CN108539846A - 一种不间断通信电源供电的自动切换电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不间断通信电源供电的自动切换电路，主要解决现有技术中存在的设备投入成本高，不便于后期维护等问题。该自动切换电路包括两组三相四线制通信电源，串接在一通信电源回路的空气开关OF1，串接在另一通信电源回路的空气开关QF2，并联在一通信电源回路的第一电压检测电路，并联在另一通信电源回路的第二检测电路，串联在一通信电源回路的接触器KM1，串联在另一通信电源回路的接触器KM2，分别与第一电压检测电路和第二检测电路连接的互锁电路，以及与互锁电路连接的外部直流电源。通过上述方案，本发明均匀价格低廉、结构简单、动作可靠等优点，在通信技术领域具有广阔的市场前景和推广价值。

Description

一种不间断通信电源供电的自动切换电路

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是一种不间断通信电源供电的自动切换电路。

背景技术

通信电源作为整个通信网络的关键基础设施，通信电源的稳定、可靠是保证通信系统安全、可靠运行的关键，一旦通信电源系统故障引起对通信设备的供电中断，通信设备就无法运行，就会造成通信电路中断、通信系统瘫痪，从而造成极大的经济和社会效益损失。因此，为了保证通信设备可靠运行，重要的通信系统均采用双电源供电或增加不间断供电系统。

目前，采用多数重要的通信系统采用双电源供电方式，通过设置双电源切换开关，其采用逻辑芯片并采集双电源回路电压的变化情况，虽然，其动作可靠，但是，其成本较高，在损坏后，需要整体更换，增加设备投入成本。

因此，需要提供一种成本低廉、便于后期维护的双电源自动切换电路。

发明内容

针对上述不足之处，本发明的目的在于提供一种不间断通信电源供电的自动切换电路，主要解决现有技术中存在的设备投入成本高，不便于后期维护等问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种不间断通信电源供电的自动切换电路，包括两组三相四线制通信电源，串接在一通信电源回路的空气开关OF1，串接在另一通信电源回路的空气开关QF2，并联在一通信电源回路的第一电压检测电路，并联在另一通信电源回路的第二检测电路，还包括串联在一通信电源回路的接触器KM1，串联在另一通信电源回路的接触器KM2，分别与第一电压检测电路和第二检测电路连接的互锁电路，以及与互锁电路连接的外部直流电源。

具体地，所述第一电压检测电路包括输入端采用完全星型接线并联连接在一通信电源回路的电压互感器T1、电压互感器T2和电压互感器T3，与电压互感器T1一输出端连接的第一滤波电路，与电压互感器T2一输出端连接的第二滤波电路，输入端与第一滤波电路连接的二极管VD1，输入负极与二极管VD1输出端连接的比较器A1，一端分别与比较器A1输入正极连接的电阻R1和电阻R2，输入端与第二滤波电路连接的二极管VD2，输入负极与二极管VD2输出端连接的比较器A2，一端与分别比较器A2输入正极连接的电阻R3和电阻R4，与电压互感器T3一输出端连接二极管VD3，输入正极与二极管VD3输出连接的比较器A3，分别与比较器输入负极连接的电阻R9和电阻R10，输入端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输出连接的三与门芯片，基极与三与门芯片输出端1Y连接的三极管VT1，以及与三极管VT1集电极连接的中间继电器KM3，其中，所述电阻R2的另一端、电阻R4的另一端、电阻R10的另一端、电压互感器T1输出另一端、电压互感器T2输出另一端、电压互感器T3输出另一端和三极管VT1的发射极分别接地；所述电阻R1、电阻R3和电阻R9的另一端分别接电源VCC。

进一步地，所述第二电压检测电路包括输入端采用完全星型接线并联连接在另一通信电源回路的电压互感器T4、电压互感器T5和电压互感器T6，与电压互感器T4一输出端连接的第三滤波电路，与电压互感器T4一输出端连接的第四滤波电路，输入端与第三滤波电路连接的二极管VD4，输入负极与二极管VD4输出端连接的比较器A4，一端分别与比较器A4输入正极连接的电阻R5和电阻R6，输入端与第四滤波电路连接的二极管VD5，输入负极与二极管VD5输出端连接的比较器A5，一端分别与比较器A5输入正极连接的电阻R7和电阻R8，与电压互感器T6一输出端连接的二极管VD6，输入正极与二极管VD6输出端连接的比较器A6，分别与比较器A6输入负极连接的电阻R11和电阻R12，基极与三与门芯片输出端2Y连接的三极管VT2，以及与三极管VT2集电极连接的中间继电器KM4，其中，比较器A4的输出端与三与门芯片输入端2A连接，比较器A5的输出端与三与门芯片输入端2B连接，比较器A6的输出端与三与门芯片输入端2C连接；所述电阻R6的另一端、电阻R8的另一端、电阻R12的另一端、电压互感器T4输出另一端、电压互感器T5输出另一端、电压互感器T6输出另一端和三极管VT2的发射极分别接地；所述电阻R5、电阻R7和电阻R11的另一端分别与电源VCC连接。

进一步地，所述互锁电路包括一端与外部直流电源正极连接且另一端与外部直流电源负极连接的第一通信电源供电闭锁回路，以及与第一通信电源供电闭锁回路并联的第二通信电源供电闭锁回路。

进一步地，所述接触器KM1具有一个常闭接点KM11，所述接触器KM2具有一个常闭接点KM21，所述中间继电器KM3具有一个常开接点KM31，所述中间继电器KM4具有一个常开接点KM41。

进一步地，所述第一通信电源供电闭锁回路包括依次串联的常开接点KM31、常闭接点KM21和接触器KM1；所述第二通信电源供电闭锁回路包括依次串联的常开接点KM41、常闭接点KM11和接触器KM2。

进一步地，所述第一滤波电路包括一端与电压互感器T1连接的电容C1，以及一端与电容C1另一端的谐振电路L1C2；所述第二滤波电路包括一端与电压互感器T2连接的电容C3，以及一端与电容C3另一端的谐振电路L2C4；所述第三滤波电路包括一端与电压互感器T4连接的电容C5，以及一端与电容C5另一端的谐振电路L3C6；所述第四滤波电路包括一端与电压互感器T4连接的电容C7，以及一端与电容C7另一端的谐振电路L4C8；所述谐振电路L1C2的另一端、谐振电路L2C4的另一端接地、谐振电路L3C6的另一端和谐振电路L4C8的另一端分别接地。

优选地，所述电压互感器T1、电压互感器T2、电压互感器T3、电压互感器T4、电压互感器T5和电压互感器T6的变比均为380/5。

优选地，所述三与门芯片为74H11。

进一步地，所述谐振电路L1C2包括互相并联的电感L1和电容C2，所述电感L1为3.6H，电容C2为2.8uF；谐振电路L2C4包括互相并联的电感L2和电容C4，所述电感L2为3.6H，电容C4为2.8uF；谐振电路L3C6包括互相并联的电感L3和电容C6，所述电感L3为3.6H，电容C6为2.8uF；谐振电路L4C8包括互相并联的电感L4和电容C8，所述电感L4为3.6H，电容C8为2.8uF。、

进一步地，所述R1为5.3kΩ，电阻R2为4.7kΩ，R3为5.3kΩ，电阻R4为4.7kΩ，R5为5.3kΩ，电阻R6为4.7kΩ，R7为5.3kΩ，电阻R8为4.7kΩ，电阻R9为4kΩ，电阻R10为2kΩ，电阻R11为4kΩ，电阻R12为2kΩ，电容C1为5.5uF，C2为5.5uF，电容C3为5.5uF，C4为5.5uF。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明巧妙地设置两组通信电源，并在每一通信电源上设置电压检测电路，进行实时检测通信电源运行状况，当且仅当，任一通信电源发生接地或过电压故障时，能快速准确地切换至另一路通信电源供电。不仅如此，本发明还设置一组检测电压偏低或断电检测的电压互感器，在低电压或者断电时也能及时切换至另一路供电，保证通信系统供电可靠。

(2)本发明任一检测电路均采用完全星型接线的电压互感器对通信电源进线检测，可有效的检测三相四线制的电压变化趋势，当通信电源任意相发生短路接地故障时，正常相的电压将随之增大，通过检测电压的变化，并与并与恒定分压电压对比，通过判定采集的电压量判定通信电路中的电压波动情况，经触发电路接通截断通信电路。从而，起到故障通信设备的切除，保证其他通信设备的安全、可靠运行，也避免故障通信设备长时间带电运行，防止通信电源故障的进一步扩大。另外，通过设置比较器进行电压判定，与传统的微型处理器相比，设备成本更为低廉，可广泛运用在次要通信电源检测中，使通信电源运行更可靠。

(3)本发明通过在电压互感器输出端接入滤波电路，一方面，可以排除通信电源通电或断电时所产生的冲击电压对检测电路的干扰，保证检测准确的电压信号。另一方面，滤波电路可有效屏蔽依靠通信电源传输通信信号的干扰，避免通信电源线加载的通信信号串入检测电路中，如此一来，可提高检测电路的抗干扰能力。不仅如此，在滤波电路的输出串接有二极管，将采集的电压交流信号下半波形屏蔽，在保证检测有效数据的同时，也减少了比较器的比较工作量。

(4)本发明采用完全性星型的电压电压互感器接线，将采集点电压信号通过比较器对比后，做与运算，较传统的微型处理器进行数模转换，再经微型处理器进行处理的速度明显提升，缩短切断通信故障的时间，保证其他通信设备的正常运行。综上所述，本发明均匀价格低廉、结构简单、动作可靠等优点，在通信技术领域具有广阔的市场前景和推广价值。

附图说明

图1为本发明的系统原理图。

图2为第一电压检测电路原理图。

图3第二电压检测电路原理图。

图4为互锁电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图4所示，本发明提供了一种不间断通信电源供电的自动切换电路，其目的在于，保证通信设备的通信载波信号正常传输，也能实时检测通信设备运行状况，当故障时，也能快速、准确切除故障通信设备，防止通信故障进一步扩大，保证通信系统安全、稳定运行。

该自动切换电路一种不间断通信电源供电的自动切换电路，包括两组三相四线制通信电源，串接在一通信电源回路的空气开关OF1，串接在另一通信电源回路的空气开关QF2，并联在一通信电源回路的第一电压检测电路，并联在另一通信电源回路的第二检测电路，其特征在于，还包括串联在一通信电源回路的接触器KM1，串联在另一通信电源回路的接触器KM2，分别与第一电压检测电路和第二检测电路连接的互锁电路，以及与互锁电路连接的外部直流电源；

其中，第一电压检测电路包括输入端采用完全星型接线并联连接在一通信电源回路的电压互感器T1、电压互感器T2和电压互感器T3，与电压互感器T1一输出端连接的第一滤波电路，与电压互感器T2一输出端连接的第二滤波电路，输入端与第一滤波电路连接的二极管VD1，输入负极与二极管VD1输出端连接的比较器A1，一端分别与比较器A1输入正极连接的电阻R1和电阻R2，输入端与第二滤波电路连接的二极管VD2，输入负极与二极管VD2输出端连接的比较器A2，一端与分别比较器A2输入正极连接的电阻R3和电阻R4，与电压互感器T3一输出端连接二极管VD3，输入正极与二极管VD3输出连接的比较器A3，分别与比较器输入负极连接的电阻R9和电阻R10，输入端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输出连接的74H11三与门芯片，基极与三与门芯片输出端1Y连接的三极管VT1，以及与三极管VT1集电极连接的中间继电器KM3。其中，电阻R2的另一端、电阻R4的另一端、电阻R10的另一端、电压互感器T1输出另一端、电压互感器T2输出另一端、电压互感器T3输出另一端和三极管VT1的发射极分别接地。电阻R1、电阻R3和电阻R9的另一端分别接电源VCC。

另外，该自动切换电路的第二电压检测电路包括输入端采用完全星型接线并联连接在另一通信电源回路的电压互感器T4、电压互感器T5和电压互感器T6，与电压互感器T4一输出端连接的第三滤波电路，与电压互感器T4一输出端连接的第四滤波电路，输入端与第三滤波电路连接的二极管VD4，输入负极与二极管VD4输出端连接的比较器A4，一端分别与比较器A4输入正极连接的电阻R5和电阻R6，输入端与第四滤波电路连接的二极管VD5，输入负极与二极管VD5输出端连接的比较器A5，一端分别与比较器A5输入正极连接的电阻R7和电阻R8，与电压互感器T6一输出端连接的二极管VD6，输入正极与二极管VD6输出端连接的比较器A6，分别与比较器A6输入负极连接的电阻R11和电阻R12，基极与三与门芯片输出端2Y连接的三极管VT2，以及与三极管VT2集电极连接的中间继电器KM4。其中，比较器A4的输出端与三与门芯片输入端2A连接，比较器A5的输出端与三与门芯片输入端2B连接，比较器A6的输出端与三与门芯片输入端2C连接。电阻R6的另一端、电阻R8的另一端、电阻R12的另一端、电压互感器T4输出另一端、电压互感器T5输出另一端、电压互感器T6输出另一端和三极管VT2的发射极分别接地。电阻R5、电阻R7和电阻R11的另一端分别与电源VCC连接。

为了保证自动切换的逻辑正确，该自动切换电路的互锁电路包括一端与外部直流电源正极连接且另一端与外部直流电源负极连接的第一通信电源供电闭锁回路，以及与第一通信电源供电闭锁回路并联的第二通信电源供电闭锁回路。接触器KM1具有一个常闭接点KM11，接触器KM2具有一个常闭接点KM21，中间继电器KM3具有一个常开接点KM31，中间继电器KM4具有一个常开接点KM41。第一通信电源供电闭锁回路包括依次串联的常开接点KM31、常闭接点KM21和接触器KM1。第二通信电源供电闭锁回路包括依次串联的常开接点KM41、常闭接点KM11和接触器KM2。

为了防止通信电源载波信号串入检测电路，第一滤波电路包括一端与电压互感器T1连接的电容C1，以及一端与电容C1另一端的谐振电路L1C2。第二滤波电路包括一端与电压互感器T2连接的电容C3，以及一端与电容C3另一端的谐振电路L2C4。第三滤波电路包括一端与电压互感器T4连接的电容C5，以及一端与电容C5另一端的谐振电路L3C6。第四滤波电路包括一端与电压互感器T4连接的电容C7，以及一端与电容C7另一端的谐振电路L4C8。谐振电路L1C2的另一端、谐振电路L2C4的另一端接地、谐振电路L3C6的另一端和谐振电路L4C8的另一端分别接地。

本实施例中，电压互感器T1、电压互感器T2、电压互感器T3、电压互感器T4、电压互感器T5和电压互感器T6的变比均为380/5。电感L1、电感L2、电感L3和电感L4均为3.6H。电容C2、电容C4、电容C6和电容C8均为2.8uF。R1为5.3kΩ，电阻R2为4.7kΩ，R3为5.3kΩ，电阻R4为4.7kΩ，R5为5.3kΩ，电阻R6为4.7kΩ，R7为5.3kΩ，电阻R8为4.7kΩ，电阻R9为4kΩ，电阻R10为2kΩ，电阻R11为4kΩ，电阻R12为2kΩ。电容C1为5.5uF，C2为5.5uF，电容C3为5.5uF，C4为5.5uF。电源VCC为直流12V。

以空气开关QF1所在的一路通信电源故障为进行说明通信电源正常供电时，以一路通信电源作为主用电源，此时，第一电压检测电路的比较器A1和比较器A2的输入正极电压U+5.64V均大于输入负极电压U-5V，比较器A3的输入正极电压5V大于输入负极4V，比较器A1、比较器A2和比较器A3均输出高电平，在74H11三与门芯片作用下，驱动三极管VT1的集电极与发射极导通，进而，中间继电器KM3得电，中间继电器KM3的常开接点KM31吸合，使接触器KM1得电，进一步，接触器KM1的常闭接点KM11断开，接触器KM1的主触头吸合，通信系统一路供电正常。

当且仅当，一路通信电源发生接地或过电压时，一路通信电源任意相电压将迅速提高，比较器A1或/和比较器A2检测的输入负极电压大于输入正极电压，此时，74H11门芯片输出低电平，使得三极管VT1的集电极和发射极之间被截断，进而，中间继电器KM3失电，在互锁电路中，中间继电器KM3的常开接点KM31断开，使接触器KM1失电，接触器KM1的主触头也断开，如此一来，一路通信电源便被切除。另外，一路通信电源低压电或电源消失时，比较器A3的输入负极电压4V大于输入正极电压，同样能使中间继电器KM3失电，进而完成低电压或电源消失状态下，一路通信电源切换成另一路通信电源供电。

在通信电源正常供电时，空气开关QF2也是接通的，如此，中间继电器KM4一直保持带电状态，中间继电器KM4的常开接点KM41为吸合状态。当故障时，切除一路通信电源的同时，接触器KM1的常闭接点KM11复归至常闭状态，因此，接触器KM2得电，接触器KM2主触头吸合。通信系统通过另一端通信电源供电，如此便完成了通信电源的快速切换。另外，另一路通信电源故障动作过程与之相同，在此不予赘述。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种不间断通信电源供电的自动切换电路，包括两组三相四线制通信电源，串接在一通信电源回路的空气开关OF1，串接在另一通信电源回路的空气开关QF2，并联在一通信电源回路的第一电压检测电路，并联在另一通信电源回路的第二检测电路，其特征在于，还包括串联在一通信电源回路的接触器KM1，串联在另一通信电源回路的接触器KM2，分别与第一电压检测电路和第二检测电路连接的互锁电路，以及与互锁电路连接的外部直流电源；

所述第一电压检测电路包括输入端采用完全星型接线并联连接在一通信电源回路的电压互感器T1、电压互感器T2和电压互感器T3，与电压互感器T1一输出端连接的第一滤波电路，与电压互感器T2一输出端连接的第二滤波电路，输入端与第一滤波电路连接的二极管VD1，输入负极与二极管VD1输出端连接的比较器A1，一端分别与比较器A1输入正极连接的电阻R1和电阻R2，输入端与第二滤波电路连接的二极管VD2，输入负极与二极管VD2输出端连接的比较器A2，一端与分别比较器A2输入正极连接的电阻R3和电阻R4，与电压互感器T3一输出端连接二极管VD3，输入正极与二极管VD3输出连接的比较器A3，分别与比较器输入负极连接的电阻R9和电阻R10，输入端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输出连接的三与门芯片，基极与三与门芯片输出端1Y连接的三极管VT1，以及与三极管VT1集电极连接的中间继电器KM3，其中，所述电阻R2的另一端、电阻R4的另一端、电阻R10的另一端、电压互感器T1输出另一端、电压互感器T2输出另一端、电压互感器T3输出另一端和三极管VT1的发射极分别接地；所述电阻R1、电阻R3和电阻R9的另一端分别接电源VCC；

所述第二电压检测电路包括输入端采用完全星型接线并联连接在另一通信电源回路的电压互感器T4、电压互感器T5和电压互感器T6，与电压互感器T4一输出端连接的第三滤波电路，与电压互感器T4一输出端连接的第四滤波电路，输入端与第三滤波电路连接的二极管VD4，输入负极与二极管VD4输出端连接的比较器A4，一端分别与比较器A4输入正极连接的电阻R5和电阻R6，输入端与第四滤波电路连接的二极管VD5，输入负极与二极管VD5输出端连接的比较器A5，一端分别与比较器A5输入正极连接的电阻R7和电阻R8，与电压互感器T6一输出端连接的二极管VD6，输入正极与二极管VD6输出端连接的比较器A6，分别与比较器A6输入负极连接的电阻R11和电阻R12，基极与三与门芯片输出端2Y连接的三极管VT2，以及与三极管VT2集电极连接的中间继电器KM4，其中，比较器A4的输出端与三与门芯片输入端2A连接，比较器A5的输出端与三与门芯片输入端2B连接，比较器A6的输出端与三与门芯片输入端2C连接；所述电阻R6的另一端、电阻R8的另一端、电阻R12的另一端、电压互感器T4输出另一端、电压互感器T5输出另一端、电压互感器T6输出另一端和三极管VT2的发射极分别接地；所述电阻R5、电阻R7和电阻R11的另一端分别与电源VCC连接；

所述互锁电路包括一端与外部直流电源正极连接且另一端与外部直流电源负极连接的第一通信电源供电闭锁回路，以及与第一通信电源供电闭锁回路并联的第二通信电源供电闭锁回路。

2.根据权利要求1所述的一种不间断通信电源供电的自动切换电路，其特征在于，所述接触器KM1具有一个常闭接点KM11，所述接触器KM2具有一个常闭接点KM21，所述中间继电器KM3具有一个常开接点KM31，所述中间继电器KM4具有一个常开接点KM41。

3.根据权利要求2所述的一种不间断通信电源供电的自动切换电路，其特征在于，所述第一通信电源供电闭锁回路包括依次串联的常开接点KM31、常闭接点KM21和接触器KM1；所述第二通信电源供电闭锁回路包括依次串联的常开接点KM41、常闭接点KM11和接触器KM2。

4.根据权利要求3所述的一种不间断通信电源供电的自动切换电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括一端与电压互感器T1连接的电容C1，以及一端与电容C1另一端的谐振电路L1C2；所述第二滤波电路包括一端与电压互感器T2连接的电容C3，以及一端与电容C3另一端的谐振电路L2C4；所述第三滤波电路包括一端与电压互感器T4连接的电容C5，以及一端与电容C5另一端的谐振电路L3C6；所述第四滤波电路包括一端与电压互感器T4连接的电容C7，以及一端与电容C7另一端的谐振电路L4C8；所述谐振电路L1C2的另一端、谐振电路L2C4的另一端接地、谐振电路L3C6的另一端和谐振电路L4C8的另一端分别接地。

5.根据权利要求1～4所述的一种不间断通信电源供电的自动切换电路，其特征在于，所述电压互感器T1、电压互感器T2、电压互感器T3、电压互感器T4、电压互感器T5和电压互感器T6的变比均为380/5。

6.根据权利要求5所述的一种不间断通信电源供电的自动切换电路，其特征在于，所述三与门芯片为74H11。

7.根据权利要求6所述的一种不间断通信电源供电的自动切换电路，其特征在于，所述谐振电路L1C2包括互相并联的电感L1和电容C2，所述电感L1为3.6H，电容C2为2.8uF；谐振电路L2C4包括互相并联的电感L2和电容C4，所述电感L2为3.6H，电容C4为2.8uF；谐振电路L3C6包括互相并联的电感L3和电容C6，所述电感L3为3.6H，电容C6为2.8uF；谐振电路L4C8包括互相并联的电感L4和电容C8，所述电感L4为3.6H，电容C8为2.8uF。

8.根据权利要求7所述的一种不间断通信电源供电的自动切换电路，其特征在于，所述R1为5.3kΩ，电阻R2为4.7kΩ，R3为5.3kΩ，电阻R4为4.7kΩ，R5为5.3kΩ，电阻R6为4.7kΩ，R7为5.3kΩ，电阻R8为4.7kΩ，电阻R9为4kΩ，电阻R10为2kΩ，电阻R11为4kΩ，电阻R12为2kΩ，电容C1为5.5uF，C2为5.5uF，电容C3为5.5uF，C4为5.5uF。