CN217388230U - 一种带直通功能的智能pdu电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能PDU电路，包括智能PDU，以及安装于智能PDU上的模式选择开关，所述模式选择开关其包括公共端和两个输出端，公共端和两个输出端分别构成两路选择开关，即智能模式开关和直通模式开关，其中智能模式开关串接在智能PDU的供电电路中，直通模式开关串接在由智能PDU控制的输出控制电路中，当模式选择开关选在智能模式时，智能模式开关接通，智能PDU工作，高压交流电源通过智能PDU为负载供电，当模式选择开关选在直通模式时，直通模式开关接通，绕开智能PDU的控制，高压交流电源直接通过输出控制电路为负载供电。在PDU受到损坏后，供电电源可以绕开PDU的控制，直接给负载(各种用电设备)供电。

Description

一种带直通功能的智能PDU电路

技术领域

本实用新型属于供电技术领域，具体涉及一种带直通功能的智能PDU电路。

背景技术

目前，市场上的智能PDU(Power Distribution Uint)，一般具备本机面板控制功能和远程控制功能：

(1)本机面板控制功能：通过本机显示屏、操作按键，手动控制各路输出插座上电、断电，可以查看各路输出的电压、电流、频率、功率、机箱内温度等参数。

(2)PDU远程控制功能：通过以太网远程控制PDU各路上电、断电，并对PDU的输出电压、电流、频率、功率、机箱温度、各路输出电流状态进行监测、控制。

目前市场上的PDU缺点：

当PDU在恶劣环境下使用，比如战场，PDU的通信网络，以及PDU内部的MCU电路和控制电路等可能会受到或多或少的破坏，此时PDU的某一路或者某几路甚至全部输出都会终止供电，严重影响后面的用电设备的正常运行。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种带直通功能的智能PDU电路，可以保证PDU内部电路在遭到破坏或损坏时进行正常供电。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种带直通功能的智能PDU电路，包括智能PDU，以及安装于智能PDU上的模式选择开关，所述模式选择开关其包括公共端和两个输出端，公共端和两个输出端分别构成两路选择开关，即智能模式开关和直通模式开关，其中智能模式开关串接在智能PDU的供电电路中，直通模式开关串接在由智能PDU控制的输出控制电路中，当模式选择开关选在智能模式时，智能模式开关接通，智能PDU工作，高压交流电源通过智能PDU为负载供电，当模式选择开关选在直通模式时，直通模式开关接通，绕开智能PDU的控制，高压交流电源直接通过输出控制电路为负载供电。

进一步的，所述智能PDU由壳体以及安装于壳体内的防雷、防浪涌、滤波电路，电源转换模块，PDU主控电路组成，其中防雷、防浪涌、滤波电路串接在输入电源和电源转换模块之间，用于保持电源稳定，防止损坏后级电路，电源转换模块包括两路并联的AC-DC，AC-DC的输入端接经高压交流电源，AC-DC的输出端经滤波后通过隔离二极管为PDU主控电路提供低压直流电源(提供两路AC-DC供电模块主要是提高供电可靠性)。

更进一步的，所述PDU主控电路包括MCU电路、输出控制电路、通信电路、显示电路以及按键电路，其中按键电路的输出连接MCU电路的输入，MCU电路的输出连接显示电路和输出控制电路，MCU电路与通信电路双向通讯连接，其中MCU电路根据按键电路或者通信电路的控制要求输出控制信号驱动输出控制电路，实现输出控制。

再进一步的，所述输出控制电路包括继电器以及继电器驱动电路，所述继电器串接在高压交流电源和负载之间，所述继电器驱动电路为直流低压12V驱动电路。

优选的，所述智能模式开关串接在智能PDU的交流供电电路中，即智能模式开关串接在高压交流供电回路中，控制智能PDU的主供电电源的通断；直通模式开关串接在为输出控制电路供电的高压交流电源中，并且该高压交流电源连接继电器的常闭触点，继电器的常开触点直接连接高压交流电源。

优选的，所述智能模式开关串接在智能PDU的直流供电电路中，即智能模式开关串接在低压直流供电回路中，控制智能PDU的低压直流供电电源12V的通断；直通模式开关串接在输出控制电路的直流低压驱动电路中，为直流低压驱动电路的低压直流电源提供电流通路，控制继电器工作。

优选的，所述模式选择开关为自锁按钮开关、旋钮开关或者拨动开关中的任意一种。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型采用模式选择开关对智能PDU进行旁路，使PDU在通信网络和或MCU控制电路受到损坏后，供电电源可以绕开PDU的控制，直接给负载(各种用电设备)供电，虽然没有智能控制功能，但此时PDU相当于一个普通“接线板”，后面的各种设备可以正常供电正常工作，尤其在战场等恶劣环境下，可以解燃眉之急。

附图说明

图1是本实用新型实施例1原理框图；

图2是本实用新型实施例1电路原理图；

图3是本实用新型实施例2原理框图；

图4是本实用新型实施例2电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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做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。

本实用新型是一种带直通功能的智能PDU电路，其应用于现有的智能PDU中，可以实现智能PDU在恶劣环境下的应急供电。

本实用新型包括智能PDU，以及安装于智能PDU上的模式选择开关，所述模式选择开关其包括公共端和两个输出端，公共端和两个输出端分别构成两路选择开关，即智能模式开关和直通模式开关，其中智能模式开关串接在智能PDU的供电电路中，直通模式开关串接在由智能PDU控制的输出控制电路中，当模式选择开关选在智能模式时，智能模式开关接通，智能PDU工作，高压交流电源通过智能PDU为负载供电，当模式选择开关选在直通模式时，直通模式开关接通，绕开智能PDU的控制(不管控制电路是否能正常工作)，高压交流电源直接通过输出控制电路为负载供电。

如图1-图4所示，所述智能PDU由壳体以及安装于壳体内的防雷、防浪涌、滤波电路，电源转换模块，PDU主控电路组成，其中防雷、防浪涌、滤波电路串接在输入电源和电源转换模块之间，用于保持电源稳定，防止损坏后级电路，电源转换模块包括两路并联的AC-DC，AC-DC的输入端接经高压交流电源，AC-DC的输出端经滤波后为PDU主控电路提供低压直流电源。

如图1和图2所示，本实用新型所述PDU主控电路包括MCU电路、输出控制电路、通信电路、显示电路以及按键电路，其中按键电路的输出连接MCU电路的输入，MCU电路的输出连接显示电路和输出控制电路，MCU电路与通信电路双向通讯连接，其中MCU电路根据按键电路或者通信电路的控制要求输出控制信号驱动输出控制电路，实现输出控制。

作为本实用新型的优选实施方式，所述输出控制电路包括继电器以及继电器驱动电路，所述继电器串接在高压交流电源和负载(插座)之间，所述继电器驱动电路为直流低压驱动电路。

作为本实用新型的优选实施方式，所述模式选择开关为自锁按钮开关、旋钮开关或者拨动开关中的任意一种。

作为本实用新型的优选实施方式之一(实施例1)，如图1和图2所示，所述智能模式开关串接在智能PDU的交流供电电路中，即智能模式开关串接在高压交流供电回路中，控制智能PDU的主供电电源的通断；直通模式开关串接在为输出控制电路供电的高压交流电源中，并且该高压交流电源连接继电器的常闭触点，继电器的常开触点直接连接高压交流电源。

根据实际需要，本实用新型电路可以设计出不同类型的PDU，即4路智能PDU、8路智能PDU、12路智能PDU、16路智能PDU等，同时还可以根据输出功率、输出电流等设计不同的类型。

工作原理：

如图1和2所示，本实施例1配备两路并联的AC-DC电源转换模块，两个AC-DC输出的12V通过二极管隔离，当一个AC-DC损坏另一个AC-DC可以单独工作，可靠性高于同类产品。

220V交流输入经过防雷、防浪涌保护、滤波电路后输出稳定的高压交流电源(220V交流电源)，其中高压交流电源的火线L接入模式选择开关S1的公共端。

当模式选择开关S1选择“智能模式”时，智能模式开关接通，火线L给两个并联的AC-DC电源转换模块供电，电源转换模块给PDU主控电路提供12V电源，只有AC-DC电源转换模块正常供电，MCU电路、通信电路、显示电路、输出控制电路、按键电路等才能正常工作，PDU即可进入智能模式，可以进行远程控制，也可以通过PDU的操作面板(按键、显示)手动操作。

下面以第1路插座XS1开通、关断来阐述PDU控制原理：

a.火线L连接每路继电器的常开触点NO，每路继电器的公共端COM和插座XS1的火线L连接，当继电器驱动电路(本实施采用低压直流驱动电路)的控制端01为高电平时，三极管Q1导通，此时继电器K1吸合，此时继电器常开触点N0和公共端COM接通，相应第1路插座XS1开通供电。

b.当第1路继电器驱动控制端01为低电平时，三极管Q1截止，继电器K1断开，此时继电器公共端COM和常开触点N0断开，公共端COM和常闭触点NC连接，但常闭触点连接的火线L由于模式选择开关S1是断开的并没有接通，第1路插座XS1断开供电。

c.当模式选择开关S1选择“直通模式”，直通模式开关接通，火线L通过模式选择开关连接到继电器的常闭触点NC，高压供电电源依次通过模式选择开关S1的直通模式开关和继电器常闭触点NC为插座XS1供电。

由于每路继电器的常闭触点NC全部连接在一起，并且每路输出插座的火线L都和每路继电器的公共端COM连接，这样PDU的每路输出插座全部正常供电。

这种“直通模式”完全靠机械连接导通实现，不需要任何控制电路，当这样的PDU在战场等恶劣环境下应用时，控制电路受到部分或全部损坏后，将模式选择开关S1选到“直通模式”，智能PDU虽然失去了智能功能，但完全相当于一个普通“接线板”，能够给后面设备正常供电。

为保证PDU可靠工作，防止继电器粘连，延长PDU使用寿命，需要保证：

(1)继电器需要选择高质量继电器；

(2)继电器常开触点和常闭触点的额定电流都需要和PDU每路的输出最大电流之间留出足够余量；

(3)模式选择开关S1的额定电流和PDU总电流之间也需要留出足够余量，本实施例PDU总功率4000W，总电流20A左右，模式选择开关额定电流是220V AC 35A。

对于本实施例，所述MCU电路通过电压、电流互感器采集各路电压、电流，通过温度传感器采集机箱内温度，通过漏电线圈以及放大电路采集漏电流等参数，根据每路电压、电流大小判读是否需要过压、过流保护，并负责接收上位机命令或前面板命令，控制驱动电路开通或关断PDU各路的输出。采集电路采用常规电路，未在电路图中画出，本领域技术人员可以根据现有技术进行设计。

对于上述的实施例1，模式选择开关S1串接在火线L中，用于控制火线，对于本领域技术人员来说，也可以将模式选择开关S1串接在12V的GND里面，通过控制GND实现。

作为本实用新型的优选实施方式之二(实施例2)，如图3和图4所示，所述智能模式开关串接在智能PDU的直流供电电路中，即智能模式开关串接在低压直流12V供电回路中，控制智能PDU的低压直流供电电源的通断；直通模式开关串接在输出控制电路的直流低压驱动电路中，为直流低压驱动电路的低压直流电源提供电流通路，控制继电器工作。

工作原理：

对于本实施例，模式选择开关S1串接在低压直流电源回路中，即模式选择开关S1通过控制两个AC-DC电源转换模块输出的12V(低压直流电源)电路的“地”以及输出控制电路中继电器线圈的“地”来控制智能模式和直通模式转换。

2路AC-DC电源转换模块共用同一个“地”，两路12V通过二极管隔离给PDU主控电路供电。

当模式选择开关S1选到智能模式，智能模式开关接通，AC-DC电源转换模块的输出“地”和PDU主控电路的低压直流12V电源“地”连接，才能正常提供12V供电，PDU主控电路才能开始正常工作，PDU进入智能模式，通过网络或PDU操作面板可以控制各路输出插座的开通、关断，过压、过流保护，并读取每路的电压值、电流值、功率、温度、漏电流等参数。

当模式开关选到“直通模式”，智能模式开关断开，PDU主控电路的低压直流12V电源“地”断开，PDU主控电路停止工作，直通模式开关接通，继电器线圈上的低压直流电源12V依次通过线圈和二极管与“地”接通，继电器工作，常开触点NO闭合，火线L和常开触点N0连接，给插座供电。以此类推，其他各路插座采用相同的电路和控制方式。

本实施例的缺点：

(1)当模式选择开关选到“直通模式”时，需要两路AC-DC电源转换模块中至少有1块能正常工作，给继电器提供12V低压直流电源；

(2)每路继电器需要能够正常吸合；

本实施例的优点：

(1)继电器常开触点额定电流和每路输出最大电流有足够余量即可，对继电器要求不高；

(2)模式选择开关只转换逻辑地线，逻辑电路功率小，开关额定功率、电流不大；可选择小型开关，比如拨动开关。

Claims (7)

1.一种带直通功能的智能PDU电路，其特征在于：包括智能PDU，以及安装于智能PDU上的模式选择开关，所述模式选择开关其包括公共端和两个输出端，公共端和两个输出端分别构成两路选择开关，即智能模式开关和直通模式开关，其中智能模式开关串接在智能PDU的供电电路中，直通模式开关串接在由智能PDU控制的输出控制电路中，当模式选择开关选在智能模式时，智能模式开关接通，智能PDU工作，高压交流电源通过智能PDU为负载供电，当模式选择开关选在直通模式时，直通模式开关接通，绕开智能PDU的控制，高压交流电源直接通过输出控制电路为负载供电。

2.根据权利要求1所述的一种带直通功能的智能PDU电路，其特征在于：所述智能PDU由壳体以及安装于壳体内的防雷、防浪涌、滤波电路，电源转换模块，PDU主控电路组成，其中防雷、防浪涌、滤波电路串接在输入电源和电源转换模块之间，用于保持电源稳定，防止损坏后级电路，电源转换模块包括两路并联的AC-DC，AC-DC的输入端接经高压交流电源，AC-DC的输出端经滤波后为PDU主控电路提供低压直流电源。

3.根据权利要求2所述的一种带直通功能的智能PDU电路，其特征在于：所述PDU主控电路包括MCU电路、输出控制电路、通信电路、显示电路以及按键电路，其中按键电路的输出连接MCU电路的输入，MCU电路的输出连接显示电路和输出控制电路，MCU电路与通信电路双向通讯连接，其中MCU电路根据按键电路或者通信电路的控制要求输出控制信号驱动输出控制电路，实现输出控制。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种带直通功能的智能PDU电路，其特征在于：所述输出控制电路包括继电器以及继电器驱动电路，所述继电器串接在高压交流电源和负载之间，所述继电器驱动电路为直流低压驱动电路。

5.根据权利要求4所述的一种带直通功能的智能PDU电路，其特征在于：所述智能模式开关串接在智能PDU的交流供电电路中，即智能模式开关串接在高压交流供电回路中，控制智能PDU的主供电电源的通断；直通模式开关串接在为输出控制电路供电的高压交流电源中，并且该高压交流电源连接继电器的常闭触点，继电器的常开触点直接连接高压交流电源。

6.根据权利要求4所述的一种带直通功能的智能PDU电路，其特征在于：所述智能模式开关串接在智能PDU的直流供电电路中，即智能模式开关串接在低压直流供电回路中，控制智能PDU的低压直流供电电源的通断；直通模式开关串接在输出控制电路的直流低压驱动电路中，为直流低压驱动电路的低压直流电源提供电流通路，控制继电器工作。

7.根据权利要求1所述的一种带直通功能的智能PDU电路，其特征在于：所述模式选择开关为自锁按钮开关、旋钮开关或者拨动开关中的任意一种。

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