CN111342651A - 一种电磁兼容冗余输出的交直流双输入插卡式时统设备电源 - Google Patents

一种电磁兼容冗余输出的交直流双输入插卡式时统设备电源 Download PDF

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姚旭升
刘晓宇
杨再秀
丁晓阳
戎宏飞
王崇阳
王士楠
杜福临
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Abstract

本发明公开了一种电磁兼容冗余输出的交直流双输入插卡式时统设备电源，属于CPCI插卡式电源技术领域。该电源采用CPCI插卡式结构，包括EMI滤波器、AC‑DC转换模块、直流滤波过压保护电路、双输入无缝切换电路、控制及检测电路以及多条输出支路，每条输出支路均包括顺次连接的直流转换模块、冗余控制模块和输出滤波电路。该电源可以在陆基、船载、车载等不同环境下运行，为时统设备提供稳定、可靠供电保障。本发明具有高电磁兼容性、冗余设计以及交、直流双输入的特点，能够使时统设备在不同的工作环境下稳定工作。

Description

一种电磁兼容冗余输出的交直流双输入插卡式时统设备电源
技术领域
本发明涉及CPCI插卡式电源技术领域，特别是指一种电磁兼容冗余输出的交直流双输入插卡式时统设备电源。
背景技术
CPCI（Compact Peripheral Component Interconnect，紧凑式PCI）电源主要是用来给基于CPCI标准架构的计算机系统供电的电源。CPCI电源具有多路输出、支持冗余并联输出、具有热插拔功能、体积小、接口一致等优点。
但是，由于CPCI电源主要是给计算机系统供电，而且功率密度高，因此也具有很多局限性缺陷，例如：没有电磁兼容设计，机壳为网状结构容易对外产生辐射干扰；冗余输出不均流；只有交流输入，没有直流输入。
发明内容
有鉴于此，本发明的所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足，提供一种电磁兼容冗余输出的交直流双输入插卡式时统设备电源，该电源结构简单合理，具有电磁兼容特性以及冗余输出能力，拓展了CPCI电源的使用范围。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种电磁兼容冗余输出的交直流双输入插卡式时统设备电源，其采用CPCI插卡式结构，包括EMI滤波器1、AC-DC转换模块2、直流滤波过压保护电路3、双输入无缝切换电路4、控制及检测电路5以及多条输出支路，每条输出支路均包括顺次连接的直流转换模块6、冗余控制模块7和输出滤波电路8；
其中，EMI滤波器1将外部交流电源经过滤波处理后引入AC-DC转换模块2；AC-DC转换模块2对外部交流电进行功率因数矫正和AC-DC转换后引入双输入无缝切换电路4；外部直流电源经过直流滤波过压保护电路3滤波处理后引入双输入无缝切换电路4；双输入无缝切换电路4经过对输入电源的选择后将直流电引入各输出支路的DC-DC转换模块6；DC-DC转换模块6将输入的直流电转换成本支路的要求输出电压，然后引入本支路的冗余控制模块7；冗余控制模块7用于调节本支路的输出电流大小，并将直流电引入本支路的输出滤波电路8；输出滤波电路8对直流电进行滤波处理，然后引入本支路的输出端子完成电源输出；
通信链路中，外部监控通过控制及检测电路5下发电源开关机命令并接收电源状态信息，控制及检测电路5将电源开关机命令信号引入各支路的DC-DC转换模块6；同时，控制及检测电路5检测各支路DC-DC转换模块6的输出电源状态并上报给外部监控，完成通信链路监控。
进一步的，所述输出支路共有五条，其要求输出电压分别为DC24V、DC5V、DC3.3V、DC12V以及DC-12V。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1）本电源具有滤波电路，能够提高电源的电磁兼容性。
2）本电源可以实现冗余输出，即将两个电源的具有相同输出电压的支路并联在一起为设备供电，此时，这两个支路的冗余控制模块将控制电流平均分配。并联情况下，对于每个电源来说，电源输出功率为额定功率的一半，属于降额使用，从而能够提高电源的使用寿命，且双电源工作模式也使系统的可靠性大大提高。
3）本电源采用交直流双输入式设计，使用范围更广泛，可以在更多供电环境下工作，如部分船载、车载、机载等没有交流供电的环境。
附图说明
图1为本发明实施例中的电源的结构框图。
图2为本发明实施例中两个电源并联使用的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种电磁兼容冗余输出的交直流双输入插卡式时统设备电源，其采用CPCI插卡式结构，包括EMI滤波器1、AC-DC转换模块2、直流滤波过压保护电路3、双输入无缝切换电路4、控制及检测电路5以及多条输出支路，每条输出支路均包括顺次连接的直流转换模块6、冗余控制模块7和输出滤波电路8；
其中，EMI滤波器1将外部交流电源经过滤波处理后引入AC-DC转换模块2；AC-DC转换模块2对外部交流电进行功率因数矫正和AC-DC转换后引入双输入无缝切换电路4；外部直流电源经过直流滤波过压保护电路3滤波处理后引入双输入无缝切换电路4；双输入无缝切换电路4经过对输入电源的选择后将直流电引入各输出支路的DC-DC转换模块6；DC-DC转换模块6将输入的直流电转换成本支路的要求输出电压，然后引入本支路的冗余控制模块7；冗余控制模块7用于调节本支路的输出电流大小，并将直流电引入本支路的输出滤波电路8；输出滤波电路8对直流电进行滤波处理，然后引入本支路的输出端子完成电源输出；
通信链路中，外部监控通过控制及检测电路5下发电源开关机命令并接收电源状态信息，控制及检测电路5将电源开关机命令信号引入各支路的DC-DC转换模块6；同时，控制及检测电路5检测各支路DC-DC转换模块6的输出电源状态并上报给外部监控，完成通信链路监控。
由图1可见，该电源的输出支路共有五条，其要求输出电压分别为DC24V、DC5V、DC3.3V、DC12V以及DC-12V。
图2为两个电源并联使用的示意图，由图2可见，外部的交、直流电源分别接入两个电源，两个电源的具有相同输出电压的支路并联连接，同时两个电源均与监控设备连接。正常情况下，同一输出电压的两个支路分别输出一半的电流大小。当一个电源出现故障时，另一个电源输出完整电流大小，从而保证用电设备的正常运行。
上述电源具有以下优点：
1）电磁兼容设计
该电源中，交流输入做EMI滤波处理后转入AC-DC转换模块，能够滤除外部干扰以及AC-DC转换模块工作频率所造成的干扰；直流输入端采用了直流滤波电路以滤除外部干扰。
2）冗余均流设计
该电源在各输出支路上均设有冗余均流控制电路，两台电源同时工作时，通过输出阻抗法使两条并联的支路达到冗余均流的效果。
3）交直流双输入设计
该电源设有交流输入和直流输入两个电源输入端口。其中，AC220V通过交流输入口引入，经过滤波处理后再由AC-DC转换模块转换为DC24V电压，进入交直流无缝切换单元；DC24V通过直流输入口引入，经过直流滤波过压保护电路后，进入交直流无缝切换单元。当既有交流输入又有直流输入时，交直流无缝切换单元可设计为首选交流输入端供电，当交流端无输入时，再无缝切换为直流供电，保障系统不断电和正常工作。交流供电恢复后，再自动切换回交流供电。
总之，本发明可以在陆基、船载、车载等不同环境下运行，为时统设备提供稳定、可靠供电保障。本发明具有高电磁兼容性、冗余设计以及交、直流双输入的特点，能够使时统设备在不同的工作环境下稳定工作。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效替换形式的技术方案，均落在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电磁兼容冗余输出的交直流双输入插卡式时统设备电源，其特征在于,采用CPCI插卡式结构，包括EMI滤波器（1）、AC-DC转换模块（2）、直流滤波过压保护电路（3）、双输入无缝切换电路（4）、控制及检测电路（5）以及多条输出支路，每条输出支路均包括顺次连接的直流转换模块（6）、冗余控制模块（7）和输出滤波电路（8）；
其中，EMI滤波器（1）将外部交流电源经过滤波处理后引入AC-DC转换模块（2）；AC-DC转换模块（2）对外部交流电进行功率因数矫正和AC-DC转换后引入双输入无缝切换电路（4）；外部直流电源经过直流滤波过压保护电路（3）滤波处理后引入双输入无缝切换电路（4）；双输入无缝切换电路（4）经过对输入电源的选择后将直流电引入各输出支路的DC-DC转换模块（6）；DC-DC转换模块（6）将输入的直流电转换成本支路的要求输出电压，然后引入本支路的冗余控制模块（7）；冗余控制模块（7）用于调节本支路的输出电流大小，并将直流电引入本支路的输出滤波电路（8）；输出滤波电路（8）对直流电进行滤波处理，然后引入本支路的输出端子完成电源输出；
通信链路中，外部监控通过控制及检测电路（5）下发电源开关机命令并接收电源状态信息，控制及检测电路（5）将电源开关机命令信号引入各支路的DC-DC转换模块（6）；同时，控制及检测电路（5）检测各支路DC-DC转换模块（6）的输出电源状态并上报给外部监控，完成通信链路监控。
2.根据权利要求1所述的电磁兼容冗余输出的交直流双输入插卡式时统设备电源，其特征在于，所述输出支路共有五条，其要求输出电压分别为DC24V、DC5V、DC3.3V、DC12V以及DC-12V。
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