CN106230262A - 双路输入开关电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开关电源，具体涉及一种双路输入开关电源。第一处理单元将所述第一供电端输出的第一电能转化为第一预定电能并于第一检测单元检测通过后输出；第二处理单元将所述第二供电端输出的第二电能转化为第二预定电能并于所述第二检测单元检测通过后输出；变换单元接受所述第一预定电能、和/或所述第二预定电能，并根据所述第一预定电能、和/或所述第二预定电能形成一变换后的电能信号输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关电源，具体涉及一种双路输入开关电源。
背景技术
在一些高可靠性要求的应用场合，例如电力系统变电站继电保护供电电源，其开关电源以两路相互隔离的交流电源作为输入，以满足输入交流供电的冗余热备份要求。这两路交流输入电压分别来自两个不同的所用配电变压器，其交流相位和幅值不同，因此两路交流输入与开关电源的输出之间要满足电气绝缘要求。如图1所示，现有的一种双路交流输入开关电路结构示意图，该双路交流输入开关电源具有一个工频变压器、高频变换器，第一交流输入电压经过第一整流器、第一二极管连接至高频变换器的第一输入端，第二交流输入电压经过第二整流器、第二二极管连接至高频变换器的第二输入端，工频变压器的作用是确保两路交流输入的电气隔离，最终两路交流输入共用一个高频变换器，第一二极管和第二二极管的作用是保证两路交流输入电压互为热备份。该相关的双路交流输入开关电源优点是架构简单，但是其明显的缺点是采用了笨重的工频变压器实现两路输入的电气隔离，体积大，而且效率低。针对上述问题，改进后的双路开关电源如图2所示。双路开关电源并联电路架构有两个开关电源并联组成。第一路交流输入经过第一整流桥、第一高频变换器、第一二极管接到输出端；第二路交流输入经过第二整流桥、第二高频变换器、第二二极管并联到输出端。第一二极管和第二二极管的作用是保证两路输出互为热备份。该双路开关电源并联电路架构由于摒弃了工频变压器而具备功率密度高的优点，然而同时它也有两个缺点：一是需要两套高频变换器，包括两套控制线路和两套功率回路、两只高频变压器，这将带来成本的上升；二是由于输入电压一般情况下远远高于输出电压，第一二极管和第二二极管的位置改到了输出侧，流经两个二极管的电流大大增加，这将导致效率的损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种功率密度高的双路输入开关电源，可实现电气隔离的双路输入的开关电源，尤其是一种用于输入的两路电源之间、输入与输出之间皆有电气绝缘要求的开关电源。本发明通过这样的技术方案解决上述的技术问题：一种双路输入开关电源，其中：包括
第一处理单元，连接于第一供电端与第一检测单元之间，用以将所述第一供电端输出的第一电能转化为第一预定电能并于第一检测单元检测通过后输出；
第二处理单元，连接于第二供电端与第二检测单元之间，用以将所述第二供电端输出的第二电能转化为第二预定电能并于所述第二检测单元检测通过后输出；
变换单元，分别连接所述第一检测单元和所述第二检测单元，用以接受所述第一预定电能、和/或所述第二预定电能，并根据所述第一预定电能、和/或所述第二预定电能形成一变换后的电能信号输出。
优选地，上述的双路输入开关电源，其中：所述第一处理单元至少包括：
第一整流单元，用以对所述第一电能进行整流处理。
优选地，上述的双路输入开关电源，其中：所述第一整流单元为全波整流电路。
优选地，上述的双路输入开关电源，其中：所述第一整流单元为半波整流电路。
优选地，上述的双路输入开关电源，其中：所述第二处理单元至少包括
第二整流单元，用以对所述第二电能进行整流处理。
优选地，上述的双路输入开关电源，其中：所述第二整流单元为全波整流电路。
优选地，上述的双路输入开关电源，其中：所述第二整流单元为半波整流电路。
优选地，上述的双路输入开关电源，其中：所述变换单元至少包括
第三整流单元，用以对所述电能信号做二次整流处理，并形成一整流电能信号输出；
滤波单元，用以接受所述整流电能信号，并对所述整流电能信号做滤波处理以形成一与负载匹配的滤波电能信号输出。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：采用本发明的优点在于：通过第一检测单元和第二检测单元用以保证两路输出互为热备份。变换单元实现两路电能输入的电气隔离。其次，本发明仅仅采用一个变换单元，降低了开关电源的生产成本，另外将第一检测单元、第二检测单元至于变换单元之前，一方面可以保障于第一电能、第二电能在不同的状态下，开关电源能够输出稳定的电压信号，另一方面也降低了输出端的电能消耗。
附图说明
图1为现有的一种双路交流输入开关电源电路结构示意图。图2为现有的一种双路开关电源电路结构示意图。图3本发明的一种双路输入开关电源的电路方框示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。如图3所示，一种双路输入开关电源，其中：包括
第一处理单元，连接于第一供电端与第一检测单元之间，用以将所述第一供电端输出的第一电能转化为第一预定电能并于第一检测单元检测通过后输出；
第二处理单元，连接于第二供电端与第二检测单元之间，用以将所述第二供电端输出的第二电能转化为第二预定电能并于所述第二检测单元检测通过后输出；
变换单元，分别连接所述第一检测单元和所述第二检测单元，用以接受所述第一预定电能、和/或所述第二预定电能，并根据所述第一预定电能、和/或所述第二预定电能形成一变换后的电能信号输出。
本发明的工作原理是：
第一处理单元将所述第一供电端输出的第一电能转化为第一预定电能并于第一检测单元检测通过后输出；第二处理单元将所述第二供电端输出的第二电能转化为第二预定电能并于所述第二检测单元检测通过后输出；变换单元接受所述第一预定电能、和/或所述第二预定电能，并根据所述第一预定电能、和/或所述第二预定电能形成一变换后的电能信号输出。
采用本发明的优点在于：通过第一检测单元和第二检测单元用以保证两路输出互为热备份。变换单元实现两路电能输入的电气隔离。其次，本发明仅仅采用一个变换单元，降低了开关电源的生产成本，另外将第一检测单元、第二检测单元至于变换单元之前，一方面可以保障于第一电能、第二电能在不同的状态下，开关电源能够输出稳定的电压信号，另一方便也降低了输出端的电能消耗（因输出电流低，则产生的电能损耗降低）。
作为进一步优选实施方案，上述的双路输入开关电源，其中：所述第一处理单元至少包括：
第一整流单元，用以对所述第一电能进行整流处理。进一步地，所述第一整流单元为全波整流电路。进一步地，所述第一整流单元为半波整流电路。
作为进一步优选实施方案，上述的双路输入开关电源，其中：所述第二处理单元至少包括
第二整流单元，用以对所述第二电能进行整流处理。进一步地，所述第二整流单元为全波整流电路。进一步地，所述第二整流单元为半波整流电路。
作为进一步优选实施方案，上述的双路输入开关电源，其中：所述变换单元至少包括
第三整流单元，用以对所述电能信号做二次整流处理，并形成一整流电能信号输出；
滤波单元，用以接受所述整流电能信号，并对所述整流电能信号做滤波处理以形成一与负载匹配的滤波电能信号输出。
列举一具体实施方式，变换单元主要由一高频变换器、功率管、一套控制电路和输出侧整流滤波回路形成。该高频变压器包括第一初级线圈、第二初级线圈以及次级线圈，第一初级线圈为N1匝线圈，第二初级线圈为N2匝线圈、第三初级线圈为N3匝线圈。三个线圈相互绝缘且具耐压要求，从而满足两路输入之间、输入和输出之间的电气隔离要求。本发明所涉及的双路输入开关电源，列举一具有实施过程，以第一电能、第二电能均为交流电为例，于第一电能电压高于第二电能电压状态下，第一预定电能经过第一检测单元加在第一初级线圈两端产生励磁电流和第一初级电流，同时在第二初级线圈、次级线圈中感应出相应的电压，次级线圈感应的电压经过变换单元内的整流滤波作为输出电压，于次级线圈感应的电压低于第二预定电能输出电压的状态下，第二检测单元处于截止状态，则由第一供电端输出向负载提供电能，第二供电端则处于空载状态。同样于第一供电端输出的电压低于第二供电端输出的电压，第一检测单元处于截止状态，则由第二供电端向负载提供电能，第一供电端处于空载状态。
简言之，于第一供电端输出的电压和第二供电端输出的电压的瞬时差值不足以使检测单元处于截止状态，第一电能、第二电能将共同向输出侧提供能量。上述实施方式中，同样适用于以两路直流电能。上述实施例中，仅使用一个变换单元，功率密度高，电路不仅适用于两路输入标称电压相同的情况，还可以通过调整变换单元内的变压器匝比，用于两路输入标称电压不等的情况，电路不仅适用于两路电气隔离交流输入的情况，还适用于两路电气隔离直流输入的情况，还适用于电气隔离的、一路交流一路直流的情况。另外，电路中的所有开关管可以共用一套控制线路，成本低。以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (8)
1.一种双路输入开关电源，其特征在于：包括
第一处理单元，连接于第一供电端与第一检测单元之间，用以将所述第一供电端输出的第一电能转化为第一预定电能并于第一检测单元检测通过后输出；
第二处理单元，连接于第二供电端与第二检测单元之间，用以将所述第二供电端输出的第二电能转化为第二预定电能并于所述第二检测单元检测通过后输出；
变换单元，分别连接所述第一检测单元和所述第二检测单元，用以接受所述第一预定电能、和/或所述第二预定电能，并根据所述第一预定电能、和/或所述第二预定电能形成一变换后的电能信号输出。
2.根据权利要求1所述的双路输入开关电源，其特征在于：所述第一处理单元至少包括：
第一整流单元，用以对所述第一电能进行整流处理。
3.根据权利要求2所述的双路输入开关电源，其特征在于：所述第一整流单元为全波整流电路。
4.根据权利要求2所述的双路输入开关电源，其特征在于：所述第一整流单元为半波整流电路。
5.根据权利要求1所述的双路输入开关电源，其特征在于：所述第二处理单元至少包括
第二整流单元，用以对所述第二电能进行整流处理。
6.根据权利要求5所述的双路输入开关电源，其特征在于：所述第二整流单元为全波整流电路。
7.根据权利要求5所述的双路输入开关电源，其特征在于：所述第二整流单元为半波整流电路。
8.根据权利要求1所述的双路输入开关电源，其特征在于：所述变换单元至少包括
第三整流单元，用以对所述电能信号做二次整流处理，并形成一整流电能信号输出；
滤波单元，用以接受所述整流电能信号，并对所述整流电能信号做滤波处理以形成一与负载匹配的滤波电能信号输出。
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