CN213151924U - 冗余开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种冗余开关电源，包括：三相变压器，包括用于连接至三相交流电的初级绕组，以及用于输出电气隔离的第一交流电和第二交流电的第一次级绕组和第二次级绕组；第一开关电源模块，其用于将所述第一次级绕组输出的第一交流电转换成所需的直流电；以及第二开关电源模块，其用于将所述第二次级绕组输出的第二交流电转换成所需的直流电。本实用新型的冗余开关电源具有较低的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子线路领域，具体涉及一种冗余开关电源。
背景技术
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管导通和关断的时间，从而输出稳定的直流电压的一种电源。开关电源有两种类型，一种是直流开关电源，另一种是交流开关电源。
图1是现有技术中的一种冗余开关电源与三相交流电相连接的电路图，如图1所示，冗余开关电源1包括熔断器R11、R12和R13，变压器T11、T12和T13，以及开关电源模块14和15，其中变压器T11的初级绕组(或称一次侧)的一端通过熔断器R11连接至单相交流电11，其另一端连接至单相交流电12，变压器T12的初级绕组的一端通过熔断器R12连接至单相交流电12，其另一端连接至单相交流电13，并且变压器T13的初级绕组的一端通过熔断器R13连接至单相交流电13，其另一端连接至单相交流电11。变压器T11、T12和T13的次级绕组(或称二次侧)的一端都连接至中性线N，变压器T11、T12和T13的另一端连接至开关电源模块14的三相输入端，同时连接至开关电源模块15的三相输入端。
变压器T11、T12和T13分别将单相交流电11、12、13的交流电压(例如480伏特)降压为120伏特的交流电，开关电源模块14的三相交流输入端接收120伏特的三相交流电，并输出所需的直流电压，同样开关电源模块15的三相交流输入端接收120伏特的三相交流电，并输出所需的直流电压。由于开关电源模块14和开关电源模块15相同，因此其中一个开关电源模块能够作为另一个开关电源的备份，从而提供冗余的直流电压以确保电气装置可靠地工作。
然而，现有的冗余开关电源1采用三个变压器，以将三相交流电进行降压从而输出降压后的三相交流电，三个变压器的成本较高，且次级绕组的接线方式十分复杂，易出错。另外，开关电源模块14和15的每一个都包括三相整流器以对三相交流电进行整流，三相整流器同样具有较高的成本。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种冗余开关电源，包括：
三相变压器，包括用于连接至三相交流电的初级绕组，以及用于输出电气隔离的第一交流电和第二交流电的第一次级绕组和第二次级绕组；
第一开关电源模块，其用于将所述第一次级绕组输出的第一交流电转换成所需的直流电；以及
第二开关电源模块，其用于将所述第二次级绕组输出的第二交流电转换成所需的直流电。
优选的，所述初级绕组包括第一初级绕组和第二初级绕组，所述第一初级绕组的一个端子连接至第一相交流电，其另一个端子连接至所述第二初级绕组的中心抽头，所述第二初级绕组的两个端子分别连接至第二相交流电和第三相交流电。
优选的，所述第二初级绕组的匝数与所述第一初级绕组的匝数之比为
优选的，所述第一次级绕组的匝数等于所述第二次级绕组的匝数。
优选的，所述第一初级绕组、第二初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组缠绕在同一个磁芯上。
优选的，所述第一开关电源模块包括：第一单相整流器，其输入端连接至所述第一次级绕组的两端；以及第一DC/DC变换器，其输入端连接至所述第一单相整流器的输出端，其输出端用于输出所需的直流电。
优选的，所述第一开关电源模块还包括连接在所述第一DC/DC变换器的输出端的输出熔断器。
优选的，所述第一DC/DC变换器是降压斩波电路。
优选的，所述第二开关电源模块包括：第二单相整流器，其输入端连接至所述第二次级绕组的两端；以及第二DC/DC变换器，其输入端连接至所述第二单相整流器的输出端，其输出端用于输出所需的直流电。
优选的，所述冗余开关电源包括连接在所述三相交流电和所述三相变压器的初级绕组之间的输入熔断器。
本实用新型的冗余开关电源的成本较低，接线简单，并且能够输出稳定的直流电压。
附图说明
以下参照附图对本实用新型实施例作进一步说明，其中：
图1是现有技术中的一种冗余开关电源与三相交流电相连接的电路图。
图2是根据本实用新型较佳实施例的冗余开关电源与三相交流电相连接的电路图。
图3是图2所示的冗余开关电源连接不同的负载时其输入电流、输出电压和输出电流的波形图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。
图2是根据本实用新型较佳实施例的冗余开关电源与三相交流电相连接的电路图。如图2所示，冗余开关电源2包括三相变压器T2，以及与三相变压器T2连接的开关电源模块24、25。
三相变压器T2包括初级绕组26、次级绕组27、初级绕组28和次级绕组29。其中初级绕组26的一个端子261连接至单相交流电21，其另一个端子262连接至初级绕组28的中心抽头283。初级绕组28的两个端子281、282分别连接至单相交流电22和单相交流电23。次级绕组27连接至开关电源模块24，且次级绕组29连接至开关电源模块25。其中，初级绕组28的匝数与初级绕组26的匝数比为
次级绕组27和次级绕组29的匝数相同。
开关电源模块24包括单相整流器241、DC/DC变换器242和输出熔断器243，其中单相整流器241的输入端连接至三相变压器T2的次级绕组27的两端，DC/DC变换器242的输入端连接至单相整流器241的输出端，输出熔断器243连接至DC/DC变换器242的输出端。
开关电源模块25与开关电源模块24相同，在此不再赘述。
三相变压器T2的初级绕组26、28连接至三相交流电21、22、23，其次级绕组27、29输出电气隔离的两个单相交流电，两者相位差为90°。单相整流器241将次级绕组27输出的交流电整流为直流电，DC/DC变换器242将单相整流器241输出的直流电转换(例如降压)为所需的直流电。
本实用新型的三相变压器T2的磁芯可以采用EI型和EE型等单个磁芯形成，即初级绕组26、次级绕组27、初级绕组28和次级绕组29缠绕在同一个磁芯上，其与图1所示的变压器T11、T12和T13相比，降低了成本。开关电源模块24与图1所示的开关电源模块14相比，单相整流器241中的整流器件(例如整流二极管)的数量较少，成本较低，与三相变压器T2的接线过程中，只需要将单相整流器241的输入端连接至三相变压器T2的其中一个次级绕组的两端即可，且无需考虑与另一个次级绕组的接线方式，因此接线更加简单。
图3是图2所示的冗余开关电源连接不同的负载时其输入电流、输出电压和输出电流的波形图。其中连接在开关电源模块24的输出端的负载小于连接在开关电源模块25的输出端的负载，I1、I2和I3分别是交流电21、22、23中的电流(即冗余开关电源2的输入电流)，V1和V2分别是次级绕组27和29的输出电压，I4和I5是次级绕组27和29的输出电流。
如图3所示，交流电21、22、23中的电流I1、I2和I3的相位相差120°，且电流I1略大于电流I2或I3，输出电流I4略大于输出电流I5。输出电压V1和输出电压V2的相位相差90°，且输出电压V1等于输出电压V2。即使开关电源模块24和开关电源模块25所连接的负载不相同，三相变压器T2也能输出电压值相同的两个单相交流电。由于开关电源模块24和开关电源模块25的输入端的单相交流电的电压值相同，因此通过单相整流和DC/DC变换后，两者能够输出相同的直流电压。
在本实用新型的其他实施例中，三相变压器T2被替换为两个单相变压器，其中一个单相变压器的初级绕组的一个端子连接至另一个单相变压器的初级绕组的中心抽头；或被替换为能够将三相交流电变成两相交流电的其他类型的变压器。
在本实用新型的另一个实施例中，冗余开关电源还包括连接在三相交流电21、22、23和三相变压器T2的初级绕组之间的输入熔断器。
本实用新型并不意欲限定单相整流器241的具体电路结构，其可以是全波整流电路或半波整流电路。
根据三相变压器T2的初级绕组和次级绕组的匝数比，以及所需的直流电压，本实用新型的DC/DC变换器242可以是升压型或降压型的DC/DC变换器，例如是升压斩波电路(或称Boost电路)或降压斩波电路(或称Buck电路)。例如当交流电21、22、23提供480伏特的交流电时，且开关电源模块24、25的输出12伏特或24伏特直流电时，DC/DC变换器优选为Buck电路。
在本实用新型的其他实施例中，次级绕组27和次级绕组29具有不同的匝数，开关电源模块24和开关电源模块25输出相同或不同电压值的直流电压。
虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
Claims (10)
1.一种冗余开关电源，其特征在于，包括：
三相变压器，包括用于连接至三相交流电的初级绕组，以及用于输出电气隔离的第一交流电和第二交流电的第一次级绕组和第二次级绕组；
第一开关电源模块，其用于将所述第一次级绕组输出的第一交流电转换成所需的直流电；以及
第二开关电源模块，其用于将所述第二次级绕组输出的第二交流电转换成所需的直流电。
2.根据权利要求1所述的冗余开关电源，其特征在于，所述初级绕组包括第一初级绕组和第二初级绕组，所述第一初级绕组的一个端子连接至第一相交流电，其另一个端子连接至所述第二初级绕组的中心抽头，所述第二初级绕组的两个端子分别连接至第二相交流电和第三相交流电。
3.根据权利要求2所述的冗余开关电源，其特征在于，所述第二初级绕组的匝数与所述第一初级绕组的匝数之比为
4.根据权利要求2所述的冗余开关电源，其特征在于，所述第一次级绕组的匝数等于所述第二次级绕组的匝数。
5.根据权利要求2所述的冗余开关电源，其特征在于，所述第一初级绕组、第二初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组缠绕在同一个磁芯上。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的冗余开关电源，其特征在于，所述第一开关电源模块包括：
第一单相整流器，其输入端连接至所述第一次级绕组的两端；以及
第一DC/DC变换器，其输入端连接至所述第一单相整流器的输出端，其输出端用于输出所需的直流电。
7.根据权利要求6所述的冗余开关电源，其特征在于，所述第一开关电源模块还包括连接在所述第一DC/DC变换器的输出端的输出熔断器。
8.根据权利要求6所述的冗余开关电源，其特征在于，所述第一DC/DC变换器是降压斩波电路。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的冗余开关电源，其特征在于，所述第二开关电源模块包括：
第二单相整流器，其输入端连接至所述第二次级绕组的两端；以及
第二DC/DC变换器，其输入端连接至所述第二单相整流器的输出端，其输出端用于输出所需的直流电。
10.根据权利要求1所述的冗余开关电源，其特征在于，所述冗余开关电源包括连接在所述三相交流电和所述三相变压器的初级绕组之间的输入熔断器。
Priority Applications (2)
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| CN202021947391.5U CN213151924U (zh) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | 冗余开关电源 |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN213151924U true CN213151924U (zh) | 2021-05-07 |
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Family Applications (1)
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Country Status (2)
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2020
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| TW202228376A (zh) | 2022-07-16 |
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