一种单相交流冗余电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于冗余电源技术领域，具体地说是一种单相交流冗余电源。该实用新型的冗余电源包括常用电源、整流桥电路和DC?DC模块，还包括备用电源、继电器电路和续流补偿电路，所述常用电源、备用电源分别连接到继电器电路上，整流桥电路与继电器电路相连，续流补偿电路分别与整流桥电路、DC?DC模块相连；继电器电路包括一组常开触点、一组常闭触点、一组控制触点和一组开关触点，常用电源分别与一组常开触点、一组控制触点相连，备用电源与一组常闭触点相连，一组开关触点用于连接负载。本实用新型的冗余电源设计合理，能简单而可靠的实现双电源间的快速切换，并能通过后端补偿电路来延长电源保持时间，具有良好的推广应用价值。
【专利说明】
一种单相交流冗余电源
技术领域
[0001]本实用新型涉及冗余电源技术领域，具体提供一种单相交流冗余电源。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的不断发展，现在社会生产制造领域越来越多采用自动化控制技术，设备通过预设定的程序完成生产制造过程。设备在运行过程中，如果突然断电，则设定程序不能继续执行，造成设备不能继续运行。如果通电后不能继续执行程序，前序的生产过程会强制终止，使生产过程出现问题，给企业带来一定的损失。更有甚者突然断电会造成大功率运行设备的损坏，给生产商带来更大的损失。所以在生产过程中大多要使用冗余电源，以防主电源出现故障突然断电给设备造成的损坏。现有技术下使用较多的冗余电源是直流低压冗余电源，但是直流低压冗余电源存在的问题是直流电的功率低，直流低压冗余电源成本高、维护繁琐、换相电刷容易磨损需要定期更换等。而交流冗余电源相对来说具有可靠耐用、成本低、维护方便等优点。对于交流电源的冗余设计使用较多的是UPS(Uninterruptible Power Supply)，即不间断电源。UPS是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。
[0003]专利号为CN103746447A的专利文献，公开了一种冗余交流电源自动切换方法。在该发明中，采用双路UPS电源和市电三种电源冗余供电，通过交流接触器实现三路电源的切换组合，能保障即使2路UPS电源都发生故障也不会造成系统失电事故的方式。但是该发明中使用在线式UPS电源实现冗余供电，UPS包含AC/DC模块、蓄电池、DC/AC逆变模块等，设计复杂，体积庞大，且价格一般偏高，会增加企业的使用成本；同时，如果该在线式UPS电源和市电电源都发生故障时，仍然不能延迟给设备供电的时间，同样会造成使用设备突然断电，造成设备的运行瘫痪，给企业带来不可估量的损失。
【发明内容】
[0004]为了解决以上存在的问题，本实用新型提供一种设计合理，能简单而可靠的实现双电源间的快速切换，并通过后端补偿来延长电源保持时间的一种单相交流冗余电源。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:
[0006]—种单相交流冗余电源，包括常用电源、整流桥电路和DC-DC模块，还包括备用电源、继电器电路和续流补偿电路，所述常用电源、备用电源分别连接到继电器电路上，整流桥电路与继电器电路相连，续流补偿电路分别与整流桥电路、DC-DC模块相连;其中，所述继电器电路包括一组常开触点、一组常闭触点、一组控制触点和一组开关触点，常用电源分别与一组常开触点、一组控制触点相连，备用电源与一组常闭触点相连，一组开关触点用于连接负载。所述继电器电路还包括一路控制信号，常用电源通电后，控制信号有输入，进而控制常开触点闭合的断开。
[0007]常用电源与继电器电路的控制触点相连，当常用电源通电后，控制触点有电，控制信号有输入，继电器动作，常开触点闭合，常用电源接入负载正常工作。当常用电源出现故障断掉后，控制触点没有电，控制信号没有输入，常开触点断开，常闭触点闭合，备用电源接入负载正常工作。由常用电源或备用电源输入的均是交流电，经过继电器电路后，交流电通过整流桥电路变成直流电，直流电流向续流补偿电路，并且续流补偿电路能够储存电能。当常用电源和备用电源都出现故障掉电时，后端负载电路的开关电源可以检测到电路电压减小，并通过控制信号控制续流补偿电路向负载放电，来延长电源的保持时间，避免电路突然断电，有效的保护用电设备。
[0008]作为优选，所述续流补偿电路包括储能电容Cl、电容C2、电阻Rl、电阻R2、电阻R3、二极管D1、M0S管Ql和MOS管Q2;M0S管Q2的源极接整流桥电路，MOS管Q2的栅极用于连接负载电路，MOS管Q2的漏极通过电阻R2与MOS管Ql的栅极相连接，MOS管Ql的漏极通过储能电容Cl接整流桥电路，MOS管QI的源极与电阻R3接整流桥电路，电容C2串接在整流桥电路上，二极管Dl串接在整流桥电路与MOS管Ql的栅极之间，电阻Rl串接在MOS管Ql的栅极与漏极之间。直流电流向续流补偿电路的过程中会通过二极管Dl、电阻Rl为储能电容Cl充电，将电能储存在续流补偿电路中。当电容C2两端的电压低于储能电容Cl两端的电压时，二极管Dl截止，且MOS管Ql也处于截止状态，可以保持储能电容Cl两端的电压大于电容C2两端的电压。当常用电源和备用电源都出现故障掉电时，后端负载电路的开关电源可以检测到电路电压减小，并通过控制信号控制储能电容Cl向负载放电，来延长电源的保持时间，避免电路突然断电，有效的保护用电设备。作为优选，所述继电器电路的继电器为带有灭弧装置的继电器，可以综合考虑到切换时间和负载功率，提高电源的适用性。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的单相交流冗余电源具有以下突出的有益效果:
[0010](— )所述冗余电源设计有常用电源、备用电源及高功率继电器电路，高功率继电器电路设置有常开触点、常闭触点、控制触点和控制信号，常用电源与常开触点、控制触点相连，备用电源与常闭触点相连，当常用电源出现故障时，通过控制信号能快速的切换到备用电源作为供电电源，实现双冗余电源间的快速切换，保证供电电源能持续不断的为用电设备供电；
[0011 ] (二)在DC-DC模块前设计续流补偿电路，续流补偿电路中包括一个储能电容Cl，在常用电源或备用电源充电过程中，能对储能电容Cl进行充电，储存电能，当常用电源和备用电源都出现故障时，储能电容Cl会继续向用电设备放电，使电源保持时间增加将近一倍，有效的避免突然断电对用电设备造成的损坏；
[0012](三)当常用电源和备用电源都出现故障掉电时，后端负载电路的开关电源可以检测到电路电压减小，并通过控制信号控制储能电容CI向电路放电，并可以对储能电容CI的放电过程进行控制，防止储能电容Cl启动瞬间电流浪涌过大，使通过负载的瞬间电流过大，烧坏用电设备，增强了该冗余电源的适用性。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型所述单相交流冗余电源的结构示意图；
[0014]图2是图1所示单相交流冗余电源的继电器电路的原理图；
[0015]图3是图1所示单相交流冗余电源的续流补偿电路的原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图和实施例，对本实用新型的一种单相交流冗余电源作进一步详细说明。
[0017]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
实施例
[0018]如图1、图2和图3所示，本实用新型的单相交流冗余电源主要由常用电源、备用电源、继电器电路、整流桥电路、续流补偿电路和DC-DC模块构成。继电器电路包括常开触点1、2，常闭触点3、4，控制触点5、6，开关触点7、8和一组控制信号。常用电源与常开触点1、2及控制触点5、6相连，备用电源与常闭触点3、4相连，开关触点7、8连接负载。控制信号控制常开触点1、2的闭合的断开。整流桥电路与继电器电路相连。续流补偿电路包括储能电容Cl、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管DUMOS管Ql和MOS管Q2。其中，MOS管Q2的源极(S)接整流桥电路，MOS管Q2的栅极(G)用于连接负载电路，MOS管Q2的漏极(D)通过电阻R2与MOS管Ql的栅极(G)相连接，MOS管Ql的漏极(D)通过储能电容Cl接整流桥电路，MOS管Ql的源极(S)与电阻R3接整流桥电路，电容C2串接在整流桥上，二极管DI串接在整流桥电路与MOS管Ql的栅极(G)之间，电阻Rl串接在MOS管Ql的栅极(G)与漏极(D)之间。续流补偿电路分别与整流桥电路、DC-DC模块相连。
[0019]本实用新型的单相交流冗余电源的工作过程为:
[0020](一)当常用电源通电后，控制触点5、6有电，控制信号有输入，继电器动作，常开触点1、2闭合，常用电源接入负载正常工作；
[0021](二)当常用电源出现故障断掉后，控制触点5、6没有电，控制信号没有输入，常开触点1、2断开，常闭触点3、4闭合，备用电源接入负载正常工作；
[0022](三)由常用电源或备用电源输入的交流电，经过继电器电路后，通过整流桥变成直流电，直流电流向续流补偿电路，通过二极管Dl、电阻Rl为储能电容Cl充电，当电容C2两端的电压低于储能电容Cl两端的电压时，二极管Dl截止，且MOS管Ql也处于截止状态，保持储能电容Cl两端的电压大于C2两端的电压；
[0023](四)当常用电源和备用电源都出现故障掉电时，后端负载电路的开关电源检测到电路电压减小，发出控制信号使MOS管Q2打开，接着打开MOS管Ql，控制储能电容Cl向负载放电，以此来延长冗余电源的保持时间，避免电路突然断电对用电设备造成的损坏，有效的保护用电设备。
[0024]以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的【具体实施方式】，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种单相交流冗余电源，包括常用电源、整流桥电路和DC-DC模块，其特征在于:还包括备用电源、继电器电路和续流补偿电路，所述常用电源、备用电源分别连接到继电器电路上，整流桥电路与继电器电路相连，续流补偿电路分别与整流桥电路、DC-DC模块相连； 其中，所述继电器电路包括一组常开触点、一组常闭触点、一组控制触点和一组开关触点，常用电源分别与一组常开触点、一组控制触点相连，备用电源与一组常闭触点相连，一组开关触点用于连接负载;所述续流补偿电路包括储能电容Cl、电容C2、电阻Rl、电阻R2、电阻R3、二极管D1、M0S管Ql和MOS管Q2;M0S管Q2的源极接整流桥电路，MOS管Q2的栅极用于连接负载电路，MOS管Q2的漏极通过电阻R2与MOS管Ql的栅极相连接，MOS管Ql的漏极通过储能电容Cl接整流桥电路，MOS管Ql的源极与电阻R3接整流桥电路，电容C2串接在整流桥电路上，二极管Dl串接在整流桥电路与MOS管Ql的栅极之间，电阻Rl串接在MOS管Ql的栅极与漏极之间。2.根据权利要求1所述的单相交流冗余电源，其特征在于:所述继电器电路的继电器为带有灭弧装置的继电器。
【文档编号】H02J9/04GK205489777SQ201620192355
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】付全龙
【申请人】山东超越数控电子有限公司