CN103825356A - 多电源热备份均流供电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于直流电源技术领域，特别涉及一种热备份电源。多电源热备份均流供电装置，包括两套以上并联的带有调压控制电路的直流电源，各直流电源中调压控制电路的调压采样负端均接在负载的负端；各直流电源中调压控制电路的调压采样正端则各自通过一个双向采样电路，在本电源供电时采集负载正端电压信号，在本电源热备份时采集本电源电压输出正端的电压信号。本发明使主电源到付电源的切换不存在临界值，只要负载两端的电压低于付电源调压目标值，付电源就会从备份状态进入供电状态，使负载两端的电压不会低于付电源调压目标值；并避免了切换过程中负载出现瞬间低压供电问题。

Description

多电源热备份均流供电装置
技术领域
本发明属于直流电源技术领域，特别涉及一种热备份电源。
背景技术
在需要确保直流电源供电高可靠性的场合，常采取两套电源并机，其中一套作为主电源进行供电，另一套作为付电源保持热备份，当主电源出现故障时切换至付电源供电，实现负载的不间断供电。给远端负载供电时，由于供电线路过长，当负载电流较大时会产生较大的线路压降损耗，使得负载两端实际的电压远低于电源端的输出电压。因此需要将电源的调压采样点引到远端的负载两端，以控制负载端电压的稳定。如果将主电源和付电源的调压采样点同时接到远端的负载两端，则势必会出现一个电源采样电压值高于其调压目标值(两个电源的调压目标值不会完全相等)，且无法通过调整本机输出电压而降低采样点电压，该机就会不断地降低本机输出端的电压直至输出电压为零，从而无法实现电源的热备份。
目前解决这个问题方法，是通过继电器和开关接点将主电源的调压采样点引到远端的负载两端，而付电源的调压采样点则接到本机输出端，并将付电源的调压目标值设置为略低于主电源，从而实现付电源的热备份，具体电路参见附图1。图中左侧电源因其“主、付”开关设在“主”位而成为主电源，右侧电源因其“主、付”开关设在“付”位而成为付电源，主、付电源调压采样点的负端通过各自的继电器常开接点共同接到了负载端的负端，主电源调压采样点的正端通过本机的继电器J常开接点和“主、付”开关“主”触点接到了负载端的正端，付电源调压采样点的正端通过本机的继电器J常开接点和“主、付”开关“付”触点以及主电源的继电器常开接点接到了付机输出端的正端(隔离二极管的正端)。正常工作时主电源通过调压控制电路调整主电源输出电压，使负载端电压稳定在主电源调压目标值。当主电源出现故障输出电压降到一定值(即所使用继电器J的释放电压)时，其输出端的继电器J就会释放，继电器J的常开接点断开，切断主电源调压采样点的正端至远端负载正端的连接，同时继电器的另一组常开接点断开，也切断了付电源调压采样点的正端到本机输出端的连接，而主电源继电器的常闭接点闭合，则接通了付电源调压采样点的正端至远端负载正端的连接，从而实现由主电源供电到付电源供电的切换，付电源通过调压控制电路调整付电源输出电压，使负载端电压稳定在付电源调压目标值。
该技术存在的问题有二，一是：当主电源出现故障导致输出电压降低但尚未达到继电器J释放电压时，无法实现从主电源到付电源的切换，导致低压供电可能造成负载无法正常工作。二是，当主电源故障成功实现主电源到付电源的供电切换时，由于继电器J需要一定的释放时间，导致电源切换过程中出现负载瞬间低压供电。
发明内容
本发明的目的是：提供一种可以克服现有技术不足，实现主付电源无缝切换的供电装置。
本发明的技术方案是：一种多电源热备份均流供电装置，包括两套以上并联的带有调压控制电路的直流电源，其特征是：所述各直流电源中调压控制电路的调压采样负端均接在负载的负端；所述各直流电源中调压控制电路的调压采样正端则各自通过一个双向采样电路，在本电源供电时采集负载正端电压信号，在本电源热备份时采集本电源电压输出正端的电压信号；
所述双向采样电路包括：正端连接所述调压控制电路的调压采样正端、负端连接所述本电源电压输出正端的第二二极管，以及与所述第二二极管并联的第二电阻：正端连接所述调压控制电路的调压采样正端、负端连接所述负载正端的第三二极管，以及与所述第三二极管并联的第三电阻。
本发明可以使主电源到付电源的切换不存在临界值，只要负载两端的电压低于付电源调压目标值，付电源就会从备份状态进入供电状态，使负载两端的电压不会低于付电源调压目标值；由于摒弃了使用继电器，主电源所提供的电压稍有降低，付电源立刻弥补，因此避免了切换过程中负载出现瞬间低压供电问题。本发明还可以实现用多个小功率电源并联对远距离的大功率用电负载进行稳定供电，实现单个电源的热接入和热退出。因此相较于原技术，用途更为广泛。
附图说明
附图1为现有技术电原理图；
附图2为本发明原理框图。
具体实施方式
实施例1：参见附图2，一种多电源热备份均流供电装置，包括两套以上并联的带有调压控制电路的直流电源，其特征是：所述各直流电源中调压控制电路的调压采样负端均接在负载的负端；所述各直流电源中调压控制电路的调压采样正端则各自通过一个双向采样电路，在本电源供电时采集负载正端电压信号，在本电源热备份时采集本电源电压输出正端的电压信号；
所述双向采样电路包括：正端连接所述调压控制电路的调压采样正端、负端连接所述本电源电压输出正端的第二二极管D2，以及与所述第二二极管D2并联的第二电阻R2：正端连接所述调压控制电路的调压采样正端、负端连接所述负载正端的第三二极管D3，以及与所述第三二极管D3并联的第三电阻R3。
电源正常启动后，调压目标值设定较高的那个电源为主电源，调压目标值设定较低的电源为付电源。在负载未接通时，各电源均无电流输出。因此线路压降为零，负载两端的电压值等于主电源输出端的电压值，也即是主电源采样点的电压值，其电压值等于主电源所设定的调压目标值时，主电源达到电压平衡。对于调压目标值较低的付电源，由于负载两端的电压值高于付电源的输出电压值，并且由于隔离二极管D1的存在，使得负载两端的高电压不会回传到输出端，因此付电源中第三二极管D3截止，第二二极管D2导通，使得付电源采样点采到的电压等于付电源输出端电压。因此付电源会自动调整其输出端的电压值，使得输出电压等于其设定的调压目标值，使付电源达到电压平衡，此时，付电源就维持在输出电压等于其调压目标值的状态，形成热备份。
接通负载后，主电源开始供电，形成电流回路，出现线路压降，因此负载端电压会降低，主电源的中第二二极管D2截止，第三二极管D3导通。主电源采样点所采到的电压为负载端的低电压，由于该电压值低于主电源所设置的调压目标值，主电源会自动调高其输出电压以确保负载端电压升高至其调压目标值，使主电源达到平衡。因此主电源实现了对线路压降的补偿。付电源不参与此过程。
当主电源发生故障，即尽管主电源检测到负载端电压低于其设定的调压目标值，但无力通过提高自身输出电压使负载端电压维持在调压目标值时，负载端电压就会降低，一旦负载端电压降至低于付电源所设定的调压目标值，则付电源的中第二二极管D2截止，第三二极管D3导通，因此付电源采样点所采得的电压就不再是付电源输出端的电压，而是负载端的低于付电源调压目标值的电压。此时付电源会自动调高其输出电压直至负载端电压升高至付电源调压目标值，付电源开始供电，此时付电源实现对线路压降的补偿，并维持负载端电压等于付电源调压目标值。从而实现从主电源供电到付电源供电的无缝转换。
这样一来，既不会出现原有技术中主电源微故障时出现的主电源电压已经明显下降、但是尚未达到继电器释放值而导致付电源无法启用的问题，也不会出现从主电源供电切换到付电源供电过程中而产生的瞬间低电压供电问题(因为负载端电压刚一低过付电源的调压目标值时付电源就能开始供电，从而保证负载端电压值不会低于付电源的调压目标值)，真正实现从主电源供电切换到付电源供电过程中负载端电压值不会低于付电源的调压目标值的无缝过渡。
本发明还可以实现用多个小功率电源并联对远距离的大功率用电负载进行均流稳定供电，实现单个电源的热接入和热退出。对于一些需要远距离供电的大功率用电负载，小功率电源无法承载如此大的电流，能够承载大电流的大功率电源造价高。此时，只需将多个使用本技术——多电源远距离热备份均流供电无缝对接负载端调压技术——的小功率电源并联，使其总功率大于负载用电系统所需的功率，并将它们的调压目标值都设置为相等(负载端所需电压)，则可以实现多个电源均流供电，从而能够为需要大电流的用电系统远距离均流稳定供电。并且此时可以通过微调其中某个电源的调压目标值，而改变该电源在此供电系统中所供电流的比重。并且，当多电源供电系统中某台电源需要维修保养时，可以将该电源调压目标值调低后，在用电系统不断电的情况下直接退出供电系统，电源维修保养好后，将该电源调压目标值调至低于负载端所需电压，在用电系统不断电的情况下直接接入供电系统，启动该电源后，再调整其调压目标值至负载端所需电压，即实现单个电源的热接入和热退出。
实施例2：如实施例1所述多电源热备份均流供电装置，其特征是：所述第二二极管D2和所述第三二极管D3的型号规格为：1N4007，200V，1A；所述第二电阻R2和所述第三电阻R3的型号规格为：RY-8W-510Ω。

Claims (2)

1.一种多电源热备份均流供电装置，包括两套以上并联的带有调压控制电路的直流电源，其特征是：所述各直流电源中调压控制电路的调压采样负端均接在负载的负端；所述各直流电源中调压控制电路的调压采样正端则各自通过一个双向采样电路，在本电源供电时采集负载正端电压信号，在本电源热备份时采集本电源电压输出正端的电压信号；
所述双向采样电路包括：正端连接所述调压控制电路的调压采样正端、负端连接所述本电源电压输出正端的第二二极管(D2)，以及与所述第二二极管(D2)并联的第二电阻(R2)：正端连接所述调压控制电路的调压采样正端、负端连接所述负载正端的第三二极管(D3)，以及与所述第三二极管(D3)并联的第三电阻(R3)。
2.根据权利要求1所述的多电源热备份均流供电装置，其特征是：所述第二二极管(D2)和所述第三二极管(D3)的型号规格为：1N4007，200V，1A；所述第二电阻(R2)和所述第三电阻(R3)的型号规格为：RY-8W-510Ω。
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