一种主电源和备用电源的切换装置的制作方法

本发明涉及电源切换，更具体地说，涉及一种主电源和备用电源的切换装置。

背景技术：

1、随着社会的发展，人们对供电可靠性的要求也越来越高，很多场合用两路电源来保证供电的可靠性，这就需要一种在两路电源之间进行可靠切换的装置。

2、目前常用的方案是采用动态电压恢复器检测到电网侧交流电压下降或失压时断开负载与电网侧交流电压的连接，同时动态电压恢复器中的储能变流器获取到的交流电压降为0，在无电压情况下通过储能变流器逆变出交流电为负载供电，以此实现电源的切换；但是电源的切换速度还受到检测电网侧交流电压下降或失压的速度，以及电源切换执行结构本身的机械或电气延时等因素的影响。

3、因此，如何提升电源切换的速度是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种主电源和备用电源的切换装置，能够提升电源切换的速度，其技术方案如下：

2、本技术提供一种主电源和备用电源的切换装置，所述主电源和备用电源的切换装置包括：

3、主电源、整流模块、储能模块、电压采样模块、备用电源、开关模块、输出模块和电压比较模块；

4、所述主电源的相线端与所述整流模块的第一端连接，所述整流模块的第二端和所述储能模块的第一端连接，且形成第一连接节点；所述整流模块的第三端和所述储能模块的第二端连接，且形成第二连接节点；

5、所述电压采样模块的第一端与所述第一连接节点连接，所述电压采样模块的第二端与所述第二连接节点连接，所述储能模块的第三端和所述电压采样模块的第三端均与所述主电源的零线端连接；

6、所述储能模块的第一端与所述输出模块的第一端连接，所述储能模块的第二端与所述输出模块的第二端连接；

7、所述备用电源的正极通过所述开关模块与输出模块的第一端连接，或所述备用电源的负极通过所述开关模块与输出模块的第二端连接；

8、所述电压比较模块的第一端分别与所述第一连接节点和所述第二连接节点连接，所述电压比较模块的第二端分别与第一电压端和所述第二连接节点连接，所述电压比较模块的第三端与所述开关模块的控制端连接；

9、其中，当所述主电源的输出电压低于目标电压时，所述电压采样模块的电压下降速度大于所述储能模块的电压下降速度，所述电压比较模块用于基于所述电压采样模块的电压与所述第一电压端的电压的比较结果输出控制信号，以控制所述开关模块处于导通状态或关断状态。

10、优选的，在上述主电源和备用电源的切换装置中，所述储能模块包括第一电容和第二电容，所述电压采样模块包括第三电容和第四电容；

11、所述第一电容的第一端和所述第二电容的第一端连接，且形成第三连接节点，所述第三连接节点与所述主电源的零线端连接，所述第一电容的第二端与所述输出模块的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述输出模块的第二端连接；

12、所述第三电容的第一端和所述第四电容的第一端连接，且形成第四连接节点，所述第四连接节点与所述主电源的零线端连接，所述第三电容的第二端与所述第一连接节点连接，所述第四电容的第二端与所述第二连接节点连接。

13、优选的，在上述主电源和备用电源的切换装置中，所述主电源为三相四线制交流电源，所述主电源的第一端包括第一相线端、第二相线端和第三相线端，所述整流模块包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管；

14、所述第一二极管的阳极与所述第一相线端连接，所述第二二极管的阳极与所述第二相线端连接，所述第三二极管的阳极与所述第三相线端连接，所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极和所述第三二极管的阴极均与所述第一连接节点连接；

15、所述第四二极管的阴极与所述第一相线端连接，所述第五二极管的阴极与所述第二相线端连接，所述第六二极管的阴极与所述第三相线端连接，所述第四二极管的阳极、所述第五二极管的阳极和所述第六二极管的阳极均与所述第二连接节点连接。

16、优选的，在上述主电源和备用电源的切换装置中，所述主电源和备用电源的切换装置还包括：第七二极管和第八二极管；

17、所述第七二极管的阳极与所述第一连接节点连接，所述第七二极管的阴极与所述第一电容的第二端连接，所述第八二极管的阳极与所述第二电容的第二端连接，所述第八二极管的阴极与所述第二连接节点连接。

18、优选的，在上述主电源和备用电源的切换装置中，所述主电源和备用电源的切换装置还包括：第一电阻、第二电阻，第三电阻和第四电阻；

19、所述第一电阻分别与所述电压比较模块的第一端和所述第一连接节点连接；

20、所述第二电阻的第一端与所述电压比较模块的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地；

21、所述第三电阻分别与所述电压比较模块的第二端和所述第一电压端连接；

22、所述第四电阻的第一端与所述电压比较模块的第二端连接，所述第四电阻的第二端接地。

23、优选的，在上述主电源和备用电源的切换装置中，所述开关模块为nmos功率管或pmos功率管；

24、当所述开关模块为nmos功率管时，所述nmos功率管的栅极为所述开关模块的控制端，所述nmos功率管的源极与所述备用电源的负极连接，所述nmos功率管的漏极与所述输出模块的第二端连接；

25、当所述开关模块为pmos功率管时，所述pmos功率管的栅极为所述开关模块的控制端，所述pmos功率管的源极与所述备用电源的正极连接，所述pmos功率管的漏极与所述输出模块的第一端连接。

26、优选的，在上述主电源和备用电源的切换装置中，所述电压比较模块包括：比较器和光电耦合器；

27、所述比较器的第一端分别与所述第一连接节点和所述第二连接节点连接，且所述第二连接节点接地，所述比较器的第二端分别与所述第一电压端和所述第二连接节点连接，所述比较器的第三端通过第五电阻与所述光电耦合器的初级侧的第一端连接，所述光电耦合器的初级侧的第二端接地；

28、当所述开关模块为nmos功率管时，所述光电耦合器的次级侧的第一端与第二电压端连接，所述光电耦合器的次级侧的第二端通过第六电阻与所述nmos功率管的栅极连接；

29、当所述开关模块为pmos功率管时，所述光电耦合器的次级侧的第一端与所述pmos功率管的栅极连接，所述光电耦合器的次级侧的第二端通过所述第六电阻接地。

30、优选的，在上述主电源和备用电源的切换装置中，所述主电源和备用电源的切换装置还包括：第九二极管、第十二极管和第七电阻；

31、当所述开关模块为nmos功率管时，所述备用电源的正极与所述第九二极管的阳极连接，所述第九二极管的阴极与所述输出模块的第一端连接，所述备用电源的负极与所述nmos功率管的源极连接，形成第五连接节点，所述第五连接节点接地，所述nmos功率管的漏极与所述第十二极管的阴极连接，所述第十二极管的阳极与所述输出模块的第二端连接，所述第七电阻分别与所述nmos功率管的栅极和所述nmos功率管的源极连接；

32、当所述开关模块为pmos功率管时，所述备用电源的正极与所述pmos功率管的源极连接，所述pmos功率管的漏极与所述第九二极管的阳极连接，所述第九二极管的阴极与所述输出模块的第一端连接，所述备用电源的负极与所述第十二极管的阴极连接，形成第六连接节点，所述第六连接节点接地，所述第七电阻分别与所述pmos功率管的栅极和所述pmos功率管的源极连接。

33、优选的，在上述主电源和备用电源的切换装置中，所述主电源和备用电源的切换装置还包括：

34、第一电源、第一dc/dc电源隔离模块和第二dc/dc电源隔离模块；

35、所述第一电源的第一端分别与所述第一dc/dc电源隔离模块的第一输入端，以及所述第二dc/dc电源隔离模块的第一输入端连接；

36、所述第一电源的第二端分别与所述第一dc/dc电源隔离模块的第二输入端，以及所述第二dc/dc电源隔离模块的第二输入端连接且接地；

37、所述第一dc/dc电源隔离模块的第一输出端与所述第一电压端连接，所述第一dc/dc电源隔离模块的第二输出端接地且与所述第二连接节点连接；

38、当所述开关模块为nmos功率管时，所述第二dc/dc电源隔离模块的第一输出端与所述第二电压端连接，所述第二dc/dc电源隔离模块的第二输出端接地且与所述第六连接节点连接。

39、优选的，在上述主电源和备用电源的切换装置中，所述主电源和备用电源的切换装置还包括：第五电容、第六电容、第七电容和第八电容；

40、所述第五电容分别与所述第一dc/dc电源隔离模块的第一输入端和第二输入端连接；

41、所述第六电容分别与所述第一dc/dc电源隔离模块的第一输出端和第二输出端连接；

42、所述第七电容分别与所述第二dc/dc电源隔离模块的第一输入端和第二输入端连接；

43、所述第八电容分别与所述第二dc/dc电源隔离模块的第一输出端和第二输出端连接。

44、相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

45、本发明提供的一种主电源和备用电源的切换装置，所述主电源和备用电源的切换装置包括：主电源、整流模块、储能模块、电压采样模块、备用电源、开关模块、输出模块和电压比较模块；其中，电压采样模块分别与第一连接节点和第二连接节点连接，相当于在整流模块和储能模块之间并联设置了电压采样模块，且电压比较模块的第一端连接在电压采样模块的两端，基于这种连接方式，当主电源输出的电压较低时，由于电压采样模块的电压下降速度大于储能模块的电压下降速度，电压比较模块的第一端接收电压采样模块两端的电压，基于电压采样模块两端的电压与第一电压端的电压进行比较，就可以更为快速的提高检测精度；在检测过程中由于储能模块的电压下降速度比较慢，所以此时储能模块还能继续供电，由于电压采样模块的电压下降速度比较快，电压比较模块输出结果比较快，在向开关模块输出的控制信号时，可以保证在备用电源开始供电的时候，储能模块的电压还没有降完，从而实现主电源和备用电源之间的无缝切换，在切换过程中输出模块始终有电压输出，不会造成短暂的无压输出状态，保证输出模块的负载不处于断电状态，能够平稳的工作。