CN214256131U - 一种电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电源装置，应用于供电技术领域，该电源装置包括至少两个供电模块，各供电模块包括输入电路、隔离型DC/DC变换器和输出电路；输入电路的输入端作为供电模块的输入端与输入电源相连，输入电路的输出端连接隔离型DC/DC变换器的输入端，隔离型DC/DC变换器的输出端连接输出电路的输入端，同时，输出电路的输出端作为供电模块的输出端，向外输出电能，同时，各供电模块的输出端并联连接。本实用新型提供的电源装置，各供电模块中的输入电路均经相应的隔离型DC/DC变换器与输出电路相连，通过隔离型DC/DC变换器实现输入侧与输出侧的电气隔离，能够有效提高电源装置的抗干扰能力。

Description

一种电源装置

技术领域

本实用新型涉及供电技术领域，特别涉及一种电源装置。

背景技术

电源装置是工业自动化控制系统的重要组成部分，电源装置故障时会导致整个系统无法工作，因此，电源装置的稳定性是确保工业自动化控制系统稳定运行的关键因素。

在实际应用中，电源装置的输入端连接输入电源，输出端连接用电负载，这样的连接方式，导致输入电源中的电压波动、电流波动、电磁污染等干扰源会通过电源装置传递给用电负载，给用电负载的正常运行带来影响。

因此，如何提供一种电源装置，实现输入侧与输出侧的电气隔离，提高抗干扰能力，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

实用新型内容

本实用新型提供一种电源装置，输入电路经隔离型DC/DC变换器与输出电路相连，通过隔离型DC/DC变换器实现输入侧与输出侧的电气隔离，提高电源装置的抗干扰能力。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

本实用新型提供一种电源装置，包括：至少两个供电模块，其中，

所述供电模块包括输入电路、隔离型DC/DC变换器和输出电路；

所述输入电路的输入端作为所述供电模块的输入端，与输入电源相连；

所述输入电路的输出端连接所述隔离型DC/DC变换器的输入端；

所述隔离型DC/DC变换器的输出端连接所述输出电路的输入端；

所述输出电路的输出端作为所述供电模块的输出端；

各所述供电模块的输出端并联连接。

可选的，所述输入电路包括：防护滤波电路、热插拔电路，其中，

所述防护滤波电路的输入端作为所述输入电路的输入端，所述防护滤波电路的输出端与所述热插拔电路的输入端相连；

所述热插拔电路的输出端作为所述输入电路的输出端。

可选的，所述输入电路还包括：用于显示所述输入电路带电情况的输入指示电路，其中，

所述输入指示电路与所述热插拔电路的输出端相连。

可选的，所述输入指示电路包括稳压电路和输入指示灯，其中，

所述稳压电路的输入端与所述热插拔电路的输出端相连，所述稳压电路的输出端与所述输入指示灯相连。

可选的，所述输出电路包括单向导通电路，且所述单向导通电路的导通方向与所述供电模块的输出电压的方向相同。

可选的，所述单向导通电路包括二极管。

可选的，所述输出电路还包括：用于显示所述输出电路带电情况的输出指示电路，其中，

所述输出指示电路与所述二极管相连。

可选的，所述输出指示电路包括比较器和输出指示灯，其中，

所述比较器的输入端与所述二极管并联连接，所述比较器的输出端与所述输出指示灯相连。

本实用新型提供的电源装置中，供电模块包括输入电路、隔离型DC/DC 变换器和输出电路；输入电路的输入端作为供电模块的输入端与输入电源相连，输入电路的输出端连接隔离型DC/DC变换器的输入端，隔离型DC/DC 变换器的输出端连接输出电路的输入端，同时，输出电路的输出端作为供电模块的输出端，向外输出电能。同时，本电源装置设置至少两个供电模块，各供电模块的输出端并联连接。本实用新型提供的电源装置，各供电模块中的输入电路均经相应的隔离型DC/DC变换器与输出电路相连，通过隔离型DC/DC 变换器实现输入侧与输出侧的电气隔离，能够有效提高电源装置的抗干扰能力。

进一步的，电源装置内设置至少两个供电模块，各供电模块的输出端并联连接，可共同向用电负载供电，当有供电模块故障时，其余正常的供电模块仍可正常的为用电负载供电，实现冗余配置，提高供电稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内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是本实用新型实施例提供的一种电源装置的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种电源装置的结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的防护滤波电路的电路拓扑图；

图4是本实用新型实施例提供的热插拔电路的电路拓扑图；

图5是本实用新型实施例提供的再一种电源装置的结构框图；

图6是本实用新型实施例提供的又一种电源装置的结构框图；

图7是本实用新型实施例提供的比较器的电路拓扑图；

图8是本实用新型实施例提供的稳压电路的电路拓扑图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种电源装置的结构框图，本实施例提供的电源装置包括至少两个供电模块(图1中以两个示出)，各个供电模块的输入端分别与输入电源相连，各个供电模块的输出端并联连接。需要说明的是，各个供电模块的构成部分，以及各构成部分之间的连接关系是一致的，因此，在后续内容中，仅针对电源装置中的任意一个供电模块进行展开介绍。

具体的，供电模块包括输入电路、隔离型DC/DC变换器和输出电路。输入电路的输入端作为供电模块的输入端，与输入电源相连，输入电路的输出端连接隔离型DC/DC变换器的输入端，隔离型DC/DC变换器的输出端连接输出电路的输入端，输出电路的输出端作为供电模块的输出端。

对于输入电路，其在供电模块中的主要作用是将输入电源的电压转换为满足后级隔离型DC/DC变换器输入电压偏差范围要求的电压，当然，基于输入电路的具体构成，输入电路还可以实现防护滤波、输入防反接，以及热插拔等多种功能，具体内容将在后续实施例中展开。

对于隔离型DC/DC变换器，是本实施例提供的电源装置的关键改进点，在本实施例提供的电源装置中，隔离型DC/DC变换器主要用于对输入电路和输出电路进行电气隔离，从而提高电源装置的抗干扰能力，同时，DC/DC变换器还用于将自身输入侧接入的电压转换为稳定的输出电压，从而满足工业现场的使用要求。对于隔离型DC/DC变换器的具体选型，需要综合考虑对于电源装置的功率、电压等要求来完成，任何能够实现上述功能的隔离型DC/DC 变换器都是可选的，在不超出本实用新型核心思想范围的前提下，同样都属于本实用新型保护的范围内。

输入电路的主要作用是保证供电模块的单向输出，防止输出端并联的其他供电模块输出的电压对自身的正常工作带来影响，同时，还能够保证冗余配置的多个供电模块之间的故障隔离，一个供电模块故障或插拔不影响其他供电模块的正常工作。

综上所述，本实施例提供的电源装置，各供电模块中的输入电路均经相应的隔离型DC/DC变换器与输出电路相连，通过隔离型DC/DC变换器实现输入侧与输出侧的电气隔离，能够有效提高电源装置的抗干扰能力。

进一步的，电源装置内设置至少两个供电模块，各供电模块的输出端并联连接，可共同向用电负载供电，当有供电模块故障时，其余正常的供电模块仍可正常的为用电负载供电，实现冗余配置，提高供电稳定性。

可选的，参见图2，图2是本实用新型实施例提供的另一种电源装置的结构框图，在图1所示实施例的基础上，该实施例中给出了输入电路和输出电路的具体构成。

具体的，输入电路包括：防护滤波电路和热插拔电路。防护滤波电路的输入端作为输入电路的输入端，防护滤波电路的输出端与热插拔电路的输入端相连，热插拔电路的输出端作为输入电路的输出端，与隔离型DC/DC变换器的输入端相连。

可选的，参见图3和图4，图3是本实用新型实施例提供的防护滤波电路的电路拓扑图，图4是本实用新型实施例提供的热插拔电路的电路拓扑图。

如图3所示，防护滤波电路的主要作用是提供电源装置与输入电源连接的入口处的故障隔离、EMC防护、输入防反等功能。其中，故障隔离功能通过保险F2实现，EMC防护功能通过对地的高压阻容和π形滤波网络实现，输入防反接功能则通过肖特基二极管实现。

如图4所示，热插拔电路的主要作用是满足输入电源的热插拔要求，同时提供上电缓起、输入电源过压和欠压保护、后级短路和过流保护等功能。在图 4所示示例中，热插拔电路使用集成芯片LT4256实现。

需要说明的是，图3和图4所示示例仅仅是防护滤波电路和热插拔电路的可选构成方式之一，不作为对防护滤波电路和热插拔电路的具体限定，其他任何可以实现防护滤波电路以及热插拔电路功能的电路构成，同样属于本实用新型保护的范围内。

进一步的，输出电路包括单向导通电路，且单向导通电路的导通方向与供电模块的输出电压的方向相同，通过单向导通电路可以实现上述对于输出电路的功能要求。在图2所示实施例中，单向导通电路具体基于二极管实现。

可选的，参见图5，图5是本实用新型实施例提供的再一种电源装置的结构框图，在图2所示实施例的基础上，本实施例提供的电源装置中，输入电路还包括：输入指示电路。输入指示电路与热插拔电路的输出端相连，在本实施例中，输入指示电路用于显示输入电路带电情况，即通过输入指示电路的状态，使用者可以直观的看出各个供电模块的输入侧的带电情况，作为供电模块以及电源装置整体运行状态的参考依据。

相应的，输出电路还包括与二极管相连的输出指示电路，输出指示电路主要用于显示输出电路的带电情况，使用者同样可以通过输出指示电路直观的判断供电模块的输出侧是否带电，进而获知供电模块以及电源装置的运行状态，避免带电作业。

可选的，参见图6，图6是本实用新型实施例提供的又一种电源装置的结构框图，在图5所示实施例的基础上，给出输入指示电路和输出指示电路的可选构成方式。

具体的，输入指示电路包括稳压电路和输入指示灯。如图6所示，稳压电路的输入端与热插拔电路的输出端相连，稳压电路的输出端与输入指示灯相连。在实际应用中，稳压电路的作用是在供电模块的输入电压变化时，保证提供给输入指示灯的驱动电压不变，确保输入指示灯亮度一致。稳压电路的可选电路拓扑图可以参照图8所示，此处不再赘述。

进一步的，输出指示电路包括比较器和输出指示灯。如图6所示，比较器的输入端与二极管并联连接，比较器的输出端与输出指示灯相连。比较器的功能是保证输出指示灯可以正确指示电源输出状态，消除冗余配置时一个正常工作的供电模块会影响另一个没有上电或者输出异常的供电模块的输出指示灯。比较器的可选电路拓扑可以参照图7所示，使用内置基准的TLV6710比较器，保证电压过压和欠压时比较器动作，输出指示灯关闭。

需要说明的是，图8和图7所给出的稳压电路和比较器的电路拓扑图仅是稳压电路和比较器的可选实现方式，不作为稳压电路和比较器具体构成的限定，能够实现上述稳压电路功能和比较器功能的其他电路构成，同样属于本实用新型保护的范围内。

可以想到的是，在上述任一实施例中，均是以两个供电模块示出的，在实际应用中，如果电源装置的使用环境较为恶劣，需要提供更为可靠的冗余配置，还可以设置更多的供电模块，每一个供电模块都可以独立的为用电负载提供工作所需的电能，通过设置更多的供电模块则可以保证在两个以上供电模块故障时，电源装置仍然可以为用电负载供电，进一步提高电源装置的供电稳定性，当然，电源装置的成本也会相应的上涨。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电源装置，其特征在于，包括：至少两个供电模块，其中，

所述供电模块包括输入电路、隔离型DC/DC变换器和输出电路；

所述输入电路的输入端作为所述供电模块的输入端，与输入电源相连；

所述输入电路的输出端连接所述隔离型DC/DC变换器的输入端；

所述隔离型DC/DC变换器的输出端连接所述输出电路的输入端；

所述输出电路的输出端作为所述供电模块的输出端；

各所述供电模块的输出端并联连接。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述输入电路包括：防护滤波电路、热插拔电路，其中，

所述防护滤波电路的输入端作为所述输入电路的输入端，所述防护滤波电路的输出端与所述热插拔电路的输入端相连；

所述热插拔电路的输出端作为所述输入电路的输出端。

3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，所述输入电路还包括：用于显示所述输入电路带电情况的输入指示电路，其中，

所述输入指示电路与所述热插拔电路的输出端相连。

4.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，所述输入指示电路包括稳压电路和输入指示灯，其中，

所述稳压电路的输入端与所述热插拔电路的输出端相连，所述稳压电路的输出端与所述输入指示灯相连。

5.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述输出电路包括单向导通电路，且所述单向导通电路的导通方向与所述供电模块的输出电压的方向相同。

6.根据权利要求5所述的电源装置，其特征在于，所述单向导通电路包括二极管。

7.根据权利要求6所述的电源装置，其特征在于，所述输出电路还包括：用于显示所述输出电路带电情况的输出指示电路，其中，

所述输出指示电路与所述二极管相连。

8.根据权利要求7所述的电源装置，其特征在于，所述输出指示电路包括比较器和输出指示灯，其中，

所述比较器的输入端与所述二极管并联连接，所述比较器的输出端与所述输出指示灯相连。

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