CN106160183A - 一种总线电源及供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种总线电源及供电系统，该总线电源包括：供电单元、辅助电源输出端口及总线电源输出端口；所述供电单元，用于根据外部的电压源输入的输入电压，形成第一输出电压和第二输出电压，并将所述第一输出电压传输给所述辅助电源输出端口，将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口；所述辅助电源输出端口，用于将所述第一输出电压传输给外部的第一用电设备，以对所述第一用电设备进行供电；所述总线电源输出端口，用于将所述第二输出电压传输给外部的第二用电设备，以对所述第二用电设备进行供电。本方案能够降低供电线路的复杂性。

Description

一种总线电源及供电系统

技术领域

本发明涉及电子工程技术领域，特别涉及一种总线电源及供电系统。

背景技术

KNX(Konnex，肯耐珂萨)系统为家庭、楼宇的自动化控制提供了完整的解决方案。KNX系统是独立于制造商和应用领域的系统，将作为总线设备的传感器或执行器连接到KNX介质上，通过总线设备便可以对照明系统、遮光系统、保安系统、能源管理、供暖、通风、空调系统、信号和监控系统、服务界面、楼宇控制系统、远程控制、计量及大型家电等进行控制，无需额外的控制中心。

通过将智能开关连接到KNX系统的总线上，可以通过智能开关对连接于KNX系统上的照明、遮光及空调等设备进行控制，智能开关与KNX系统中的总线电源相连，由总线电源的输出端口供电。

现有KNX系统中，总线电源仅包括一个总线电源输出端口，当智能开关的功耗较大时，需要设置多个总线电源为智能开关进行供电，导致供电线路较复杂。

发明内容

本发明实施例提供了一种总线电源及供电系统，能够降低供电线路的复杂性。

本发明实施例提供了一种总线电源，包括：供电单元、辅助电源输出端口及总线电源输出端口；

所述供电单元，用于根据外部的电压源输入的输入电压，形成第一输出电压和第二输出电压，并将所述第一输出电压传输给所述辅助电源输出端口，将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口；

所述辅助电源输出端口，用于将所述第一输出电压传输给外部的第一用电设备，以对所述第一用电设备进行供电；

所述总线电源输出端口，用于将所述第二输出电压传输给外部的第二用电设备，以对所述第二用电设备进行供电。

优选地，

所述供电单元包括：扼流模块、第一电容、第二电容、第一瞬态抑制二极管及第二瞬态抑制二极管；

所述第一电容及所述第一瞬态抑制二极管的两端均分别与输入所述输入电压的两条输入线路相连，且所述第一瞬态抑制二极管的正极接地；

所述辅助电源输出端口的第一输出引脚分别与所述第一瞬态抑制二极管的负极及所述扼流模块的第一输入端相连，所述辅助电源输出端口的第二输出引脚与所述扼流模块的第二输入端相连；

所述第二电容的两端分别与所述扼流模块的第一输入端及第二输入端相连；

所述扼流模块的第一输出端与所述总线电源输出端口的第一输出引脚相连，所述扼流模块的第二输出端与所述总线电源输出端口的第二输出引脚相连；所述扼流模块中第一输入端与第一输出端相连，第二输入端与第二输出端相连；

所述第二瞬态抑制二极管的负极与所述总线电源输出端口的第一输出引脚相连，所述第二瞬态抑制二极管的正极与所述总线电源输出端口的第二输出引脚相连；

所述扼流模块，用于通过自身的第一输入端及第二输入端向所述辅助电源输出端口输出所述第一输出电压，通过自身的第一输出端及第二输出端向所述总线电源输出端口输出所述第二输出电压，以阻止所述第一输出电压与所述第二输出电压之间的相互干扰。

优选地，该总线电源进一步包括：总线电源复位单元；

所述总线电源复位单元与所述扼流模块的第一输出端相连；

所述总线电源复位单元，用于根据外部的触发，控制所述扼流模块停止将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口，并在停止将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口的时长达到预设时长后，控制所述扼流模块重新开始将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口。

优选地，

所述总线电源复位单元包括：复位延时芯片、操作开关、第一发光二极管及继电器；

所述操作开关与所述复位延时芯片相连；所述复位延时芯片的输入端与所述辅助电源输出端口的第一输出引脚相连；

所述第一发光二极管的正极与所述复位延时芯片的输出端相连，所述第一发光二极管的负极与所述继电器相连；

所述继电器的常闭触点分别与所述扼流模块的第一输出端及所述总线电源输出端口的第一输出引脚相连，所述继电器的常开触点分别与所述总线电源输出端口的第一输出应交及第二输出引脚相连；

所述复位延时芯片，用于在所述操作开关闭合后从输出端输出高电平信号，将所述第一发光二极管点亮，并使所述继电器的常闭触点断开，常开触点吸合，以使所述扼流模块停止将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口；以及在输出高电平信号的时长达到预设时长后，从输出端输出低电平信号，将所述第一指示灯熄灭，并使所述继电器的常闭触点吸合，常开触点断开，以使所述扼流模块重新开始将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口。

优选地，该总线电源进一步包括：输出保护单元；

所述输出保护单元与所述供电单元相连；

所述输出保护单元，用于检测输入所述供电单元的电压及相应的电流是否超过预设的阈值，如果输入所述供电单元的电压超过预设的阈值，发出警报并使所述供电单元停止传输所述第一输出电压及所述第二输出电压；如果与输入所述供电单元的电压相对应的电流超过预设的阈值，发出警报。

优选地，

所述输出保护单元包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第二发光二极管、第三发光二极管及MOS管；

所述第一运算放大器的同相输入端与预设的基准电压相连，所述第一运算放大器的反向输入端与所述辅助电源输出端口上的第一输出引脚相连，所述第一运算放大器的输出端与所述MOS管的栅极相连；

所述第二发光二极管的负极与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第二发光二极管的正极与所述第一运算放大器的同相输入端相连；

所述MOS管的漏极与所述辅助电源输出端口上的第二输出引脚相连，所述MOS管的源极通过第一电阻接地；

所述第二运算放大器的同相输入端与所述MOS管的源极相连，所述第二运算放大器的反向输入端与所述预设的基准电压相连，所述第二运算放大器的输出端与所述第三发光二极管的正极相连；

所述第三发光二极管的负极接地；

所述第一运算放大器，用于在所述辅助电源输出端口上的第一输出引脚的电压大于同相输入端输入的基准电压时，输出低电平信号，将所述第二发光二极管点亮，并使所述MOS管断开，以使所述辅助电源输出端口及所述总线电源输出端口的输出回路断开；

所述第二运算放大器，用于检测电流流过所述第一电阻所产生的电压，当该电压大于反向输入端输入的基准电压时，输出高电平信号，将所述第三发光二极管点亮。

优选地，该总线电源进一步包括：滤波单元；

所述滤波单元包括：电磁干扰滤波电路、整流滤波电路、主功率开关电路、高频隔离变压器及次级整流滤波电路；

所述电磁干扰滤波电路的输入端与外部的电压源相连，所述电磁干扰滤波电路的输出端与所述整流滤波电路的输入端相连；所述整流滤波电路的输出端与所述主功率开关电路的输入端相连；所述主功率开关电路的输出端与所述高频隔离变压器的输入端相连；所述高频隔离变压器的输出端与所述次级整流滤波电路的输入端相连；所述次级整流滤波电路的输出端与所述供电单元相连；

所述电磁干扰滤波电路，用于对所述输入电压中的高频干扰进行过滤，并将过滤后的所述输入电压传输给所述整流滤波电路；

所述整流滤波电路，用于将所述电磁干扰滤波电路输出的交流形式的所述输入电压转换为波形较为平滑的直流形式的输入电压，并将所述直流形式的输入电压传输给所述主功率开关电路；

所述主功率开关电路，用于将所述直流形式的输入电压处理为高频脉动电压，并将所述高频脉动电压传输给所述高频隔离变压器；

所述高频隔离变压器，用于对所述主功率开关电路输出的高频脉动电压进行降压处理，形成低压高频脉动电压，并将所述低压高频脉动电压传输给所述次级整流滤波电路；

所述次级整流滤波电路，用于对所述高频隔离变压器输出的所述低压高频脉动电压进行整流滤波处理，以滤除所述高频隔离变压器在降压处理过程中产生的高频纹波，形成低压直流形式的输入电压，并将该输入电压传输给所述供电单元。

优选地，该总线电源进一步包括：稳压单元；

所述稳压单元包括：电压误差检测电路、光电耦合器及脉冲宽度调制PWM控制电路；

所述电压误差检测电路的输入端与所述次级整流滤波电路相连，所述电压误差检测电路的输出端与所述光电耦合器的输入端相连；所述光电耦合器的输出端与所述PWM控制电路的第一输入端相连；所述PWM控制电路的输出端与所述主功率开关电路相连；

所述电压误差检测电路，用于根据所述次级整流滤波电路输出的所述输入电压与预设的基准电压之间的差值，形成误差修正信号；

所述光电耦合器，用于将所述电压误差检测电路与所述PWM控制电路隔离，并按预设比例将所述误差修正信号传输给所述PWM控制电路；

所述PWM控制电路，用于根据所述误差修正信号对所述主功率开关电路输出的所述高频脉动电压的脉宽进行控制，以使所述高频隔离变压器向所述次级整流滤波电路输出恒定的所述低压高频脉动电压。

优选地，

所述PWM控制电路的第二输入端与所述主功率开关电路相连，

所述PWM控制电路，进一步用于在所述主功率开关电路输出的高频脉动电压的电压值大于预设的基准值后，控制所述主动开关电路停止输出所述高频脉动电压。

优选地，

所述PWM控制电路，进一步用于检测指定区域的温度，当所述指定区域的温度大于预设的阈值后，控制所述主动开关电路停止输出所述高频脉动电压。

本发明实施例还提供了一种供电系统，包括：电压源、第一用电设备、第二用电设备及本发明实施例提供的任意一种总线电源；

所述电压源，用于向所述总线电源传输所述输入电压；

所述第一用电设备，用于接收所述总线电源输出的所述第一输出电压；

所述第二用电设备，用于接收所述总线电源输出的所述第二输出电压。

本发明实施例提供的总线电源及供电系统，包括有辅助电源输出端口及总线电源输出端口两个供电端口，供电单元分别向辅助电源输出端口及总线电源输出端口传输第一输出电压和第二输出电压；当用电设备的功耗较大时，可以将辅助电源输出端口及总线电源输出端口均连接到该用电设备上，通过这两个供电端口对用电设备进行供电，保证通过一个总线电源就能够使用电设备能够正常工作，从而降低了供电线路的复杂性。

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他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种总线电源的示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的一种总线电源的示意图；

图3是本发明一个实施例提供的一种包括总线电源复位单元的总线电源的示意图；

图4是本发明另一个实施例提供的一种包括总线电源复位单元的总线电源的示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种包括输出保护单元的总线电源的示意图；

图6是本发明一个实施例提供的一种输出保护单元的示意图；

图7是本发明一个实施例提供的一种滤波单元的示意图；

图8是本发明一个实施例提供的一种稳压单元的示意图；

图9是本发明一个实施例提供的一种供电系统的示意图；

图10是本发明一个实施例提供的一种供电方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种总线电源，包括：供电单元101、辅助电源输出端口102及总线电源输出端口103；

所述供电单元101，用于根据外部的电压源输入的输入电压，形成第一输出电压和第二输出电压，并将所述第一输出电压传输给所述辅助电源输出端口102，将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口103；

所述辅助电源输出端口102，用于将所述第一输出电压传输给外部的第一用电设备，以对所述第一用电设备进行供电；

所述总线电源输出端口103，用于将所述第二输出电压传输给外部的第二用电设备，以对所述第二用电设备进行供电。

本发明实施例提供了一种总线电源，包括有辅助电源输出端口及总线电源输出端口两个供电端口，供电单元分别向辅助电源输出端口及总线电源输出端口传输第一输出电压和第二输出电压；当用电设备的功耗较大时，可以将辅助电源输出端口及总线电源输出端口均连接到该用电设备上，通过这两个供电端口对用电设备进行供电，保证通过一个总线电源就能够使用电设备能够正常工作，从而降低了供电线路的复杂性。

在本发明一个实施例中，如图2所示，供电单元包括：扼流模块、第一电容CC3、第二电容CC2、第一瞬态抑制二极管TVS2及第二瞬态抑制二极管TVS3；

输入电压通过插口CN5输入供电单元，第一电容CC3及第一瞬态抑制二极管TVS2的两端均分别与插口CN5的两条输入线路相连，且第一瞬态抑制二极管TVS2的正极接地；

辅助电源输出端口CN3的第一输出引脚1分别与第一瞬态抑制二极管TVS2的负极及扼流模块的第一输入端a相连，辅助电源输出端口CN3的第二输出引脚3与扼流模块的第二输入端b相连；

第二电容CC2的两端分别与扼流模块的第一输入端a及第二输入端b相连；

扼流模块的第一输出端d与总线电源输出端口CN4的第一输出引脚3相连，扼流模块的第二输出端口c与总线电源输出端口CN4的第二输出引脚1相连；所述扼流模块的第一输入端a与第一输出端d相连，第二输入端b与第二输出端c相连；

第二瞬态抑制二极管TVS3的负极与总线电源输出端口CN4的第一输出引脚3相连，第二瞬态抑制二极管TVS3的正极与总线电源输出端口CN4的第二输出引脚1相连；

扼流模块，用于通过第一输入端a及第二输入端b向辅助电源输出端口CN3输出第一输出电压，通过第一输出端c及第二输出端d向总线电源输出端口CN4输出第二输出电压，以阻止第一输出电压与第二输出电压之间的相互干扰。

具体地，

输入电压输入供电单元后分为两条输出线路，第一条输出线路与辅助电源输出端口CN3相连，第二条输出线路与总线电源输出端口CN4相连，第一条输出线路与第二条输出线路之间通过扼流模块相连。由于辅助电源输出端口CN3用于为用电设备供电，而总线电源输出端口CN4不仅用于为用电设备供电，还用于传输信号，扼流模块能够有效的抑制线路中的干扰信号，防止辅助电源输出端口CN3与总线电源输出端口CN4之间互相干扰。

在本发明一个实施例中，如图3所示，总线电源还包括有总线电源复位单元304；

总线电源复位单元304与供电单元101中扼流模块的第一输出端相连；

总线电源复位单元304，用于根据外部的触发，控制扼流模块停止将第二输出电压传输给总线电源输出端口103，并在停止将第二输出电压传输给总线电源输出端口103的时长达到预设时长后，控制扼流模块重新开始将第二输出电压传输给总线电源输出端口103。

具体地，

当与总线电源输出端口103相连的用电设备出现死机等情况时，触发总线电源复位单元304，总线电源复位单元304在受到触发后，控制扼流模块停止向总线电源输出端口103传输第二输出电压，在停止向总线电源输出端口103传输第二输出电压的时长达到预设时长后，由总线电源输出端口103供电的用电设备将出现断电关机，此时总线电源复位单元304控制扼流模块重新开始向总线电源输出端口103传输第二输出电压，由总线电源输出端口103供电的用电设备在第二输出电压的作用下重启。这样，当与总线电源输出端口103相连的用电设备出现死机时，通过总线电源复位单元304便可以对用电设备进行重启，无需切断对整个总线电源进行供电的线路，提高了解决用电设备死机状况的方便性。

在本发明一个实施例中，如图4所示，总线电源复位单元包括：复位延时芯片UC3、操作开关S1、第一发光二极管LED1及继电器O；

操作开关S1与复位延时芯片UC3相连，复位延时芯片UC3的输入端与辅助电源输出端口CN3的第一输出引脚1相连；

第一发光二极管LED1的正极与复位延时芯片UC3的输出端相连，第一发光二极管LED1的负极与继电器O相连；

继电器O的常闭触点分别与扼流模块的第一输出端d及总线电源输出端口CN4的第一输出引脚3相连，继电器O的常开触点分别与总线电源输出端口CN4的第一输出引脚3和第二输出引脚1相连；

复位延时芯片UC3，用于在操作开关S1闭合后从输出端输出高电平信号，将第一发光二极管LED1点亮，并使继电器O的常闭触点断开，常开触点吸合，以使扼流模块停止将第二输出电压传输给总线电源输出端口CN4；以及在输出高电平信号的时长达到预设时长后，从输出端输出低电平信号，将第一发光二极管LED1熄灭，并使继电器O的常闭触点吸合，常开触点断开，以使扼流模块重新开始将第二输出电压传输给总线电源输出端口CN4。

具体地，

复位延时芯片UC3的一个输入端与三极管Q4的发射极相连，三极管Q4的集电极与辅助电源输出端口CN3的第一输出引脚1相连，三极管Q4的基极与瞬态抑制二极管UC1的负极相连；瞬态抑制二极管UC1的正极接地；电阻RC13的一端与三极管Q4的发射极相连，电阻RC13的另一端分别与电阻RC14的一端及瞬态抑制二极管UC1的正极相连；电阻RC14的另一端接地；电容CC8的一端接地，另一端与三极管Q4的发射极相连；

操作开关S1的一端与复位延时芯片UC3的一个接口相连，操作开关S1的另一端与电阻RC17的一端相连，电阻RC17的另一端分别与电阻RC12的一端及复位延时芯片UC3的另一个接口相连；电阻RC12的另一端与复位延时芯片UC3的一个输出端相连；电容CC9的两端分别与电阻RC12的两端相连；电容CC8不接地的一端与电阻RC12上远离电阻RC17的一端相连；

复位延时芯片UC3的另一个输出端与第一发光二极管LED1的正极相连，第一发光二极管LED1的负极与电阻RC8的一端相连，电阻RC8的另一端与三极管QC3的基极相连，三极管QC3的集电极与电阻RC7的一端相连，电阻RC7的另一端分别与二极管DC2的正极及继电器O的一个输入端相连；二极管DC2的负极分别与继电器O的另一个输入端及辅助电源输出端口CN3的第一输出引脚1相连(即图4中三个标记有V₀的节点相互连接)；三极管QC3的基极通过电容CC5接地，三极管QC3的发射极接地。

当与总线电源输出端CN4相连的用电设备发生死机时，将操作开关S1闭合，操作开关S1闭合后，复位延时芯片UC3开始计时，并从连接有第一发光二极管LED1的输出端输出高电平，复位延时芯片UC3输出的高电平将第一发光二极管LED1点亮，在该高电平的作用下继电器O的常闭触点断开，常开触点吸合，此时扼流模块的第一输出端与总线电源输出端口CN4的第一输出引脚断开，总线电源输出端口CN4的两个输出引脚相短路，总线电源输出端口CN4停止输出第二输出电压；当复位延时芯片UC3的计时时长达到预设时长后，复位延时芯片UC3从连接有第一发光二极管LED1的输出端输出低电平，低电平将第一发光二极管LED1熄灭，在该低电平的作用下继电器O的常闭触点吸合，常开触点断开，此时扼流模块的第一输出端d与总线电源输出端口CN4的第一输出引脚重新连接，总线电源输出端口CN4开始输出第二输出电压。当与总线电源输出端口CN4相连的用电设备发生死机时，继电器O将总线电源输出端口CN4的第一输出引脚3及第二输出引脚1相短路，这样可以释放用电设备内电容中储存的电能，防止电容中储存的电能使用电设备继续工作，导致按下操作开关无效的情况发生，保证通过总线电源复位单元能够对用电设备进行重启的时效性。

例如，当与总线电源输出端口CN4相连的智能开关发生死机后，将操作开关S1按下，此时第一发光二极管LED1点亮，总线电源输出端口CN4停止对智能开关供电，当停止供电的时长达到预设时长后，智能开关关机；之后第一发光二极管LED1熄灭，总线电源输出端口CN4重新开始对智能开关供电，实现智能开关的重启。这样，通过操作开关便可以实现智能开关的重启，无需切断整个总线电源的输入电源，提高了对智能开关进行重启的简便性；另外，通过第一发光二极管LED1可以确定智能开关的重启进程，方便对智能开关进行管理。

在本发明一个实施例中，如图5所示，总线电源进一步包括有输出保护单元505；

输出保护单元505与供电单元101相连；

输出保护单元505，用于检测输入供电单元101的电压及相应的电流是否超过预设的阈值，如果输入供电单元101的电压超过预设的阈值，发出警报并使供电单元101停止传输第一输出电压及第二输出电压；如果与输入供电单元101的电压相对应的电流超过预设的阈值，发出警报。

通过输出保护单元，当输入供电单元的电压超过预设值后，输出保护单元发出报警信息并使供电单元停止向辅助电源输出端口及总线电源输出端口传输第一输出电压及第二传输电压；当与输入供电单元的电压相对应的电流超过预设值后，输出保护单元发出报警信息。这样，不但提高了总线电源的安全性，而且能够根据警报信息确定总线电源出现的问题，方便对出现的问题进行及时解决。

在本发明一个实施例中，如图6所示，输出保护单元包括：第一运算放大器UC2A、第二运算放大器UC2C、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3及MOS管Q5；

第一运算放大器UC2A的同相输入端与预设的基准电压5V相连，第一运算放大器UC2A的反向输入端与辅助电源输出端口上的第一输出引脚相连，第一运算放大器UC2A的输出端与MOS管Q5的栅极相连；

第二发光二极管LED2的负极与第一运算放大器UC2A的输出端相连，第二发光二极管LED2的正极与第一运算放大器UC2A的同相输入端相连；

MOS管Q5的漏极与辅助电源输出端口上的第二输出引脚相连，MOS管Q5的源极通过第一电阻RS2接地；

第二运算放大器UC2C的同相输入端通过电阻RC24与MOS管Q5的源极相连，第二运算放大器UC2C的反向输入端通过电阻RC23与预设的基准电压5V相连，第二运算放大器UC2C的输出端与第三发光二极管LED3的正极相连；

第三发光二极管LED3的负极接地；

第一运算放大器UC2A，用于在辅助电源输出端口上的第一输出引脚的电压大于同相输入端输入的基准电压时，输出低电平信号，将第二发光二极管LED2点亮，并使MOS管Q5断开，以使辅助电源输出端口及总线电源输出端口的输出回路断开；

第二运算放大器UC2C，用于检测电流流过第一电阻RS2所产生的电压，当该电压大于方向输入端输入的基准电压时，输出高电平信号，将第三发光二极管LED3点亮。

具体地，

第一运算放大器UC2A的同相输入端与电阻RC18的一端相连，电阻RC18的另一端与基准电压5V相连(可以与图4中标注5V的节点相连)；第一运算放大器UC2A的反向输入端分别与电阻RC19的一端及电阻RC20的一端相连，电阻RC19的另一端接地，电阻RC20的另一端与图2或图4中辅助电源输出端口CN3上的第一输出引脚1相连(即图6中标注V₀的节点与图2或图4中标注V₀的节点相连)；电容CC11的两端分别与第一运算放大器UC2A的同相输入端及反向输入端相连；第一运算放大器UC2A的输出端与电阻RC26的一端相连，电阻RC26的另一端与MOS管Q5的栅极相连；MOS管Q5的栅极与电阻RC9的一端相连，电阻RC9的另一端与MOS管Q5源极相连；MOS管Q5的漏极与图2或图4中辅助电源输出端口CN3上的第二输出引脚2相连(即图6中标注V_0-的节点与图2或图4中标注V_0-的节点相连)。

第二运算放大器UC2C的同相输入端与电阻RC24的一端相连，电阻RC24的另一端与MOS管Q5的源极相连；第二运算放大器UC2C的反向输入端与电阻RC23的一端相连，电阻RC23的另一端与基准电压5V相连(可以与图4中标注5V的节点相连)；电容CC12的两端分别与第二运算放大器UC2C的同相输入端及反向输入端相连；电阻RC22的一端与第二运算放大器UC2C的反向输入端相连，另一端接地；第二运算放大器UC2C的输出端与电阻RC21的一端相连，电阻RC21的另一端与第三发光二极管LED3的正极相连，第三发光二极管LED3的负极接地；电容CC13的两端分别与第二运算放大器UC2C输出端及反向输入端相连。

电阻RC19及电阻RC20对从输入插口CN5输入的电压V₀进行分压，第一运算放大器UC2A将由电阻RC19及电阻RC20分压后的电压与基准电压5V进行比较，如果分压后的电压大于基准电压，第一运算放大器UC2A的输出端输出低电平信号，此时第二发光二极管LED2正极的电压大于负极的电压，第二发光二极管LED2被点亮；同时MOS管Q5在第一运算放大器UC2A输出的低电平的作用下处于截止状态，MOS管Q5处于截止状态导致辅助电源输出端口CN3及总线电源输出端口CN4的输出引脚无法形成回路，辅助电源输出端口CN3停止输出第一输出电压，总线电源输出端口CN4停止输出第二输出电压。这样，当辅助电源输出端口CN3或总线电源输出端口CN4出现过压时，第二发光二极管LED2被点亮，并自动停止向辅助电源输出端口CN3及总线电源输出端口CN4传输输出电压。

当流过第一电阻RS2的电流所产生的电压作用于第二运算放大器UC2C的同相输入端时，如果该电压使第二运算放大器UC2C的正向输入端的电压大于反向输入端的电压，第二运算放大器UC2C的输出端输出高电平信号，该高电平信号将第三发光二极管LED3点亮。这样，第一输出电压及第二输出电压对应的电流出现过流时，第三发光二极管LED3被点亮。

根据第二发光二极管LED2及第三发光二极管LED3的点亮情况，可以判断辅助电源输出端口CN3及总线电源输出端口CN4是否出现过压及过流，当辅助电源输出端口CN3及总线电源输出端口CN4出现过压时可以停止向辅助电源输出端口CN3及总线电源输出端口CN4传输输出电压，从而提高了该总线电源的安全性。

在本发明一个实施例中，总线电源还包括有滤波单元，如图7所示，滤波单元包括：电磁干扰滤波电路701、整流滤波电路702、主功率开关电路703、高频隔离变压器704及次级整流滤波电路705；

电磁干扰滤波电路701的输入端与外部的电压源相连，电磁干扰滤波电路701的输出端与整流滤波电路702的输入端相连；整流滤波电路702的输出端与主功率开关电路703的输入端相连；主功率开关电路703的输出端与高频隔离变压器704的输入端相连；高频隔离变压器704的输出端与次级整流滤波电路705的输入端相连；次级整流滤波电路705的输出端与供电单元相连；

电磁干扰滤波电路701，用于对输入电压中的高频干扰进行过滤，并将过滤后的输入电压传输给整流滤波电路702；

整流滤波电路702，用于将电磁干扰滤波电路701输出的交流形式的输入电压转换为波形较为平滑的直流形式的输入电压，并将直流形式的输入电压传输给主功率开关电路703；

主功率开关电路703，用于将直流形式的输入电压处理为高频脉动电压，并将高频脉动电压传输给高频隔离变压器704；

高频隔离变压器704，用于对主功率开关电路703输出的高频脉动电压进行降压处理，形成低压高频脉动电压，并将低压高频脉动电压传输给次级整流滤波电路705；

次级整流滤波电路705，用于对高频隔离变压器704输出的低压高频脉动电压进行整流滤波处理，以滤除高频隔离变压器704在降压处理过程中产生的高频纹波，形成低压直流形式的输入电压，并将该输入电压传输给所述供电单元。

具体地，

电磁干扰滤波电路701中的插口CN1与外部的交流电源相连，次级整流滤波电路705中的插口CN2与图2或图4中所示的供电单元的插口CN5相连。通过滤波单元各个电路的处理，滤波单元将外部电压源输入的输入电压处理为稳定的输入电压传输给供电单元，供电单元根据接收到的输入电压对辅助电源输出端口及总线电源输出端口传输电流，保证了辅助电源输出端口及总线电源输出端口供电的稳定性及可靠性。

在本发明一个实施例中，总线电源还可以包括稳压单元，如图8所示，稳压单元包括：电压误差检测电路801、光电耦合器802及脉冲宽度调制PWM控制电路803；

如图7及图8所示，电压误差检测电路801的输入端与次级整流滤波电路705相连，电压误差检测电路801的输出端与光电耦合器802的输入端相连；光电耦合器802的输出端与PWM控制电路803的第一输入端相连；PWM控制电路803的输出端与主功率开关电路703相连；

电压误差检测电路801，用于根据次级整流滤波电路705输出的输入电压与预设的基准电压之间的差值，形成误差修正信号；

光电耦合器802，用于将电压误差检测电路801与PWM控制电路803隔离，并按预设比例将误差修正信号传输给PWM控制电路803

PWM控制电路803，用于根据误差修正信号对主功率开关电路输出的高频脉动电压的脉宽进行控制，以使高频隔离变压器704向次级整流滤波电路705输出恒定的低压高频脉动电压。

具体地，

如图7及图8所示，电压误差检测电路801中标注V₊的节点与次级整流滤波电路705中标注V₊的节点相连；PWM控制电路803中标注Cs的节点与主功率开关电路703中标注CS的节点相连；PWM控制电路803中标注PWM的节点与主功率开关电路703中标注PWM的节点相连；PWM控制电路803中标注V_st的节点与电磁干扰滤波电路701中标注V_st的节点相连。

电压误差检测电路801对次级整流滤波电路705所输出的输入电压进行检测，将检测出的输入电压与基准电压进行比较，根据输入电压与基准电压之间的差值，形成误差修正信号，通过光电耦合器803将误差修正信号传递给PWM控制电路803；PWM控制电路803中的控制芯片U1在接收到误差修正信号后，控制芯片U1根据误差修正信号，通过端口PWM向主功率开关电路703中的MOS管Q1发送以一定频率变化的高低电平信号，MOS管Q1根据接收到的变化的高低电平信号进行导通或截止，从而将整流滤波电路702输出的直流形式的输入电压处理为高频脉动电压，该高频脉动电压经过高频隔离变压器704后形成低压高频脉动电压。

当次级整流滤波电路705所输出的输入电压大于预设的基准电压时，控制芯片U1根据误差修正信号增加向MOS管Q1所发送高低电平信号的变化频率，使主功率开关电路703输出的高频脉动电压的脉宽减小，从而减小高频隔离变压器704传输给次级整流滤波电路705的低压高频脉动电压，最终使次级整流滤波电路705所输出的输入电压减小；当次级整流滤波电路705所输出的输入电压小于预设的基准电压时，控制芯片U1根据误差修正信号减小向MOS管Q1所发送高低电平信号的变化频率，使主功率开关电路703输出的高频脉动电压的脉宽增加，从而增大高频隔离变压器704传输给次级整流滤波电路705的低压高频脉动电压，最终使次级整流滤波电路705所输出的输入电压增大。这样，通过电压误差检测电路、PWM控制电路及主功率开关电路的联合作用，保证次级整流滤波电路能够输出稳定的输入电压，提高该总线电源供电的稳定性。

在本发明一个实施例中，PWM控制电路的第二输入端与主功率开关电路相连，PWM控制电路用于在主功率开关电路输出的高频脉动电压的电压值大于预设的基准值后，控制主功率开关电路停止输出高频脉动电压。当电压误差检测电路或次级整流滤波电路出现故障导致主功率开关电路所输出的电压超过预设的基准值后，主功率开关电路在PWM控制电路的控制下停止输出高频脉动电压，防止输出较高电压值的高频脉动电压导致用电设备或其他相连电路损坏。

具体地，

如图8所示，PWM控制电路803中标注V_CC～的节点与主功率开关电路703中标注V_CC～的节点相连；在PWM控制电路803中，二极管D5的正极与节点V_CC～相连，二极管D5的负极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端与稳压二极管ZD1的负极相连，稳压二极管ZD1的正极与二极管D4的正极相连，二极管D4的负极与控制芯片U1上的输入端e相连；电容C2与电容C7并联，一端与稳压二极管ZD1的负极相连，另一端连接信号地；电阻R11的一端与稳压二极管ZD1的正极相连，另一端连接信号地；热敏电阻器RT1的一端与控制芯片U1上的输入端e相连，热敏电阻器RT1的另一端与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端连接信号地；电容C10的一端与控制芯片U1上的输入端e相连，电容C10的另一端连接信号地。

如图7及图8所示，当主功率开关电路703向高频隔离变压器704所输出的高频脉动电压的电压值超过预设的基准电压后，该电压通过二极管D5及电阻R12使稳压二极管ZD1反向导通，经过二极管D4后向控制芯片U1的输入端e输入高电平信号；控制芯片U1在接收到该高电平信号后，通过PWM端口向主功率开关电路703持续发送高电平信号或低电平信号，这样主功率开关电路703无法形成高频脉动电压，从而使主功率开关电路703中断向高频隔离变压器704传输电能，直至将电磁干扰滤波电路701中的插口CN1与电压源断开连接后重新连接。

通过PWM控制电路及输出保护电路，实现对总线电源过流及过压的双重保护，保证总线电源在发生过压或过流时能够采取有效的保护动作，提高了总线电源的安全性。

在本发明一个实施例中，如图8所示，在PWM控制电路803中，热敏电阻器RT1的阻值随其所处环境温度的升高而降低，当热敏电阻器RT1的阻值小于预设的阻值后会向控制芯片U1的输入端e输入低电平信号，控制芯片U1在接收到该低电平信号后，通过PWM端口向主功率开关电路703持续发送高电平信号或低电平信号，这样主功率开关电路703无法形成高频脉动电压，从而使主功率开关电路703中断向高频隔离变压器704传输电能，直至将电磁干扰滤波电路701中的插口CN1与电压源断开连接后重新连接。

通过对控制芯片U1上的输入端e进行复用，既能够实现对总线电源的过压进行保护，又能够实现对总线电源的过温保护，无需单独设置其他控制逻辑，降低总线电源的复杂性；同时可以防止温度过高导致总线电源包括的元件损坏，进一步提高了总线电源的安全性。

本发明一个实施例提供了一种总线电源，包括图4所示的供电单元、辅助电源输出端口、总线电源输出端口、总线电源复位单元以及图6所示的输出保护单元、图7所示的滤波单元和图8所述的稳压单元，在图4及图6至图8中，标注有相同标号的各个节点相互连接。

如图9所示，本发明一个实施例中提供了一种供电系统，包括：电压源901、第一用电设备902、第二用电设备903及本发明实施例提供的任意一种总线电源904；

电压源901，用于向总线电源904传输所述输入电压；

第一用电设备902，用于接收总线电源904输出的第一输出电压；

第二用电设备903，用于接收总线电源输904出的第二输出电压。

在本发明实施例中，第一用电设备902与第二用电设备903可以为同一个用电设备。当第一用电设备902与第二用电设备903为同一个用电设备时，总线电源904输出第一输出电压和第二输出电压对该用电设备进行供电，保证通过一个总线电源可以提供用电设备所需的电压，无需设置多个总线电源，从而能够降低供电线路的复杂性。

如图10所示，本发明一个实施例提供了一种供电方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤1001：根据输入的输入电压，形成第一输出电压及不受所述第一输出电压干扰的第二输出电压；

步骤1002：将所述第一输出电压传输给第一用电设备，以对所述第一用电设备进行供电；

步骤1003：将所述第二输出电压传输给第二用电设备，以对所述第二用电设备进行供电。

本发明实施例提供了一种供电方法，将第一输出电压传输给第一用电设备，将第二输出电压传输给第二用电设备，分别对第一用电设备及第二用电设备进行供电，当第一用电设备与第二用电设备为同一个用电设备时，由于第一输出电压及第二输出电压均作用于该用电设备上，可以提高输入到该用电设备上的电压，当该用电设备的功耗较大时也不需要设置多个总线电源对其供电，从而降低了供电线路的复杂程度。同时，第一输出电压与第二输出电压不会互相干扰，保证供电的稳定性。

本发明实施例提供的总线电源及供电系统，至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例提供的总线电源及供电系统中，包括有辅助电源输出端口及总线电源输出端口两个供电端口，供电单元分别向辅助电源输出端口及总线电源输出端口传输第一输出电压和第二输出电压；当用电设备的功耗较大时，可以将辅助电源输出端口及总线电源输出端口均连接到该用电设备上，通过这两个供电端口对用电设备进行供电，保证通过一个总线电源就能够使用电设备能够正常工作，从而降低了供电线路的复杂性。

2、在本发明实施例提供的总线电源及供电系统中，辅助电源输出端口与总线电源输出端口之间设置有扼流模块，扼流模块保证辅助电源输出端口的供电过程不会对总线电源输出端口中传输的控制信号造成影响，从而保证总线电源输出端口在供电的同时能够准确的传输控制信号，在提高该总线电源供电能力的同时保证总线电源传输控制信号的准确性。

3、在本发明实施例提供的总线电源及供电系统中，总线电源包括有辅助电源输出端口及总线电源输出端口两个供电端口，当用电设备的功耗较小时，可以单独通过总线电源输出端口为用电设备供电，并传输用电设备的控制信号；当用电设备的功耗较大时，可以通过总线电源输出端口及辅助电源输出端口为用电设备供电，同时通过总线电源输出端口传输用电设备的控制信号，提高了该总线电源的适用性。

4、在本发明实施例提供的总线电源及供电系统中，包括有输出保护单元及稳压单元，输出保护单元在辅助电源输出端口及总线电源输出端口处对过流或过压状况进行保护，稳压单元在供电单元之前对过流及过压状况进行保护，通过输出保护单元及稳压单元的双重保护，提高了总线电源的安全性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种总线电源，其特征在于，包括：供电单元、辅助电源输出端口及总线电源输出端口；

所述供电单元，用于根据外部的电压源输入的输入电压，形成第一输出电压和第二输出电压，并将所述第一输出电压传输给所述辅助电源输出端口，将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口；

所述辅助电源输出端口，用于将所述第一输出电压传输给外部的第一用电设备，以对所述第一用电设备进行供电；

所述总线电源输出端口，用于将所述第二输出电压传输给外部的第二用电设备，以对所述第二用电设备进行供电。

2.根据权利要求1所述的总线电源，其特征在于，

所述供电单元包括：扼流模块、第一电容、第二电容、第一瞬态抑制二极管及第二瞬态抑制二极管；

所述第一电容及所述第一瞬态抑制二极管的两端均分别与输入所述输入电压的两条输入线路相连，且所述第一瞬态抑制二极管的正极接地；

所述辅助电源输出端口的第一输出引脚分别与所述第一瞬态抑制二极管的负极及所述扼流模块的第一输入端相连，所述辅助电源输出端口的第二输出引脚与所述扼流模块的第二输入端相连；

所述第二电容的两端分别与所述扼流模块的第一输入端及第二输入端相连；

所述扼流模块的第一输出端与所述总线电源输出端口的第一输出引脚相连，所述扼流模块的第二输出端与所述总线电源输出端口的第二输出引脚相连；所述扼流模块中第一输入端与第一输出端相连，第二输入端与第二输出端相连；

所述第二瞬态抑制二极管的负极与所述总线电源输出端口的第一输出引脚相连，所述第二瞬态抑制二极管的正极与所述总线电源输出端口的第二输出引脚相连；

所述扼流模块，用于通过自身的第一输入端及第二输入端向所述辅助电源输出端口输出所述第一输出电压，通过自身的第一输出端及第二输出端向所述总线电源输出端口输出所述第二输出电压，以阻止所述第一输出电压与所述第二输出电压之间的相互干扰。

3.根据权利要求2所述的总线电源，其特征在于，进一步包括：总线电源复位单元；

所述总线电源复位单元与所述扼流模块的第一输出端相连；

所述总线电源复位单元，用于根据外部的触发，控制所述扼流模块停止将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口，并在停止将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口的时长达到预设时长后，控制所述扼流模块重新开始将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口。

4.根据权利要求3所述的总线电源，其特征在于，

所述总线电源复位单元包括：复位延时芯片、操作开关、第一发光二极管及继电器；

所述操作开关与所述复位延时芯片相连；所述复位延时芯片的输入端与所述辅助电源输出端口的第一输出引脚相连；

所述第一发光二极管的正极与所述复位延时芯片的输出端相连，所述第一发光二极管的负极与所述继电器相连；

所述继电器的常闭触点分别与所述扼流模块的第一输出端及所述总线电源输出端口的第一输出引脚相连，所述继电器的常开触点分别与所述总线电源输出端口的第一输出应交及第二输出引脚相连；

所述复位延时芯片，用于在所述操作开关闭合后从输出端输出高电平信号，将所述第一发光二极管点亮，并使所述继电器的常闭触点断开，常开触点吸合，以使所述扼流模块停止将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口；以及在输出高电平信号的时长达到预设时长后，从输出端输出低电平信号，将所述第一指示灯熄灭，并使所述继电器的常闭触点吸合，常开触点断开，以使所述扼流模块重新开始将所述第二输出电压传输给所述总线电源输出端口。

5.根据权利要求1所述的总线电源，其特征在于，进一步包括：输出保护单元；

所述输出保护单元与所述供电单元相连；

所述输出保护单元，用于检测输入所述供电单元的电压及相应的电流是否超过预设的阈值，如果输入所述供电单元的电压超过预设的阈值，发出警报并使所述供电单元停止传输所述第一输出电压及所述第二输出电压；如果与输入所述供电单元的电压相对应的电流超过预设的阈值，发出警报。

6.根据权利要求5所述的总线电源，其特征在于，

所述输出保护单元包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第二发光二极管、第三发光二极管及MOS管；

所述第一运算放大器的同相输入端与预设的基准电压相连，所述第一运算放大器的反向输入端与所述辅助电源输出端口上的第一输出引脚相连，所述第一运算放大器的输出端与所述MOS管的栅极相连；

所述第二发光二极管的负极与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第二发光二极管的正极与所述第一运算放大器的同相输入端相连；

所述MOS管的漏极与所述辅助电源输出端口上的第二输出引脚相连，所述MOS管的源极通过第一电阻接地；

所述第二运算放大器的同相输入端与所述MOS管的源极相连，所述第二运算放大器的反向输入端与所述预设的基准电压相连，所述第二运算放大器的输出端与所述第三发光二极管的正极相连；

所述第三发光二极管的负极接地；

所述第一运算放大器，用于在所述辅助电源输出端口上的第一输出引脚的电压大于同相输入端输入的基准电压时，输出低电平信号，将所述第二发光二极管点亮，并使所述MOS管断开，以使所述辅助电源输出端口及所述总线电源输出端口的输出回路断开；

所述第二运算放大器，用于检测电流流过所述第一电阻所产生的电压，当该电压大于反向输入端输入的基准电压时，输出高电平信号，将所述第三发光二极管点亮。

7.根据权利要求1所述的总线电源，其特征在于，进一步包括：滤波单元；

所述滤波单元包括：电磁干扰滤波电路、整流滤波电路、主功率开关电路、高频隔离变压器及次级整流滤波电路；

所述电磁干扰滤波电路的输入端与外部的电压源相连，所述电磁干扰滤波电路的输出端与所述整流滤波电路的输入端相连；所述整流滤波电路的输出端与所述主功率开关电路的输入端相连；所述主功率开关电路的输出端与所述高频隔离变压器的输入端相连；所述高频隔离变压器的输出端与所述次级整流滤波电路的输入端相连；所述次级整流滤波电路的输出端与所述供电单元相连；

所述电磁干扰滤波电路，用于对所述输入电压中的高频干扰进行过滤，并将过滤后的所述输入电压传输给所述整流滤波电路；

所述整流滤波电路，用于将所述电磁干扰滤波电路输出的交流形式的所述输入电压转换为波形较为平滑的直流形式的输入电压，并将所述直流形式的输入电压传输给所述主功率开关电路；

所述主功率开关电路，用于将所述直流形式的输入电压处理为高频脉动电压，并将所述高频脉动电压传输给所述高频隔离变压器；

所述高频隔离变压器，用于对所述主功率开关电路输出的高频脉动电压进行降压处理，形成低压高频脉动电压，并将所述低压高频脉动电压传输给所述次级整流滤波电路；

所述次级整流滤波电路，用于对所述高频隔离变压器输出的所述低压高频脉动电压进行整流滤波处理，以滤除所述高频隔离变压器在降压处理过程中产生的高频纹波，形成低压直流形式的输入电压，并将该输入电压传输给所述供电单元。

8.根据权利要求7所述的总线电源，其特征在于，进一步包括：稳压单元；

所述稳压单元包括：电压误差检测电路、光电耦合器及脉冲宽度调制PWM控制电路；

所述电压误差检测电路的输入端与所述次级整流滤波电路相连，所述电压误差检测电路的输出端与所述光电耦合器的输入端相连；所述光电耦合器的输出端与所述PWM控制电路的第一输入端相连；所述PWM控制电路的输出端与所述主功率开关电路相连；

所述电压误差检测电路，用于根据所述次级整流滤波电路输出的所述输入电压与预设的基准电压之间的差值，形成误差修正信号；

所述光电耦合器，用于将所述电压误差检测电路与所述PWM控制电路隔离，并按预设比例将所述误差修正信号传输给所述PWM控制电路；

所述PWM控制电路，用于根据所述误差修正信号对所述主功率开关电路输出的所述高频脉动电压的脉宽进行控制，以使所述高频隔离变压器向所述次级整流滤波电路输出恒定的所述低压高频脉动电压。

9.根据权利要求8所述的总线电源，其特征在于，

所述PWM控制电路的第二输入端与所述主功率开关电路相连，

所述PWM控制电路，进一步用于在所述主功率开关电路输出的高频脉动电压的电压值大于预设的基准值后，控制所述主动开关电路停止输出所述高频脉动电压；

或，

所述PWM控制电路，进一步用于检测指定区域的温度，当所述指定区域的温度大于预设的阈值后，控制所述主动开关电路停止输出所述高频脉动电压。

10.一种供电系统，其特征在于，包括：电压源、第一用电设备、第二用电设备及权利要求1至9中任一所述的总线电源；

所述电压源，用于向所述总线电源传输所述输入电压；

所述第一用电设备，用于接收所述总线电源输出的所述第一输出电压；

所述第二用电设备，用于接收所述总线电源输出的所述第二输出电压。