CN103475086B

CN103475086B - 多供电模块无缝切换的电源

Info

Publication number: CN103475086B
Application number: CN201310404994.9A
Authority: CN
Inventors: 曾维建; 涂道平
Original assignee: GUANGZHOU KAISEN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Shanxi Zhaoxin Electric Power Equipment Co ltd
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2033-09-06
Also published as: CN103475086A

Abstract

本发明公开了一种多供电模块无缝切换的电源，包括：主供电模块、备用供电模块、充电电池组及输出转换模块；主供电模块与备用供电模块分别经过第一二极管和第二二极管向输出转换模块提供输入信号，充电电池组直接向输出转换模块提供输入信号，第一二极管阴极、第二二极管阴极、充电电池组正极与输出转换模块的输入端连接在同一结点。本发明采用不同电压输出的供电模块结合二极管的开关功能，实行先后供电顺序高低压排序，稍低电压输出的供电模块以在线备用的方式来保证输出电能真正不间断，而且可以实现市电供电被优先输出使用，现对于现有的UPS电源节省了机械切换开关，成本低，不同供电模块之间有序切换且切换时间几乎为零。

Description

多供电模块无缝切换的电源

技术领域

本发明涉及电源设备技术领域，具体涉及一种多供电模块无缝切换的电源。

背景技术

当今的UPS（不间断供电系统）和EPS（消防用不间断供电设施）在设计上还不能做到真正不间断供电，传统UPS和EPS在切换上现有方案均采用继电器切换，而继电器的触点和摆臂之间有一定的距离，跳跃时间一般是在30mS-1S之间，该方案无法应用精密设备上的供能保障，当一个设备在其原本供电的A电源断电，需要从其他B备用电源或C备用电源中获取持续不断的电能供电时，如果中间切换时出现有时间延时，都将会使终端设备重启丢失数据，如国防设备，通讯基站，军用侦测通讯设备等精密仪器，所造成的后果不堪设想。

发明内容

本发明提供一种多供电模块无缝切换的电源，能够实现应急供电输出切换时真正无间断时间（无缝切换）给负载供电，以解决上述问题。

本发明实施例提供的一种多供电模块无缝切换的电源，包括：对外输出第一电压值的主供电模块、对外输出第二电压值的备用供电模块、对外输出第三电压值的充电电池组及用于将不同输入信号转换为稳定输出信号提供给负载的输出转换模块；主供电模块与备用供电模块分别经过一第一二极管和一第二二极管向输出转换模块提供输入信号，充电电池组直接向输出转换模块提供输入信号，第一二极管阴极、第二二极管阴极、充电电池组正极与输出转换模块的输入端连接在同一结点；第一电压值减去第一二极管导通电压值大于第二电压值减去第二二极管导通电压值，第二电压值减去第二二极管导通电压值大于第三电压值。

优选地，还包括一用于分别检测主供电模块输出和备用供电模块输出的功率变换模块，所述输出转换模块具有一用于调节功率输出的反馈端，功率变换模块检测到主供电模块和备用供电模块均无输出时，向输出转换模块的反馈端发送一用于使输出转换模块降低功率输出的反馈信号。

优选地，输出转换模块采用boost升压电路。

优选地，所述boost升压电路包括：第一PWM芯片U2、第一储能电感L4、第一整流二极管D7及第一储能滤波电容C11，输出转换模块的输入端依次通过第一储能电感L4、第一整流二极管D7向第一储能滤波电容C11供能，第一储能滤波电容向负载供电，其中，第一PWM芯片U2用于控制第一储能电感L4与第一整流二极管D7的连接点与接地端之间的短接或断开，第一PWM芯片U2具有一反馈输入端FB作为输出转换模块的反馈端，第一PWM芯片U2的反馈输入端FB经过依次经过一第一限流电阻和检流电阻接地，第一限流电阻与检流电阻的连接点用于接入负载的返回电流。

优选地，功率变换模块包括：开关管Q1和分流电阻，分流电阻与开关管Q1的开关通道形成一串联支路，该串联支路并联在检流电阻的两端，主供电模块的输出端和备用供电模块的输出端分别经过隔离二极管作用于开关管Q1的控制端。

优选地，所述功率变换模块还包括：PNP型三极管Q2、二极管D8、偏置电阻R19及电阻R21，其中，主供电模块的输出端和备用供电模块的输出端上所连接的隔离二极管的阴极经过电阻R21连接至三极管Q2的基极，二极管D8的阳极连接极管Q2的基极，二极管D8的阴极连接开关管Q1的控制端，三极管Q2的发射极连接二极管D8的阴极，三极管Q2的集电极接地，开关管Q1的控制端经过偏置电阻R19接地。

优选地，主供电模块包括依次连接的：用于将交流转换为直流的AC/DC转换单元、用于将原边线圈能量耦合到副边线圈输出的变压器及用于控制变压器原边线圈上电压脉冲宽度的开关控制单元。

优选地，AC/DC转换单元包括整流桥BD1及连接在整流桥BD1输出端上的第一滤波电容C1；开关控制单元包括第二PWM芯片、第二限流电阻、第二滤波电容C5、第一辅助线圈，第一滤波电容C1上的电能经过第二限流电阻在第二滤波电容C5上滤波，第二滤波电容C5向第二PWM芯片供电，变压器原边线圈的一端连接滤波电容C1，另一端连接至第二PWM芯片的一开关接入引脚DRAIN，第二PWM芯片还具有一接地引脚GND，第二PWM芯片控制开关接入引脚DRAIN与接地引脚GND之间短接或断开，接地引脚GND与设备地相连；第一辅助线圈与变压器原边线圈耦合，第一辅助线圈依次经过一第三限流电阻R10、二极管D3将能量传输至第二滤波电容C5，第一辅助线圈还依次经过电阻R11和电阻R12接地，电阻R12上的分压反馈至第二PWM芯片的反馈输入引脚。

优选地，还包括一与变压器原边线圈耦合的第二辅助线圈，第二辅助线圈依次经过二极管D4及电容C7接地，电容C7上的电压输入到功率变换模块。

优选地，所述备用供电模块采用风能供电装置、太阳能供电装置或风光互补供电装置；备用供电模块通过一稳压输出模块向外输出，所述稳压输出模块包括：第三PWM芯片、第二储能电感L3及第三滤波电容C23，第三PWM芯片具有电压输入引脚VIN、开关接入引脚SW、接地引脚GND、反馈引脚FB及使能引脚CS，备用供电模块向第三PWM芯片的电压输入引脚VIN供电，开关接入引脚SW依次经过第二储能电感L3和第三滤波电容C23向外输出，第三PWM芯片控制其开关接入引脚SW与接地引脚GND之间短接或断开，第三PWM芯片的接地引脚连接设备地；第三滤波电容C23上的电压经过依次串联的电阻R40和电阻R18接地，电阻R18上的分压反馈至该第三PWM芯片的反馈引脚FB。

上述技术方案可以看出，由于本发明实施例采用不同电压输出的供电模块结合二极管的开关功能，实行先后供电顺序高低压排序，稍低电压输出的供电模块以在线备用的方式来保证输出电能真正不间断，而且可以实现市电供电被优先输出使用，现对于现有的UPS电源节省了机械切换开关，成本低，不同供电模块之间有序切换且切换时间几乎为零。

另外，方案中还增加了功率变换模块，能够检测到只有充电电池组单独工作时，降低整个电源的功率输出，以增加电池组的供电时间，进一步保证了电源的安全性和应急稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例1中电源的结构框图；

图2是本发明实施例2中功率变换模块分别采集主供电模块和备用供电模块的输出电压后反馈至输出转换模块的连接结构图；

图3是本发明实施例2中输出转换模块的电路原理图；

图4是本发明实施例2中功率变换模块的电路原理图；

图5是本发明实施例2中主供电模块的AC/DC转换单元的电路原理图；

图6是本发明实施例2中主供电模块的变压器及开关控制单元的电路原理图；

图7是本发明实施例2中备用供电模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明实施例提供一种多供电模块无缝切换的电源，如图1所示，包括：对外输出第一电压值的主供电模块、对外输出第二电压值的备用供电模块、对外输出第三电压值的充电电池组及用于将不同输入信号转换为稳定输出信号提供给负载的输出转换模块；主供电模块与备用供电模块分别经过第一二极管D5和第二二极管D6向输出转换模块提供输入信号，充电电池组直接向输出转换模块提供输入信号，第一二极管D5阴极、第二二极管D6阴极、充电电池组正极与输出转换模块的输入端连接在同一结点。

本发明实施例中正是以二极管D5和二极管D6构成一个无缝切换模块；为了真正实现无缝有序切换，本发明实施例中还对各供电模块做出了限定：即，主供电模块输出的第一电压值减去第一二极管D5导通电压值（每个二极管的固有性能参数，例如采用一般二极管，其导通电压为0.3V）大于备用供电模块输出的第二电压值减去第二二极管D6导通电压值（此处同样选择导通电压为0.3V的二极管），同时，备用供电模块输出的第二电压值减去第二二极管导D6通电压值大于充电电池组输出的第三电压值。为便于理解，可采用公式表示为：V1-VD5＞V2-VD6＞V3，其中，V1表示主供电模块输出的第一电压值，V2表示备用供电模块输出的第二电压值，V3表示充电电池组输出的第三电压值，VD5表示第一二极管D5的导通电压，VD6表示第二二极管D6的导通电压。

由于二极管具有单向导通性，因此主供电模块所连接的第一二极管具有隔离作用，防止其他供电模块（备用供电模块、充电电池组）输出对主供电模块的影响，备用供电模块连接的第二二极管也具有同样的隔离作用。

可以理解，主供电模块和备用供电模块均可以采用任何形式的供电模块，本发明实施例中为了充分利用各供电模块，主供电模块采用市电供电模块，即主供电模块以市电作为输入源，经过AC/DC转换模块的整流滤波处理后形成直流供电模块，而备用供电模块则与主供电模块不采用同一输入源，备用供电模块采用风能供电装置、太阳能供电装置或风光互补供电装置，对于风能供电装置、太阳能供电装置或风光互补供电装置的结构及工作原理，本领域技术人员可以通过现有的技术获知，此处不再赘述。

由此可见，本发明实施例中三个供电模块：主供电模块以市电为能源输入、备用供电模块以风能或太阳能作为能源输入、充电电池组以自身存储的提供能源供给，从三个方面保证了能源的不间断供给。

为了保证三个方面的能源供给能够以主次之分有序进行，本发明实施例中以市电能源作为主能源，风能或太阳能作为备用能源，充电电池组作为备用能源的备用，以明显的梯度形式对外供电，下面对本发明实施例中各供电模块的无缝切换原理做出介绍。

结合图1，当存在市电供给的主供电模块处于工作状态时，其输出第一电压值为25V（此处仅为便于理解，实际中可以根据负载需要对各供电模块的输出电压值做出调整），备用供电模块对外输出的第二电压值为24V，充电电池组对外输出的第三电压值为23V，第一二极管D5和第二二极管D6的导通电压均为0.3V，则主供电模块输出的第一电压值（25V）经过第一二极管D5后在第一二极管D5阴极的电压为24.7V（也是此时第二二极管D6的阴极电压值），其大于备用供电模块输出的第二电压值（24V），也明显大于充电电池组输出的第三电压值（23V），此时，第二二极管D6处于截止状态，备用供电模块不向负载供电，充电电池组也处于充电状态。

当市电停止供给，主供电模块处于停止工作状态时，备用供电模块输出的第二电压值（24V）经过第二二极管D6在第二二极管D6的阴极产生的电压为23.7V，该电压仍然大于充电电池组输出的第三电压值（23V），充电电池组仍处于充电状态，由备用供电模块向负载供电，由此可见，主供电模块切换到备用供电模块的时间即为第二二极管D6的导通时间，实际上这个导通时间处于微秒级别，可以近似为0。

进一步地，当备用供电模块也停止了工作，则充电电池组立即进入了对外供电的状态，负责向负载供电，这个切换时间为0，真正意义上实现了无缝切换的功能。

由于第一电压值、第二电压值、第三电压值不同，因此本发明实施例中输出转换模块承担了将不同输入信号转换为稳定输出信号提供给负载任务，即不同电压水平的输入信号，经过输出转换模块的处理转换后，输出稳定电压的信号至负载，本领域技术人员可以据此设计出不同电路结构的输出转换模块，而且现有的功率转换芯片也能够实现同样的功能。

由此可见，本发明实施例中无缝切换模块配合输出转换模块实现了多供电模块的无缝切换并能够得到稳定的电压输出至负载。

实施例2：

为了能够使多供电模块无缝切换的电源在性能上进一步得到改进，发挥出更好的效果。本发明实施例在实施例1的基础上做出了相应的改进，如图2所示，本发明实施例还包括：用于分别检测主供电模块输出和备用供电模块输出的功率变换模块，所述输出转换模块具有一用于调节功率输出的反馈端，功率变换模块检测到主供电模块和备用供电模块均无输出时，向输出转换模块的反馈端发送一用于使输出转换模块降低功率输出的反馈信号。由此可见，功率变换模块能够在主供电模块与备用供电模块停止工作时，控制输出转换模块降低功率输出，以减小充电电池组单独供电时的功耗，延长充电电池的供电时长。

本发明实施例中输出转换模块采用boost升压电路，可以理解，这里仅引用boost升压电路做示范应用说明，当然，在其他实施例中输出转换模块也可以采用开关电源结构的BUCK降压电路实现输出控制功能，也可以采用任何开关电源结构的拓扑结构（如反激，正激，半桥，推挽），但凡有类似于这种输出转换方式的电路均应在本发明保护范围内。

如图3所示，所述boost升压电路包括：第一PWM芯片U2、第一储能电感L4、第一整流二极管D7及第一储能滤波电容C11，输出转换模块的输入端依次通过第一储能电感L4、第一整流二极管D7向第一储能滤波电容C11供能，第一储能滤波电容C11向负载供电，其中，第一PWM芯片U2用于控制第一储能电感L4与第一整流二极管D7的连接点与接地端之间的短接或断开，第一PWM芯片U2具有一反馈输入端FB（反馈输入引脚）作为输出转换模块的反馈端，第一PWM芯片U2的反馈输入端FB经过依次经过一第一限流电阻R15和检流电阻（由电阻R16和电阻R17并联构成）接地，第一限流电阻与检流电阻的连接点用于接入负载的返回电流。

为了增加输出转换模块的电压输出稳定性，在二极管D7阴极增加稳压二极管稳压，如图3所示，稳压管ZD1与稳压管ZD2串联后连接在二极管D7与第一PWM芯片U2的反馈输入端FB之间，当然，根据稳压管的耐压性能可以增加或减少稳压管的数量。

第一PWM芯片U2具有开关接入引脚SW和接地引脚GND，开关接入引脚WS与接地引脚GND在芯片U2内是相当于开关管的开关通道，芯片U2内部产生PWM控制信号控制该开关通道的导通与截止，因此第一储能电感L4与第一整流二极管D7的连接点连接在该芯片U2的开关接入引脚SW上，该芯片U2的接地引脚与接地端相连，能够实现控制第一储能电感L4与第一整流二极管D7的连接点与接地端之间按照该PWM控制信号的脉冲频率进行短接或断开，进一步实现输出转换模块对功率输出的控制和调整，输出转换模块输出的电路由端子J2输出给负载，经过负载后由端子J3返回，构成完整的供电回路，因此图中是端子J2和端子J3分别连接负载的正极输入端和负极输入端。由负载返回的电流在检流电阻上形成电压反馈至芯片U2的反馈输入端FB，实现对输出的反馈控制。

实际应用中该第一PWM芯片U2可以采用XL6005型号芯片，该芯片的电压输入端VIN作为输出转换模块的输入端获得外部电源供给，在电压输入端VIN与接地端之间并联电容C8、电容C9、电容C10进行滤波处理，使得芯片工作更稳定。该芯片具有一使能端EN，该使能端EN通过电阻R14接地，使开机时芯片U2能顺利工作。

如图4所示，本发明实施例中功率变换模块包括：开关管Q1和分流电阻（由电阻R18和电阻R20并联构成），分流电阻与开关管Q1的开关通道形成一串联支路，该串联支路并联在检流电阻（输出转换模块中的电阻R16和电阻R17）的两端，主供电模块的输出端和备用供电模块的输出端分别经过隔离二极管作用于开关管Q1的控制端。此处的主供电模块输出端和备用供电模块输出端可以是直接输出向负载的输出端，也可以是对该直接输出向负载的输出端进行变换输出的输出端，例如主供电模块采用具有变压器线圈的开关电源模块时，可以采用辅助线圈由原边线圈耦合得到一个输出值，该输出至能够反映出主供电模块输出功率的大小即可。

由此可见，主供电模块与备用供电模块的输出能够控制开关管Q1的导通与截止，而一旦开关管Q1导通，则分流电阻会参与到输出转换模块中的采样电阻一起对负载返回的电流进行分流，从而改变芯片U2的反馈输入端FB处的反馈电压。

为了进一步保证对开关管Q1的有效控制，所述功率变换模块还包括：PNP型三极管Q2、二极管D8、偏置电阻R19及电阻R21，其中，主供电模块的输出端VCC1和备用供电模块的输出端VCC2上所连接的隔离二极管D9、D10的阴极经过电阻R21连接至三极管Q2的基极，二极管D8的阳极连接极管Q2的基极，二极管D8的阴极连接开关管Q1的控制端，三极管Q2的发射极连接二极管D8的阴极，三极管Q2的集电极接地，开关管Q1的控制端经过偏置电阻R19接地。

当优先选用市电为能源供给的主供电模块供电和备用供电模块均供电正常时，隔离二极管D9，隔离二极管D10上通过的电流经过电阻R21和二极管D8触发开关管Q1，开关管Q1导通，将检流电阻与分流电阻一起并联对地，在芯片U2的反馈输入端FB上形成一定的反馈电压，输出转换模块检测到此反馈电压后将按正常的最大设定值提供给负载供电，当主供电模块和备用供电模块同时掉电时，开关管Q1的控制端电位被三极管Q2对地钳位，二极管D8用于反向提高三极管Q2的射极电位，使三极管Q2可靠的对地导通，保证开关管Q1的彻底关断，此时，芯片U2的反馈输入端FB又会获得另一电压水平的反馈电压，输出转换模块将按设定降额的最小设定值提向负载供电，该功率变换模块只要主供电模块和备用供电模块有一路供电正常，都会让输出转换模块提供最大功率给负载供电。

本发明实施例中的主供电模块包括依次连接的：用于将交流转换为直流的AC/DC转换单元、用于将原边线圈能量耦合到副边线圈输出的变压器及用于控制变压器原边线圈上电压脉冲宽度的开关控制单元。该主供电模块的具体结构可能会有所不同，本领域技术人员可以由此获得能够以市电为能源供给的主供电模块。

对于本发明实施例中主供电模块的具体结构可参见图5及图6所示，AC/DC转换单元包括整流桥BD1及连接在整流桥BD1输出端上的第一滤波电容C1；AC/DC转换单元的输入端ACN1、ACL1连接交流市电，其火线ACL1上串接保险丝F1保证电源输入安全，增加突波吸收器CX1和浪涌抑制电感L2，保证整流桥BD1获得的电压在额定工作范围内，整流桥BD1输出的电压经过电容C1的过滤获得较为平稳的电压，端子J4即为AC/DC转换单元的输出端，该端子J4上的电压一方可以作为辅助电源给开关控制单元供电，另一方面经过变压器对负载输出。

开关控制单元包括第二PWM芯片U1、第二限流电阻（由电阻R1和电阻R2串联构成）、第二滤波电容C5、第一辅助线圈T3，第一滤波电容C1上的电能经过第二限流电阻在第二滤波电容C5上滤波，第二滤波电容C5向第二PWM芯片U1供电，变压器原边线圈T1的一端连接滤波电容C1，另一端连接至第二PWM芯片U1的一开关接入引脚DRAIN，第二PWM芯片U1还具有一接地引脚GND，第二PWM芯片U1控制开关接入引脚DRAIN与接地引脚GND之间短接或断开，接地引脚GND与设备地相连；第一辅助线圈T3与变压器原边线圈T1耦合，第一辅助线圈T3依次经过一第三限流电阻R10、二极管D3将能量传输至第二滤波电容C5，第一辅助线圈T3还依次经过电阻R11和电阻R12接地，电阻R12上的分压反馈至第二PWM芯片的反馈输入引脚INV，实现对主供电模块输出的反馈控制。变压器的副边线圈T2获得原边线圈T1的能量后经过整流二极管D2和储能滤波电容C4向负载供电，端子J5作为主供电模块的输出端（连接到第一二极管的阳极上）。具体地，本发明实施例中第二PWM芯片U1采用OB2538型号芯片，该芯片U1的使能引脚CS经过并联的电阻R8和电阻R9接地，以保证开机时芯片U1能够及时启动。该芯片U1由整流桥BD1和第一辅助线圈T3作为辅助电源供电，以保证芯片U1的稳定工作。

本发明实施例中主供电模块属于开关式电源模块结构，对于其他结构的电源模块依然适用于本发明实施例。

本发明实施中主供电模块的输出电压会较高，因此，还包括一与变压器原边线圈T1耦合的第二辅助线圈T4，第二辅助线圈T4依次经过二极管D4及电容C7接地，电容C7上的电压输入到功率变换模块，此处电容C7上的电压即为主供电模块的一个输出端VCC1。

当然，在主供电模块的输出电压设计较小时，可以直接将端子J5的电压输出给功率变换模块，而省去第二辅助线圈T4等相关元器件。

如图7所示，由于本发明实施例中备用供电模块以风能或太阳能作为能源供给，因此其稳定性需要有保障，为了进一步保证备用供电模块的输出稳定性，本发明实施例中备用供电模块通过一稳压输出模块向外输出，所述稳压输出模块包括：第三PWM芯片U5、第二储能电感L3及第三滤波电容C23，第三PWM芯片U5具有电压输入引脚VIN、开关接入引脚SW、接地引脚GND、反馈引脚FB及使能引脚CS，备用供电模块向第三PWM芯片U5的电压输入引脚VIN供电，开关接入引脚SW依次经过第二储能电感L3和第三滤波电容C23向外输出，为了进一步保证输出电压的平滑性，电容C23两端又并联了电容C20，第三PWM芯片U5控制其开关接入引脚SW与接地引脚GND之间短接或断开，第三PWM芯片U5的接地引脚GND连接设备地；第三滤波电容C23上的电压经过依次串联的电阻R40和电阻R18接地，电阻R18上的分压反馈至该第三PWM芯片的反馈引脚FB，实现备用供电模块的输出反馈控制。备用供电模块和稳压输出模块作为一个整体，其输出端VCC2输出至功率变换模块，输出端VCC2的端子J6连接至第二二极管D6的阳极。

本发明实施例中芯片U5可以采用XL4001型号芯片。电源的接地端的电流经过一二极管D17在三个并联电阻R43、46、47上形成检测电压，该检测电压反馈至芯片U5的CS引脚，以进一步形成电源电流反馈控制。

有上述实施例可知，与传统继电器切换的UPS，EPS效果相比，本发明有益效果是：

1.断电切换时没有时间的延时，使电源输出真正平稳过渡，做到真正无缝切换；

2.由于采用了电子器件过渡，断电切换时无噪声，没有机械继电器固有的使用寿命，使用寿命更长更有保障；

3.没有复杂的检测比较电路，线路简洁新意实现复杂的无缝过渡，使品质更好控制，更有利于产品高可靠长寿命。

另外，本发明中的电源利用电压差的工作关系实现有序工作，利用半导体做隔离转换，输出转换模块优先从压差高的供电模块处获取足够能量，直至该供电模块输入能量耗尽再转为向第二处供电模块获取能量。

而且，加入功率变换模块后实现了功率自动变化功能。

以上对本发明实施例所提供的一种多供电模块无缝切换的电源进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.多供电模块无缝切换的电源，其特征在于，包括：对外输出第一电压值的主供电模块、对外输出第二电压值的备用供电模块、对外输出第三电压值的充电电池组及用于将不同输入信号转换为稳定输出信号提供给负载的输出转换模块；主供电模块与备用供电模块分别经过一第一二极管和一第二二极管向输出转换模块提供输入信号，充电电池组直接向输出转换模块提供输入信号，第一二极管阴极、第二二极管阴极、充电电池组正极与输出转换模块的输入端连接在同一结点；第一电压值减去第一二极管导通电压值大于第二电压值减去第二二极管导通电压值，第二电压值减去第二二极管导通电压值大于第三电压值；还包括一用于分别检测主供电模块输出和备用供电模块输出的功率变换模块，所述输出转换模块具有一用于调节功率输出的反馈端，功率变换模块检测到主供电模块和备用供电模块均无输出时，向输出转换模块的反馈端发送一用于使输出转换模块降低功率输出的反馈信号；输出转换模块采用boost升压电路；所述boost升压电路包括：第一PWM芯片U2、第一储能电感L4、第一整流二极管D7及第一储能滤波电容C11，输出转换模块的输入端依次通过第一储能电感L4、第一整流二极管D7向第一储能滤波电容C11供能，第一储能滤波电容向负载供电，其中，第一PWM芯片U2用于控制第一储能电感L4与第一整流二极管D7的连接点与接地端之间的短接或断开，第一PWM芯片U2具有一反馈输入端FB作为输出转换模块的反馈端，第一PWM芯片U2的反馈输入端FB经过依次经过一第一限流电阻和检流电阻接地，第一限流电阻与检流电阻的连接点用于接入负载的返回电流。

2.如权利要求1所述的多供电模块无缝切换的电源，其特征在于，功率变换模块包括：开关管Q1和分流电阻，分流电阻与开关管Q1的开关通道形成一串联支路，该串联支路并联在检流电阻的两端，主供电模块的输出端和备用供电模块的输出端分别经过隔离二极管作用于开关管Q1的控制端。

3.如权利要求2所述的多供电模块无缝切换的电源，其特征在于，所述功率变换模块还包括：PNP型三极管Q2、二极管D8、偏置电阻R19及电阻R21，其中，主供电模块的输出端和备用供电模块的输出端上所连接的隔离二极管的阴极经过电阻R21连接至三极管Q2的基极，二极管D8的阳极连接极管Q2的基极，二极管D8的阴极连接开关管Q1的控制端，三极管Q2的发射极连接二极管D8的阴极，三极管Q2的集电极接地，开关管Q1的控制端经过偏置电阻R19接地。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的多供电模块无缝切换的电源，其特征在于，主供电模块包括依次连接的：用于将交流转换为直流的AC/DC转换单元、用于将原边线圈能量耦合到副边线圈输出的变压器及用于控制变压器原边线圈上电压脉冲宽度的开关控制单元。

5.如权利要求4所述的多供电模块无缝切换的电源，其特征在于，AC/DC转换单元包括整流桥BD1及连接在整流桥BD1输出端上的第一滤波电容C1；开关控制单元包括第二PWM芯片、第二限流电阻、第二滤波电容C5、第一辅助线圈，第一滤波电容C1上的电能经过第二限流电阻在第二滤波电容C5上滤波，第二滤波电容C5向第二PWM芯片供电，变压器原边线圈的一端连接滤波电容C1，另一端连接至第二PWM芯片的一开关接入引脚DRAIN，第二PWM芯片还具有一接地引脚GND，第二PWM芯片控制开关接入引脚DRAIN与接地引脚GND之间短接或断开，接地引脚GND与设备地相连；第一辅助线圈与变压器原边线圈耦合，第一辅助线圈依次经过一第三限流电阻R10、二极管D3将能量传输至第二滤波电容C5，第一辅助线圈还依次经过电阻R11和电阻R12接地，电阻R12上的分压反馈至第二PWM芯片的反馈输入引脚。

6.如权利要求5所述的多供电模块无缝切换的电源，其特征在于，还包括一与变压器原边线圈耦合的第二辅助线圈，第二辅助线圈依次经过二极管D4及电容C7接地，电容C7上的电压输入到功率变换模块。

7.如权利要求1至3中任意一项所述的多供电模块无缝切换的电源，其特征在于，所述备用供电模块采用风能供电装置、太阳能供电装置或风光互补供电装置；备用供电模块通过一稳压输出模块向外输出，所述稳压输出模块包括：第三PWM芯片、第二储能电感L3及第三滤波电容C23，第三PWM芯片具有电压输入引脚VIN、开关接入引脚SW、接地引脚GND、反馈引脚FB及使能引脚CS，备用供电模块向第三PWM芯片的电压输入引脚VIN供电，开关接入引脚SW依次经过第二储能电感L3和第三滤波电容C23向外输出，第三PWM芯片控制其开关接入引脚SW与接地引脚GND之间短接或断开，第三PWM芯片的接地引脚连接设备地；第三滤波电容C23上的电压经过依次串联的电阻R40和电阻R18接地，电阻R18上的分压反馈至该第三PWM芯片的反馈引脚FB。