一种支持多路电源供电的供电电路的制作方法

1.本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种用于为主板供电的支持多路电源供电的供电电路。


背景技术：

2.电力系统的网络安全设备由于使用的环境不同，对于电源的输入需求是多样的，有的是ac 220v输入，有的是dc 110v输入，有的是dc 220v输入，这些输入电源需再通过不同的转换模块或者电源模块转换为低压直流，才能为网络安全设备的主板供电。然而，与此同时，现有的各网络安全设备能够接受的电源输入类型却常是单一的，要么是ac 220v，要么是dc 110v或者dc 220v，即针对单一的电源输入类型进行了相应的供电电路设计，这使得同样一台网络安全设备无法适用于各种不同的使用环境，不能同时满足多种电源的输入需求。
3.此外，市电供电存在不稳定的现象，有着较大的电压浮动范围，且抗干扰性也比较差。采用市电直接为网络安全设备供电，会为网络安全设备的使用稳定性和使用寿命带来影响，亦需要进行改进。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种支持多路电源供电的供电电路，能够支持交流电源和直流电源同时供电，并为网络安全设备的主板提供所需的低压直流电。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种支持多路电源供电的供电电路，包括交流电源输入模块、第一直流电源输入模块、隔离模块以及高压隔离转换模块，所述交流电源输入模块用于接收外部交流电源输入的交流电并将所述交流电整流形成第一直流电以输出所述第一直流电，所述交流电源输入模块的输出端连接至所述隔离模块的第一输入端；所述第一直流电源输入模块用于接收外部直流电源输入的直流电并将所述直流电作为第二直流电输出，所述第一直流电源输入模块的输出端连接至所述隔离模块的第二输入端；所述隔离模块的输出端连接至所述高压隔离转换模块，所述隔离模块于所述第一输入端和所述第二输入端中之一输入端接收到直流电时将所接收到的直流电输出至所述高压隔离转换模块，所述隔离模块于所述第一输入端和所述第二输入端均接收到直流电时，将所接收到的直流电中电压高者输出至所述高压隔离转换模块；所述高压隔离转换模块用于将所接收到的直流电转化为主板用低压直流电并输出。
6.所述供电电路还包括滤波电路，所述隔离模块的输出端经所述滤波电路连接至所述高压隔离转换模块。
7.所述滤波电路为π型滤波电路。
8.所述隔离模块包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极为所述第一输入端，所述第二二极管的阳极为所述第二输入端，所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极相连接并作为所述隔离模块的输出端。
9.所述交流电源输入模块包括交流电源输入接口、交流过压保护电路、交流过流保护电路以及整流模块，所述交流电源输入接口用于连接外部交流电源，所述交流过压保护电路设置于所述交流电源输入接口，所述交流电源输入接口经所述交流过流保护电路连接至所述整流模块的输入端，所述整流模块的输出端连接至所述隔离模块的第一输入端。
10.所述交流过压保护电路包括第一压敏电阻、第二压敏电阻以及气体放电管，所述第一压敏电阻设置于所述交流电源输入接口的相线与中性线之间，所述第二压敏电阻和所述气体放电管串联于所述交流电源输入接口的中性线与地线之间；所述交流过流保护电路包括第一保险丝，所述第一保险丝设置于所述交流电源输入接口的相线与所述整流模块的输入端之间。
11.所述第一直流电源输入模块包括第一直流电源输入接口、直流过压保护电路以及直流过流保护电路，所述第一直流电源输入接口用于连接外部直流电源，所述直流过压保护电路设置于所述第一直流电源输入接口，所述第一直流电源输入接口经所述直流过流保护电路连接至所述隔离模块的第二输入端。
12.所述供电电路还包括第二直流电源输入模块，所述第一直流电源输入模块用于接收220v外部直流电源和110v外部直流电源中之一者输入的直流电；所述第二直流电源输入模块用于接收220v外部直流电源和110v外部直流电源中的另一者输入的直流电，并以所接收到的直流电作为第三直流电输出，所述第二直流电源输入模块的输出端连接至所述隔离模块的第三输入端；所述隔离模块于所述第一输入端、所述第二输入端以及所述第三输入端中之一输入端接收到直流电时将所接收到的直流电输出至所述高压隔离转换模块，所述隔离模块于所述第一输入端、所述第二输入端、所述第三输入端中的至少两者接收到直流电时，将所接收到的直流电中电压最高者输出至所述高压隔离转换模块。
13.所述隔离模块包括第一二极管、第二二极管以及第三二极管，所述第一二极管的阳极为所述第一输入端，所述第二二极管的阳极为所述第二输入端，所述第三二极管的阳极为所述第三输入端，所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极以及所述第三二极管的阴极相连接并作为所述隔离模块的输出端。
14.所述第一直流电源输入模块包括第一直流电源输入接口、第三压敏电阻以及第二保险丝，所述第一直流电源输入接口用于连接220v外部直流电源和110v外部直流电源中之一者，所述第三压敏电阻设置于所述第一直流电源输入接口的电源线与地线之间，所述第二保险丝设置于所述第一直流电源输入接口的电源线与所述第二二极管的阳极之间；所述第二直流电源输入模块包括第二直流电源输入接口、第四压敏电阻以及第三保险丝，所述第二直流电源输入接口用于连接220v外部直流电源和110v外部直流电源中之另一者，所述第四压敏电阻设置于所述第二直流电源输入接口的电源线与地线之间，所述第三保险丝设置于所述第二直流电源输入接口的电源线与所述第三二极管的阳极之间。
15.本实用新型的有益效果：本实用新型的支持多路电源供电的供电电路，通过交流电源输入模块、第一直流电源输入模块以及隔离模块的设置，既能够支持交流电源供电又能够支持直流电源供电，且能够支持交流电源和直流电源同时供电；本实用新型进一步通过第二直流电源输入模块的设置，不仅能够同时支持交流电源和直流电源供电，还可以同时支持不同输出电压的直流电源供电，因此，本实用新型能够同时满足多种电源的输入需求，应用于网络安全设备时，能够使得同一台网络安全设备得以适用于不同的使用环境；同
时，本实用新型能够在多路电源同时提供电源输入而处于供电状态的电源断电时，通过隔离模块迅速切换由另一路电源供电，以保持供电的持续，避免造成主板掉电，如此，本实用新型在实现交直流兼容的同时，具有热备功能；此外，本实用新型通过于隔离模块与高压隔离转换模块之间设置滤波电路，能够满足emc的需求，增强线路抗干扰能力，确保供电的稳定性。
附图说明
16.为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
17.附图中，
18.图1为本实用新型第一实施例的支持多路电源供电的供电电路的结构框图。
19.图2为本实用新型第二实施例的支持多路电源供电的供电电路的结构框图。
20.图3为本实用新型第三实施例的支持多路电源供电的供电电路的结构框图。
21.图4为本实用新型第三实施例的支持多路电源供电的供电电路的电路接线图。
具体实施方式
22.为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
23.本实用新型的支持多路电源供电的供电电路，既支持交流电源供电又支持直流电源供电，且能够支持交流电源和直流电源同时供电，可用于为网络安全设备的主板提供所需的低压直流电。
24.如图1所示，本实用新型的第一实施例的支持多路电源供电的供电电路，包括交流电源输入模块10、第一直流电源输入模块20、隔离模块30以及高压隔离转换模块40。其中，交流电源输入模块10和第一直流电源输入模块20经隔离模块30连接至高压隔离转换模块40。
25.交流电源输入模块10用于接收外部交流电源91输入的交流电并将所述交流电整流形成第一直流电，以输出所述第一直流电。交流电源输入模块10的输出端连接至隔离模块30的第一输入端31。
26.在一实施例中，交流电源输入模块10可以包括交流电源输入接口11、交流过压保护电路12、交流过流保护电路13以及整流模块14。其中，交流电源输入接口11用于连接外部交流电源91；交流过压保护电路12设置于交流电源输入接口11，用于提供过压保护；交流过流保护电路13用于提供过流保护。交流电源输入接口11经交流过流保护电路13连接至整流模块14的输入端，整流模块14的输出端连接至隔离模块30的第一输入端31。
27.第一直流电源输入模块20用于接收外部直流电源92输入的直流电并将所述直流电作为第二直流电输出。第一直流电源输入模块20的输出端连接至隔离模块30的第二输入端32。
28.在一实施例中，第一直流电源输入模块20包括第一直流电源输入接口21、直流过压保护电路22以及直流过流保护电路23。其中，第一直流电源输入接口21用于连接外部直流电源92；直流过压保护电路22设置于第一直流电源输入接口21，用于提供过压保护；直流
过流保护电路23用于提供过流保护。第一直流电源输入接口21经直流过流保护电路23连接至隔离模块30的第二输入端32。
29.隔离模块30的输出端34连接至高压隔离转换模块40。当隔离模块30于其第一输入端31和第二输入端32中的一输入端接收到直流电时，隔离模块30将所接收到的直流电输出至高压隔离转换模块40，也就是说，隔离模块30仅于其第一输入端31或第二输入端32相应接收到第一直流电或第二直流电时，将所接收到的第一直流电或第二直流电输出至高压隔离转换模块40。当隔离模块30于其第一输入端21和第二输入端32均接收到直流电时，将所接收到的直流电中电压高者输出至高压隔离转换模块40，也就是说，隔离模块30同时于其第一输入端31接收到第一直流电，于第二输入端32接收到第二直流电时，将第一直流电和第二直流电中电压较高的直流电输出至高压隔离转换模块40。
30.在一实施例中，隔离模块30可以包括第一二极管和第二二极管，其中，第一二极管的阳极为所述第一输入端31，第二二极管的阳极为所述第二输入端32，第一二极管的阴极和第二二极管的阴极相连接并作为隔离模块30的输出端34。这些二极管可以选用s3m型等能够满足使用需求的二极管。
31.高压隔离转换模块40用于将所接收到的直流电转化为主板用低压直流电并输出。高压隔离转换模块40为本领域技术人员所悉知，在此不再赘述。
32.基于上述结构，本实用新型第一实施例的支持多路电源供电的供电电路，既能够支持交流电源如ac220v交流电源供电，又能够支持直流电源如dc220v或dc110v直流电源供电，在交流电源单独供电时，交流电源的交流电整流为第一直流电后，经隔离模块30提供给高压隔离转换模块40以转换为主板用低压直流电并输出；在直流电源单独供电时，直流电源的直流电可以直接经隔离模块30提供给高压隔离转换模块40以转换为主板用低压直流电并输出；当交流电源和直流电源同时供电时，隔离模块30将交流电源的交流电转化来的第一直流电与直流电源提供的直流电中电压更高者，提供给高压隔离转换模块40以转换为主板用低压直流电并输出，在供电过程中，若处于供电状态的电源断电，则隔离模块30可以迅速切换至另一路电源，以保持持续供电，不会造成主板掉电。如此，本实用新型能够实现交直流兼容，且具有热备功能。
33.为了确保供电的稳定性，增强线路抗干扰能力，以满足emc的需求，本实用新型的支持多路电源供电的供电电路还可以设置滤波电路，以去除不需要的谐波，使得电流更为平滑。如图2所示的本实用新型的第二实施例的支持多路电源供电的供电电路，于隔离模块30与高压隔离转换模块40之间设置有滤波电路50，隔离模块30的输出端34经滤波电路50连接至高压隔离转换模块40，滤波电路50用于对隔离模块30输出端34输出的直流电进行滤波，之后再将其输送至高压隔离转换模块40。
34.在一实施例中，滤波电路50可以选用π型滤波电路实现，但不限于此。
35.第二实施例的支持多路电源供电的供电电路的其他部分结构与第一实施例的支持多路电源供电的供电电路相同，在此不再赘述。
36.如图3所示的本实用新型的第三实施例的支持多路电源供电的供电电路与第一实施例的支持多路电源供电的供电电路的大部分结构相同，相同之处不再赘述，不同之处主要在于，第三实施例的支持多路电源供电的供电电路还包括第二直流电源输入模块60，隔离模块30'还设有第三输入端33。
37.具体地，第一直流电源输入模块20和第二直流电源输入模块60用于接收输出电压不同的外部直流电源输入的直流电，例如，第一直流电源输入模块20用于连接220v外部直流电源，第二直流电源输入模块60用于连接110v外部直流电源，反之亦可，也就是说，第一直流电源输入模块20用于接收220v外部直流电源和110v外部直流电源中之一者输入的直流电，第二直流电源输入模块60用于接收220v外部直流电源和110v外部直流电源中的另一者输入的直流电。
38.在一实施例中，第二直流电源输入模块60可以与第一直流电源输入模块20具有相同的电路结构，但不限于此。第二直流电源输入模块60可以包括第二直流电源输入接口61、第二直流过压保护电路62以及第二直流过流保护电路63。其中，第二直流电源输入接口61用于连接外部直流电源93；第二直流过压保护电路62设置于第二直流电源输入接口61，用于提供过压保护；第二直流过流保护电路63用于提供过流保护。第二直流电源输入接口61经第二直流过流保护电路63连接至隔离模块30'的第三输入端33。
39.第二直流电源输入模块60以所接收到的直流电作为第三直流电输出。第二直流电源输入模块60的输出端连接至隔离模块30'的第三输入端33。隔离模块30'的第一输入端31连接交流电源输入模块10的输出端，第二输入端32连接第一直流电源输入模块20的输出端，输出端34连接至高压隔离转换模块40。
40.当隔离模块30'于第一输入端31、第二输入端32以及第三输入端33中的一输入端接收到直流电时，隔离模块30'将所接收到的直流电输出至高压隔离转换模块40。当隔离模块30'于第一输入端31、第二输入端32、第三输入端33中的至少两者接收到直流电时，将所接收到的直流电中电压最高者输出至高压隔离转换模块40。
41.在一实施例中，隔离模块30'包括第一二极管、第二二极管以及第三二极管，第一二极管的阳极为第一输入端31，第二二极管的阳极为第二输入端32，第三二极管的阳极为第三输入端33，第一二极管的阴极、第二二极管的阴极以及第三二极管的阴极相连接并作为隔离模块30'的输出端34。这些二极管可以选用s3m型等能够满足使用需求的二极管。
42.如此，本实用新型第三实施例的支持多路电源供电的供电电路，不仅能够支持交流电源和直流电源同时供电，还可以支持不同输出电压的直流电源供电，具体应用时，本实用新型的支持多路电源供电的供电电路可以同时支持ac220v交流电源、dc220v直流电源、dc110v直流电源供电。
43.本实用新型第三实施例的支持多路电源供电的供电电路与第一实施例的不同之处还在于，第三实施例的支持多路电源供电的供电电路于其隔离模块30'与高压隔离转换模块40之间设置有滤波电路50，隔离模块30'的输出端34经滤波电路50连接至高压隔离转换模块40，由滤波电路50对隔离模块30'输出端34输出的直流电进行滤波。较佳地，滤波电路50可以选用π型滤波电路实现。当然，该滤波电路50亦可以根据需要考虑是否进行设置。
44.如图4所示，为本实用新型第三实施例的支持多路电源供电的供电电路的一较佳具体电路接线图。
45.在图4所示电路中，隔离模块30'包括第一二极管pd1、第二二极管pd2以及第三二极管pd3，第一二极管pd1的阳极为第一输入端31，第二二极管pd2的阳极为第二输入端32，第三二极管pd3的阳极为第三输入端33，第一二极管的阴极、第二二极管的阴极以及第三二极管的阴极相连接并作为隔离模块30'的输出端34。
46.交流电源输入模块10的交流电源输入接口11具有相线ac_l、中性线ac_n以及地线ac_gnd；交流过压保护电路12包括第一压敏电阻rv1、第二压敏电阻rv2以及气体放电管gd3，其中第一压敏电阻rv1设置于交流电源输入接口11的相线ac_l与中性线ac_n之间，第二压敏电阻ac_n和气体放电管gd3串联于交流电源输入接口11的中性线ac_n与地线ac_gnd之间；交流过流保护电路13包括第一保险丝f3，整流模块14采用整流桥pd4实现，第一保险丝f3设置于交流电源输入接口11的相线ac_l与整流模块14的整流桥pd4的输入端之间；整流桥pd4的输入端连接至第一二极管pd1的阳极。
47.第一直流电源输入模块20的第一直流电源输入接口21具有电源线dcin220v+与地线dc_gnd，用于连接220v外接直流电源；直流过压保护电路22包括第三压敏电阻rv3，第三压敏电阻rv3设置于第一直流电源输入接口的电源线dcin220v+与地线dc_gnd之间；直流过流保护电路23包括第二保险丝f2，第二保险丝f2设置于第一直流电源输入接口的电源线dcin220v+与第二二极管pd2的阳极之间。
48.第二直流电源输入模块60的第二直流电源输入接口61具有电源线dcin110v+与地线dc_gnd，用于连接110v外接直流电源；第二直流过压保护电路62包括第四压敏电阻rv4，第四压敏电阻rv4设置于第二直流电源输入接口61的电源线dcin110v+与地线dc_gnd之间；第二直流过流保护电路63包括第三保险丝f1，第三保险丝f1设置于第二直流电源输入接口61的电源线dcin220v+与第三二极管pd3的阳极之间。
49.滤波电路50为由电容pc1、pc2和电感pl1构成的π型滤波电路。第一二极管的阴极、第二二极管的阴极以及第三二极管的阴极相连接，并连接至滤波电路50的输入端，滤波电路50的输出端则连接至高压隔离转化模块40。
50.如图4所示的支持多路电源供电的供电电路中，由交流电源输入接口11输入的220v交流电，经整流桥pd4整流，输出第一直流电至第一二极管pd1的阳极；由第一直流电源输入接口21输入的220v直流电，作为第二直流电，输出至第二二极管pd2的阳极；由第二直流电源输入接口61输入的110v直流电，作为第三直流电，输出至第三二极管pd3的阳极。第一直流电、第二直流电、第三直流电之间通过二极管pd1、pd2、pd3形成隔离。
51.当仅交流电源输入接口11接收到来自220v交流电源的220v交流电时，交流电源输入模块10输出第一直流电至第一二极管pd1的阳极，第一二极管pd1导通，第一直流电经滤波电路50输入高压隔离转化模块40，由高压隔离转化模块40转化为12v主板用低压直流电输出。
52.当仅第一直流电源输入接口21接收到来自220v直流电源的220v直流电时，第一直流电源输入模块20输出第二直流电至第二二极管pd2的阳极，第二二极管pd2导通，第二直流电经滤波电路50输入高压隔离转化模块40，由高压隔离转化模块40转化为12v主板用低压直流电输出。
53.当仅第二直流电源输入接口61接收到来自110v直流电源的110v直流电时，第二直流电源输入模块60输出第三直流电至第三二极管pd3的阳极，第三二极管pd3导通，第三直流电经滤波电路50输入高压隔离转化模块40，由高压隔离转化模块40转化为12v主板用低压直流电输出。
54.当交流电源输入接口11、第一直流电源输入接口21、第二直流电源输入接口61中的至少两者同时接收到对应的电源输入时，输出电压较高的直流电的电源输入模块(交流
电源输入模块10或第一直流电源输入模块20或第二直流电源输入模块60)对应的二极管导通，使得该电压较高的直流电得以经滤波电路50输入高压隔离转化模块40，由高压隔离转化模块40转化为12v主板用低压直流电输出。在此供电过程中，若处于供电状态的电源断电，则其他接收到电源输入的电源输入模块可以令其对应的二极管导通，继续提供直流电至高压隔离转化模块40，以实现电源迅速切换，避免造成主板掉电。
55.综上所述，本实用新型的支持多路电源供电的供电电路，通过其交流电源输入模块、第一直流电源输入模块以及隔离模块的设置，既能够支持交流电源又能够支持直流电源供电，且能够支持交流电源和直流电源同时供电；本实用新型还可以进一步通过第二直流电源输入模块的设置，不仅能够同时支持交流电源和直流电源供电，还可以同时支持不同输出电压的直流电源供电。具体应用时，本实用新型的支持多路电源供电的供电电路可以同时支持ac220v交流电源、dc220v直流电源、dc110v直流电源供电，用于为电力系统的网络安全设备的主板提供所需的低压直流电。因此，本实用新型能够同时满足多种电源的输入需求，应用于网络安全设备时，能够使得同一台网络安全设备得以适用于不同的使用环境。
56.同时，本实用新型能够在多路电源同时提供电源输入而处于供电状态的电源断电时，通过隔离模块迅速切换由另一路电源供电，以保持供电的持续，避免造成主板掉电，如此，本实用新型在实现交直流兼容的同时，具有热备功能。
57.此外，本实用新型通过于隔离模块与高压隔离转换模块之间设置滤波电路，能够满足emc的需求，增强线路抗干扰能力，确保供电的稳定性。
58.本实用新型通过简单的电路设计，采用简单的元器件，即能够实现上述诸多功能，使用成本低。
59.以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。