CN203632559U - 一种功率单元的电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种功率单元的电源电路，包括整流滤波电路，整流滤波电路输出端并联两路分别由DC-DC输入保护电路和DC-DC开关电源组成的电源电路，两路电源电路输出端与DC综合电路连接，DC综合电路输出端与电源负载连接，两路开关电源处于并行工作的并联模型，当其中的一路开关电源故障时，另外一路开关电路承担全部工作，由此减少系统的故障时间，增加了系统的无故障时间，增强了系统应用的可靠性；增加可储能电池和存储器电路，用于在掉电后仍能将故障状态反馈给主控系统，并存储下开关电源工作时需要存储的重要信息，为事后分析故障提供了方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种功率单元的电源电路。
背景技术
目前，功率单元广泛应用在H桥串联变频器中，功率单元的可靠性对整个系统而言至关重要。而在功率单元中，电源电路的可靠性、稳定性又显得非常重要，尤其当客户对系统的无故障工作时间、突然掉电后电源状态信息有要求的场合。现有技术的功率单元中一般采用如图1所示的电源电路。380V～690V的三相交流电，经过三相整流桥整流和滤波后变成比较平滑的高压直流电；高压直流电经过DC-DC输入保护后进入DC-DC开关电源；DC-DC输入保护电路的主要器件一般有保险丝、压敏电阻、NTC、X电容、Y电容、浪涌保护器等，当DC-DC开关电源损坏时，其相应的保护电路起作用，把DC-DC开关电源与整流滤波电路断开，从而保证整流滤波电路和器件的安全；DC-DC开关电源是把高压直流电源通过开关管、变压器、整流二极管、滤波电容、反馈回路等组成的拓扑电路转换为负载需要的低压直流电源，为负载供电；监测处理器把DC监测电路监测到的电源状态综合处理后通过通讯电路发给主控电路并痛过状态显示电路显示出来；主控电路根据监测处理器的通讯过来的状态信息，在必要的时候发指令断开K1，保证系统的安全。现有技术方案的电源电路存在以下两个不足之处：
1、当开关电源故障的时候，系统就停机，且无法满足对无故障工作时间有要求的场合。
2、在系统因故障而掉电的时候，监测处理器没法把最后的状态和信息传递给主控系统或存储起来，不利于事后分析故障。从而不利于产品故障信息的可追溯以及产品的改进性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种掉电后能反馈故障状态并能存储开关电源信息的功率单元的电源电路。
一种功率单元的电源电路，包括整流滤波电路，整流滤波电路输入端通过由主控电路控制的开关K1与交流输电电路连接，整流滤波电路输出端并联两路分别由DC-DC输入保护电路和DC-DC开关电源组成的电源电路，两路电源电路输出端与DC综合电路连接，DC综合电路输出端与电源负载连接，两路电源电路输出端及DC综合电路输出端各连接一路DC监控电路后与监控处理器连接，监控处理器通过通讯电路与所述主控电路连接，所述监控处理器还分别连接有状态显示电路和状态存储器，监控处理器分别与DC综合电路输出端和储能电池连接取电，状态存储器与储能电池连接，储能电池通过防反充电路与DC综合电路输出端连接取电；所述DC综合电路包括分别由二极管和保险丝串联组成的两条支路，每条支路分别与一路电源电路连接。
所述整流滤波电路由三相整流桥、电解电容或者薄膜电容和均压电阻组成。
所述DC-DC输入保护电路由保险丝、压敏电阻、热敏电阻、X电容、Y电容、浪涌保护器组成。
所述DC-DC开关电源电路包括开关管、变压器、控制电路、反馈电路和输出滤波电路。
所述防反充电电路由防反二极管、自恢复保险丝、充电管理芯片组成。
所述状态显示电路由指示灯电路、液晶屏电路或数码管显示电路构成
相比于现有技术，本实用新型的有益效果表现在以下几个方面：
本功率单元电源电路的DC-DC开关电源电路重复配置了两路独立的开关电源电路，两路开关电源处于并行工作的并联模型。平时，由两路开关电源平均负担工作负载，当其中的一路开关电源故障时，另外一路开关电路承担全部工作，由此减少系统的故障时间，增加了系统的无故障时间，增强了系统应用的可靠性。
本功率单元电源电路增加储能电池和存储器电路，用于在掉电后仍能将故障状态反馈给主控系统，并存储下开关电源工作时需要存储的重要信息，为事后分析故障提供了方便。利于产品状态和故障信息的追溯性和可维护、改进性。
附图说明
图1为原有功率单元电源电路的电路原理图；
图2为本实用新型的电路原理图；
图3为本实用新型中DC综合电路的结构图；
图4为本实用新型中DC-DC输入保护电路的结构图；
图5为本实用新型中防反充电电路的结构图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本使用新型技术方案：
参见图2，本实用新型的功率单元电源电路主要包括以下模块：三相交流输入（380V～690V）、整流滤波电路、2个DC-DC输入保护电路、2个DC-DC开关电源、DC综合电路、电源负载、3个DC监测电路、防反充电电路、储能电池、监测处理器、存储器、状态显示电路、通讯电路以及与通讯电路相连的主控电路。
整流滤波电路输入端通过由主控电路控制的开关K1与交流输电电路连接，整流滤波电路输出端并联两路分别由DC-DC输入保护电路和DC-DC开关电源组成的电源电路，两路电源电路输出端与DC综合电路连接，DC综合电路输出端与电源负载连接，两路电源电路输出端及DC综合电路输出端各连接一路DC监控电路后与监控处理器连接，监控处理器通过通讯电路与所述主控电路连接，所述监控处理器还分别连接有状态显示电路和状态存储器，监控处理器分别与DC综合电路输出端和储能电池连接取电，状态存储器与储能电池连接，储能电池通过防反充电路与DC综合电路输出端连接取电。
三相交流输入：功率单元的三相交流输入从移相变压器接入，由主控系统控制的开关K1接入到整流滤波。一般为三相380V～690V。本电路主要由快速熔断器、三相滤波器、EMC抑制器等组成。
整流滤波电路：主要由三相整流桥、电解电容（配置均压电阻）或者薄膜电容组成。其功能是把从外部输入的三相交流正弦电压变成直流电源。为DC-DC开关电源提供输入电源。
本实施例所涉及的电源电路包括两个DC-DC输入保护电路，DC-DC输入保护电路1和DC-DC输入保护2，分别为DC-DC开关电源1和DC-DC开关电源2的输入提供输入保护，该DC-DC输入保护电路主要器件主要包括保险丝、压敏电阻、NTC、X电容、Y电容、浪涌保护器等，X电容各Y电容为安规电容，X电容是跨接在电力线两线（L-N）之间的电容，一般选用金属薄膜电容；Y电容是分别跨接在电力线两线和地之间（L-E，N-E）的电容，一般是成对出现。
当DC-DC开关电源损坏时，其相应的DC-DC输入保护电路起保护作用，把DC-DC开关电源与整流滤波后的直流电源断开，其目的是控制损坏的一路开关电源且不反串到整流滤波电路从而影响另外一路开关电源工作。例如DC-DC开关电源1因为某种原因将DC-DC输入保护1的保险丝熔断，DC-DC开关电源1与整流滤波电路的直流断开了，并没有影响到整流滤波后的直流电源，而整流滤波后的直流电源通过DC-DC输入保护2继续为DC-DC开关电源2供电。
如图4所示，为一个常用的输入保护电路，主要由保险丝Fuse、压敏电阻RV、共模电抗LCM、CX1和R3（漏电流吸收用的R3、保护用的X电容）、CY1～CY4和R1～R2（滤波、保护用的Y电容）等组成，为DC-DC开关电源1和DC-DC开关电源2的输入提供输入保护。
DC-DC开关电源1和DC-DC开关电源2：与常规的开关电源一样，可以根据工况不同拓扑结构、DC-DC开关电源电路主要由开关管、变压器、控制电路、反馈电路、输出滤波等组成。其主要作用是根据负载需要将高压电源变成负载工作需要的低压电源。
DC综合电路：DC-DC开关电源1和DC-DC开关电源2的输出电源如果直接连接在一起，当其中一路电源故障，比如短路时，另外一路电源也短路了，电源不能工作，系统瘫痪，电路没有起到冗余的效果。DC综合电路可以由常规的二极管做“或”处理，也可以接专业生产的DC电路综合器。综合后的电源可以给负载供电。同时也给监测处理器供电、给储能电池充电。
如图3所示，DC综合电路由两条支路组成，保险丝fuse1与二极管D1串联组成第一支路，保险丝fuse2与二极管D2串联组成第一支路，DC-DC开关电源1输出端与DC综合电路输入端Vin1连接，DC-DC开关电源1输出端与输入端Vin2连接，输出端Vo与电源负载连通。
防反充电电路：DC综合电路综合后的电源给储能电池充电，必须有防反充电路。即，储能电池不会给电源或负载电路放电，只给监测处理器和状态存储器供电，从而保证储能电池相对长久的工作时间。防反充电电路主要由防反二极管、自恢复保险丝、充电管理芯片等组成。
如图5所示，所述防反充电电路由自恢复保险丝fuse、防反二极管D1和充电管理芯片组成，自恢复保险丝fuse与DC综合电路输出端连接，充电管理芯片与储能电池连接，充电过程包括预充电过程、恒流充电过程、恒压充电过程。
储能电池主要在掉电情况下给监测处理器和状态存储器供电，保证必要的通讯和状态信息存储。
DC监测电路1、DC监测电路2、DC监测电路3：分别监测DC-DC开关电源1的输出电源、DC-DC开关电源2的输出电源、DC综合电路后的输出电源的电流和电压。把电源正常、过压、欠压、过流等信号传给监测处理器。
监测处理器：将采集到的各个电源的状态信号，例如正常、过压、欠压、过流等进行处理后通过通讯电路把信号传给主控电路，同时通过状态显示电路把状态信息显示出来。状态显示电路可以是指示灯、液晶屏、数码管等。
主控电路：根据监测处理器的通讯过来的状态信息，在必要的时候发指令断开K1，保证系统的安全。
对于本实用新型各个实施例中所阐述的控制电路，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种功率单元的电源电路，其特征在于：包括整流滤波电路，整流滤波电路输入端通过由主控电路控制的开关K1与交流输电电路连接，整流滤波电路输出端并联两路分别由DC-DC输入保护电路和DC-DC开关电源组成的电源电路，两路电源电路输出端与DC综合电路连接，DC综合电路输出端与电源负载连接，两路电源电路输出端及DC综合电路输出端各连接一路DC监控电路后与监控处理器连接，监控处理器通过通讯电路与所述主控电路连接，所述监控处理器还分别连接有状态显示电路和状态存储器，监控处理器分别与DC综合电路输出端和储能电池连接取电，状态存储器与储能电池连接，储能电池通过防反充电路与DC综合电路输出端连接取电；所述DC综合电路包括分别由二极管和保险丝串联组成的两条支路，每条支路分别与一路电源电路连接。
2.如权利要求1所述的功率单元的电源电路，其特征在于：所述整流滤波电路由三相整流桥、电解电容或者薄膜电容和均压电阻组成。
3.如权利要求1所述的功率单元的电源电路，其特征在于：所述DC-DC输入保护电路由保险丝、压敏电阻、热敏电阻、X电容、Y电容、浪涌保护器组成。
4.如权利要求1所述的功率单元的电源电路，其特征在于：所述DC-DC开关电源电路包括开关管、变压器、控制电路、反馈电路和输出滤波电路。
5.如权利要求1任一项所述的功率单元的电源电路，其特征在于：所述防反充电电路由防反二极管、自恢复保险丝、充电管理芯片组成。
6.如权利要求1任一项所述的功率单元的电源电路，其特征在于：所述状态显示电路由指示灯电路、液晶屏电路或数码管显示电路构成。
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| CN111010025A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-04-14 | 深圳供电局有限公司 | Y电容不对称配置电路、电路板、装置及控制方法 |
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