CN206650489U - 单电源负载的冗余供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单电源负载的冗余供电电路，包括UPS1、UPS2、静态开关1、静态开关2、负载接入A端、负载接入B端和用于切换UPS1和UPS2供电的控制电路，所述负载接入B端设置有两个电源输入接口，所述静态开关1和所述静态开关2分别与所述负载接入B端的两个电源输入接口连接，所述控制电路同时与所述静态开关1、所述静态开关2、所述负载接入B端的两个电源输入接口和所述负载接入A端的电源输入接口连接。本实用新型可以在不更换单电源负载的前提下实施双总线供电，同时满足单电源负载的冗余供电，这样便可以在减少成本的基础上提高交流不间断供电方案的可靠性及实用性，较好的解决了现有的技术问题。

Description

单电源负载的冗余供电电路

技术领域

本实用新型属于负载的不间断供电技术领域，具体涉及一种单电源负载的冗余供电电路。

背景技术

所谓交流不间断电源是指当交流电网发生异常时，可继续向负载供电，并能保证供电质量，使负载不受影响的供电装置。

当前应用最普遍的交流不间断供电解决方案为“1+1”并机方案，具体方案如图1所示：UPS1和UPS2之间通过均流控制并机电缆连接通信，互为备用，共同为负载A进行供电；当UPS1出现故障时，系统将自动切换至UPS2进行供电。如果此时2路交流输入断电，UPS1仍处于故障状态，则将由静态开关2自动切换至旁路进行供电，保证负载接入A端的不间断供电；同理，当UPS2出现故障时，系统将自动切换至UPS1进行供电；如果此时1路交流输入断电，UPS2仍处于故障状态，则将由静态开关1自动切换至旁路进行供电，但是如果 UPS1和UPS2之间的通信出现相位跟踪不准确，将导致无法并机正常工作，其中某一台设备出现严重故障时也可能直接影响另一台设备的正常运行，导致整个系统无法正常工作，导致负载接入A端的供电中断；另并机系统最主要的缺点是单点故障负载接入A端前的连接点D一旦出现故障，无论UPS1和UPS2 以及1路交流输入和2路交流输入是否异常，整个供电系统都将失效，导致负载接入A端的供电中断。

随着用户对供配电系统的要求不断提高，提出了交流不间断供电最新解决方案----双总线交流不间断供电方案。双总线交流不间断供电方案具有高可靠性，高可用性，能消除单点故障点，增加容错功能等优点。具体方案如图2所示：UPS1和UPS2之间相互独立，同时为负载接入B端进行供电；当UPS1出现故障时，UPS2可继续为负载接入B端进行供电，如果此时2路交流输入断电，由静态开关2自动切换至旁路进行供电，保证负载接入B端的不间断供电；同理，当UPS2出现故障时，UPS1可继续为负载接入B端进行供电，如果此时1路交流输入断电，由静态开关1自动切换至旁路进行供电，保证负载接入B端的不间断供电。但双总线方案对于负载有一定要求：双总线方案只针对双电源负载成立。如果用UPS1为负载接入A端进行供电，当UPS1出现故障时，由静态开关1自动切换至旁路进行供电，如果此时1路交流输入断电，无备用，负载断电，业务停止。

实用新型内容

由于在用户端存在大量的单电源负载，并且客户在短时间内无法更换单电源负载设备，所以我司针对单电源的冗余供电需求提出了如下的解决方案：

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种单电源负载的冗余供电电路，包括UPS1、UPS2、静态开关1、静态开关2、负载接入A端、负载接入B端和用于切换UPS1和UPS2供电的控制电路，所述负载接入B端设置有两个电源输入接口，所述静态开关1和所述静态开关2 分别与所述负载接入B端的两个电源输入接口连接，所述控制电路同时与所述静态开关1、所述静态开关2、所述负载接入B端的两个电源输入接口和所述负载接入A端的电源输入接口连接。

具体地，所述控制电路包括控制器、转换开关1、转换开关2、断路器SQ1、断路器SQ2、断路器SQ3、断路器SQ4和断路器SQ5，所述控制器包括电压检测模块、门极控制模块、电流检测模块和同步检测模块，所述断路器SQ1与所述转换开关1串联为一路，所述断路器SQ2与所述转换开关2串联为一路，所述断路器SQ1和所述转换开关1的串联线路与所述断路器SQ2和所述转换开关 2的串联线路并联，所述断路器SQ3和所述断路器SQ4并联，所述断路器SQ5 的一端同时与所述转换开关1和所述转换开关2连接，所述断路器SQ5的另一端同时与所述断路器SQ3、所述断路器SQ4、所述负载接入A端和所述电流检测模块连接，所述同步检测模块同时与所述电压检测模块、所述断路器SQ1、所述断路器SQ2、所述断路器SQ3、所述断路器SQ4、所述负载接入B端的两个电源输入接口、所述静态开关1和所述静态开关2连接，所述门极控制模块的第一触发控制端和第二触发控制端分别与所述转换开关1和所述转换开关2 连接，所述电压检测模块的逻辑输出端和所述电流检测模块的逻辑输出端均与所述门极控制模块连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型可以在不更换单电源负载的前提下实施双总线供电，同时满足单电源负载的冗余供电，这样便可以在减少成本的基础上提高交流不间断供电方案的可靠性及实用性，较好的解决了现有的技术问题。

附图说明

图1是第一现有技术的结构框图；

图2是第二现有技术的结构框图；

图3是本实用新型所提出的方案结构框图；

图4是本实用新型所述控制电路的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图3所示，本实用新型包括UPS1、UPS2、静态开关1、静态开关2、负载接入A端、负载接入B端和用于切换UPS1和UPS2供电的控制电路，负载接入B端设置有两个电源输入接口，静态开关1和静态开关2分别与负载接入 B端的两个电源输入接口连接，控制电路同时与静态开关1、静态开关2、负载接入B端的两个电源输入接口和负载接入A端的电源输入接口连接。在单电源负载前端增加的控制电路，用于在UPS1和UPS2之间转换供电，当UPS1出现故障后自动切换到UPS2给负载供电，UPS2故障的话自动切换到UPS1给负载供电。

结合图3和图4所示，控制电路包括控制器、转换开关1、转换开关2、断路器SQ1、断路器SQ2、断路器SQ3、断路器SQ4和断路器SQ5，控制器包括电压检测模块、门极控制模块、电流检测模块和同步检测模块，断路器SQ1与转换开关1串联为一路，断路器SQ2与转换开关2串联为一路，断路器SQ1和转换开关1的串联线路与断路器SQ2和转换开关2的串联线路并联，断路器SQ3 和断路器SQ4并联，断路器SQ5的一端同时与转换开关1和转换开关2连接，断路器SQ5的另一端同时与断路器SQ3、断路器SQ4、负载接入A端和电流检测模块连接，同步检测模块同时与电压检测模块、断路器SQ1、断路器SQ2、断路器SQ3、断路器SQ4、负载接入B端的两个电源输入接口、静态开关1和静态开关2连接，门极控制模块的第一触发控制端和第二触发控制端分别与转换开关1和转换开关2连接，电压检测模块的逻辑输出端和电流检测模块的逻辑输出端均与门极控制模块连接。

本实用新型的工作原理如下：

通过电压检测模块内部的电压比较器对输入电压和设定值进行比较，再输出电位信号，通过电压监测模块的输出信号可判定输入电压是否正常，如果输入电压正常，则不让转换开关动作，否则使转换开关动作，执行切换。同时，电流检测模块对负载电流进行采集，并通过正反向削波电路和整形电路后得到与前端电路输出同频同相的方波，然后经过门限逻辑整形后输出，供门极控制模块获取电流过零点。同步检测模块中的异或门鉴相器和幅值鉴别器可判定两路输入电压的相位或频率、幅差是否超出规定范围。当满足某一路输入电压异常并且负载电流过零时，门极控制模块通过切断一路脉冲而接通另一路脉冲进行供电电路的切换。由于转换开关中均采用快速晶闸管结构，切换时间≤8ms, 可保证供电不会因为切换而中断。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种单电源负载的冗余供电电路，包括UPS1、UPS2、静态开关1、静态开关2、负载接入A端和负载接入B端，所述负载接入B端设置有两个电源输入接口，所述静态开关1和所述静态开关2分别与所述负载接入B端的两个电源输入接口连接，其特征在于：还包括用于切换UPS1和UPS2供电的控制电路，所述控制电路同时与所述静态开关1、所述静态开关2、所述负载接入B端的两个电源输入接口和所述负载接入A端的电源输入接口连接。

2.根据权利要求1所述的单电源负载的冗余供电电路，其特征在于：所述控制电路包括控制器、转换开关1、转换开关2、断路器SQ1、断路器SQ2、断路器SQ3、断路器SQ4和断路器SQ5，所述控制器包括电压检测模块、门极控制模块、电流检测模块和同步检测模块，所述断路器SQ1与所述转换开关1串联为一路，所述断路器SQ2与所述转换开关2串联为一路，所述断路器SQ1和所述转换开关1的串联线路与所述断路器SQ2和所述转换开关2的串联线路并联，所述断路器SQ3和所述断路器SQ4并联，所述断路器SQ5的一端同时与所述转换开关1和所述转换开关2连接，所述断路器SQ5的另一端同时与所述断路器SQ3、所述断路器SQ4、所述负载接入A端和所述电流检测模块连接，所述同步检测模块同时与所述电压检测模块、所述断路器SQ1、所述断路器SQ2、所述断路器SQ3、所述断路器SQ4、所述负载接入B端的两个电源输入接口、所述静态开关1和所述静态开关2连接，所述门极控制模块的第一触发控制端和第二触发控制端分别与所述转换开关1和所述转换开关2连接，所述电压检测模块的逻辑输出端和所述电流检测模块的逻辑输出端均与所述门极控制模块连接。