CN216959672U - 电源电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电源电路，包括：升压模块、储能模块、继电器以及逆变器。所述升压模块的输入端连接输入电源，输出端连接所述继电器，用于当所述输入电源正常时，对所述输入电源进行升压处理，并将处理获得的电源信号输出至所述继电器。所述储能模块的第一端接地，第二端连接至所述继电器，用于当所述输入电源异常时，向所述继电器输出电源信号。所述继电器与所述逆变器连接，用于将所述升压模块或所述储能模块提供的电源信号传输至所述逆变器。所述逆变器用于对接收到的电源信号进行逆变处理，输出供电信号。本方案能够实现安全可靠供电。

Description

电源电路

技术领域

本申请涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源电路。

背景技术

电能是一种使用广泛的能源，供电故障会带来巨大的经济损失。以通信场景为例，通讯机房是各类信息数据的处理中心。为保证计算机系统可靠地运行，通讯网络枢纽畅通无阻地传递信息，良好的操作环境是必不可少的。

随着社会的发展，对供电安全性的要求越来越高，因此，需要考虑如何实现安全可靠的供电。

实用新型内容

本申请提供一种电源电路，用以实现安全可靠供电。

一方面，本申请提供一种电源电路，包括：升压模块、储能模块、继电器以及逆变器；其中，

所述升压模块的输入端连接输入电源，所述升压模块的输出端连接所述继电器，所述升压模块，用于当所述输入电源正常时，对所述输入电源进行升压处理，并将处理获得的电源信号输出至所述继电器；

所述储能模块的第一端接地，所述储能模块的第二端连接至所述继电器，所述储能模块用于当所述输入电源异常时，向所述继电器输出电源信号；

所述继电器与所述逆变器连接，用于将所述升压模块或所述储能模块提供的电源信号传输至所述逆变器；所述逆变器用于对接收到的电源信号进行逆变处理，输出供电信号。

在一种实施例中，所述电路还包括控制模块，所述控制模块包括：第一稳压模块、第一开关管、可变电阻以及第一电容；

所述第一稳压模块的输入端连接所述输入电源，所述第一稳压模块的输出端连接所述第一开关管的第一端，所述第一稳压模块的接地端连接所述第一电容的第一端；所述第一电容的第二端接地；

所述第一开关管的第一端与所述第一电容的第一端和所述升压模块的控制端连接，所述第一开关管的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第一开关管的控制端与所述可变电阻的控制端连接；

所述可变电阻的第一端与所述升压模块的输出端连接，所述可变电阻的第二端与所述第一电容的第二端连接。

在一种实施例中，所述升压模块包括：多个第二开关管和第二电容；

所述多个第二开关管的控制端共同连接，并作为所述升压模块的控制端与所述第一稳压模块的输出端连接；所述多个第二开关管的第一端共同连接，并作为所述升压模块的输入端与所述输入电源连接；所述多个第二开关管的第二端连接至所述第二电容的第一端；

所述第二电容的第一端作为所述升压模块的输出端与所述继电器连接，所述第二电容的第二端接地。

在一种实施例中，所述控制模块还包括：位于所述升压模块和所述第一开关管之间的第一电阻；

所述第一电阻的第一端与所述第一稳压模块的输出端和所述升压模块的控制端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一开关管的第一端连接。

在一种实施例中，所述控制模块还包括：位于所述升压模块和所述可变电阻之间的第二电阻；

所述第二电阻的第一端与所述升压模块的输出端连接，所述第二电阻的第二端与所述可变电阻的第一端连接。

在一种实施例中，所述控制模块还包括：第三电容；

所述第三电容的第一端与所述第一稳压模块的输入端连接，所述第三电容的第二端接地。

在一种实施例中，所述电路还包括：供电模块；

所述供电模块的输入端连接所述输入电源，所述供电模块的输出端连接至所述继电器的供电端。

在一种实施例中，所述供电模块包括：第二稳压模块；

所述第二稳压模块的输入端连接所述输入电源，所述第二稳压模块的输出端连接至所述继电器的供电端。

在一种实施例中，所述供电模块还包括：第四电容和第五电容；

所述第四电容的第一端与所述第二稳压模块的输入端连接，所述第四电容的第二端接地；

所述第五电容的第一端与所述第二稳压模块的输出端连接，所述第五电容的第二端接地。

在一种实施例中，所述储能模块为铅蓄电池。

在一种实施例中，所述逆变器包括单相桥式逆变拓扑；其中，所述单相桥式逆变拓扑中，每个桥臂的上拉开关管和下拉开关管之间设置有电感，所述电感的第一端与所述上拉开关管连接，所述电感的第二端与所述下拉开关管连接。

在一种实施例中，所述逆变器还包括所述电感对应的二极管；

每个电感的第一端与对应的二极管的负极连接，所述二极管的正极接地。

本申请提供的电源电路，包括升压模块、储能模块、继电器以及逆变器，升压模块的输入端连接输入电源，输出端连接所述继电器。储能模块的第一端接地，第二端连接至继电器，继电器的输出端与逆变器的输入端连接，逆变器用于输出供电信号。基于该方案，电路中的升压模块通过提升逆变的直流电压，能够改变逆变器输出的供电电压。并且当电路中输入电源异常时，由储能模块向逆变器提供电源，以向后级负载供电，从而实现安全可靠供电。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为电源电路给用电设备供电示意图；

图2为本申请实施例一提供的电源电路的结构示意图；

图3为一种示例的电源电路的结构示意图；

图4为控制模块的电路结构图；

图5为另一示例的控制模块的电路结构图；

图6为升压模块的电路结构图；

图7为本申请实施例二提供的电源电路结构示意图；

图8为供电模块的电路结构图；

图9为电源电路结构的结构示意图；

图10为本实施例三提供的逆变器的结构示意图。

附图标记说明：

21：升压模块；

22：储能模块；

23：继电器；

24：逆变器；

31：控制模块；

32：第一稳压模块；

33：第一开关管；

34：可变电阻；

61：第二开关管；

71：供电模块；

81：第二稳压模块；

101：上拉开关管；

102：下拉开关管；

103：电感；

104：二极管；

R1：第一电阻；

R2：第二电阻；

C1：第三电容；

C2：第一电容；

C3：第四电容；

C4：第五电容；

C5：第二电容。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

在实际应用中，电源电路主要用来输出一个供电信号给用电设备供电，如图1所示，图1为电源电路给用电设备供电示意图。通常情况下，电源电路接收的电信号为直流电，所述直流电可由市电经过整流器后提供，市电一般为交流电，整流器可将市电转变成电源电路需要的直流电。所述直流电经过电源电路后输出供电信号为用电设备供电，所述供电信号既可以为直流电也可以为交流电。以一种场景作示例，当电源电路为通讯机房供电时，电源电路可输出一个交流电信号为用电设备供电。

下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，各术语应在本领域内做广义理解。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

实施例一

图2为本申请实施例一提供的电源电路的结构示意图，如图2所示，该电源电路包括：升压模块21、储能模块22、继电器23以及逆变器24；其中，

升压模块21的输入端连接输入电源，升压模块21的输出端连接继电器23，升压模块21，用于当输入电源正常时，对输入电源进行升压处理，并将处理获得的电源信号输出至继电器23；

储能模块22的第一端接地，储能模块22的第二端连接至继电器，储能模块22 用于当输入电源异常时，向继电器23输出电源信号；

继电器23与逆变器24连接，用于将升压模块21或储能模块22提供的电源信号传输至逆变器24；逆变器24用于对接收到的电源信号进行逆变处理，输出供电信号。

其中，输入电源为电源电路提供电信号以保障电源电路的正常运行，通常情况下所述电信号为直流电，可由市电经过整流得到。以一种场景作示例，当电源电路为通讯机房供电的情况下，市电经过整流后可为电源电路提供45V的直流电。

结合场景示例：当输入电源正常时，输入电源经过升压模块21升压后到达继电器23，通过继电器23的内部导通路径，电信号一路经由继电器23的输出端输出至逆变器24，一路经由继电器23的另一端口输出至储能模块22，为储能模块22充电。输出至逆变器24的电信号经过逆变处理，以交流电的形式输出至用电设备，实现电源供电。当输入电源异常时，比如无法供电时，储能模块22输出直流电，电信号经过逆变器24后以交流电的形式输出为用电设备供电。

在一个示例中，电路还包括控制模块31，控制模块31用于控制升压模块的工作状态。比如，输入电源正常时，可通过升压模块供电，基于控制模块可根据需要，控制升压模块供电或停止供电，以进一步提高供电的灵活性。

在一个示例中，如图4所示，控制模块31包括：第一稳压模块32、第一开关管 33、可变电阻34以及第一电容C2；

第一稳压模块32的输入端连接输入电源，第一稳压模块32的输出端连接第一开关管33的第一端，第一稳压模块32的接地端连接第一电容C2的第一端；第一电容 C2的第二端接地；

第一开关管33的第一端与第一电容C2的第一端和升压模块21的控制端连接，第一开关管33的第二端与第一电容C2的第二端连接，第一开关管33的控制端与可变电阻34的控制端连接；

可变电阻34的第一端与升压模块21的输出端连接，可变电阻34的第二端与第一电容C2的第二端连接。

升压模块21由控制模块23控制工作状态，如图3所示，图3为一种示例的电源电路的结构示意图，图中包括升压模块21、控制模块31、储能模块22、继电器23与逆变器24。图中控制模块31控制升压模块21的工作状态，升压模块21负责提升逆变的直流电压；储能模块22的主要作用是作为一个备用电源，当输入电源(比如直流输入的电压信号)出现异常时，由储能模块22继续供电；逆变器24主要负责将继电器输出的直流电转变成交流电，以匹配用电设备的供电要求。

结合图4进行原理示例说明：图4为控制模块的电路结构图，如图4所示，第一稳压模块32的端口1(输入端Vin)与升压模块21的输入端连接输入电源，输入的直流电经过第一稳压模块32后，直流电压从直流45V变为直流12V。第一稳压模块 32的2端口(输出端)输出12V的直流电，可变电阻34通过调节Rq与R2的分压来控制第一开关管33的控制端电压，从而控制第一开关管33的状态。当第一开关管33 导通时，第一稳压模块32输出的电压经过第一开关管33对地放电，此时升压模块的控制端电压为零，升压模块不工作；当第一开关管33关断时，第一稳压模块32的输出的电压给第一电容C2充电，此时升压模块21的控制端电压不为零，升压模块21 正常工作。

可选的，如图5所示，图5为另一示例的控制模块的电路结构图。需要说明的是，以下各示例可以单独或结合实施。如图5所示，在一个示例中，控制模块31还包括：位于升压模块21和第一开关管33之间的第一电阻R1；

第一电阻R1的第一端与第一稳压模块32的输出端和升压模块21的控制端连接，第一电阻R1的第二端与第一开关管33的第一端连接。

具体的，电阻R1位于升压模块21与第一开关管33之间，为电阻R1所在支路起到限流的作用，保证电源电路的可靠性。

在另一个示例中，控制模块31还包括：位于升压模块21和可变电阻34之间的第二电阻R2；

第二电阻R2的第一端与升压模块21的输出端连接，第二电阻R2的第二端与可变电阻34的第一端连接。

具体的，电阻R2位于升压模块21与可变电阻34之间，为电阻R2所在支路起到限流的作用，保证电源电路的可靠性。

在又一个示例中，控制模块31还包括：第三电容C1；

第三电容C1的第一端与第一稳压模块32的输入端连接，第三电容C1的第二端接地。

第三电容C1的一端直接与输入的直流电源相连，另一端接地。

如图5所示，输入电源提供45V的直流电，第一稳压模块32的1端口与升压模块21的输入端连接输入电源，输入的直流电经过第一稳压模块32后，直流电压从直流45V变为直流12V，电源提供45V的直流电同时经过第三电容C1后接地。第一稳压模块32的2端口输出12V的直流电后分成三条支路，一支电路与升压模块21的控制端相连，另一支电路经过第一电阻R1后与第一开关管33连接后接地，最后一支电路经过第二电阻R2后连接可变电阻34后接地。控制模块31的可变电阻34通过调节电阻值得大小来控制第一开关管33的电压，从而控制第一开关管33的状态。当第一开关管33导通时，第一稳压模块32的输出的电压经过第一开关管33后对地放电；当第一开关管33关断时，第一稳压模块32的输出的电压给第一电容C2充电，并给升压模块21供电，此时升压模块21正常工作，从而提升逆变的直流电压。控制模块 31中第三电容C1主要起稳压的作用，第一电阻R1与第二电阻R2在电路中可以起到限流的作用，从而保护电路负载的正常工作。

在一种示例中，升压模块21可由开关管和电容构成，如图6所示，图6为升压模块的电路结构图，升压模块21包括：多个第二开关管61和第二电容C5；

多个第二开关管61的控制端共同连接，并作为升压模块21的控制端与第一稳压模块32的输出端连接；多个第二开关管61的第一端共同连接，并作为升压模块21 的输入端与输入电源连接；多个第二开关管61的第二端连接至第二电容C5的第一端；

第二电容C5的第一端作为升压模块21的输出端与继电器23连接，第二电容C5 的第二端接地。

图中示例，电路中的升压模块21由三个第二开关管61并联然后再与第二电容 C5串联构成。控制模块31控制第二开关管61的状态，当第一开关管导通正常工作时，第二开关管61输出的电流通过三路并联给C5充电，提升逆变的直流电压从而提高信号质量。

本实施例提供的电源电路，包括升压模块、储能模块、继电器以及逆变器，其中升压模块包括多个第二开关管和第二电容，当输入电源正常时，输入电源经过升压模块升压后到达继电器，通过继电器的内部导通路径，电信号一路经由继电器的输出端输出至逆变器，一路经由继电器的另一端口输出至储能模块，为储能模块22充电。输出至逆变器的电信号经过逆变处理，以交流电的形式输出至用电设备，实现电源供电。当输入电源异常时，比如无法供电时，储能模块输出直流电，电信号经过逆变器后以交流电的形式输出为用电设备供电，实现了安全可靠的供电。

实施例二

图7为本申请实施例二提供的电源电路结构示意图，在实施例一的基础上，电源电路还包括：供电模块71；

供电模块71的输入端连接输入电源，供电模块71的输出端连接至继电器23的供电端。

如图7所示的电路，图中包括升压模块21、控制模块31、供电模块71、储能模块22、继电器23与逆变器24。图中控制模块31控制升压模块21的工作状态，升压模块21负责提升逆变的直流电压；储能模块22的主要作用是作为一个备用电源，当输入电源(比如直流输入的电压信号)出现异常时，由储能模块22继续供电。逆变器24主要负责将继电器23输出的直流电转变成交流电，以匹配用电设备的供电要求。直流电源连接至供电模块71的输入端，供电模块71的输出端连接至继电器23的供电端(VCC)，以保障输入电源正常下继电器23的正常工作。

在一种示例中，如图8所示，图8为供电模块的电路结构图，供电模块71包括：第二稳压模块81；

第二稳压模块81的输入端连接输入电源，第二稳压模块81的输出端连接至继电器23的供电端。

可选的，供电模块71还包括：第四电容C3和第五电容C4；

第四电容C3的第一端与第二稳压模块81的输入端连接，第四电容C3的第二端接地；

第五电容C4的第一端与第二稳压模块81的输出端连接，第五电容C4的第二端接地。

如图8所示，供电模块中包括第二稳压模块81，输入电源提供45V的直流电，第二稳压模块81的1端口连接输入电源，输入的直流电经过第二稳压模块81后，直流电压从直流45V变为直流12V。第二稳压模块81的输出端输出12V的直流电后连接至继电器的VCC端，为继电器23提供工作电压。供电模块71还包括第四电容C3 和第五电容C4，第四电容C3的正极连接至直流输入端，第五电容C4的正极连接至第二稳压模块81的输出端，第四电容C3与第五电容C4的负极均接地。第四电容C3 与第五电容C4在电路中起稳压的作用。

可选的，储能模块22块为铅蓄电池。如图9所示，图9为电源电路结构的结构示意图，在前述示例结合实施的基础上进行如图示例：当电路可以正常工作时，储能模块22的铅蓄电池充当一个备用电源。电路中输入电源出现异常时，第一稳压模块32不输出电信号，从而控制升压模块停止工作。另外，供电模块的第二稳压模块81 同样停止输出电信号，继电器改变内部导通路径。此时，储能模块可提供24V的直流电，通过继电器的内部导通路径，输出至逆变器24，逆变器24进行逆变处理后输出 30V交流电，供后级负载使用。

本实施例提供的供电模块与储能模块，供电模块包括第二稳压模、第四电容C3 与第五电容C4，储能模块为铅蓄电池。供电模块在电源电路正常工作时为继电器提供电源电压，储能模块在电源电路异常时为电路提供24V直流电保障负载的正常工作。本实施例当电路异常时提供备用电源为负载供电，实现了电路的不间断供电，确保了关键用电设备的安全性。

实施例三

图10为本实施例三提供的逆变器的结构示意图，逆变器24包括单相桥式逆变结构；其中，单相桥式逆变结构中，每个桥臂的上拉开关管101和下拉开关管102之间设置有电感103，电感103的第一端与上拉开关管101连接，电感103的第二端与下拉开关管102连接。

逆变器24还包括电感103对应的二极管104；

每个电感103的第一端与对应的二极管104的负极连接，二极管104的正极接地。

具体的，该结构在单相桥式逆变结构的基础上，在每个桥臂的上、下两个开关管之间串联一个电感103，在电感与桥臂的下开关管两端反向并联一只续流二极管。逆变器正极输入的电流是由继电器23的输出电流提供的，输入电流为直流电，经过内部逆变后，以交流电的形式从负极输出。用电设备连接在图中所示的a、b两点之间，用电设备的一端与a点相连，作为用电设备的正极输入端；另一端与b点相连，作为用电设备的负极输出端。

本实施例提供的逆变器24，在调制波的半个周期内，各桥臂只有上拉开关管动作，与之互补的下拉开关管一直处于关闭状态，减少了开关管的开关的损耗，提高了电路的工作效率，而且不需要插入死区时间，有效的解决了逆变电路桥臂直通的问题。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (12)

1.一种电源电路，其特征在于，包括：升压模块、储能模块、继电器以及逆变器；其中，

所述升压模块的输入端连接输入电源，所述升压模块的输出端连接所述继电器，所述升压模块，用于当所述输入电源正常时，对所述输入电源进行升压处理，并将处理获得的电源信号输出至所述继电器；

所述储能模块的第一端接地，所述储能模块的第二端连接至所述继电器，所述储能模块用于当所述输入电源异常时，向所述继电器输出电源信号；

所述继电器与所述逆变器连接，用于将所述升压模块或所述储能模块提供的电源信号传输至所述逆变器；所述逆变器用于对接收到的电源信号进行逆变处理，输出供电信号。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括控制模块，所述控制模块包括：第一稳压模块、第一开关管、可变电阻以及第一电容；

所述第一稳压模块的输入端连接所述输入电源，所述第一稳压模块的输出端连接所述第一开关管的第一端，所述第一稳压模块的接地端连接所述第一电容的第一端；所述第一电容的第二端接地；

所述第一开关管的第一端与所述第一电容的第一端和所述升压模块的控制端连接，所述第一开关管的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第一开关管的控制端与所述可变电阻的控制端连接；

所述可变电阻的第一端与所述升压模块的输出端连接，所述可变电阻的第二端与所述第一电容的第二端连接。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述升压模块包括：多个第二开关管和第二电容；

所述多个第二开关管的控制端共同连接，并作为所述升压模块的控制端与所述第一稳压模块的输出端连接；所述多个第二开关管的第一端共同连接，并作为所述升压模块的输入端与所述输入电源连接；所述多个第二开关管的第二端连接至所述第二电容的第一端；

所述第二电容的第一端作为所述升压模块的输出端与所述继电器连接，所述第二电容的第二端接地。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述控制模块还包括：位于所述升压模块和所述第一开关管之间的第一电阻；

所述第一电阻的第一端与所述第一稳压模块的输出端和所述升压模块的控制端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一开关管的第一端连接。

5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述控制模块还包括：位于所述升压模块和所述可变电阻之间的第二电阻；

所述第二电阻的第一端与所述升压模块的输出端连接，所述第二电阻的第二端与所述可变电阻的第一端连接。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述控制模块还包括：第三电容；

所述第三电容的第一端与所述第一稳压模块的输入端连接，所述第三电容的第二端接地。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：供电模块；

所述供电模块的输入端连接所述输入电源，所述供电模块的输出端连接至所述继电器的供电端。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述供电模块包括：第二稳压模块；

所述第二稳压模块的输入端连接所述输入电源，所述第二稳压模块的输出端连接至所述继电器的供电端。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述供电模块还包括：第四电容和第五电容；

所述第四电容的第一端与所述第二稳压模块的输入端连接，所述第四电容的第二端接地；

所述第五电容的第一端与所述第二稳压模块的输出端连接，所述第五电容的第二端接地。

10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述储能模块为铅蓄电池。

11.根据权利要求1-10任一项所述的电路，其特征在于，所述逆变器包括单相桥式逆变拓扑；其中，所述单相桥式逆变拓扑中，每个桥臂的上拉开关管和下拉开关管之间设置有电感，所述电感的第一端与所述上拉开关管连接，所述电感的第二端与所述下拉开关管连接。

12.根据权利要求11所述的电路，其特征在于，所述逆变器还包括所述电感对应的二极管；

每个电感的第一端与对应的二极管的负极连接，所述二极管的正极接地。

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