CN205160202U - 一种交直流电源供电切换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及交直流双向供电领域，尤其涉及一种交直流电源供电切换装置。在交直流电源供电切换装置设计过程中，由于交直流供电源均为220V高压，而常用二极管的反向击穿电压都是较低的，因此不考虑采用二极管作为切换装置，如传统的切换系统中采用继电器作为切换开关就是考虑到继电器属于耐高压的器件，然而本实用新型提供的技术方案的设计则是使用高耐压的二极管，克服了上述常用二极管会被反向击穿的问题，并且在简化电路结构的同时，解决了传统交直流电源供电切换过程中时间间隙的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及交直流双向供电领域，尤其涉及一种交直流电源供电切换装置。
背景技术
在传统的电源设计中，交直流供电系统如图1所示，其中采用继电器作为切换开关。采用此方式在进行交直流供电切换时，由于继电器在切换过程中有一定的时间间隔，因此导致在这一间隔内，常供电输出中断，无法连续正常输出电压，如图2所示，其中t1、t2、t3时刻表示为有交直流切换，从图中可看到供电输出发生短暂中断现象。另外采用上述供电系统中的切换开关还需要配合变压器、整流桥以及稳压电路，结构复杂，硬件占空间大且检修不便。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种结构简单且无时间间隙的交直流电源供电切换装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种交直流电源供电切换装置，包括交流源、直流源、第一保护电路、第二保护电路、整流滤波电路、DC-DC转换电路、滤波电路和电压输出端；
所述直流源通过第一保护电路与DC-DC转换电路的输入端电连接；
所述交流源依次通过第二保护电路、整流滤波电路与DC-DC转换电路的输入端电连接；
所述DC-DC转换电路的输出端通过滤波电路与电压输出端电连接；
还包括二极管；所述二极管设置在第一保护电路与DC-DC转换电路的输入端的通路上；所述二极管的耐压值的取值范围为交流源电压的2.04倍到交流源电压的3.39倍。
本实用新型的有益效果在于：在交直流电源供电切换装置设计过程中，由于交直流供电源均为220V高压，而常用二极管的反向击穿电压都是较低的，因此不考虑采用二极管作为切换装置，如传统的切换系统中采用继电器作为切换开关就是考虑到继电器属于耐高压的器件，然而本实用新型提供的技术方案的设计则是使用高耐压的二极管，克服了上述常用二极管会被反向击穿的问题，并且在简化电路结构的同时，解决了传统交直流电源供电切换过程中时间间隙的问题。
附图说明
图1为本实用新型背景技术的交直流电源供电切换系统的结构示意图；
图2为本实用新型背景技术的交直流电源供电切换系统的电压输出端的电压示意图；
图3为本实用新型的交直流电源供电切换装置的结构示意图；
图4为本实用新型的交直流电源供电切换装置的电压输出端的电压示意图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本实用新型最关键的构思在于：采用高耐压的二极管代替传统的继电器作为切换开关，解决了传统交直流电源供电切换过程中时间间隙的问题的同时，简化了电路结构。
请参照图3，本实用新型提供的一种交直流电源供电切换装置，包括交流源、直流源、第一保护电路、第二保护电路、整流滤波电路、DC-DC转换电路、滤波电路和电压输出端；
所述直流源通过第一保护电路与DC-DC转换电路的输入端电连接；
所述交流源依次通过第二保护电路、整流滤波电路与DC-DC转换电路的输入端电连接；
所述DC-DC转换电路的输出端通过滤波电路与电压输出端电连接；
还包括二极管；所述二极管设置在第一保护电路与DC-DC转换电路的输入端的通路上；所述二极管的耐压值的取值范围为交流源电压的2.04倍到交流源电压的3.39倍。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：在交直流电源供电切换装置设计过程中，由于交直流供电源均为220V高压，而常用二极管的反向击穿电压都是较低的，因此不考虑采用二极管作为切换装置，如传统的切换系统中采用继电器作为切换开关就是考虑到继电器属于耐高压的器件，然而本实用新型提供的技术方案的设计则是使用高耐压的二极管，克服了上述常用二极管会被反向击穿的问题，并且在简化电路结构的同时，解决了传统交直流电源供电切换过程中时间间隙的问题。
其中所述耐压值即为最高反向工作电压。二极管的耐压值的最小值为交流源电压的2.04倍，即为交流源电压其中数值120％是考虑交流源可能产生的正向波动，导致电压偏大。1.2倍为设计选型考虑，确保所设计电路的可靠性，根据实验结论，二极管的耐压值的最小值为交流源电压的2.04倍。二极管的耐压值的最大值为交流源电压的3.39倍，即为交流源电压2.0倍是考虑到电路组成的经济性。
进一步的，所述第一保护电路为与直流源串联的保险丝；所述第二保护电路为与交流源并联的压敏电阻。
进一步的，所述保险丝的型号为WH250-1000；所述压敏电阻的型号为10D561K。
进一步的，所述第一保护电路设置在直流源正极输出端的通路上；所述二极管的正极与第一保护电路电连接；所述二极管的负极与DC-DC转换电路的输入端的正极电连接。
进一步的，所述第一保护电路设置在直流源负极输出端的通路上；所述二极管的负极与第一保护电路电连接；所述二极管的正极与DC-DC转换电路的输入端的负极电连接。
进一步的，所述二极管的耐压值的取值为交流源电压的2.55倍。所述二极管的耐压值的最优取值为交流源电压的2.55倍，即为交流源电压根据实验结论，耐压值取交流源电压的2.55倍时，效果最优。
进一步的，所述DC-DC转换电路的型号为V300B28C250B，所述DC-DC转换电路的直流输入范围为180V～375V。
请参照图3-4，本实用新型的实施例一为：
如图3所述，本实用新型所采用的工作原理为：
假设A、B两点电势差为UAB，C、B两点电势差为UCB，则当交流供电接入时UAB>UCB，此时二极管不导通，直流供电切断，仅由交流供电；反之，当交流供电断开时UAB<UCB，此时二极管导通，直流供电接入，仅由直流供电。切换过程中，常供电输出端时域电压波形连续、无骤变。从而实现交、直流供电无隙双向切换。本技术方案生效的条件一般应满足直流电压倍的交流电压并且二极管的反向击穿电压倍的交流电压。
本实用新型提供的一种交直流电源供电切换装置，包括交流源、直流源、第一保护电路、第二保护电路、整流滤波电路、DC-DC转换电路、滤波电路、电压输出端和二极管；
所述直流源通过第一保护电路与DC-DC转换电路的输入端电连接；所述二极管设置在第一保护电路与DC-DC转换电路的输入端的通路上；所述二极管的耐压值的取值范围为交流源电压的2.04倍到交流源电压的3.39倍，所述二极管的耐压值的最优取值为交流源电压的2.55倍。具体的，所述第一保护电路设置在直流源正极输出端的通路上；所述二极管的正极与第一保护电路电连接；所述二极管的负极与DC-DC转换电路的输入端的正极电连接。
所述交流源依次通过第二保护电路、整流滤波电路与DC-DC转换电路的输入端电连接；
所述DC-DC转换电路的输出端通过滤波电路与电压输出端电连接；
其中，输入端的交流源为AC220V，直流源为DC220V；二极管选用型号为1N5408，其耐压值为1000V；DC-DC转换电路选用Vicor公司的V300B28C250B型号，其输入范围为直流180V～375V，输出为直流28V；交流链路并联一个压敏电阻10D561K作为保护电路(即为上述的第二保护电路)；在直流链路串联一个保险丝WH250-1000作为保护电路(即为上述的第一保护电路)；整流滤波电路型号选用KBPC3506；最终电压输出端的输出电压为28V。
当AC220V、DC220V同时接入时，AC220V经整流滤波电路在A、B间产生电势差UAB≈311V，DC220V在C、B间产生电势差为UCB＝220V，显然UAB>UCB，此时二极管不导通，仅AC220V供电；反之，t1时刻时当AC220V突然断电，此瞬间UAB骤降，直至UAB<UCB＝220V时，二极管导通，此时DC220V能及时接入，并经过DC-DC转换电路使电压输出端的输出电压正常。再反之，t2时刻AC220V恢复供电，此瞬间UAB骤升，直至UAB等于UCB＝220V时，二极管不再导通，则自动切换回交流供电并切断DC220V供电。综上分析并实测见图4，在AC220V与DC220V相互切换过程中，电压输出端的电压无间断。(图4中t1、t2、t3时刻表示有交直流切换动作。)
综上所述，本实用新型提供的一种交直流电源供电切换装置，在交直流电源供电切换装置设计过程中，由于交直流供电源均为220V高压，而常用二极管的反向击穿电压都是较低的，因此不考虑采用二极管作为切换装置，如传统的切换系统中采用继电器作为切换开关就是考虑到继电器属于耐高压的器件，然而本实用新型提供的技术方案的设计则是使用高耐压的二极管，克服了上述常用二极管会被反向击穿的问题，并且在简化电路结构的同时，解决了传统交直流电源供电切换过程中时间间隙的问题。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种交直流电源供电切换装置，其特征在于，包括交流源、直流源、第一保护电路、第二保护电路、整流滤波电路、DC-DC转换电路、滤波电路和电压输出端；
所述直流源通过第一保护电路与DC-DC转换电路的输入端电连接；
所述交流源依次通过第二保护电路、整流滤波电路与DC-DC转换电路的输入端电连接；
所述DC-DC转换电路的输出端通过滤波电路与电压输出端电连接；
还包括二极管；所述二极管设置在第一保护电路与DC-DC转换电路的输入端的通路上；所述二极管的耐压值的取值范围为交流源电压的2.04倍到交流源电压的3.39倍。
2.根据权利要求1所述的交直流电源供电切换装置，其特征在于，所述第一保护电路为与直流源串联的保险丝；所述第二保护电路为与交流源并联的压敏电阻。
3.根据权利要求2所述的交直流电源供电切换装置，其特征在于，所述保险丝的型号为WH250-1000；所述压敏电阻的型号为10D561K。
4.根据权利要求1所述的交直流电源供电切换装置，其特征在于，所述第一保护电路设置在直流源正极输出端的通路上；所述二极管的正极与第一保护电路电连接；所述二极管的负极与DC-DC转换电路的输入端的正极电连接。
5.根据权利要求1所述的交直流电源供电切换装置，其特征在于，所述第一保护电路设置在直流源负极输出端的通路上；所述二极管的负极与第一保护电路电连接；所述二极管的正极与DC-DC转换电路的输入端的负极电连接。
6.根据权利要求1所述的交直流电源供电切换装置，其特征在于，所述二极管的耐压值的取值为交流源电压的2.55倍。
7.根据权利要求1所述的交直流电源供电切换装置，其特征在于，所述DC-DC转换电路的型号为V300B28C250B，所述DC-DC转换电路的直流输入范围为180V～375V。
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|---|---|---|---|---|
| CN105391163A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-03-09 | 福建星海通信科技有限公司 | 一种交直流电源供电切换装置 |
| CN106214070A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-14 | 天佑电器（苏州）有限公司 | 交直流电源供电的工具及吸尘器 |
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2015
- 2015-12-15 CN CN201521040949.0U patent/CN205160202U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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