CN103633825A - 双输入电源及相应的网络设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双输入电源，其包括用于主电源的输入的主电源输入端、用于备用电源的输入的备用电源输入端、用于对主电源输入端的输入电流和备用电源输入端的输入电流进行限流处理的软启动电路以及用于稳定双输入电源的输出电压的母线电容，软启动电路分别与主电源输入端和备用电源输入端连接。本发明还涉及一种网络设备。本发明的双输入电源及网络设备的两路电源输入只使用了一路软启动电路，使得该双输入电源体积小，制作成本低并且可避免备用电源启动时的电流冲击。

Description

双输入电源及相应的网络设备
技术领域
本发明涉及电源领域，特别是涉及一种双输入电源及相应的网络设备。
背景技术
请参照图1，图1为一种现有的双输入电源的结构示意图。其中该双输入电源包括主电源输入端11、备用电源输入端12、软启动电路13、PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）电路14以及母线电容15，其中软启动电路13包括软启动电阻131以及继电器132。
该双输入电源工作时，主电源通过主电源输入端11给母线电容15充电，由于这时母线电容15存储的电量较小，因此起始的充电电流较大。这时软启动电路13的继电器132处于断开状态，主电源通过软启动电路13上的软启动电阻131对母线电容15充电，从而可在一定程度上限制起始充电电流的大小。一旦继电器132检测到母线电容15已经完成充电，即自动闭合，将软启动电阻131短路，该双输入电源可以正常启动工作。
当主电源出现故障时，可使用备用电源通过备用电源输入端12启动该双输入电源，但是由于备用电源输入端12侧没有设置相应的软启动电路，如果备用电源先于主电源启动，则会造成备用电源对母线电容15进行不限流的充电，这样会对备用电源造成瞬时大电流冲击，因此双输入电源在实际使用时会在备用电源输入端12侧也加上相应的软启动电路。
请参照图2，图2为另一种现有的双输入电源的结构示意图。其中该双输入电源包括主电源输入端21、备用电源输入端22、第一软启动电路23、第二软启动电路26、PFC电路24以及母线电容25，其中第一软启动电路23包括第一软启动电阻231以及第一继电器232，第二软启动电路26包括第二软启动电阻261以及第二继电器262。
图2所示的双输入电源的主电源正常工作时，和上述图1所示的双输入电源的工作原理相同。当主电源出现故障时，可使用备用电源通过备用电源输入端22启动该双输入电源，即备用电源通过第二软启动电路26上的第二软启动电阻261对母线电容25充电。一旦第二继电器262检测到母线电容25已经完成充电，即自动闭合，将第二软启动电阻261短路，该双输入电源可以正常工作。
图2所示的双输入电源针对主电源和备用电源均设置有相应的用于双输入电源的正常启动的软启动电路。因此该双输入电源的占用空间较大，增加了双输入电源的体积，同时还增加了双输入电源的制作成本。
故，有必要提供一种双输入电源及相应的网络设备，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种只使用一路软启动电路的双输入电源及相应的网络设备，该双输入电源体积小，制作成本低并且可避免备用电源启动时的电流冲击，解决了现有的双输入电源体积大、制作成本较高或备用电源使用时会产生电流冲击的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明涉及一种双输入电源，其包括：
主电源输入端，与主电源连接，用于所述主电源的输入，所述主电源为直流电源或交流电源；
备用电源输入端，与备用电源连接，用于所述备用电源的输入，所述备用电源为直流电源或交流电源；
一软启动电路，分别与所述主电源输入端和所述备用电源输入端连接，用于对所述主电源输入端的输入电流和所述备用电源输入端的输入电流进行限流处理；以及
母线电容，用于稳定所述双输入电源的输出电压。
在本发明所述的双输入电源中，所述主电源输入端的一端和所述备用电源输入端的一端分别与所述软启动电路的一端连接，所述软启动电路的另一端与所述母线电容的一端连接，所述母线电容的另一端分别与所述主电源输入端的另一端和所述备用电源输入端的另一端连接。
在本发明所述的双输入电源中，所述双输入电源还包括：
防倒灌电路，用于防止所述母线电容产生倒灌电流；
所述防倒灌电路的一端与所述备用电源连接，所述防倒灌电路的另一端与所述母线电容连接。
在本发明所述的双输入电源中，所述防倒灌电路包括第一二极管以及第二二极管；
所述第一二极管的正极与所述备用电源的正极连接，所述第一二极管的负极与所述母线电容的正极连接；
所述第二二极管的正极与所述母线电容的负极连接，所述第二二极管的负极与所述备用电源的负极连接。
在本发明所述的双输入电源中，所述主电源为交流电源，所述双输入电源还包括：
整流电路，用于对所述交流电源的输出进行整流处理，
所述整流电路的输入端与所述主电源输入端连接，所述整流电路的输出端与所述母线电容连接。
在本发明所述的双输入电源中，所述双输入电源还包括：
功率因数校正电路，用于校正所述主电源的功率因数；
所述功率因数校正电路的一端与所述整流电路连接，所述功率因数校正电路的另一端与所述母线电容连接。
在本发明所述的双输入电源中，所述功率因数校正电路包括电感、开关管以及第三二极管；
所述电感的一端与所述整流电路的正极输出端连接，所述电感的另一端分别与所述开关管的输入端和所述第三二极管的正极连接，所述第三二极管的负极与所述母线电容连接，所述开关管的输出端与所述整流电路的负极输出端连接，所述开关管的控制端与相应的控制电路连接。
在本发明所述的双输入电源中，所述软启动电路包括继电器以及软启动电阻，所述继电器与所述软启动电阻相互并联。
在本发明所述的双输入电源中，当所述母线电容达到设定的输出电压时，所述继电器将所述软启动电路短路。
本发明还涉及一种网络设备，其包括上述的双输入电源。
相较于现有的双输入电源，本发明的双输入电源及相应的网络设备只使用一路软启动电路，使得该双输入电源体积小，制作成本低并且可避免备用电源启动时的电流冲击，解决了现有的双输入电源体积大、制作成本较高或备用电源使用时会产生电流冲击的技术问题。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1为一种现有的双输入电源的结构示意图；
图2为另一种现有的双输入电源的结构示意图；
图3为本发明的双输入电源的第一优选实施例的结构框图；
图4为本发明的双输入电源的第二优选实施例的结构框图；
图5为本发明的双输入电源的第二优选实施例的具体结构示意图；
其中，附图标记说明如下：
31、41：主电源输入端；
32、42：备用电源输入端；
33、43：软启动电路；
431：软启动电阻；
432：继电器；
35、45：母线电容；
44：PFC电路；
46：防倒灌电路；
47：整流电路；
L1：电感；
Q1：开关管；
D1：第一二极管；
D2：第二二极管；
D3：第三二极管。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图3，图3为本发明的双输入电源的第一优选实施例的结构框图。该双输入电源包括主电源输入端31、备用电源输入端32、软启动电路33以及母线电容35。主电源输入端31与主电源连接，用于主电源的输入；备用电源输入端32与备用电源连接，用于备用电源的输入；软启动电路33用于对主电源输入端31的输入电流和备用电源输入端32的输入电流进行限流处理；母线电容35用于稳定双输入电源的输出电压。主电源输入端31的一端和备用电源输入端32的一端分别与软启动电路33的一端连接，软启动电路33的另一端与母线电容35的一端连接，母线电容35的另一端分别与主电源输入端31的另一端和备用电源输入端32的另一端连接。这里主电源可为直流电源或交流电源，备用电源也可为直流电源或交流电源，但是这里采用交流电源时会使用相应的整流电路对该交流电源进行整流处理。
本发明的双输入电源使用时，如主电源通过主电源输入端31给母线电容35充电，软启动电路33可以限制充电电流的大小，保证不会产生瞬时大电流冲击主电源，确保主电源的正常使用。如主电源出现故障或直接使用备用电源启动双输入电源，备用电源通过备用电源输入端32给母线电容35充电，软启动电路33依然可以限制充电电流的大小，保证不会产生瞬时大电流冲击备用电源，确保备用电源的正常使用。
本发明的双输入电源将传统的软启动电路33的位置转移到母线电容35一侧，软启动电路33与母线电容35串联，使得软启动电路33可被主电源和备用电源共用。这样不管是使用主电源启动双输入电源还是使用备用电源启动双输入电源，均可保证双输入电源的无大电流冲击启动，确保双输入电源工作的可靠性。同时这里的软启动电路33可设置在母线电容35的正极一侧，也可设置在母线电容35的负极一侧，软启动电路33与母线电容35具体的串联结构并不限制本发明的保护范围。
请参照图4和图5，图4为本发明的双输入电源的第二优选实施例的结构框图，图5为本发明的双输入电源的第二优选实施例的具体结构示意图。在本实施例中，该双输入电源包括主电源输入端41、备用电源输入端42、软启动电路43、母线电容45、防倒灌电路46、整流电路47以及PFC电路44。主电源输入端41用于主电源的输入；备用电源输入端42用于备用电源的输入；软启动电路43用于对主电源输入端41的输入电流和备用电源输入端42的输入电流进行限流处理；母线电容45用于稳定双输入电源的输出电压；防倒灌电路46用于防止母线电容45产生倒灌电流；整流电路47用于对交流电源的输出进行整流处理；PFC电路44用于校正主电源的功率因数。
在本实施例中，主电源为交流电源，备用电源为直流电源，整流电路47的输入端通过主电源输入端41与主电源连接，整流电路47的输出端依次通过PFC电路44、软启动电路43与母线电容45连接，整流电路47可将交流电源输出的交流电整流处理为直流电，并输出到PFC电路44，该整流电路47可为但不限于桥式整流电路。
本实施例中的防倒灌电路46的一端与备用电源连接，防倒灌电路46的另一端与母线电容45连接。该防倒灌电路46具体包括第一二极管D1以及第二二极管D2。第一二极管D1的正极与备用电源的正极连接，第一二极管D1的负极通过软启动电路43与母线电容45的正极连接；第二二极管D2的正极与母线电容45的负极连接，第二二极管D2的负极与备用电源的负极连接。
当备用电源给母线电容45充电时，第一二极管D1以及第二二极管D2均为导通状态，保证了备用电源正常的给母线电容45充电；而当母线电容45的电压大于备用电源的电压时，第一二极管D1以及第二二极管D2均为反向截止状态，这样避免了母线电容45对备用电源产生倒灌电流。
由于本发明的双输入电源中设置有防倒灌电路46，在主电源正常工作时，不会因为母线电容45的电压高于备用电源成母线电容45对备用电源的电流倒灌，且可实现主电源和备用电源的随意切换。当然这里的防倒灌电路46也可为其他的防倒灌电路（如使用开关管对备用电源和母线电容45之间的连通进行控制等），防倒灌电路46的具体结构并不限制并发明的保护范围。
本实施例中的PFC电路44的输入端与整流电路47的输出端连接，PFC电路44的输出端通过软启动电路43与母线电容45连接。该PFC电路44具体包括电感L1、开关管Q1以及第三二极管D3。电感L1的一端与整流电路47的正极输出端连接，电感L1的另一端分别与开关管Q1的输入端和第三二极管D3的正极连接，第三二极管D3的负极通过软启动电路43与母线电容45连接，开关管Q1的输出端与整流电路47的负极输出端连接，开关管Q1的控制端与相应的控制电路连接。
该PFC电路44可通过控制电路调整开关管Q1的通断时间来调整得带稳定输出电压，且得到接近于1的功率因数，如整流电路47输出的电压过高则增加开关管Q1的导通时间，如整流电路47输出的电压过低则缩短开关管Q1的导通时间。当然这里的PFC电路44也可为其他的主动或被动PFC电路，PFC电路44的具体结构并不限制并发明的保护范围。
本实施例中的软启动电路43包括继电器432以及软启动电阻431，继电器432与软启动电阻431相互并联，该软启动电路43通过继电器432控制是否短路软启动电阻431来调整经过软启动电路43的充电电流。如软启动电阻431两端电压过大，则使充电电流通过软启动电阻431，对充电电流进行限流；如软启动电阻431两端电压降低到一设定值，则将软启动电阻431短路，使主电源或备用电源直接对母线电容进行充电。当然这里的软启动电路43也可为其他的软启动电路，软启动电路43的具体结构并不限制并发明的保护范围。
本发明的双输入电源使用时，如使用交流电源通过主电源输入端41给母线电容45充电，充电过程如下：
整流电路47先将交流电源输出的交流电整流滤波处理为直流电。
然后将整流滤波处理后的直流电输入到PFC电路44中，通过控制PFC电路44的开关管Q1的通断调整输出直流电的波形，以提高输出直流电的功率因数。
经功率因数调整后的直流电通过软启动电路43给母线电容45充电，如软启动电路43中的继电器432检测到软启动电阻431两端的电压较大（即充电电流较大），则使该直流电通过软启动电阻431给母线电容45充电，以保证不会产生瞬时大电流冲击充电电路；如继电器432检测到软启动电阻431两端的电压小于一设定值（如10V）时，则判断母线电容45充电完毕或达到设定的输出电压，这时继电器432吸合，将软启动电阻431短路（即将软启动电路43短路），双输入电源即可正常工作，输出稳定的电压。
如备用的直流电源通过备用电源输入端42给母线电容45充电，充电过程如下：
直流电经防倒灌电路46通过软启动电路43给母线电容45充电，如软启动电路43中的继电器432检测到软启动电阻431两端的电压较大，则使直流电通过软启动电阻431给母线电容45充电，以保证不会产生瞬时大电流冲击充电电路；如继电器432检测到软启动电阻431两端的电压小于一设定值时，则判断母线电容45充电完毕或达到设定的输出电压，这时继电器432吸合，将软启动电阻431短路（即将软启动电路43短路），双输入电源即可正常工作，输出稳定的电压。
上述的软启动电路43设置在母线电容45的正极一侧，如将软启动电路43设置在母线电容45的负极一侧也能实现上述的充电功能。
在本发明的双输入电源中，母线电容45的输出电压优选与备用的直流电源的电压大致相同，例如母线电容45的输出电压为400V，直流电源的直流输出电压可为380V左右，这样可以方便地采用同一路软启动电路43对主电源和备用电源的充电电流进行有效的控制，避免软启动电路43对不同电源产生不兼容的问题。
本发明还涉及一种网络设备，其使用上述的双输入电源作为设备电源，本发明的网络设备的工作原理与上述的双输入电源的具体实施例中描述的相同或相似，请参见上述双输入电源的具体实施例。
本发明的双输入电源及相应的网络设备采用一路软启动电路实现了对两路电源的充电电流大小的控制，使得该双输入电源体积小，制作成本低并且可避免备用电源启动时的电流冲击，解决了现有的双输入电源体积大、制作成本较高或备用电源使用时会产生电流冲击的技术问题。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种双输入电源，其特征在于，包括：
主电源输入端，与主电源连接，用于所述主电源的输入，所述主电源为直流电源或交流电源；
备用电源输入端，与备用电源连接，用于所述备用电源的输入，所述备用电源为直流电源或交流电源；
一软启动电路，分别与所述主电源输入端和所述备用电源输入端连接，用于对所述主电源输入端的输入电流和所述备用电源输入端的输入电流进行限流处理；以及
母线电容，用于稳定所述双输入电源的输出电压。
2.根据权利要求1所述的双输入电源，其特征在于，所述主电源输入端的一端和所述备用电源输入端的一端分别与所述软启动电路的一端连接，所述软启动电路的另一端与所述母线电容的一端连接，所述母线电容的另一端分别与所述主电源输入端的另一端和所述备用电源输入端的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的双输入电源，其特征在于，所述双输入电源还包括：
防倒灌电路，用于防止所述母线电容产生倒灌电流；
所述防倒灌电路的一端与所述备用电源连接，所述防倒灌电路的另一端与所述母线电容连接。
4.根据权利要求3所述的双输入电源，其特征在于，所述防倒灌电路包括第一二极管以及第二二极管；
所述第一二极管的正极与所述备用电源的正极连接，所述第一二极管的负极与所述母线电容的正极连接；
所述第二二极管的正极与所述母线电容的负极连接，所述第二二极管的负极与所述备用电源的负极连接。
5.根据权利要求1所述的双输入电源，其特征在于，所述主电源为交流电源，所述双输入电源还包括：
整流电路，用于对所述交流电源的输出进行整流处理，
所述整流电路的输入端与所述主电源输入端连接，所述整流电路的输出端与所述母线电容连接。
6.根据权利要求5所述的双输入电源，其特征在于，所述双输入电源还包括：
功率因数校正电路，用于校正所述主电源的功率因数；
所述功率因数校正电路的一端与所述整流电路连接，所述功率因数校正电路的另一端与所述母线电容连接。
7.根据权利要求6所述的双输入电源，其特征在于，所述功率因数校正电路包括电感、开关管以及第三二极管；
所述电感的一端与所述整流电路的正极输出端连接，所述电感的另一端分别与所述开关管的输入端和所述第三二极管的正极连接，所述第三二极管的负极与所述母线电容连接，所述开关管的输出端与所述整流电路的负极输出端连接，所述开关管的控制端与相应的控制电路连接。
8.根据权利要求1所述的双输入电源，其特征在于，所述软启动电路包括继电器以及软启动电阻，所述继电器与所述软启动电阻相互并联。
9.根据权利要求8所述的双输入电源，其特征在于，当所述母线电容达到设定的输出电压时，所述继电器将所述软启动电路短路。
10.一种网络设备，其特征在于，包括如权利要求1-9所述的任一双输入电源。
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