双电源自动转换装置、双电源供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种双电源自动转换装置，尤其涉及一种可满足高敏感负载的供电需求且高可靠性的双电源自动转换装置，属于低压电气技术领域。
【背景技术】
[0002]在现代工业、医疗、商业以及日常生活等领域均存在一些需要持续供电的用电设备，为了满足这些用电设备的持续供电要求，通常采取双路供电的供电方案，即利用双电源自动转换装置实现主、备两路电源的自动切换。双电源自动转换装置通常包括检测单元、控制单元和双电源切换开关，检测单元用于对主电源和备用电源的输入电压进行实时检测，控制单元根据检测单元的检测结果控制双电源切换开关从而实现主、备电源的自动转换。现有双电源自动转换装置在进行电源转换过程中，双电源切换开关的执行逻辑是先断后合，即先断开主电源，然后接通备用电源，这样就会出现短暂的断电(传统的机械式开关的转换时间通常为数十毫秒)，这种短暂断电对于大多数负载而言是可以接受的。然而，也存在一些高敏感负载，对于供电持续性要求十分苛刻。例如，主要应用于体育场馆、隧道等照明的金属卤素灯就是一种典型的敏感负载。金属卤素灯的最大特点是当断电时间超过5ms后，需要再过1min左右才能重新点亮。显然，如果在重要的体育比赛中或工程施工中突然停电，会造成很大的麻烦。为了使得双电源自动转换装置能够满足高敏感负载的要求，一种现有的解决方案是采用可控半导体开关作为双电源切换开关，以提高两路电源的转换速度。这种方案虽然可以将两路电源的转换时间大幅降低，但是需要对半导体开关单独设计散热系统，增加了系统的成本；另外，半导体器件长时间工作，其寿命和可靠性相比传统机械式双电源开关均会下降，从而影响了整个供电系统的安全可靠性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种可满足高敏感负载的供电需求且具有高可靠性的双电源自动转换装置及其转换控制方法。
[0004]本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题:
[0005]一种双电源自动转换装置，包括:主电源输入端、备用电源输入端、电源输出端、双电源切换单元；所述双电源切换单元包括检测单元、控制单元、机械式的双电源切换开关，检测单元用于对主电源输入端和备用电源输入端的输入电压进行实时检测，控制单元根据检测单元的检测结果控制双电源切换开关从而实现主、备电源的自动转换；所述双电源切换单元还包括一辅助供电单元，所述辅助供电单元包括逆变单元，逆变单元的输出端与所述电源输出端连接，逆变单元的控制端与控制单元连接；控制单元在主、备电源的转换过程中，控制辅助供电单元输出电能。
[0006]上述技术方案中，辅助供电单元的电能从主电源和/或备用电源获取，根据获取电能方式的不同，辅助供电单元可大致分为需要储能部件的储能型和不需要储能部件的直供型这两大类，分别如下:
[0007]储能型:
[0008]所述辅助供电单元还包括储能部件和整流单元；整流单元用于从主电源和/或备用电源提取电能供给储能部件；所述储能部件在主电源和备用电源供电阶段通过所述整流单元进行储能，在主、备电源的转换过程中通过所述逆变单元输出电能。
[0009]优选地，所述辅助供电单元还包括与整流单元连接的转换开关，所述转换开关的两个输入端及控制端分别与主电源输入端、备用电源输入端、控制单元连接，所述整流单元与后级储能部件连接，所述转换开关的转换逻辑与双电源切换开关的切换逻辑相反。
[0010]优选地，所述整流单元的输入端与所述双电源切换开关的输出侧或者主电源或者备用电源连接。
[0011 ] 优选地，所述整流单元包括第一整流电路和第二整流电路，第一整流电路、第二整流电路的输入端分别连接主电源输入端、备用电源输入端，第一整流电路、第二整流电路的输出端相互连接后与后级储能部件连接。
[0012]优选地，所述辅助供电单元还包括调压装置。所述调压装置可以是设置于整流单元之前或者逆变单元之后的变压器，也可以是设置于整流单元与逆变单元之间的DC/DC电路。
[0013]储能型辅助供电单元还有一种不需要整流单元的特殊形式，具体如下:
[0014]所述逆变单元为一端连接有储能部件的双向逆变器，双向逆变器的另一端与所述电源输出端连接。
[0015]优选地，所述双向逆变器与储能部件通过双向DC/DC电路连接。
[0016]直供型:
[0017]所述辅助供电单元还包括整流单元；整流单元用于从主电源或备用电源提取电能，在主、备电源的转换过程中通过所述逆变单元输出电能。
[0018]优选地，所述辅助供电单元还包括与整流单元连接的转换开关，所述转换开关的两个输入端及控制端分别与主电源输入端、备用电源输入端、控制单元连接，所述整流单元与后级逆变单元连接，所述转换开关的转换逻辑与双电源切换开关的切换逻辑相反。
[0019]优选地，所述整流单元包括第一整流电路和第二整流电路，第一整流电路、第二整流电路的输入端分别连接主电源输入端、备用电源输入端，第一整流电路、第二整流电路的输出端相互连接后与后级逆变单元连接。
[0020]优选地，所述整流单元的输入端与主电源或备用电源连接。
[0021]优选地，所述辅助供电单元还包括调压装置。所述调压装置可以是设置于整流单元之前或者逆变单元之后的变压器，也可以是设置于整流单元与逆变单元之间的DC/DC电路。
[0022]所述双电源切换开关可以是电磁式机械开关或者电机传动式机械开关。
[0023]如上任一技术方案所述双电源自动转换装置的转换控制方法，包括以下步骤:
[0024]步骤1、检测单元对主电源输入端和/或备用电源输入端的输入电压进行实时检测，并将检测结果传输至控制单元；
[0025]步骤2、控制单元对输入电压进行运算，并判断当前工作电源的电压有效值是否在预设的电压有效值范围内，如是，则转步骤I，如否，则转步骤3 ;
[0026]步骤3、控制单元控制双电源切换开关进行主、备电源切换，并且控制辅助供电单元开始向负载进行输出，在主、备电源切换过程中由辅助供电单元对负载进行输出供电；
[0027]步骤4、当双电源切换开关完成主、备电源切换，控制单元控制辅助供电单元停止对负载输出，然后转至步骤I。
[0028]根据相同的实用新型思路还可以得到一种双电源供电系统，包括主电源、备用电源以及如上任一技术方案所述双电源自动转换装置，双电源自动转换装置的主电源输入端、备用电源输入端分别与主电源、备用电源连接。
[0029]相比现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0030]本实用新型可使得主备电源转换过程中的负载断电时间最小化，满足了像金属卤素灯一样的敏感负载的安全供电需求；
[0031]本实用新型采用机械式的双电源切换开关，安全可靠性高，实现成本低。
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型双电源供电系统的第一种实施例的结构原理示意图；
[0033]图2为本实用新型双电源供电系统的第二种实施例的结构原理示意图；
[0034]图3为本实用新型双电源供电系统的第三种实施例的结构原理示意图；
[0035]图4为本实用新型双电源供电系统的第四种实施例的结构原理示意图；
[0036]图5为本实用新型双电源供电系统的第五种实施例的结构原理示意图；
[0037]图6为采用三相四线制的本实用新型双电源供电系统的具体实现电路示意图；
[0038]图7为本实用新型双电源供电系统的工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明:
[0040]正如【背景技术】部分所谈到的，为了使得双电源自动转换装置能够满足类似金属卤素灯的高敏感负载的要求，现有的解决方案是采用可控半导体开关作为双电源切换开关，以提高两路电源的转换速度。这种方案虽然可以将两路电源的转换时间大幅降低，但是需要对半导体开关单独设计散热系统，增加了系统的成本；另外，半导体器件长时间工作，其寿命和可靠性相比传统机械式双电源开关均会下降，从而影响了整个