CN205335966U - 一种电源备份系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源备份系统，包括：主电源，备用电源以及切换电路，所述主电源输出端负极与备用电源输出端负极连接为电源输出端负极，切换电路包括：继电器，第一导通电路及承压压降值更大的第二导通电路；其中：主电源输出端正极与继电器的常开触点及第一导通电路的正极端均连接，备用电源输出端正极与继电器的常闭触点及第二导通电路的正极端均连接，继电器的公共端与备份系统的输出端正极连接，第一导通电路的负极端、第二导通电路的负极端以及继电器的线圈一端与主电源输出端正极连接，另一端与备份系统的输出端负极连接，备份系统的输出端负极还与电源输出端负极连接。本实用新型提出的电源备份系统能够实现主备电源的无缝切换。

Description

一种电源备份系统

技术领域

本实用新型涉及一种电源，特别地涉及一种电源备份系统，属于电源技术领域。

背景技术

电源是各种通信设备必备的功率供给装置，一方面来说，各种通信设备都要配备可靠稳定的电源系统才能保证通信设备的稳定运行，尤其是数字通信设备，由于其工作速度高，频带宽，对电压波动、杂音电压、瞬变电压等非常敏感，因此，对于电源的稳定性要求更高；从另一方面说，一般的通信设备发生故障的影响面较小，多数为是局部性的，但是如果电源系统发生供电中断故障，其影响几乎是灾难性的，往往会造成整个电信局、通信枢纽的全部通信中断，尤其是对于数字通信设备而言，电源电压即使有瞬间的中断也不允许，因为在数字程控交换局中，信息存在存储单元中，虽然重要的存储单元都是双重设置的，若电源中断，两套并行工作的存储器同时丢失信息，则信息需从磁带、软盘等重新输入程序软件，通信将长时间中断。因此，通信设备不仅对于电源的稳定性和可靠性要求很高，而且通常还要求电源系统具有主电源和备用电源，在主电源发生故障时，能够切换到备用电源，以此保证对通信设备的供电持续稳定可靠。

基于通信设备对于电源系统的供电不间断需求，现有技术中多数情况下都会设置外置的备用电源，当通信设备的主电源因故障断电时，通过与通信设备间进行信息交互，由控制器根据相关指令来完成外置备用电源的切换，但是，现有技术中的切换备用电源正常使用是在与通信设备进行数据交互后，而非主电源断电的瞬间，存在一定的时延过程并且需要保证与控制器之间通信正常，因此在实际上并不能真正实现主备电源的可靠无缝切换。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电源备份系统，完全实现主备电源的无缝切换。

为此，本实用新型提供一种电源备份系统，包括：主电源，备用电源以及切换电路，所述切换电路设置于所述主电源输出端及所述备用电源输出端与所述备份系统输出端之间，所述主电源输出端负极与所述备用电源输出端负极连接为电源输出端负极Vin-，所述切换电路包括：继电器SW，第一导通电路及承压压降值大于所述第一导通电路的第二导通电路；其中：

所述主电源输出端正极Vin1与所述继电器SW的常开触点及所述第一导通电路的正极端均连接，所述备用电源输出端正极Vin2与所述继电器SW的常闭触点及所述第二导通电路的正极端均连接，所述继电器SW的公共端与所述备份系统的输出端正极Vo+连接，所述第一导通电路的负极端、所述第二导通电路的负极端以及所述继电器SW的线圈一端与所述主电源输出端正极Vin1连接，另一端与所述备份系统的输出端负极Vo-连接，所述备份系统的输出端负极Vo-还与所述电源输出端负极Vin-连接。

进一步地，所述第一导通电路包括二极管或者并联的二极管组。

进一步地，所述第二导通电路为多个串联连接的二极管或者多个串联连接的并联二极管组。

更进一步地，所述二极管为肖特基二极管。

进一步地，所述备用电源输出端正极Vin2通过过流保护器与所述第二导通电路的正极端及所述继电器的常闭触点连接。

进一步地，所述备用电源输出端正极Vin2和所述电源输出端负极Vin-与地之间均设置有防雷电路。

更进一步地，所述防雷电路包括：一端与地连接的气体放电管，所述气体放电管的另一端与所述备用电源输出端正极Vin2和所述电源输出端负极Vin-之间分别设置有压敏电阻。

更进一步地，所述备用电源输出端正极Vin2和所述电源输出端负极Vin-之间设置有压敏电阻。

再进一步地，所述气体放电管为陶瓷气体放电管。

进一步地，所述继电器另一端通过电阻与所述电源输出端负极Vo-连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例存在如下显著优点：

(1)本实用新型实施例所提出的电源备份系统，通过硬件系统的直接切换，无需软件参与，主电源断电瞬间就能自动实现备用电源的切换使用，保证了供电系统的可靠性和稳定性，从而能够实现对设备供电的不间断；

(2)本实用新型实施例所提出的电源备份系统，在主电源或者备用电源正常工作时，直接通过继电器将由例如二极管等构成的第一导通电路和第二导通电路短路，降低了整个电源备份系统的电路损耗，提高了系统的效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的用于主电源和备用电源切换的切换电路的电路原理图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本实用新型实施例提出一种电源备份系统，通过硬件来实现主电源和备用电源的无缝切换。为使本实用新型更加易于理解，以下将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地介绍，但不作为对本实用新型的限定。

一种电源备份系统，包括：主电源，备用电源以及用于主电源和备用电源切换的切换电路。如图1所示，为切换电路的电路原理图，在该原理图中，主电源输出端正极以Vin1示出，备用电源输出端正极以Vin2示出，主电源输出端负极与备用电源输出端负极连接为电源输出端负极，并以Vin-示出；并且电源备份系统的输出端正极以Vo+示出，电源备份系统的输出端负极以Vo-示出。所述切换电路包括：继电器SW，由两个二极管并联组成的二极管组D1所构成的第一导通电路，由3组并联二极管组D2、D3和D4串联所构成的第二导通电路，其中：

所述主电源输出端正极Vin1与所述继电器SW的常开触点2及所述第一导通电路的正极端均连接，所述备用电源输出端正极Vin2与所述继电器的常闭触点3及所述第二导通电路的正极端均连接，所述第一导通电路的负极端、所述第二导通电路的负极端以及所述继电器的公共端1与所述电源备份系统的输出端正极Vo+连接，所述继电器SW的线圈一端与所述主电源输出端正极Vin1连接，另一端与所述电源备份系统的输出端负极Vo-连接，所述电源备份系统的输出端负极Vo-还与所述电源输出端负极Vin-连接。

上述电源备份系统的工作情况如下：

当主电源正常时，主电源输出端正极Vin1输入正常电压，此时，继电器SW由于线圈得电而使得公共触点1和常开触点2连接，由此，电源备份系统的输出端正极Vo+直接与所述主电源输出端正极Vin1连通，利用主电源实现对外部供电，在此过程中，由于第二导通电路中二极管组D2、D3和D4的管压降之和大于第一导通电路中二极管组D1的管压降，因此，第二导通电路不会由于二级管导通而形成电流通路，备用电源不会对外供电。

当主电源发生故障断电时，继电器SW由于线圈失电而使得公共触点1和常闭触点3连接，由此，电源备份系统的输出端正极Vo+直接与所述备用电源输出端正极Vin2连通，利用备用电源实现对外部供电。而此过程中，即使由于继电器触点的切换存在时间，电源备份系统的输出端正极Vo+也可以通过所述第二导通电路与所述备用电源输出端正极Vin2连通，实现对外部供电，严格保证无缝切换。

由此可见，利用本实施例所提出的电源备份系统可以实现主电源故障时的备用电源无缝切换，并且实现过程稳定可靠。

对于上述电源备份系统需要补充说明以下几点：

(1)由于是对同一设备进行供电并且不经过任何电压转换装置，所以上述电源备份系统的主电源输出电压与备用电源输出电压大小相同；

(2)上述实施例中，电源备份系统的主电源输出与备用电源输出是相对于作为切换电路的输入端而言的，实际上，对于主电源和备用电源本身而言并无限定，可以根据实际情况选用也可以均加设或者分别加设电源适配器来得到符合本申请使用场景的切换电路输入即可；

(3)上述实施例中，第一导通电路由两个二极管并联的二极管组构成，第二导通电路由3组并联二极管组串联构成，但是在其它的实施例中，所述第一导通电路或者第二导通电路可以仅由二极管而非二极管组构成，或者也可以不仅仅由上述二极管器件构成而且包括其它的电子器件，或者由其它本领域普通技术人员所已知的其它典型电路来实现电路通断，但是需要所述第二导通电路承压压降值大于所述第一导通电路的承压压降值，从而避免主电源正常状态下备用电路也参与供电。

(4)上述实施例中，所述二极管可以选用肖特基二极管，具有更低的压降及快速开关能力。

由此，本实用新型实施例所提出的电源备份系统存在如下显著优点：

(1)所述电源备份系统，通过硬件系统的直接切换，无需软件参与，主电源断电瞬间就能自动实现备用电源的切换使用，保证了供电系统的可靠性和稳定性，从而能够实现对设备供电的不间断；

(2)所述电源备份系统，在主电源或者备用电源正常工作时，直接通过继电器将由例如二极管等构成的第一导通电路和第二导通电路短路，降低了整个电源备份系统的电路损耗，提高了系统的效率。

在另一个实施例中，优选地，为了使得上述的电源备份系统具有抗电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)能力，可以设置一端与地连接的气体放电管G1(典型地，放电管G1为陶瓷气体放电管)，所述气体放电管G1的另一端与所述备用电源输出端正极Vin2和所述电源输出端负极Vin-之间分别设置有压敏电阻RV2和RV3，以及所述备用电源输出端正极Vin2和所述电源输出端负极Vin-之间设置有压敏电阻RV1，从而利用上述压敏电阻实现共模保护和差模保护。显然利用压敏电阻和放电管的串联连接，不仅可以利用压敏响应速度快，非线性特性好的优点而且可以充分利用气体放电管阻断压敏电阻的泄漏电流减缓压敏电阻的性能劣化，达到更好的抗浪涌防雷能力。当然，在另外的实施例中，也可以在所述主电源输出端正极Vin1、所述备用电源输出端正极Vin2和所述电源输出端负极Vin-与地之间设置其它的防雷电路来增强抗EMI能力。

在另一个实施例中，优选地，为了保证主电源和备用电源切换瞬间的瞬时电压不会过大，所述备用电源输出端正极Vin2通过过流保护器RT与所述第二导通电路的正极端及所述继电器SW的常开触点3连接。

还在又一个实施例中，优选地，所述继电器SW另一端通过电阻(例如，并联的电阻R1和R2，也可以是单个或者更多个并联电阻)与所述电源备份系统的输出端负极Vo-连接，由此实现对于继电器SW线圈的保护。

应当理解的是，对本实用新型技术所在领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其构思进行相应的等同改变或者替换，而所有这些改变或者替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源备份系统，包括：主电源，备用电源以及切换电路，所述切换电路设置于所述主电源输出端及所述备用电源输出端与所述备份系统输出端之间，所述主电源输出端负极与所述备用电源输出端负极连接为电源输出端负极(Vin-)，其特征在于，

所述切换电路包括：继电器(SW)，第一导通电路及承压压降值大于所述第一导通电路的第二导通电路；其中：

所述主电源输出端正极(Vin1)与所述继电器(SW)的常开触点及所述第一导通电路的正极端均连接，所述备用电源输出端正极(Vin2)与所述继电器(SW)的常闭触点及所述第二导通电路的正极端均连接，所述继电器(SW)的公共端与所述备份系统的输出端正极(Vo+)连接，所述第一导通电路的负极端、所述第二导通电路的负极端以及所述继电器(SW)的线圈一端与所述主电源输出端正极(Vin1)连接，另一端与所述备份系统的输出端负极(Vo-)连接，所述备份系统的输出端负极(Vo-)还与所述电源输出端负极(Vin-)连接。

2.如权利要求1所述的电源备份系统，其特征在于，所述第一导通电路包括二极管或者并联的二极管组。

3.如权利要求1所述的电源备份系统，其特征在于，所述第二导通电路为多个串联连接的二极管或者多个串联连接的并联二极管组。

4.如权利要求2或者3所述的电源备份系统，其特征在于，所述二极管为肖特基二极管。

5.如权利要求1所述的电源备份系统，其特征在于，所述备用电源输出端正极(Vin2)通过过流保护器与所述第二导通电路的正极端及所述继电器的常闭触点连接。

6.如权利要求1所述的电源备份系统，其特征在于，所述备用电源输出端正极(Vin2)和所述电源输出端负极(Vin-)与地之间均设置有防雷电路。

7.如权利要求6所述的电源备份系统，其特征在于，所述防雷电路包括：一端与地连接的气体放电管，所述气体放电管的另一端与所述备用电源输出端正极(Vin2)和所述电源输出端负极(Vin-)之间分别设置有压敏电阻。

8.如权利要求6所述的电源备份系统，其特征在于，所述备用电源输出端正极(Vin2)和所述电源输出端负极(Vin-)之间设置有压敏电阻。

9.如权利要求7所述的电源备份系统，其特征在于，所述气体放电管为陶瓷气体放电管。

10.如权利要求1所述的电源备份系统，其特征在于，所述继电器另一端通过电阻与所述电源输出端负极(Vo-)连接。