CN217282701U - 供电处理装置及供电系统 - Google Patents

Abstract

一种供电处理装置及供电系统。所述供电处理装置，基于电网输出的交流电压信号，向第一负载提供交流电压信号，以及向第二负载提供直流电压信号；其中：所述供电处理装置包括：第一滤波电路、第二滤波电路及整流电路；所述第一滤波电路，与所述供电线缆连接，用于对所述供电线缆与地线之间存在的EMI噪声进行滤波；所述第二滤波电路，与所述供电线缆连接，用于对述供电线缆内部的EMI噪声进行滤波；所述整流电路，一端与所述供电线缆连接，用于在所述第二滤波电路进行滤波前，将所述供电线缆中传输的交流电压信号转换为直流电压信号，以输出至所述第二负载。采用上述方案，可以在不增加负载结构复杂度的情况下，为负载提供直流电。

Description

供电处理装置及供电系统

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，具体涉及一种供电处理装置及供电系统。

背景技术

在电力输送过程中，滤波器是重要的电子器件。滤波器通常位于电网和负载之间，并与供电线缆连接。滤波器可以把电网输出的交流电压毫无衰减地传输到负载上。负载在接收到电网输出的交流电压后，会产生电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)噪声。滤波器还可以有效地控制负载本身产生的EMI噪声进入电网，污染电磁环境，损害电网内的其它设备。

在实际应用中，负载可能需要交流供电，也可能需要直流供电。

然而，现有的电网仅能输出交流电，由此使得部分需要直流供电的负载，要在自身内部设置交流转直流模块，来获得所需要的直流电，导致负载的结构比较复杂。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：在不增加负载结构复杂度的情况下，为负载提供直流电。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种供电处理装置，一端通过供电线缆与电网连接，另一端通过供电线缆与负载连接；所述供电处理装置，基于电网输出的交流电压信号，向第一负载提供交流电压信号，以及向第二负载提供直流电压信号；

其中：所述供电处理装置包括：第一滤波电路、第二滤波电路及整流电路；

所述第一滤波电路，与所述供电线缆连接，用于对所述供电线缆与地线之间存在的EMI噪声进行滤波；

所述第二滤波电路，与所述供电线缆连接，用于对述供电线缆内部的EMI噪声进行滤波；

所述整流电路，一端与所述供电线缆连接，用于在所述第二滤波电路进行滤波前，将所述供电线缆中传输的交流电压信号转换为直流电压信号，以输出至所述第二负载。

可选地，所述第一滤波电路包括：

共模电感，位于所述供电线缆的导线间；

RC滤波子电路，与所述供电线缆连接，用于在所述共模电感的配合下，将所述供电线缆与地线之间存在的EMI噪声信号输出至地线。

可选地，所述整流电路的输入端，与所述共模电感和RC滤波子电路之间的供电线缆连接。

可选地，所述整流电路的输入端，与所述共模电感和所述第二滤波电路之间的供电线缆连接。

可选地，所述整流电路的输入端，与所述第二滤波电路和所述第一负载之间的供电线缆连接。

可选地，所述供电线缆包括：三相导线，所述三相导线包括：第一导线、第二导线及第三导线，所述第一导线、第二导线及第三导线中信号的相位不同。

可选地，所述整流电路为三相整流桥电路。

可选地，所述第二滤波电路包括：与所述第一导线连接的第一电容，与所述第二导线连接的第二电容，以及与所述第三导线连接的第三电容；所述第一电容、第二电容及第三电容的另一端相连接。

可选地，所述RC滤波子电路包括：与所述第一导线连接的第一滤波单元，与所述第二导线连接的第二滤波单元，与所述第三导线连接的第三滤波单元，以及与所述第一滤波单元、第二滤波单元及第三滤波单元的第四滤波单元。

本实用新型还提供了一种供电系统，所述系统包括：

电网；

上述任一种的供电处理装置；

第一负载及第二负载；

其中，所述供电处理装置，用于基于电网输出的交流电压信号，向第一负载提供交流电压信号，以及向第二负载提供直流电压信号。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下优点：

应用本实用新型的方案，由于供电处理装置内设置有整流电路，所述整流电路可以向负载提供直流电压信号，这样，需要直流供电的负载内无需集成交流转直流模块，由此可以在不增加负载结构复杂度的情况下，为负载提供直流电。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种供电处理装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中另一种供电处理装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中又一种供电处理装置的结构示意图。

具体实施方式

由于轨道交通设备的特殊性，整个系统电路中既有交流供电设备，也有直流供电设备。在交流和直流转换的过程中，就需要有专用的电子器件来起到整流的作用。

目前的滤波器，采用的是传统的电感以及电容等器件构成，来抑制EMI干扰，但是不具备整流功能。因此，对于需要直流供电设备，都是在自身内部设置交流转直流模块，来获得所需要的直流电，导致负载的结构比较复杂。

针对该问题，本实用新型提供了一种供电处理装置，所述供电处理装置不仅可以直接将电网输出的交流电压信号提供给负载，还具有整流电路，所述整流电路可以将电网输出的交流电压信号转换为直流电压信号，再提供给负载。在使用本实用新型中的供电处理装置时，需要直流供电的负载内可以无需设置交流转直流模块，由此可以在不增加负载结构复杂度的情况下，为负载提供直流电。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例作详细地说明。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种供电处理装置10。所述供电处理装置10一端通过供电线缆与电网20连接，另一端通过供电线缆与负载连接。其中，所述负载可以包括第一负载LOAD1及第二负载LOAD2，所述供电处理装置10可以基于电网输出的交流电压信号，向第一负载LOAD1提供交流电压信号，以及向第二负载LOAD2提供直流电压信号。

其中：所述供电处理装置10可以包括：第一滤波电路110、第二滤波电路120及整流电路130。

所述第一滤波电路110，与所述供电线缆连接，用于对所述供电线缆与地线之间存在的EMI噪声进行滤波；

所述第二滤波电路120，与所述供电线缆连接，用于所述供电线缆内部的EMI噪声进行滤波；

所述整流电路130，一端与所述供电线缆连接，用于在所述第二滤波电路进行滤波前，将所述供电线缆中传输的交流电压信号转换为直流电压信号，以输出至所述第二负载LOAD2。

通过在供电处理装置10内设置整流电路130，所述整流电路130可以将供电线缆中传输的交流电压信号转换为直流电压信号，由此可以直接为需要直流供电的第二负载LOAD2供电，无需在第二负载LOAD2内设置交流转直流模块，由此可以降低第二负载LOAD2的结构复杂度。

在本实用新型的实施例中，所述电网20，指的是电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体。它包含变电、输电、配电三个部分。电力网的任务是输送与分配电能，改变电压。电网20通过供电线缆，将电压输送给负载。

在具体实施中，所述供电线缆即交流输入导线。所述交流输入导线可以为三相导线，即包括三组导线，如图1所示，可以分别为第一导线L1-L1’，第二导线L2-L2’，以及第三导线L3-L3’。三组导线上传输的交流电压信号，频率相同、振幅相等、相位依次互差120°。

负载在工作状态下，会在电源输入端出现EMI噪声。负载产生的EMI噪声会进入电网中，干扰电网内的设备。为了抑制负载产生的EMI噪声会进入电网，需要在EMI噪声的传输路径上进行电磁屏蔽。其中，EMI噪声的传输路径即所述供电线缆，也称交流输入导线。

在本实用新型的实施例中，第一滤波电路110及第二滤波电路120，用于抑制负载产生的EMI。

具体地，第一滤波电路110，用于抑制交流输入导线与地线之间存在的EMI噪声，该EMI噪声也称共模噪声。共模噪声信号与交流输入导线上传输的交流信号通常电位相等，相位相同。所述第二滤波电路120，用于抑制交流输入引线之间的EMI噪声，该EMI噪声也称差模噪声。差模噪声信号与交流输入导线上传输的交流信号之间，相位相差180°。

通过设置所述第一滤波电路110，可以将共模噪声信号从交流输入导线流入大地。通过设置第二滤波电路120，可以将交流输入导线之间的差模噪声滤除。

在具体实施中，所述第一滤波电路110及所述第二滤波电路120的具体结构不作限制。

在本实用新型的一实施例中，所述第一滤波电路110可以包括：共模电感L及RC滤波子电路1101。其中，所述共模电感L可以位于供电线缆的导线间。所述RC滤波子电路1101与所述供电线缆连接，用于在所述共模电感L的配合下，将所述供电线缆与地线之间存在的EMI噪声信号输出至地线。

一般而言，共模电感L可以具有两个线圈，这两个线圈绕在同一磁芯上，匝数相同(反向绕制)。这样，当供电线缆中的共模电流(即共模EMI噪声信号)流经共模电感时，共模电流会在共模电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消。当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，由此使得共模电流经RC滤波子电路1101过滤后，流入大地。

在具体实施中，所述RC滤波子电路1101可以包括多个RC滤波单元。以所述供电线缆为三相导线为例，所述RC滤波子电路1101可以包括：与所述第一导线L1-L1’连接的第一滤波单元，与所述第二导线L2-L2’连接的第二滤波单元，与所述第三导线L3-L3’连接的第三滤波单元，以及与所述第一滤波单元、第二滤波单元及第三滤波单元的第四滤波单元。其中，每个滤波单元均可以包括并联连接的电阻R1及滤波电容C0。

在本实用新型的一实施例中，第二滤波电路120可以包括：与所述第一导线L1-L1’连接的第一电容C1，与所述第二导线L2-L2’连接的第二电容C2，以及与所述第三导线L3-L3’连接的第三电容C3；所述第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3的另一端相连接。

在本实用新型的实施例中，整流电路130在所述第二滤波电路120进行滤波前，将所述供电线缆中传输的交流电压信号转换为直流电压信号。此时，整流电路130的输出端DC⁺和DC^-，连接至第二负载LOAD2时，第二负载LOAD2产生的EMI噪声至少经过第二滤波电路120的过滤。第二滤波电路120可以抑制第二负载LOAD2产生的差模EMI噪声，由此可以减少对电网20内设备的损害。

在具体实施中，所述整流电路130与第一滤波电路110及第二滤波电路120之间的相对位置关系可以存在多种，具体不作限制。

例如，参照图1，所述整流电路130的输入端，可以与所述共模电感L和RC滤波子电路1101之间的供电线缆连接，即所述整流电路130与第一滤波电路110内部的供电线缆连接。此时，所述第二负载LOAD2产生的EMI噪声，先被第一滤波电路110滤除其中的共模EMI噪声部分，再被第二滤波电路120滤除其中的差模EMI噪声部分，对电网20内设备的损害最小。

又如，参照图2，所述整流电路130的输入端，可以与所述共模电感L和所述第二滤波电路120之间的供电线缆连接，即所述整流电路130与第一滤波电路110及第二滤波电路120之间的供电线缆连接。此时，所述第二负载LOAD2产生的EMI噪声，被第二滤波电路120滤除其中的差模EMI噪声部分，再传导致电网20内。

再如，参照图3，所述整流电路130的输入端，可以与所述第二滤波电路120和所述第一负载LOAD1之间的供电线缆连接，即所述整流电路130位于第二滤波电路120和所述第一负载LOAD1之间。此时，所述第二负载LOAD2产生的EMI噪声，先被第一滤波电路110滤除其中的共模EMI噪声部分，再被第二滤波电路120滤除其中的差模EMI噪声部分，对电网20内设备的损害最小。

在具体实施中，所述整流电路30的结构可以存在多种，具体可以根据电网输出端不同的额定电压和额定电流来选择不同的整流元器件实现。

在本发明的一实施例中，参照图1，所述整流电路30可以为三相整流桥电路。所述三相整流桥电路可以为三相全波整流桥电路。具体地，所述三相全波整流桥电路，是将连接好的桥式整流电路的6个整流二极管封装在一起，组成一个桥式、全波整流电路

在其它实施例中，也可以采用其它结构的整流电路，此处不作限制。

本实用新型实施例还提供了一种供电系统，参照图1，所述供电系统可以包括：电网20，上述实施例中任一种的供电处理装置10，第一负载LOAD1及第二负载LOAD2。

所述供电处理装置10，可以基于电网20输出的交流电压信号，向第一负载LOAD1提供交流电压信号，以及向第二负载LOAD2提供直流电压信号。其中，所述第一负载LOAD1为直流供电设备，所述第二负载LOAD2为交流供电设备。

由上述内容可知，本实用新型实施例中的供电处理装置10，同时具有抑制EMI传导干扰功能及整流功能，可以在不增加负载结构复杂度的情况下，为负载提供直流电。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种供电处理装置，一端通过供电线缆与电网连接，另一端通过供电线缆与负载连接；其特征在于，所述供电处理装置，基于电网输出的交流电压信号，向第一负载提供交流电压信号，以及向第二负载提供直流电压信号；

其中：所述供电处理装置包括：第一滤波电路、第二滤波电路及整流电路；

所述第一滤波电路，与所述供电线缆连接，用于对所述供电线缆与地线之间存在的EMI噪声进行滤波；

所述第二滤波电路，与所述供电线缆连接，用于对述供电线缆内部的EMI噪声进行滤波；

所述整流电路，一端与所述供电线缆连接，用于在所述第二滤波电路进行滤波前，将所述供电线缆中传输的交流电压信号转换为直流电压信号，以输出至所述第二负载。

2.如权利要求1所述的供电处理装置，其特征在于，所述第一滤波电路包括：

共模电感，位于所述供电线缆的导线间；

RC滤波子电路，与所述供电线缆连接，用于在所述共模电感的配合下，将所述供电线缆与地线之间存在的EMI噪声信号输出至地线。

3.如权利要求2所述的供电处理装置，其特征在于，所述整流电路的输入端，与所述共模电感和RC滤波子电路之间的供电线缆连接。

4.如权利要求2所述的供电处理装置，其特征在于，所述整流电路的输入端，与所述共模电感和所述第二滤波电路之间的供电线缆连接。

5.如权利要求2所述的供电处理装置，其特征在于，所述整流电路的输入端，与所述第二滤波电路和所述第一负载之间的供电线缆连接。

6.如权利要求2所述的供电处理装置，其特征在于，所述供电线缆包括：三相导线，所述三相导线包括：第一导线、第二导线及第三导线，所述第一导线、第二导线及第三导线中信号的相位不同。

7.如权利要求6所述的供电处理装置，其特征在于，所述整流电路为三相整流桥电路。

8.如权利要求6所述的供电处理装置，其特征在于，所述第二滤波电路包括：与所述第一导线连接的第一电容，与所述第二导线连接的第二电容，以及与所述第三导线连接的第三电容；所述第一电容、第二电容及第三电容的另一端相连接。

9.如权利要求6所述的供电处理装置，其特征在于，所述RC滤波子电路包括：与所述第一导线连接的第一滤波单元，与所述第二导线连接的第二滤波单元，与所述第三导线连接的第三滤波单元，以及与所述第一滤波单元、第二滤波单元及第三滤波单元的第四滤波单元。

10.一种供电系统，其特征在于，包括：

电网；

权利要求1至9任一项所述的供电处理装置；

第一负载及第二负载；

其中，所述供电处理装置，用于基于电网输出的交流电压信号，向第一负载提供交流电压信号，以及向第二负载提供直流电压信号。

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