接用电脑进行取代。

请参考图5至图8，图5为本实用新型一种实施方式所提供的直流电流检测单元以及直流过流短路保护单元的电路原理示意图；图6为本实用新型一种实施方式所提供的直流电压检测单元的电路原理示意图；图7为本实用新型一种实施方式所提供的交流电流检测单元以及交流过流短路保护单元的电路原理示意图；图8为本实用新型一种实施方式所提供的交流电压检测单元的电路原理示意图。

在本实用新型的一种实施方式中，电压电流检测显示模块通过电压电流传感器采集开关电源模块或逆变电源模块输出的电压电流信号，并通过运算放大器放大电路和滤波电路、比较器电路和AD电路等实现对电压电流信号的采集和保护，具体的电压电流检测显示模块包括：用于采集开关电源模块或逆变电源模块输出的电压电流信号的电压电流传感器；与电压电流传感器连接，对开关电源模块或逆变电源模块输出的直流电压信号进行检测的直流电压检测单元，如图6所示，优选AD654JR(即U35)和光耦U36以及其他的辅助元器件构成的直流电压检测电路对直流电压进行检测；与电压电流传感器连接，对开关电源模块或逆变电源模块输出的交流电压信号进行检测的交流电压检测单元，如图8所示，优选包括运算放大器U11、U12和AD536(即U13)以及其他辅助元器件构成的交流电压检测电路对交流电压进行检测。其中，对于过压的保护主要集成在软件保护，在此不再赘述。

与电压电流传感器连接，对开关电源模块或逆变电源模块输出的电流信号进行检测的直流电流检测单元；与电压电流传感器连接，对开关电源模块或逆变电源模块输出的电流信号进行检测的交流电流检测单元。进一步地，过压过流短路保护模块包括：与直流电流检测单元连接，用于在直流过流时执行相应的过流保护动作的直流过流短路保护单元；与交流电流检测单元连接，用于在交流过流时执行相应的过流保护动作的交流过流短路保护单元。

如图5所示，通过运算放大器U14所在的电路对直流电流进行检测，并通过U15对直流过流短路进行保护动作；如图7所示，通过U9和U8所在电路进行交流电流检测，并通过U10所在电路对交流过流进行保护动作。

需要说明的是，电压电流检测显示模块还包括相应的显示器，用于对检测的电流电压进行显示，在上述各图中并未标示，在此不做赘述。

请参考图9，图9为本实用新型一种实施方式所提供的切换控制模块的电源切换控制原理示意图；

在本实用新型的一种实施方式中，切换控制模块为响应操作者操作，向控制模块输入电源切换控制信号的按键操作面板。

在本实施方式中，用户通过操作按键操作面板上的按键来切换不同的电源输出。如图9所示，控制模块控制不同的继电器来控制开关电源模或逆变电源模块工作，如当需要输出交流110V电压时，用户操作对应的操作按键，控制模块控制和AC110V的逆变电源模块连接的继电器闭合。

需要说明的是，还可以设置相应的继电器来控制AC220V的输出。

综上所述，本实用新型所提供的辅助电源装置，将开关电源模块和逆变电源模块结合在同一套控制系统中，既可以将市电转化为手车式真空开关特性试验所需要的直流电，也可以根据需要将市电转化为试验所需要的交流电，实现了在一个电源设备中多种规格电源的选择性输出，满足了手车式真空开关进行特性试验对现场不同规格电源的需求。由切换控制模块向控制模块发出电源切换控制信号以使控制模块控制他们的开闭工作，大大简化了手车式真空开关特性试验辅助电源的电路结构，并减轻了重量，方便现场试验。

此外，控制模块采用工业级的高可靠嵌入式单片机，具有更快的运行速度和更强的抗干扰性能；通过控制模块可以使用软开关技术的高频开关电源，效率更高发热更小，重量体积明显降低；逆变电源模块采用数字式逆变电源系统，使得电路更加灵活，成本更低，可靠性更高。

以上对本实用新型所提供的一种辅助电源装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。