一种可控制多路供电输出的边缘网关的制作方法

1.本实用新型属于电源电路技术领域，具体涉及可控制多路供电输出的边缘网关。


背景技术：

2.目前市面上已经有多款物联网网关，硬件层面上具备供电、供网(千兆以太网、光纤sfp)，对提供交直流供电等功能，部分具备用电器的开关控制和电流电压采集等功能，软件层面具备采集和管理rs485设备、和平台配置远程管理所介入的设备等功能，同时可选扩展wifi/4g/5g等功能。目前市面上已经有物联网网关的电源部分，电源提供12v/24v直流输出，以及220v的交流输出。但是存在以下一些缺点：供电能力不足。提供的12v电流，仅可用于微小功率(1w以内)设备的供电。直流转换效率不够。采用较落后直流转换方案，效率低于80％。不提供短路保护和过载保护功能。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供可控制多路供电输出的边缘网关，用以解决现有技术中存在的上述问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种可控制多路供电输出的边缘网关，包括边缘网关单元和供电单元，所述供电单元包括多个交流电输出电路，多个交流电输出电路中的其中一路电连接有滤波电路，所述滤波电路电连接有整流电路，整流电路电连接有功率因数矫正电路，所述功率因数矫正电路电连接有llc电路；所述llc电路输出12v的直流电流；还包括直流转换电路，所述直流转换电路电连接12v的直流电流并输出5v的直流电流；还包括多路开关控制电路，多路所述开关控制电路电连接12v的直流电流控制12v的直流电流的输出。
6.根据上述技术，提供多个交流电输出电路实现交流电所需的用电需求，多个交流电输出电路中的其中一路电连接有交流转直流的转换电路，其中滤波电路、整流电路、功率因数矫正电路(pfc电路)和llc电路组成所述交流转直流的转换电路，llc是一种通过控制开关频率(频率调节)来实现输出电压恒定的谐振电路，实现原边两个主mos开关的零电压开通和副边整流二极管的零电流关断，通过软开关技术，可以降低电源的开关损耗，提高功率变换器的效率和功率密度；交流转直流的转换电路加固交流电转换成12v的直流电流；再通过设置多路开关控制电路，多路所述开关控制电路电连接12v的直流电流控制12v的直流电流的输出，实现多负载的直流电控制输出；采用llc交直流转换，提高电源效率。
7.在一种可能的设计中，多路所述开关控制电路电连接有用于检测开关控制电路输出的直流电流的电流电压检测单元。
8.在一种可能的设计中，所述llc电路电连接有过流短路保护电路。
9.在一种可能的设计中，所述llc电路电连接有温度反馈电路。
10.在一种可能的设计中，所述开关控制电路包括光耦合器u9；所述光耦合器u9输入端电连接控制接口，输出端电连接有电阻r17，电阻r17的另一端电连接电阻r11的一端和p
沟道耗尽型绝缘栅场效应管q6的栅极电连接，所述电阻r11的另一端接12v直流电流，所述p沟道耗尽型绝缘栅场效应管q6的漏极电连接12v直流电流，p沟道耗尽型绝缘栅场效应管q6的源极电连接输出端子j3、电阻r23的一端和电流电压检测单元；所述电阻r23的另一端作为输出，同时电连接电阻r25的一端，电阻r25的另一端接地。
11.在一种可能的设计中，所述交流电输出电路通过继电器来控制电路的通断。
12.在一种可能的设计中，还包括48v直流电流转换电路，48v直流电流转换电路接48v直流电流并将48v直流电流转换为24v的直流电流。
13.在一种可能的设计中，所述48v直流电流转换电路连接有所述开关控制电路。
14.有益效果：提供多个交流电输出电路实现交流电所需的用电需求，多个交流电输出电路中的其中一路电连接有交流转直流的转换电路，其中滤波电路、整流电路、功率因数矫正电路(pfc电路)和llc电路组成所述交流转直流的转换电路，llc是一种通过控制开关频率(频率调节)来实现输出电压恒定的谐振电路，实现原边两个主mos开关的零电压开通和副边整流二极管的零电流关断，通过软开关技术，可以降低电源的开关损耗，提高功率变换器的效率和功率密度；交流转直流的转换电路加固交流电转换成12v的直流电流；再通过设置多路开关控制电路，多路所述开关控制电路电连接12v的直流电流控制12v的直流电流的输出，实现多负载的直流电控制输出；采用llc交直流转换，提高电源效率；提供短路保护、过载保护功能。
附图说明
15.图1为实施例中交流电输出电路和滤波电路、整流电路、功率因数矫正电路具体示例的电路原理连接图；
16.图2为实施例中llc电路、过流短路保护电路和温度反馈电路的电路原理连接图；
17.图3为实施例中控制端口电路原理图；
18.图4为实施例中控制端口的接口电路原理图：
19.图5为实施例中直流转换电路的电路原理图；
20.图6为实施例中多路开关控制电路的电路原理图；
21.图7为实施例中具体示例的控制电路原理图；
22.图8为实施例中接口电路和电流电压采样模块的电路原理图；
23.图9为实施例中48v直流电流转换电路原理图。
具体实施方式
24.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，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
25.实施例：
26.如图1至图9所示，本实施例提供了一种可控制多路供电输出的边缘网关，包括边缘网关单元和供电单元，具体的边缘网关单元具备光电混合、可扩展wifi/4g/5g、集成硬件
安全加密芯片、温湿度传感器、陀螺仪和千兆网络路由器，所述供电单元包括多个交流电输出电路，具体的，如图1中所示，4路ac输出(含1路常闭，用作内部供电)，其余3路通过继电器来控制开关，对应jp2～jp5，以及k1～k3几组器件；多个交流电输出电路中的其中一路电连接有滤波电路，emc滤波对应图1中l1、l2、c3、c4所在的电路部分，所述滤波电路电连接有整流电路，整流电路电连接有功率因数矫正电路(power factor correction，pfc)，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。功率因数是用来衡量用电设备用电效率的参数，低功率因数代表低电力效能。为了提高用电设备功率因数的技术就称为功率因数校正。如图2所示，所述功率因数矫正电路电连接有llc电路；所述llc电路输出12v的直流电流。具体实施时，多个交流电输出电路中的其中一路电连接有交流转直流的转换电路，其中滤波电路、整流电路、功率因数矫正电路(pfc电路)和llc电路组成所述交流转直流的转换电路，llc是一种通过控制开关频率(频率调节)来实现输出电压恒定的谐振电路，实现原边两个主mos开关的零电压开通和副边整流二极管的零电流关断，通过软开关技术，可以降低电源的开关损耗，提高功率变换器的效率和功率密度；交流转直流的转换电路加固交流电转换成12v的直流电流；还包括直流转换电路，如图5所示，图中u13则将12v电流转换成5v电流输出；所述直流转换电路电连接12v的直流电流并输出5v的直流电流；还包括多路开关控制电路，多路所述开关控制电路电连接12v的直流电流控制12v的直流电流的输出。由此，供电单元可以提供边缘网关单元中个模块的用电需求，设备备用用电接口，还可以用于对外供电；实现可控制多路供电输出的边缘网关。
27.具体的，如图3、图4所示，还设置有控制端口电路。
28.在一种可能实施方式中，多路所述开关控制电路电连接有用于检测开关控制电路输出的直流电流的电流电压检测单元。
29.具体的，如图2所示，所述llc电路电连接有用于过流短路保护电路，其中的u12器件及外围电路；所述llc电路电连接有温度反馈控制电路，图中feedback&temprature是温度反馈控制模块。
30.在一种可能实施方式中，如图6所示，图中out1～out3所在的部分各对应1路12v直流输出，以及每一路都提供电流和电压采样以及开关控制，电流和电压采样电路如图8所示，图中j9则对外提供各路输出电路的开关控制和采样；所述开关控制电路包括光耦合器u9；所述光耦合器u9输入端电连接控制接口，输出端电连接有电阻r17，电阻r17的另一端电连接电阻r11的一端和p沟道耗尽型绝缘栅场效应管q6的栅极电连接，所述电阻r11的另一端接12v直流电流，所述p沟道耗尽型绝缘栅场效应管q6的漏极电连接12v直流电流，p沟道耗尽型绝缘栅场效应管q6的源极电连接输出端子j3、电阻r23的一端和电流电压检测单元；所述电阻r23的另一端作为输出，同时电连接电阻r25的一端，电阻r25的另一端接地。电流和电压采样分别连接图中cr1～cr4的端口。
31.在一种可能实施方式中，如图9所示，还包括48v直流电流转换电路，48v直流电流转换电路接48v直流电流并将48v直流电流转换为24v的直流电流。
32.相应的，所述48v直流电流转换电路连接有独立的开关控制电路。开关控制电路与上述开关控制电路构成相同。如图6所示，开关控制电路包括光耦合器u11；所述光耦合器
u11输入端电连接控制接口k3，输出端电连接有电阻r30，电阻r30远离光耦合器u11输出端的一端电连接电阻r33的一端和p沟道耗尽型绝缘栅场效应管q10的栅极电连接，所述电阻r33的另一端接24v直流电流，所述p沟道耗尽型绝缘栅场效应管q10的漏极电连接24v直流电流，p沟道耗尽型绝缘栅场效应管q10的源极电连接输出端子j8、电阻r34的一端和电流电压检测单元的cr4端；所述电阻r34的另一端作为输出，同时电连接电阻r35的一端，电阻r35的另一端接地。
33.综上，本实施例提供多个交流电输出电路实现交流电所需的用电需求，以及多路12v直流电，以及具有24v直流电，通过设置多路开关控制电路，多路所述开关控制电路电连接12v的直流电流控制12v的直流电流的输出，实现多负载的直流电控制输出；采用llc交直流转换，提高电源效率。
34.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。