辅助电源的制作方法

本实用新型属于不间断电源技术领域，尤其涉及辅助电源。

背景技术：

在主输电路输送出现故障或因其他原因中断时，辅助电源可以为逆变器的控制电路供电，保证设备的稳定运行。但现有的辅助电源具有电路复杂，体积大，用电不平衡等缺点。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了辅助电源，以解决现有技术中辅助电源电路复杂，用电不平衡的问题。

本实用新型实施例提供了辅助电源，包括：取电电路、正输入模块、负输入模块、变压器和电源输出模块；

所述正输入模块的输入端与所述取电电路的输出端的正端连接，输出端与所述变压器的原边第一绕组连接；所述负输入模块的输入端与所述取电电路的输出端的负端连接，输出端与所述变压器的原边第二绕组连接；所述电源输出模块的输入端与所述变压器的副边连接；

所述正输入模块和所述负输入模块接收的所述取电电路的电压，通过所述变压器和所述电源输出模块输出预设电压。

可选的，所述取电电路包括：市电输入端、旁路输入端、母线输入端、电池输入端、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管；

所述市电输入端通过所述第一二极管与所述取电电路的输出端的正端连接，所述市电输入端还通过反接的所述第二二极管与所述取电电路的输出端的负端连接；

所述旁路输入端通过所述第三二极管与所述取电电路的输出端的正端连接，所述旁路输入端还通过反接的所述第四二极管与所述取电电路的输出端的负端连接；

所述母线输入端的正端通过所述第五二极管与所述取电电路的输出端的正端连接，所述母线输入端的负端通过反接的所述第六二极管与所述取电电路的输出端的负端连接；

所述电池输入端的正端通过所述第七二极管与所述取电电路的输出端的正端连接，所述电池输入端的负端通过反接的所述第八二极管与所述取电电路的输出端的负端连接。

可选的，所述取电电路还包括：第九二极管和第十二极管；

所述第九二极管的阴极和所述取电电路的输出端的正端连接，所述第九二极管的阳极接零电位；所述第十二极管的阳极与所述取电电路的输出端的负端连接，所述第十二极管的阴极接零电位。

可选的，所述取电电路还包括：第一电容、第二电容、第一电阻单元、第二电阻单元和第十一二极管；

所述第一电容的正极与所述第十一二极管的阳极连接，所述第一电容的负极接零电位；所述第二电容的正极接零电位，所述第二电容的负极与所述取电电路的输出端的负端连接；

所述第一电阻单元的第一端与所述第十一二极管的阳极连接，所述第一电阻单元的第二端接零电位；所述第二电阻单元的第一端接零电位，所述第二电阻单元的第二端与所述取电电路的输出端的负端连接；

所述第十一二极管的阴极与所述取电电路的输出端的正端连接。

可选的，所述取电电路还包括：第三电阻单元和第四电阻单元；

所述第三电阻单元的第一端与所述取电电路的输出端的正端连接，所述第三电阻单元的第二端接零电位；所述第四电阻单元的第一端接零电位，所述第四电阻单元的第二端与所述取电电路的输出端的负端连接。

可选的，所述取电电路还包括：第一热敏电阻和第二热敏电阻；

所述第一热敏电阻的第一端与所述第五二极管的阴极连接，所述第一热敏电阻的第二端与所述第十一二极管的阳极连接；

所述第二热敏电阻的第一端与所述第六二极管的阳极连接，所述第二热敏电阻的第二端与所述取电电路的输出端的负端连接。

可选的，所述正输入模块包括：用于对接收的所述取电电路的电压进行滤波的正端滤波单元、第一开关管、用于控制所述第一开关管的导通和截止的第一开关管控制单元和采样电阻；

所述正端滤波单元的第一端与所述正输入模块的输入端连接，所述正端滤波单元的第二端与所述正输入模块的输出端和所述第一开关管的漏极连接；

所述第一开关管控制单元的输入端与外部控制电源连接，所述第一开关管控制单元的输出端与所述第一开关管的栅极和源极连接；

所述采样电阻的第一端与所述第一开关管控制单元的输出端和所述第一开关管的源极连接，所述采样电阻的第二端接零电位。

可选的，所述负输入模块包括：第二开关管、用于控制所述第二开关管的导通和截止的第二开关管控制单元、用于对所述第二开关管输出的电压进行采样的采样互感器原边绕组和用于对接收的所述取电电路的电压进行滤波的负端滤波单元；

所述第二开关管的源极与所述负输入模块的输入端和所述第二开关管控制单元的输出端均连接，所述第二开关管的栅极与所述第二开关管控制单元的输出端连接，所述第二开关管的漏极与所述采样互感器原边绕组的第一端连接；

所述采样互感器原边绕组的第二端与所述负输入模块的输出端和所述负端滤波单元均连接；所述负端滤波单元还与所述负输入模块的输入端连接。

可选的，所述电源输出模块包括：输出控制单元和输出滤波单元；

所述输出控制单元的第一端与所述电源输出模块的输入端连接，所述输出控制单元的第二端与所述输出滤波单元连接；所述输出控制单元根据用户输入输出所述预设电压，所述输出滤波单元对所述预设电压进行滤波并输出。

可选的，所述辅助电源还包括：用于对所述正输入模块的电压和所述负输入模块的电压进行采样的采样控制模块；所述采样控制模块与所述正输入模块和所述负输入模块均连接；

所述采样控制模块包括：第一电阻、第二电阻、第十二二极管、第十三二极管和采样互感器副边绕组；

所述第一电阻的第一端与所述正输入模块和所述采样互感器副边绕组的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第十二二极管的阴极连接；

所述第十二二极管的阳极与所述第十三二极管的阴极和所述采样互感器副边绕组的第二端连接；

所述第十三二极管的阳极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接零电位。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：辅助电源主要包括正输入模块、负输入模块、变压器、电源输出模块和取电电路，结构简单，成本和能耗低，采用一个变压器和双路电源，即节省了成本，又可以有效避免单路用电不平衡；取电电路可以保证辅助电源的正常运行，稳定性好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的辅助电源的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的取电电路的电路示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种取电电路的电路示意图；

图4是本实用新型实施例提供的正输入模块的电路示意图；

图5是本实用新型实施例提供的负输入模块的电路示意图；

图6是本实用新型实施例提供的电源输出模块的电路示意图；

图7是本实用新型实施例提供的采样控制模块的电路示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参见图1，本实施例提供的辅助电源主要包括：取电电路100、正输入模块 200、负输入模块300、变压器400和电源输出模块500。

正输入模块200的输入端与取电电路100的输出端的正端REC+连接，输出端与变压器400的原边第一绕组连接；负输入模块300的输入端与取电电路 100的输出端的负端REC-连接，输出端与变压器400的原边第二绕组连接；电源输出模块500的输入端与变压器400的副边连接。其中，正输入模块200和负输入模块300接收取电电路100的电压，所述取电电路100的电压通过变压器400和电源输出模块500输出预设电压。

本实施例的辅助电源主要包括取电电路100、正输入模块200、负输入模块 300、变压器400和电源输出模块500，结构简单，成本和能耗低，采用一个变压器和双路电源，既节省了成本，又可以有效避免单路用电不平衡，稳定性好。

一个实施例中，参见图2，取电电路100可以包括市电输入端Line_A、旁路输入端V_bypA、母线输入端BUS、电池输入端BAT、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管 D6、第七二极管D7和第八二极管D8。

其中，第一二极管D1和第二二极管D2实现对市电输入的全波整流，第三二极管D3和第四二极管D4实现对旁路输入的全波整流，第五二极管D5和第六二极管D6实现对母线输入的全波整流，第七二极管D7和第八二极管D8实现对电池输入的全波整流，进而保证了电路的稳定性。第一二极管D1、第三二极管D3、第五二极管D5和第七二极管D7还用于实现4个输入端中电压较高者输入至后端，且保证各输入端的电压不会反灌至其他输入端。

具体的，市电输入端Line_A通过第一二极管D1与取电电路100的输出端的正端REC+连接，市电输入端Line_A还通过反接的第二二极管D2与取电电路100的输出端的负端REC-连接；旁路输入端V_bypA通过第三二极管D3与取电电路100的输出端的正端REC+连接，旁路输入端V_bypA还通过反接的第四二极管D4与取电电路100的输出端的负端REC-连接；母线输入端的正端 BUS+通过第五二极管D5与取电电路100的输出端的正端REC+连接，母线输入端的负端BUS-通过反接的第六二极管D6与取电电路100的输出端的负端 REC-连接；电池输入端的正端BAT+通过第七二极管D7与取电电路100的输出端的正端REC+连接，电池输入端的负端BAT-通过反接的第八二极管D8与取电电路100的输出端的负端REC-连接。

一个实施例中，参见图2，取电电路100还可以包括：第九二极管D9和第十二极管D10；第九二极管D9的阴极和取电电路100的输出端的正端REC+ 连接，第九二极管D9的阳极接零电位；第十二极管D10的阳极与取电电路100 的输出端的负端REC-连接，第十二极管D10的阴极接零电位。其中，第一二极管D1、第二二极管D2、第九二极管D9和第十二极管D10可以实现全桥整流；或第三二极管D3、第四二极管D4、第九二极管D9和第十二极管D10实现全桥整流。

一个实施例中，参见图2，取电电路100还可以包括：第一电容C1、第二电容C2、第一电阻单元Ra、第二电阻单元Rb和第十一二极管D11；其中，第一电容C1和第二电容C2对市电输入端Line_A、旁路输入端V_bypA和母线输入端BUS输出的电流进行滤波；第一电阻单元Ra和第二电阻单元Rb可以对市电输入端Line_A、旁路输入端V_bypA和母线输入端BUS输出的电流进行缓冲，且可以释放第一电容C1和第二电容C2的电压，保证取电电路100的稳定性；同时，第十一二极管D11可以消除在电池接入时给第一电容C1供电造成打火的现象。

具体的，第一电容C1的正极与第十一二极管D11的阳极连接，第一电容 C1的负极接零电位；第二电容C2的正极接零电位，第二电容C2的负极与取电电路100的输出端的负端REC-连接；第一电阻单元Ra的第一端与第十一二极管D11的阳极连接，第一电阻单元Ra的第二端接零电位；第二电阻单元Rb 的第一端接零电位，第二电阻单元Rb的第二端与取电电路100的输出端的负端REC-连接；第十一二极管D11的阴极与取电电路100的输出端的正端REC+ 连接。

可选的，参见图3，第一电阻单元Ra可以包括电阻R12、电阻R21和电阻 R3；第二电阻单元Rb可以包括电阻R4、电阻R5和电阻R6。本实施例对第一电阻单元Ra和第二电阻单元Rb内部的电阻个数不做限定，可以是一个，可以是多个，只需第一电阻单元Ra和第二电阻单元Rb的内部阻值满足需求。

一个实施例中，取电电路还包括：第三电阻单元Rc和第四电阻单元Rd。第三电阻单元Rc的第一端与取电电路100的输出端的正端REC+连接，第三电阻单元Rc的第二端接零电位；第四电阻单元Rd的第一端接零电位，第四电阻单元Rd的第二端与取电电路100的输出端的负端连接。第三电阻单元Rc和第四电阻单元Rd可对电池输入端BAT输出的电流进行缓冲，还可以实现对市电输入端Line_A、旁路输入端V_bypA和母线输入端BUS输出的电流进行缓冲，保证取电电路100的稳定性。

可选的，参见图3，第三电阻单元Rc可以包括电阻R27、电阻R33和电阻R34，第四电阻单元Rd可以包括电阻R16、电阻R14和电阻R13。本实施例对第三电阻单元Rc和第四电阻单元内部的电阻个数不做限定，可以是一个，可以是多个，只需第三电阻单元Rc和第四电阻单元Rd的内部阻值满足需求。

可选的，参见图2，取电电路100还可以包括第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻NTC2；第一热敏电阻NTC1的第一端与第五二极管D5的阴极连接，第一热敏电阻NTC1的第二端与第十一二极管D11的阳极连接；第二热敏电阻 NTC2的第一端与第六二极管D6的阳极连接，第二热敏电阻NTC2的第二端与取电电路100的输出端的负端REC-连接。第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻 NTC2可以对母线输入端BUS的电压进行缓冲，第一热敏电阻NTC1也可以对第一电容C1释放的电压进行缓冲，第二热敏电阻NTC2也可以对第二电容C2 释放的电压进行缓冲。

可选的，第二热敏电阻NTC2与取电电路100的输出端的负端REC-之间还包括二极管D61。二极管D61的阴极与第二热敏电阻NTC2连接，阳极与取电电路100的输出端的负端REC-连接，二极管D61也可以消除在电池接入时给第二电容C2供电造成打火的现象。可选的，取电电路100还包括熔断器F1和熔断器F2，保护输出电路。

上述取电电路100的电路简单，成本低，功耗低，包括四路取电电路，在四路取电电路任一个有电时便可输出电压为辅助电源提供电输入，保证了辅助电源的稳定运行。

一个实施例中，参见图4，正输入模块200可以包括：正端滤波单元210、第一开关管Q1、第一开关管控制单元220和采样电阻R39。正端滤波单元210 用于对接收的取电电路100的电压进行滤波，第一开关管控制单元220用于控制第一开关管Q1的导通和截止。

正端滤波单元210的第一端与所述正输入模块200的输入端连接，正端滤波单元210的第二端与正输入模块200的输出端和第一开关管Q1的漏极连接；第一开关管控制单元220的输入端与外部控制电源连接，第一开关管控制单元220的输出端与第一开关管Q1的栅极和源极连接；采样电阻R39的第一端与第一开关管控制单元220的输出端和第一开关管Q1的源极连接，采样电阻R39 的第二端接零电位。

可选的，本实施例的第一开关管Q1可以为NMOS管。

可选的，参见图4，正端滤波单元210可以包括：电容C27、电容C38、电容C33、电容C34、电阻R49、电阻R50和二极管D22。

具体的，电容C27的第一端、电容C38的第一端、电容C33的第一端和电阻R49的第一端均与取电电路100的输出端的正端REC+，还均与变压器400 的原边第一绕组的第一端7连接；电容C27的第二端和电容C38的第二端均接零电位；电容C33的第二端与电容C34的第一端连接；电阻R49的第二端与电阻R50的第一端连接；电容C34的第二端和电阻R50的第二端均与二极管D22 的阴极连接，二极管D22的阳极与第一开关管Q1的漏极和变压器400的原边第一绕组的第二端6连接。

可选的，第一开关管控制单元220可以包括：电源反馈绕组T1C、电阻R36 和电阻R35。电源反馈绕组T1C的第一端10通过电阻R36与第一开关管Q1 的栅极连接，电源反馈绕组T1C的第二端9通过采样电阻R39接零电位，电阻 R35的第一端与电源反馈绕组T1C的第一端10连接，电阻R35的第二端与电源反馈绕组T1C的第二端9连接。其中，电源反馈绕组T1C根据接收的外部电源的电压控制第一开关管Q1的导通或截止，进而调整正输入模块200和负输入模块300的输入电压平衡。

一个实施例中，参见图5，负输入模块300可以包括：第二开关管Q2、第二开关管控制单元310、采样互感器原边绕组TR1A和负端滤波单元320。第二开关管控制单元310用于控制第二开关管Q2的导通和截止，采样互感器原边绕组TR1A用于对第二开关管Q2输出的电压进行采样，负端滤波单元用于对接收的取电电路100的电压进行滤波。

第二开关管Q2的源极与负输入模块300的输入端和第二开关管控制单元310的输出端均连接，第二开关管Q2的栅极与第二开关管控制单元310的输出端连接，第二开关管Q2的漏极与采样互感器原边绕组TR1A的第一端连接；采样互感器原边绕组TR1A的第二端与负输入模块300的输出端和负端滤波单元320均连接。

可选的，参见图5，第二开关管控制单元310可以包括：电源反馈绕组T1B、电阻R37、电阻R38。电源反馈绕组T1B的第一端7通过电阻R37与第二开关管Q2的栅极连接，电源反馈绕组T1B的第二端6与取电电路100的输出端的负端REC-连接。其中，电源反馈绕组T1B根据接收的外部电源的电压控制第二开关管Q2的导通或截止，进而调整正输入模块200和负输入模块300的输入电压平衡。

可选的，参见图5，负端滤波单元320可以包括：电容C30、电容C31、电容C36、电容C37、电阻R54、电阻R51和二极管D21。

二极管D21的阳极与采样互感器原边绕组TR1A的第二端和变压器400的原边第二绕组的第一端4均连接，二极管D21的阴极分别与电容C37的第一端和电阻R51的第一端连接；电容C37的第二端分别与电阻R51的第二端、电容 C36的第一端和电阻R54的第一端连接；电容C36的第二端、电阻R54的第二端、电容C30的第一端、电容C31的第一端和变压器400的原边第二绕组的第二端5均接零电位，电容C30的第二端和电容C31的第二端均与取电电路100 的输出端的负端REC-连接。

一个实施例中，电源输出模块500可以包括：输出控制单元510和输出滤波单元520。输出控制单元510的第一端与电源输出模块500的输入端连接，输出控制单元510的第二端与输出滤波单元520连接；输出控制单元510根据用户输入输出预设电压，输出滤波单元520对预设电压进行滤波并输出。

可选的，参见图6，输出控制单元510可以包括：二极管D25、开关元件 M3、电阻R71、电阻R70和电容C47。二极管D25的阳极与输出控制单元510 的第一端(变压器的副边第一端13)连接，二极管D25的阴极与开关元件M3 的第一端连接，开关元件M3的第二端与输出控制单元510的第二端连接。电阻R71和电阻R70可以以替换为一个电阻，该电阻的阻值等于电阻R71和电阻 R70阻值的总和。

输出滤波单元520可以包括：极性电容C59、极性电容C52、电容C48、极性电容C53、电阻R60、电阻R61和电容C49。极性电容C59的正极、极性电容C52的正极、电容C48的第一端、极性电容C53的正极、电阻R60的第一端、电阻R61的第一端和电容C49的第一端均与输出控制单元510的第二端连接；变压器的副边第二端14、极性电容C59的负极、极性电容C52的负极、电容C48的第二端、极性电容C53的负极、电阻R60的第二端、电阻R61的第二端和电容C49的第二端均接地。

一个实施例中，辅助电源还可以包括采样控制模块600。采样控制模块600 与正输入模块200和负输入模块300连接，用于对正输入模块200的电压和负输入模块300的电压进行采样。参见图7，采样控制模块600可以包括：第一电阻R7、第二电阻R8、第十二二极管D12、第十三二极管D13和采样互感器副边绕组TR1B。

第一电阻R7的第一端与正输入模块200的IP-端和采样互感器副边绕组 TR1B的第一端2连接，第一电阻R7的第二端与第十二二极管D12的阴极连接；第十二二极管D12的阳极与第十三二极管D13的阴极和采样互感器副边绕组TR1B的第二端1连接；第十三二极管D13的阳极与第二电阻R8的第一端连接，第二电阻R8的第二端接零电位。

实际应用中，采样互感器副边绕组TR1B的采样互感器与负输入模块300 中采样互感器原边绕组TR1A的采样互感器为同一个互感器，采样互感器原边绕组TR1A对第二开关管Q7输出的电压进行采样，通过采样互感器副边绕组 TR1B反馈到采样控制模块600。采样控制模块600还可以与外部控制器连接，外部控制器根据第一电阻R7与第十二二极管D12之间的电流信号调整电源反馈绕组T1C和电源反馈绕组T1B的输入电压，从而控制第一开关管Q6和第二开关管Q7的截止和导通，实现当正输入模块200与负输入模块300的输入电压不平衡时，只需控制开关管便可实现输入平衡，无需对取电电路100的输出功率进行调整，控制简单。

另外，在UPS下电时将母线电容的能量能够通过本实施例的辅助电源给控制电路/风机供电，有效利用能量；具体的，在母线电压较高，且足以提供用电设备(例如控制电路/风机)正常运行的电压时，利用用电设备消耗母线电容能量，当母线电压不足以提供用电设备正常运行的电压时，利用辅助电源继续使母线电容放电至安全电压以内，保证用电安全。

在本实施例中，辅助电源的原边采用同一变压器400的不同绕组，副边共用一个绕组，结构简单，相比直接采用两个反激电路可节约一个变压器成本；取电电路100包括市电取电电路、旁路取电电路、母线取电电路和电池取电电路四路取电电路，保证了辅助电源的正常运行，同时，由于共用一个副边绕组作为输出，当正输入模块200和负输入模块300的输入电压不平衡时，只需控制第一开关管Q1和第二开关管Q2实现调节输入平衡，控制简单。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包括在本实用新型的保护范围之内。