CN105141027A - 一种智能应急供电电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能应急供电电源，包括应急电源接入电路以及智能切换电路，应急电源接入电路通过智能切换电路连接充电机控制系统，智能切换电路包括依次连接的电源采集单元、控制单元以及继电器开关单元，继电器开关单元连接在应急电源接入电路的输出端；电源采集单元实时采集充电机控制系统的正常供电电源电压，输出至控制单元，控制单元根据接收到的正常供电电源电压控制继电器开关单元，以切入或断开应急电源接入电路。本发明具有结构简单、所需成本低、能够智能识别及切换应急供电模式、且供电可靠性及安全性高的优点。

Description

一种智能应急供电电源

技术领域

本发明涉及轨道交通的电源技术领域，尤其涉及一种适用于轨道交通车载电气设备中充电机的智能应急供电电源。

背景技术

在轨道交通领域中，通常是由充电机与蓄电池一并构成一套电源系统，由该电源系统为车载电气设备提供不间断电源，其中充电机控制系统是由蓄电池进行供电，即由蓄电池作为正常供电电源，因而当蓄电池亏电时，充电机须具有应急启动功能以为电池充电。

针对蓄电池充电机应急启动功能需求，目前通常是由人工切换充电机的应急状态，从而实现其应急启动工作，即当蓄电池亏电而导致充电机无法启动时，由外部的人工识别该应急状态后选择切入应急电源。如图1所示，目前充电机控制系统的电源通常是通过设置外部应急启动开关来控制“常规模式or应急工作模式”的切换选择，当外部应急启动开关断开时，即进入常规模式，由外部DC110V电源向充电机控制系统直接供电；当外部无法提供DC110V电源时，将外部应急启动开关闭合则进入应急启动模式，此时若有3AC380V输入，则应急电源工作，提供DC110V电源输出至充电机供电系统供电。

如上所述，采用上述的充电机应急电源，需要人工判别是否为应急状态，再手动控制切换应急电源，智能化程度低，无法根据实际工况来自动选择应急电源的切换，且由人工判别及操作时，还会由于人工操作疏忽或操作不及时等问题造成蓄电池深度亏电，具有较大的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、所需成本低、能够智能识别及切换应急供电模式、且供电可靠性及安全性高的智能应急供电电源。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种智能应急供电电源，包括应急电源接入电路以及智能切换电路，所述应急电源接入电路通过所述智能切换电路连接充电机控制系统，所述智能切换电路包括依次连接的电源采集单元、控制单元以及继电器开关单元，所述继电器开关单元连接在所述应急电源接入电路的输出端；所述电源采集单元实时采集所述充电机控制系统的正常供电电源电压，输出至所述控制单元，所述控制单元根据接收到的所述正常供电电源电压控制继电器开关单元，以切入或断开所述应急电源接入电路。

作为本发明的进一步改进：所述继电器开关单元包括第一继电器开关K1以及第二继电器开关Kc，所述第一继电器开关K1的开关触点连接在所述应急电源接入电路的输出端的正极母线上，电磁线圈的一端连接所述正极母线，另一端通过所述第二继电器开关Kc的开关触点连接应急电源接入电路的输出端的负极母线，所述第二继电器开关Kc的电磁线圈连接所述控制单元。

作为本发明的进一步改进：所述控制单元包括模式识别模块以及指令输出模块，所述模式识别模块接收所述正常供电电源电压进行判断，若小于预设阈值，识别为需要启动应急供电模式；若不小于预设阈值，识别为正常供电模式；所述指令输出模块根据识别出的所述供电模式输出对应的控制指令至所述继电器开关单元。

作为本发明的进一步改进：所述应急电源接入电路包括依次连接的隔离变压器T以及整流电路VD，所述隔离变压器T接入交流电源进行电压变换及隔离，经过所述整流电路VD整流为直流电源后输出。

作为本发明的进一步改进：所述整流电路VD为不控整流电路。

作为本发明的进一步改进：所述应急电源接入电路还包括用于将输出的直流电源进行平波处理及滤除电磁干扰的滤波组件Z，所述滤波组件Z设置在所述应急电源接入电路的输出端。

作为本发明的进一步改进：所述滤波组件Z具体包括平波电容及EMI滤波器。

作为本发明的进一步改进：还包括用于防止应急供电电源、以及应急供电电源与正常供电电源之间反接或回流的保护电路，所述保护电路包括第一防反接二极管V1以及第二反接二极管V2，所述第一防反接二极管V1连接在所述应急电源接入电路的输出端的正极母线上，所述第二反接二极管V2的阳极连接正常供电电源，阴极连接所述第一防反接二极管V1。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）本发明智能应急供电电源，由电源采集单元实时采集蓄电池的电源电压，控制单元根据采集的蓄电池电源电压自动识别应急供电模式，并通过控制继电器开关单元实现应急电源的智能切换，智能化程度高，能够有效防止人工操作失误造成的蓄电池深度亏电，同时防止正常供电状态下交流电源的输入波动对充电机控制系统的干扰，从而可以最大限度提高充电机的安全及可靠性；由继电器开关单元控制应急电源接入电路的切入与断开，可实现输入输出隔离，从而进一步提高了应急电源使用的安全性；

2）本发明智能应急供电电源进一步的继电器开关单元包括第一继电器开关K1以及第二继电器开关Kc，第一继电器开关K1的开关触点连接在应急电源接入电路的输出端，第一继电器开关K1的电磁线圈连接第二继电器开关Kc的开关触点，使得通过控制第二继电器开关Kc的闭合即可控制第一继电器开关K1的电磁线圈得电状态，从而控制第一继电器开关K1的开关触点闭合来切入或断开应急电源接入电路，控制方法简单且安全性能高，可以有效实现控制与电气主回路的隔离；

3）本发明智能应急供电电源中控制单元进一步包括模式识别模块，模式识别模块通过接收到的蓄电池的电源电压大小识别供电模式，其中若蓄电池电源电压小于预设阈值，则识别为需要启动应急电源模式，若不小于预设阈值，则识别为正常供电模式，输出相应的控制指令至继电器开关单元，识别方法简单可靠，结合继电器开关单元即可实现应急供电电源的智能切换；

4）本发明智能应急供电电源中，应急电源接入电路进一步包括依次连接的隔离变压器T以及整流电路VD，整流电路VD进一步采用不控整流电路，通过结合变压器隔离、不控整流的模式构成不控式的应急电源接入电路，结构简单、可靠性高且具有良好的独立性。

附图说明

图1是传统的充电机控制系统中应急电源的供电原理示意图。

图2是本实施例智能应急供电电源的供电原理示意图。

图3是本实施例智能应急供电电源的具体结构原理示意图。

图例说明：1、应急电源接入电路；2、充电机控制系统；3、电源采集单元；4、控制单元；5、继电器开关单元。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图2、3所示，本实施例智能应急供电电源包括应急电源接入电路1以及智能切换电路，应急电源接入电路1通过智能切换电路连接充电机控制系统2，智能切换电路包括依次连接的电源采集单元3、控制单元4以及继电器开关单元5，继电器开关单元5连接在应急电源接入电路1的输出端；电源采集单元3实时采集充电机控制系统2的正常供电电源电压，输出至控制单元4，控制单元4根据接收到的正常供电电源电压控制继电器开关单元5，以切入或断开应急电源接入电路1，其中充电机控制系统2也可以为变流设备等的控制系统。

本实施例具体由蓄电池为充电机控制系统2提供直流电源的正常供电电源，智能应急供电电源中由应急电源接入电路1、控制单元4以及继电器开关单元5构成应急电源系统，应急电源系统中应急电源接入电路1接入交流电源并转换为直流电源作为应急供电电源。如图2所示，电源采集单元3实时采集蓄电池的电源电压，输出至应急电源系统；应急电源系统中控制单元4根据采集的蓄电池电源电压控制继电器开关单元5，以控制切入或断开应急电源接入电路1，实现应急电源的智能切换，智能化程度高，能够有效防止人工操作失误造成的蓄电池深度亏电，同时防止正常供电状态下交流电源的输入波动对充电机控制系统2的干扰，从而可以最大限度提高充电机的安全及可靠性；通过继电器开关单元5控制应急电源接入电路1的切入与断开，可实现输入输出隔离，从而进一步提高了应急电源使用的安全性。

如图3所示，本实施例中继电器开关单元5包括第一继电器开关K1以及第二继电器开关Kc，第一继电器开关K1的开关触点连接在应急电源接入电路1的输出端的正极母线上，电磁线圈的一端连接正极母线，另一端通过第二继电器开关Kc的开关触点连接应急电源接入电路1的输出端的负极母线，第二继电器开关Kc的电磁线圈连接所述控制单元4。本实施例第一继电器开关K1采用常开继电器开关，即第一继电器开关K1为常开状态；第二继电器开关Kc采用常闭继电器开关，即第二继电器开关Kc为常闭状态。采用上述结构，通过控制第二继电器开关Kc的闭合即可控制第一继电器开关K1的电磁线圈得电状态，从而控制第一继电器开关K1的开关触点闭合来切入或断开应急电源接入电路1，控制方法简单且安全性能高，可以有效实现控制与电气主回路的隔离。

本实施例中，控制单元4包括模式识别模块以及指令输出模块，模式识别模块接收正常供电电源电压进行判断，若小于预设阈值，识别为需要启动应急供电模式；若不小于预设阈值，识别为正常供电模式；指令输出模块根据识别出的供电模式输出对应的控制指令至继电器开关单元5。

本实施例控制单元4具体根据接收到的蓄电池的电源电压大小识别供电模式，识别方法简单可靠，结合继电器开关单元5即可实现应急供电电源的智能切换；其中若小于预设阈值，则识别为需要启动应急电源模式，即处于亏电状态，控制单元4控制第二继电器开关Kc保持初始状态不变（即闭合状态），则当应急电源接入电路1输入交流电源，第一继电器开关K1的常闭触点通过第二继电器开关Kc得电吸合，从而切入应急电源接入电路1向充电机控制系统2提供应急供电电源；若不小于预设阈值，则识别为正常供电模式，即处于非亏电状态，控制单元4发出控制指令使第二继电器开关Kc断开，则第一继电器开关K1断开，从而断开应急电源接入电路1以保持蓄电池向充电机控制系统2正常供电，防止交流电源输入3AC380V波动对充电机控制系统2的干扰，可以最大限度提高充电机的系统可靠性。

本实施例中，应急电源接入电路1具体包括依次连接的隔离变压器T以及整流电路VD，隔离变压器T接入交流电源进行电压变换及隔离，经过整流电路VD整流为直流电源后输出。整流电路VD具体采用不控整流电路，通过结合变压器隔离、不控整流的模式构成不控式的应急电源接入电路1，结构简单、可靠性高且具有良好的独立性。

本实施例中，应急电源接入电路1还包括用于将输出的直流电源进行平波处理及滤除电磁干扰的滤波组件Z，滤波组件Z设置在应急电源接入电路的输出端。当切入应急电源接入电路1时，应急电源接入电路1输出的直流电源通过滤波组件Z滤波后向充电机控制系统2提供可靠的直流电源。本实施例中滤波组件Z具体可采用平波电容器以及EMI滤波器的组合，具有平波及抗线线间、线地间的电磁干扰功能。

本实施例中，还包括用于防止应急供电电源、以及应急供电电源与正常供电电源之间反接或回流的保护电路，保护电路包括第一防反接二极管V1以及第二反接二极管V2，第一防反接二极管V1连接在应急电源接入电路1的输出端的正极母线上，第二反接二极管V2的阳极连接正常供电电源（本实施例为外部直流电源），阴极连接第一防反接二极管V1，其中防反接二极管V1的阳极具体通过第一继电器开关K1连接应急电源接入电路1的输出端，第一防反接二极管V1、第二防反接二极管V2的阴极均连接至充电机控制系统2。通过防反接二极管V1使得应急电源接入电路1与充电机控制系统2之间具有防反接、防回流功能；通过防反接二极管V2则可以防止应急电源接入电路1与正常供电电源（外部直流电源）之间反接、回流。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种智能应急供电电源，其特征在于：包括应急电源接入电路（1）以及智能切换电路，所述应急电源接入电路（1）通过所述智能切换电路连接充电机控制系统（2），所述智能切换电路包括依次连接的电源采集单元（3）、控制单元（4）以及继电器开关单元（5），所述继电器开关单元（5）连接在所述应急电源接入电路（1）的输出端；所述电源采集单元（3）实时采集所述充电机控制系统（2）的正常供电电源电压，输出至所述控制单元（4），所述控制单元（4）根据接收到的所述正常供电电源电压控制继电器开关单元（5），以切入或断开所述应急电源接入电路（1）。

2.根据权利要求1所述的智能应急供电电源，其特征在于：所述继电器开关单元（5）包括第一继电器开关K1以及第二继电器开关Kc，所述第一继电器开关K1的开关触点连接在所述应急电源接入电路（1）的输出端的正极母线上，电磁线圈的一端连接所述正极母线，另一端通过所述第二继电器开关Kc的开关触点连接应急电源接入电路（1）的输出端的负极母线，所述第二继电器开关Kc的电磁线圈连接所述控制单元（4）。

3.根据权利要求2所述的智能应急供电电源，其特征在于：所述控制单元（4）包括模式识别模块以及指令输出模块，所述模式识别模块接收所述正常供电电源电压进行判断，若小于预设阈值，识别为需要启动应急供电模式；若不小于预设阈值，识别为正常供电模式；所述指令输出模块根据识别出的所述供电模式输出对应的控制指令至所述继电器开关单元（5）。

4.根据权利要求1或2或3所述的智能应急供电电源，其特征在于：所述应急电源接入电路（1）包括依次连接的隔离变压器T以及整流电路VD，所述隔离变压器T接入交流电源进行电压变换及隔离，经过所述整流电路VD整流为直流电源后输出。

5.根据权利要求4所述的智能应急供电电源，其特征在于：所述整流电路VD为不控整流电路。

6.根据权利要求5所述的智能应急供电电源，其特征在于：所述应急电源接入电路（1）还包括用于将输出的直流电源进行平波处理及滤除电磁干扰的滤波组件Z，所述滤波组件Z设置在所述应急电源接入电路（1）的输出端。

7.根据权利要求6所述的智能应急供电电源，其特征在于：所述滤波组件Z具体包括平波电容器及EMI滤波器。

8.根据权利要求7所述的智能应急供电电源，其特征在于：还包括用于防止应急供电电源、以及应急供电电源与正常供电电源之间反接或回流的保护电路，所述保护电路包括第一防反接二极管V1以及第二反接二极管V2，所述第一防反接二极管V1连接在所述应急电源接入电路（1）的输出端的正极母线上，所述第二反接二极管V2的阳极连接正常供电电源，阴极连接所述第一防反接二极管V1。