CN211293889U - 数据保护电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数据保护电源电路，该数据保护电源电路的输入保护单元的输入端接入市电，输入保护单元的输出端与开关切换单元的第一输入端连接，开关切换单元的输出端连接负载；输入保护单元的输出端经由充电管理单元与电池组的正极连接，电池组的正极与转换单元的输入端连接，转换单元的输出端与开关切换单元的第二输入端连接，电池组的正极还与控制单元的供电端连接，控制单元的第一接线端与转换单元的控制端连接，控制单元的第二接线端与开关切换单元的控制端连接，控制单元的第三接线端与充电管理单元的控制端连接，控制单元的第四接线端经由检测单元与输入保护单元的输出端连接，该数据保护电源电路用于在市电供电异常时为负载供电。

Description

数据保护电源电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及一种数据保护电源电路。

背景技术

随着电子产品的数字化和智能化，数据存储设备应用越来越广泛。数据存储设备可靠运行需要可靠的电力供应，但电网存在各种因素导致电力中断，造成数据丢失，会造成较大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种数据保护电源电路，以在市电供电异常时为负载供电。

本实用新型实施例提出了一种数据保护电源电路，包括：输入保护单元、开关切换单元、充电管理单元、转换单元、电池组、控制单元和检测单元，所述输入保护单元的输入端接入市电，所述输入保护单元的输出端与所述开关切换单元的第一输入端连接，所述开关切换单元的输出端连接负载；所述输入保护单元的输出端还经由所述充电管理单元与所述电池组的正极连接，所述电池组的正极与所述转换单元的输入端连接，所述转换单元的输出端与所述开关切换单元的第二输入端连接，所述电池组的正极还与所述控制单元的供电端连接，所述控制单元的第一接线端与所述转换单元的控制端连接，所述控制单元的第二接线端与所述开关切换单元的控制端连接，所述控制单元的第三接线端与所述充电管理单元的控制端连接，所述控制单元的第四接线端经由所述检测单元与所述输入保护单元的输出端连接；

所述检测单元用于在检测到输入所述输入保护单元的市电供电正常时，控制所述控制单元输出第一控制信号给所述开关切换单元，以使所述市电经由所述开关切换单元输出给所述负载；所述检测单元还用于在检测到输入所述输入保护单元的市电供电异常时，控制所述控制单元输出第二控制信号给所述转换单元及控制所述控制单元输出第三控制信号给所述开关切换单元，以使所述转换单元将所述电池组输出的直流电流转换为交流电流，该交流电流经由所述开关切换单元输出给所述负载。

优选地，所述输入保护单元包括过流保护子单元、浪涌保护子单元、差模滤波子单元和共模滤波子单元，且所述过流保护子单元的一端连接在火线上，所述过流保护子单元的另一端与所述浪涌保护子单元的一端连接，所述浪涌保护子单元的另一端连接在零线上；所述差模滤波子单元与所述浪涌保护子单元连接，所述共模滤波子单元与所述差模滤波子单元连接。

优选地，所述浪涌保护子单元包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻，所述第一压敏电阻的两端分别连接在火线和零线上，所述第二压敏电阻的一端与所述第三压敏电阻的一端连接，所述第二压敏电阻的一端与所述第一压敏电阻的一端连接，所述第三压敏电阻的一端与所述第一压敏电阻的另一端连接，所述第二压敏电阻和所述第三压敏电阻的连接点接地。

优选地，所述共模滤波子单元包括共模电感、第一电容和第二电容，所述共模电感的第一绕组的同名端与所述差模滤波子单元的一端连接，所述共模电感的第一绕组的异名端与所述第一电容的一端连接，所述共模电感的第二绕组的同名端与所述差模滤波子单元的另一端连接，所述共模电感的第二绕组的异名端与所述第二电容的一端连接，所述第一电容的的另一端与所述第二电容的另一端连接，所述第一电容和第二电容的连接点接地。

优选地，所述转换单元包括升压子单元和直流-交流变换子单元，且所述电池组的正极经由所述升压子单元与所述直流-交流变换子单元的输入端连接，所述直流-交流变换子单元的控制端与所述控制单元的第一接线端连接，所述直流-交流变换子单元的输出端与所述开关切换单元的第二输入端。

优选地，所述检测单元包括采样子单元、比较子单元和基准子单元，所述采样子单元的输入端与所述输入保护单元的输出端连接，所述采样子单元的输出端与所述比较子单元的第一输入端连接，所述基准子单元的输入端连接外部电源，所述基准子单元的输出端与所述比较子单元的第二输入端连接，所述比较子单元的输出端与所述控制单元的第四接线端连接，其中，所述比较子单元在所述采样子单元采样得到的电压大于所述基准子单元的输出端的电压时，输出第四控制信号给所述控制单元，以使所述控制单元输出所述第二控制信号给所述转换单元，以及使所述控制单元输出所述第三控制信号给所述开关切换单元。

优选地，所述充电管理单元包括交流-直流转换子单元和管理子单元，所述交流-直流转换子单元的输入端与所述输入保护单元的输出端连接，所述交流直-流转换子单元的输出端与所述管理子单元的输入端连接，所述管理子单元的输出端与所述电池组的正极连接，所述管理子单元的控制端与所述控制单元的第三接线端连接。

优选地，所述充电管理单元还包括电压转换子单元，且所述电压转换子单元的输入端与所述交流-直流转换子单元的输出端连接，所述电压转换子单元的输出端与所述管理子单元的输入端连接。

优选地，所述数据保护电源电路还包括提示单元和/或通讯单元，所述提示单元的输入端与所述控制单元的第五接线端连接，所述通讯单元的输入端与控制单元的第六接线端连接，所述提示单元用于在所述检测单元检测到所述市电供电异常时发出提示信息；所述提示单元还用于提示所述数据保护电源电路的功率、电压或者电流；所述通讯单元用于与外部终端设备进行信息交互。

上述数据保护电源电路通过检测单元来检测市电供电是否正常，并在检测到市电供电正常时，使市电经由开关切换单元为负载供电，在检测到市电供电异常时，使电池组输出的直流电流经由转换单元转换为交流电流，并经由开关切换单元输出给负载供电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例中数据保护电源电路的功能模块示意图；

图2是本实用新型另一实施例中数据保护电源电路的功能模块意图；

图3是本实用新型另一实施例中数据保护电源电路的功能模块示意图；

图4是本实用新型另一实施例中数据保护电源电路的功能模块示意图；

图5是本实用新型另一实施例中数据保护电源电路的功能模块意图；

图6是本实用新型另一实施例中数据保护电源电路的功能模块意图

图7是本实用新型另一实施例中数据保护电源电路的功能模块意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提出一种数据保护电源电路，用于在市电供电异常时为负载供电，如图1所示，该数据保护电源电路包括：输入保护单元10、开关切换单元20、充电管理单元30、转换单元40、电池组50、控制单元60和检测单元70，且输入保护单元10的输入端接入市电，输入保护单元10的输出端与开关切换单元20的第一输入端连接，开关切换单元20的输出端连接负载；输入保护单元10的输出端经由充电管理单元30与电池组50的正极连接，电池组50的正极与转换单元40的输入端连接，转换单元40的输出端与开关切换单元20的第二输入端连接，电池组50的正极还与控制单元60的供电端连接，控制单元60的第一接线端与转换单元40的控制端连接，控制单元60的第二接线端与开关切换单元20的控制端连接，控制单元60的第三接线端与充电管理单元30的控制端连接，控制单元60的第四接线端经由检测单元70与输入保护单元10的输出端连接。

上述电池组50可以是铅蓄电池，也可以是锂电池或者其他可充电电池，在此不做具体限定。上述检测单元70用于在检测到输入输入保护单元10的市电供电正常时，控制控制单元60输出第一控制信号给开关切换单元20，以使市电经由开关切换单元20输出给负载；检测单元70还用于在检测到市电供电异常时，控制控制单元60输出第二控制信号给转换单元40及控制控制单元60输出第三控制信号给开关切换单元20，以使转换单元40将电池组50输出的直流电流逆变为交流电流，该交流电流经由开关切换单元20输出给负载。

上述实施例通过检测单元70来检测市电供电是否正常，并在检测到市电供电正常时，使市电经由开关切换单元20为负载供电，在检测到市电供电异常时，使电池组50输出的直流电流经由转换单元40转换为交流电流，并经由开关切换单元20输出给负载供电。

进一步地，如图2所示，输入保护单元10包括过流保护子单元11、浪涌保护子单元12、差模滤波子单元13和共模滤波子单元14，且过流保护子单元11的一端连接在火线上，过流保护子单元11的另一端与浪涌保护子单元12的一端连接，浪涌保护子单元12的另一端连接在零线上；差模滤波子单元13与浪涌保护子单元12并联连接，共模滤波子单元14与差模滤波子单元13并联连接。

上述过流保护子单元11主要用于在市电电流过大时为后续的电路提供保护，该过流保护子单元11可以包括保险丝等。上述浪涌保护子单元12主要用户防止电路中瞬间出现超出稳定值的峰值的电压或电流，其中，该稳定值是指电路在正常工作时的电压值或电流值。

具体地，上述浪涌保护子单元12包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻，且第一压敏电阻的两端分别连接在火线和零线上，第二压敏电阻和第三压敏电阻依次串联连接后，与第一压敏电阻并联连接。上述第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻用于吸收瞬间出现的超出稳定中的峰值的电压或电流，从而对电路起保护作用。

更进一步地，共模滤波子单元14包括共模电感、第一电容和第二电容，共模电感的第一绕组的同名端与差模滤波子单元的一端连接，共模电感的第一绕组的异名端与第一电容的一端连接，共模电感的第二绕组的同名端与差模滤波子单元的另一端连接，共模电感的第二绕组的异名端与第二电容的一端连接，第一电容的的另一端与第二电容的另一端连接，第一电容和第二电容的连接点接地。

进一步地，如图3所示，转换单元包括直流-交流变换子单元41和升压子单元42，且电池50组的正极经由升压子单元42与直流-交流变换子单元41的输入端连接，直流-交流变换子单元41的控制端与控制单元60的第一接线端连接，直流-交流变换子单元41的输出端与开关切换单元20的第二输入端。

上述直流-交流变换子单元用于将电池组50输出的直流电转换为交流电，再通过升压子单元42直流电的电压升压至负载的工作电压。其中，该直流-交流变换子单元可以是全桥逆变器，也可以是半桥逆变器，逆变器中的各个桥臂可以采用MOS管，也可以采用二极管，具体不受限定。

进一步地，如图4所示，检测单元70包括采样子单元71、比较子单元72和基准子单元73，且采样子单元71的输入端与输入保护单元10的输出端连接，采样子单元71的输出端与比较子单元72的第一输入端连接，基准子单元73的输入端连接外部电源，基准子单元73的输出端与比较子单元72的第二输入端连接，比较子单元72的输出端与控制单元60的第四接线端连接，其中，比较子单元72在采样子单元71采样得到的电压大于基准子单元73的输出端的电压时，输出第四控制信号给控制单元60，以使控制单元60输出第二控制信号给转换单元40，以及使控制单元60输出第三控制信号给开关切换单元20。

上述采样子单元71用于采集输入保护单元10的输出端的电压；比较子单元72用于将输入保护单元10的输出端的电压与基准子单元73输出的基准电压进行比较。其中，该比较子单元72可以是包括电压比较器。

进一步地，如图5所示，充电管理单元30包括交流-直流转换子单元31、管理子单元32，且交流-直流转换子单元31的输入端与输入保护单元10的输出端连接，交流直流转换子单元的输出端和管理子单元32的输入端连接，管理子单元32的输出端与电池组50的正极连接，所述管理子单元32的控制端与所述控制单元60的第三接线端连接。

上述交流直流转换子单元主要用于将市电(交流电)转换为直流电，并对转换后的直流电进行降压处理，最后经过管理子单元32为电池组50充电。其中，该管理子单元32主要用于切换电池组50的充电和放电状态。

如图6所示，上述交流直流转换子单元31虽然也能够进行降压，但是在一些特殊的情况下，可能会出现降压不到位或者降压不稳定等情况，因此可以在上述交流-直流转换子单元和管理子单元之间增加一个电压转换子单元33，以满足降压需求。当然，上述电压转换子单元也可以在交流-直流转换子单元降压过低时，进行升压处理。需要说明的是，这里的电压转换子单元主要用于将交直流转换单元输出电压降压或升压至电池组的充电电压，也可以是交直流转换单元直接输出电池组的充电电压。总之，不管电路中有没有电压转换子单元33都属于本实用新型的保护范围。

进一步地，如图7所示，数据保护电源电路还包括提示单元90和/或通讯单元100，且提示单元的输入端与控制单元60的第五接线端连接，通讯单元100的输入端与控制单元60的第六接线端连接，提示单元90用于在检测单元70检测到市电供电异常时发出提示信息；通讯单元100用于与外部终端设备进行信息交互。上述提示单元90可以是显示屏或者发光二极管等用于显示的装置或器件，也可以蜂鸣等用于声音输出的器件或装置，当然也可以是上述显示的装置或器件和声音输出的器件或装置的结合，在此不做具体限定。另外，上述提示单元不仅用于异常提示，也可用于常规的工作状态显示或者温度、功率、电压或者电流等信息的提示，在此不做具体限定。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数据保护电源电路，其特征在于，包括：输入保护单元、开关切换单元、充电管理单元、转换单元、电池组、控制单元和检测单元，所述输入保护单元的输入端接入市电，所述输入保护单元的输出端与所述开关切换单元的第一输入端连接，所述开关切换单元的输出端连接负载；所述输入保护单元的输出端还经由所述充电管理单元与所述电池组的正极连接，所述电池组的正极与所述转换单元的输入端连接，所述转换单元的输出端与所述开关切换单元的第二输入端连接，所述电池组的正极还与所述控制单元的供电端连接，所述控制单元的第一接线端与所述转换单元的控制端连接，所述控制单元的第二接线端与所述开关切换单元的控制端连接，所述控制单元的第三接线端与所述充电管理单元的控制端连接，所述控制单元的第四接线端经由所述检测单元与所述输入保护单元的输出端连接；

所述检测单元用于在检测到输入所述输入保护单元的市电供电正常时，控制所述控制单元输出第一控制信号给所述开关切换单元，以使所述市电经由所述开关切换单元输出给所述负载；所述检测单元还用于在检测到输入所述输入保护单元的市电供电异常时，控制所述控制单元输出第二控制信号给所述转换单元及控制所述控制单元输出第三控制信号给所述开关切换单元，以使所述转换单元将所述电池组输出的直流电流转换为交流电流，该交流电流经由所述开关切换单元输出给所述负载。

2.如权利要求1所述的数据保护电源电路，其特征在于，所述输入保护单元包括过流保护子单元、浪涌保护子单元、差模滤波子单元和共模滤波子单元，且所述过流保护子单元的一端连接在火线上，所述过流保护子单元的另一端与所述浪涌保护子单元的一端连接，所述浪涌保护子单元的另一端连接在零线上；所述差模滤波子单元与所述浪涌保护子单元连接，所述共模滤波子单元与所述差模滤波子单元连接。

3.如权利要求2所述的数据保护电源电路，其特征在于，所述浪涌保护子单元包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻，所述第一压敏电阻的两端分别连接在火线和零线上，所述第二压敏电阻的一端与所述第三压敏电阻的一端连接，所述第二压敏电阻的一端与所述第一压敏电阻的一端连接，所述第三压敏电阻的一端与所述第一压敏电阻的另一端连接，所述第二压敏电阻和所述第三压敏电阻的连接点接地。

4.如权利要求2所述的数据保护电源电路，其特征在于，所述共模滤波子单元包括共模电感、第一电容和第二电容，所述共模电感的第一绕组的同名端与所述差模滤波子单元的一端连接，所述共模电感的第一绕组的异名端与所述第一电容的一端连接，所述共模电感的第二绕组的同名端与所述差模滤波子单元的另一端连接，所述共模电感的第二绕组的异名端与所述第二电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第二电容的另一端连接，所述第一电容和第二电容的连接点接地。

5.如权利要求1所述的数据保护电源电路，其特征在于，所述转换单元包括升压子单元和直流-交流变换子单元，且所述电池组的正极经由所述升压子单元与所述直流-交流变换子单元的输入端连接，所述直流-交流变换子单元的控制端与所述控制单元的第一接线端连接，所述直流-交流变换子单元的输出端与所述开关切换单元的第二输入端。

6.如权利要求1所述的数据保护电源电路，其特征在于，所述检测单元包括采样子单元、比较子单元和基准子单元，所述采样子单元的输入端与所述输入保护单元的输出端连接，所述采样子单元的输出端与所述比较子单元的第一输入端连接，所述基准子单元的输入端连接外部电源，所述基准子单元的输出端与所述比较子单元的第二输入端连接，所述比较子单元的输出端与所述控制单元的第四接线端连接，其中，所述比较子单元在所述采样子单元采样得到的电压大于所述基准子单元的输出端的电压时，输出第四控制信号给所述控制单元，以使所述控制单元输出所述第二控制信号给所述转换单元，以及使所述控制单元输出所述第三控制信号给所述开关切换单元。

7.如权利要求1所述的数据保护电源电路，其特征在于，所述充电管理单元包括交流-直流转换子单元和管理子单元，所述交流-直流转换子单元的输入端与所述输入保护单元的输出端连接，所述交流直-流转换子单元的输出端与所述管理子单元的输入端连接，所述管理子单元的输出端与所述电池组的正极连接，所述管理子单元的控制端与所述控制单元的第三接线端连接。

8.如权利要求7所述的数据保护电源电路，其特征在于，所述充电管理单元还包括电压转换子单元，且所述电压转换子单元的输入端与所述交流-直流转换子单元的输出端连接，所述电压转换子单元的输出端与所述管理子单元的输入端连接。

9.如权利要求1所述的数据保护电源电路，其特征在于，所述数据保护电源电路还包括提示单元和/或通讯单元，所述提示单元的输入端与所述控制单元的第五接线端连接，所述通讯单元的输入端与控制单元的第六接线端连接，所述提示单元用于在所述检测单元检测到所述市电供电异常时发出提示信息；所述提示单元还用于提示所述数据保护电源电路的功率、电压或者电流；所述通讯单元用于与外部终端设备进行信息交互。

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