CN205212530U - 用于地铁乘客信息系统显示屏的电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于地铁乘客信息系统显示屏的电源电路，包括：用于作为该显示屏主电源的第一电源模块和用于作为该显示屏备用电源的第二电源模块，其特征在于，还包括：切换模块，该切换模块用于在接收到触发信号时切换第一电源模块与第二电源模块以实现为该显示屏供电。本实用新型设置硬件切换单元，通过检测主电源的输出信号，当主电源电路发生故障时，通过硬件切换到备用电源，无需人工参与，从而可以为显示屏不间断的提供电源。本实用新型的电源电路稳定可靠并且可以长时间的可靠工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源电路，尤其涉及一种用于地铁乘客信息系统显示屏的电源电路。
背景技术
随着城市轨道交通的迅速发展，乘客对各种交通信息的需求也愈加全面，为此地铁乘客信息系统应运而生。但是地铁乘客信息系统中显示屏需要24小时供电，这就需要为显示屏提供较可靠的电源。通常情况下，地铁乘客信息系统会为显示屏提供一套电源，当发生故障时由工作人员去事故现场维修，维修期间会影响系统的使用，尤其在人流量较大的高峰期甚至会造成意想不到的事故。实际应用中，部分地铁乘客信息系统也会为显示屏提供两套电源，其中一套作为主电源，另一套作为备用电源，工作人员可以通过网络控制方式进行软件控制，但是如果频繁发送控制命令有可能会造成链路堵塞，无法保证系统的稳定性。因此，亟需开发一种能够满足不间断提供电能的可靠电源。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于提供一种用于地铁乘客信息系统显示屏的电源电路，以解决现在技术中软件控制电源切换时可能存在的不稳定性以及人工修复故障时系统不能正常使用的技术问题。
为达到上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了一种用于地铁乘客信息系统显示屏的电源电路，包括：用于作为该显示屏主电源的第一电源模块和用于作为该显示屏备用电源的第二电源模块，还包括：切换模块，所述切换模块用于在接收到触发信号时切换所述第一电源模块与所述第二电源模块以实现为该显示屏供电。
可选地，所述切换模块包括触发信号接收单元、开关单元和继电器单元，其中：
所述触发信号接收单元，用于在接收到触发信号时形成控制信号；
所述开关单元，用于在接收到所述控制信号时将预设电压传输至所述继电器单元；
所述继电器单元，用于在接收到预设电压时改变继电器的工作状态从而使供电回路在所述第一电源模块与所述第二电源模块之间切换。
可选地，所述继电器单元包括继电器和第一二极管，其中：
所述继电器的第一控制端连接预设电压，第二控制端连接所述开关单元的信号输出端；
所述继电器的第一电源端连接电源火线，第二电源端连接电源零线；
所述继电器的第一常闭端连接第一电源模块的电源火线输入端，第二常闭端连接第一电源模块的电源零线输入端；
所述继电器的第一常开端连接第二电源模块的电源火线输入端，第二常开端连接第二电源模块的电源零线输入端；
所述第一二极管的阳极连接所述继电器的第二控制端，阴极连接预设电压。
可选地，所述开关单元包括晶体管和上拉电阻，其中：
所述晶体管的基极通过所述上拉电阻连接预设电压，发射极连接公共电压端，集电极连接所述继电器的第二控制端。
可选地，所述触发信号接收单元包括光电耦合器与第一电阻，其中：
所述光电耦合器的第一端接收触发信号，第三端连接公共电压端，第二端通过第一电阻与该第三端连接，第四端连接所述开关单元中晶体管的基极。
可选地，所述第一电源模块与所述第二电源模块结构相同，所述第一电源模块包括：交流/直流转换单元、滤波单元和输出单元，其中：
所述交流/直流转换单元，用于将所接收到的交流电压转换成直流电压；
所述滤波单元，用于对所接收的直流电压进行滤波以输出稳定的直流电压；
所述输出单元，用于将输出所接收的滤波后的直流电压。
可选地，所述滤波单元包括第一电容和第二电容，其中：
所述第一电容的正极连接所述交流/直流转换单元的正极直流电压输出端，负极连接所述交流/直流转换单元的负极直流电压输出端；
所述第二电容的第一端连接所述交流/直流转换单元的正极直流电压输出端，第二端连接所述交流/直流转换单元的负极直流电压输出端。
可选地，所述输出单元包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述交流/直流转换单元的正极直流电压输出端，阴极连接电压输出端。
本实用新型设置硬件切换单元，通过检测主电源的输出信号，当主电源电路发生故障时，通过硬件切换到备用电源，无需人工参与，从而可以为显示屏不间断的提供电源。本实用新型的电源电路稳定可靠并且可以长时间的可靠工作。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：
图1是本实用新型实施例中提供的用于地铁乘客信息系统显示屏的电源电路的结构框图；
图2是图1中所示切换模块的电路图；
图3是本实用新型实施例中提供的电源电路的工作时序图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
图1是本实用新型实施例中提供的用于地铁乘客信息系统显示屏的电源电路的结构框图。如图1所示，该电源电路包括：用于作为该显示屏主电源的第一电源模块10和用于作为该显示屏备用电源的第二电源模块20，还包括：切换模块30，切换模块30用于在接收到触发信号时切换第一电源模块10与第二电源模块20以实现为该显示屏供电。
如图1所示，第一电源模块10包括：接线端子J1、交流/直流转换单元P1、滤波单元11和输出单元12，其中：
接线端子J1，用于将切换单元30输出端的电能传输到交流/直流转换单元P1；
交流/直流转换单元P1，用于将所接收到的交流电压转换成直流电压；
滤波单元11，用于将所接收到的交流电压转换成直流电压；
输出单元12包括二极管D2，用于将输出所接收的滤波后的直流电压。
实际应用中，接线端子J1的输入端包括输入端LA、输入端NA和输入端E，并分别连接到切换单元30的输出端LA、输出端NA和输出端E。可以理解的是，接线端子J1的输入端3和/或切换单元30的输出端E连接到公共电压端GND，防止对设备或者人体造成伤害。本实用新型实施例中，公共电压端GND是指大地。
实际应用中，交流/直流转换单元P1的输入端LA、输入端NA和输入端FG分别连接到接线端子J1的输出端LA、输出端NA和输出端E，用于将所接收到的交流电压转换成直流电压。
实际应用中，滤波单元11包括电容CE1和电容C1。其中，电容CE1的正极连接交流/直流转换单元P1的正极直流电压输出端V+，负极连接交流/直流转换单元P1的负极直流电压输出端V-；电容C1的第一端连接交流/直流转换单元P1的正极直流电压输出端V+，第二端连接交流/直流转换单元P1的负极直流电压输出端V-。可选地，电容CE1采用电解电容，可以滤波交流/直流转换单元30所输出的直流电压中的低频段纹波。电容C1采用瓷片电容，以滤波交流/直流转换单元30所输出的直流电压中的高频段纹波。
实际应用中，输出单元12包括二极管D2，该二极管D2的阳极连接交流/直流转换单元30的正极直流电压输出端V+，阴极连接电压输出端。本实用新型中，采用二极管D2将滤波交流/直流转换单元30输出的直流电压输出的同时可以防止第二电源模块20输出的直流电压对该第一电源模块10供电，因此可以将两个交流/直流电源单元的输出端并联起来，为显示屏提高稳定的工作电压和相应的输入状态信息信号。
需要说明的是，本实用新型实施例中的第一电源模块10和第二电源模块20采用相同的结构，在此不再一一赘述了。当然，本领域技术人员也可以根据具体使用场合，进行合理的设定，本实用新型不作限定。
如图2所示，本实用新型实施例提供切换单元30包括：触发信号接收单元31、开关单元32和继电器单元33，其中：
触发信号接收单元31，用于在接收到触发信号时形成控制信号；
开关单元32，用于在接收到控制信号时将预设电压传输至继电器单元33；
继电器单元33，用于在接收到预设电压时改变继电器的工作状态从而使供电回路在所述第一电源模块10与第二电源模块20之间切换。
如图2所示，继电器单元33包括继电器DP1和二极管D1，其中，该继电器DP1的第一控制端连接预设电压，第二控制端连接开关单元的信号输出端；
继电器DP1的第一电源端连接电源火线L，第二电源端连接电源零线N；
继电器DP1的第一常闭端连接第一电源模块10的电源火线输入端LA，第二常闭端连接第一电源模块10的电源零线输入端NA；
继电器DP1的第一常开端连接第二电源模块20的电源火线输入端LB，第二常开端连接第二电源模块20的电源零线输入端NB；
二极管D1的阳极连接继电器DP1的第二控制端，阴极连接预设电压，用于为继电器DP1中的线圈进行快速放电，防止损坏继电器DP1。
实际应用中，本实用新型中的预设电压是指5V直流电压。
如图2所示，开关单元32包括晶体管Q1和上拉电阻R2，其中：
晶体管Q1的基极通过上拉电阻R2连接预设电压，发射极连接公共电压端GND，集电极连接继电器DP1的第二控制端。可选地，晶体管Q1选用高速晶体管，且高速晶体管工作时的响应时间为微秒级(1-10us)。
如图2所示，触发信号接收单元31包括光电耦合器U1与电阻R1，其中：
光电耦合器U1的第一端接收触发信号5VCC，第三端连接公共电压端GND，第二端通过电阻R1与该第三端连接，第四端连接开关单元32中晶体管Q1的基极。可选地，光电耦合器U1选用高速光电耦合器，且该高速光电耦合器工作时的响应时间为微秒级(1-10us)。
如图1～图3所示，本实用新型实施例提供的电源电路的工作原理如下：当第一电源模块10的输出信号5VCC为高电平时，光电耦合器U1导通，电阻R1进行限流，防止电流过大损坏该光电耦合器U1。由于晶体管Q1的基极被下拉到低电位，处于截止状态，从而继电器DP1工作在常闭状态，此时电源火线L与第一电源模块10的电源火线输入端LA连接(即L＝LA)，电源零线N与第一电源模块10的电源零线输入端NA连接(即N＝NA)，此时显示屏由第一电源模块10进行供电。
当第一电源模块10的输出信号5VCC为低电平时，光电耦合器U1处于截止状态，此时晶体管Q1的基极由上拉电阻R1提供稳定的高电平，该晶体管Q1导通工作，继电器DP1工作在常开状态，此时电源火线L与第二电源模块20的电源火线输入端LB连接(即L＝LB)，电源零线N与第二电源模块20的电源零线输入端NB连接(即N＝NB)，此时显示屏由第二电源模块20进行供电。
如图3所示，从t1时刻起，由第一电源模块10工作，此时切换单元30检测到5VCC触发信号为高电平，显示屏供电回路由第一电源模块提供电能；从t2时刻起，第二电源模块20也开始工作，由于第一电源模块10正常工作，切换单元30不动作，还是由第一电源模块10为显示屏供电回路供电。在t3时刻，由于第一电源模块10发生故障，此时切换单元30检测到5VCC触发信号为低电平，则将显示屏回路切换成由第二电源模块20供电。第一电源模块10与第二电源模块20以及继电器DP1的工作逻辑如表1所示。
表1切换单元工作逻辑
| 5VCC | VCC5 | DP1输出 |
| 无 | 无 | 无 |
| 有 | 无 | OUT＝IN1 |
| 有 | 有 | OUT＝IN1 |
| 无 | 有 | OUT＝IN2 |
可以理解的是，本发明实施例中主电源和备份电源的切换时间取决于晶体管、光电耦合器和继电器的响应时间，而高速晶体管和高速光电耦合器的响应时间都是微秒级(1-10us)的，继电器的响应时间是毫秒级(1～15ms)的，所以本实用新型提供的电源电路的切换时间其实就是继电器的响应时间。
综上所述，本实用新型实施例提供的电源电路，通过设置硬件切换单元以及检测主电源的输出信号，当主电源电路发生故障时，通过硬件切换到备用电源，无需人工参与，从而可以为显示屏不间断的提供电源。本实用新型的电源电路稳定可靠并且可以长时间的可靠工作。另外，本实用新型电路简单，不但可以降低显示屏的故障率，还可以降低维护工作量。
在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (8)
1.一种用于地铁乘客信息系统显示屏的电源电路，包括：用于作为该显示屏主电源的第一电源模块和用于作为该显示屏备用电源的第二电源模块，其特征在于，还包括：切换模块，所述切换模块用于在接收到触发信号时切换所述第一电源模块与所述第二电源模块以实现为该显示屏供电。
2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述切换模块包括触发信号接收单元、开关单元和继电器单元，其中：
所述触发信号接收单元，用于在接收到触发信号时形成控制信号；
所述开关单元，用于在接收到所述控制信号时将预设电压传输至所述继电器单元；
所述继电器单元，用于在接收到预设电压时改变继电器的工作状态从而使供电回路在所述第一电源模块与所述第二电源模块之间切换。
3.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述继电器单元包括继电器和第一二极管，其中：
所述继电器的第一控制端连接预设电压，第二控制端连接所述开关单元的信号输出端；
所述继电器的第一电源端连接电源火线，第二电源端连接电源零线；
所述继电器的第一常闭端连接第一电源模块的电源火线输入端，第二常闭端连接第一电源模块的电源零线输入端；
所述继电器的第一常开端连接第二电源模块的电源火线输入端，第二常开端连接第二电源模块的电源零线输入端；
所述第一二极管的阳极连接所述继电器的第二控制端，阴极连接预设电压。
4.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述开关单元包括晶体管和上拉电阻，其中：
所述晶体管的基极通过所述上拉电阻连接预设电压，发射极连接公共电压端，集电极连接所述继电器的第二控制端。
5.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述触发信号接收单元包括光电耦合器与第一电阻，其中：
所述光电耦合器的第一端接收触发信号，第三端连接公共电压端，第二端通过第一电阻与该第三端连接，第四端连接所述开关单元中晶体管的基极。
6.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第一电源模块与所述第二电源模块结构相同，所述第一电源模块包括：交流/直流转换单元、滤波单元和输出单元，其中：
所述交流/直流转换单元，用于将所接收到的交流电压转换成直流电压；
所述滤波单元，用于对所接收的直流电压进行滤波以输出稳定的直流电压；
所述输出单元，用于将输出所接收的滤波后的直流电压。
7.根据权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述滤波单元包括第一电容和第二电容，其中：
所述第一电容的正极连接所述交流/直流转换单元的正极直流电压输出端，负极连接所述交流/直流转换单元的负极直流电压输出端；
所述第二电容的第一端连接所述交流/直流转换单元的正极直流电压输出端，第二端连接所述交流/直流转换单元的负极直流电压输出端。
8.根据权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述输出单元包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述交流/直流转换单元的正极直流电压输出端，阴极连接电压输出端。
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|---|---|---|---|---|
| CN107482762A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-12-15 | 浙江德广信电子科技股份有限公司 | 一种led显示屏电源备份电路 |
| CN109697044A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-30 | 北京时代奥视科技有限公司 | 拼接屏控制系统，切换备份电源的方法和计算机可读介质 |
| CN113036900A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-25 | 维沃移动通信有限公司 | 显示屏供电电路和电子设备 |
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