CN217505955U - 多电源系统的输入电压侦测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种多电源系统的输入电压侦测电路，包含多个电源端被动组件模块、一开关共同端被动组件模块、多个电压侦测单元，各电源端被动组件模块连接于各电源与一电源自动切换开关之间，包含两电源端被动组件单元，其中一电源端被动组件单元的一端连接另一电源端被动组件单元的一端而形成一第一电位固定节点；开关共同端被动组件模块连接于电源自动切换开关的一共同端，包含两开关共同端被动组件单元，其中一开关共同端被动组件单元的一端连接另一开关共同端被动组件单元的一端而形成一第二电位固定节点；以及各电压侦测单元的输入端连接各电源，以侦测各电源的输入电压。

Description

多电源系统的输入电压侦测电路

技术领域

本实用新型涉及一种输入电压侦测电路，特别是指应用在多电源系统的输入电压侦测电路。

背景技术

多电源系统一般用于提升供电稳定度与解决供电安全性上的问题，借由并联多组电源，在单一组电源异常而造成供电不稳定时，能切换改由其他电源进行供电，也因此，多电源系统需要搭配电源自动切换开关(Automatic Transfer Switch,ATS)，通过电源自动切换开关使各组电源间保持电气隔离，并可根据负载装置的供电需求，依供电条件切换负载装置所需的输入电源。

请参看图6所示，习知多电源系统对一电源转换器100供电，且所述多电源系统包含一第一电源110及一第二电源120，而所述第一电源110及所述第二电源120通过一电源自动切换开关130连接所述电源转换器100。当所述多电源系统运作时，可由所述第一电源110作为输入电源对所述电源转换器100供电，所述第二电源120则与所述第一电源110和所述电源转换器100保持电气隔离，换句话说，于所述第一电源110作为供电电源时，由于所述第二电源120并未与所述第一电源110或所述电源转换器100连接，所述第二电源120则为浮接状态。关于所述电源自动切换开关130的工作原理，是将所述第一电源110与所述第二电源120的电压值作为所述电源自动切换开关130后续进行供电切换的判断依据，因此所述第一电源110与所述第二电源120分别连接一隔离侦测电路140，由具备电气隔离特性的所述隔离侦测电路140量测未进行供电的各电源的一输入电压V’并将量测结果传输至所述电源转换器100，由所述电源转换器100其内部电路根据所述量测结果及供电条件控制所述电源自动切换开关130作动。

然而，所述隔离侦测电路140包含有一隔离器，且需要另外提供一隔离电压V_a给所述隔离侦测电路140，使得所述隔离侦测电路140的整体复杂度与成本较高，其中所述隔离器为隔离变压器，而隔离变压器通常包含多个绕组与铁心，因此隔离变压器的体积通常较大，造成所述隔离侦测电路140的体积难以进一步缩小，不利于多电源系统其电路空间的安排与规划使用，由此可见，多电源系统其电压侦测电路需要进一步改良。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种多电源系统的输入电压侦测电路，降低多电源系统其侦测电路的电路复杂度，以缩小电路体积。

为达成前述目的，本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路，包含有：

多个电源端被动组件模块，连接于多个电源与一电源自动切换开关之间，并与各所述电源并联，且包含有：

两电源端被动组件单元，其中一电源端被动组件单元的一端连接另一电源端被动组件单元的一端而形成一第一电位固定节点，且所述第一电位固定节点作为电位参考点；

一开关共同端被动组件模块，并联于所述电源自动切换开关的一共同端上，并包含有；

两开关共同端被动组件单元，其中一开关共同端被动组件单元的一端连接另一开关共同端被动组件单元的一端而形成一第二电位固定节点，且所述第二电位固定节点作为电位参考点；以及

多个电压侦测单元，分别具有一输入端，各所述输入端连接各所述电源，以侦测各所述电源的一输入电压，所述电源自动切换开关根据所述输入电压、所述第一电位固定节点及各所述第二电位固定节点进行切换。

本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路中，各所述电源端被动组件模块连接于各所述电源与所述电源自动切换开关之间，而开关共同端被动组件模块连接于所述电源自动切换开关的所述共同端，通过将各所述第一电位固定节点及各所述第二电位固定节点作为电位参考点，各所述电压侦测单元感测各所述电源其输入电压时，能借由各所述第一电位固定节点及各所述第二电位固定节点建立可互相参考的电位，以感测各所述电源的所述输入电压，并保持各所述电源与所述电源自动切换开关其共同端的电气隔离，而不需如习知隔离侦测电路设置隔离器，能借此降低电路的复杂度，并缩减感测电路的整体体积。

附图说明

图1：本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路其第一实施例的第一电路示意图。

图2：本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路其第一实施例的第二电路示意图。

图3：本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路其第二实施例的电路示意图。

图4：本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路其第三实施例的电路示意图。

图5：本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路其第四实施例的电路示意图。

图6：习知多电源系统其隔离侦测电路的电路示意图。

主要组件符号说明：

10A,10B,110,120:电源

20,130:电源自动切换开关

30,100:电源转换器

40A,40B:电源端被动组件模块

41A,41B,41C,41D,51A,51B:电容

42A,42B:第一电位固定节点

50:开关共同端被动组件模块

52:第二电位固定节点

60A,60B:电压侦测单元

61:分压电阻

70A,70B,70C:固定电源

140:隔离侦测电路

V:输入电压

V_a:隔离电压

具体实施方式

以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

请参看图1所示，本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路应用于一多电源系统中，所述多电源系统包含多个电源10A、10B及一电源自动切换开关20，且所述多电源系统对一电源转换器(converter)30进行供电，所述多个电源10A、10B间通过所述电源自动切换开关20相互并联，且各所述电源10A、10B间保持电气隔离；所述电源自动切换开关20具备多对输入节点与一对输出共同节点，每对输入节点分别连接各所述电源10A、10B的输出端，所述对输出共同节点连接所述电源转换器30的输入端，所述电源自动切换开关20根据不同的供电需求切换连接不同对的输入节点，借此切换所述电源转换器30的供电电源。于本实施例中，以所述多个电源10A、10B为一第一电源10A及一第二电源10B为例，所述第一电源10A与所述第二电源10B可具有相同的供电电压或具有不同的供电电压。

于第一实施例中，所述多电源系统的输入电压侦测电路包含有多个电源端被动组件模块40A,40B、一开关共同端被动组件模块50及非隔离式的多个电压侦测单元60A,60B，各所述电源端被动组件模块40A,40B连接于各所述电源10A,10B与所述电源自动切换开关20之间，并与各所述电源10A,10B并联，且各所述电源端被动组件模块40A,40B包含两个电源端被动组件单元，其中一电源端被动组件单元的一端连接另一电源端被动组件单元的一端而形成一电位固定节点42A,42B，其中，所述多个电源端被动组件模块40A,40B的数量与所述多个电源10A、10B的数量对应。

于本实施例中，所述多电源系统的输入电压侦测电路包含一第一电源端被动组件模块40A及一第二电源端被动组件模块40B，所述第一电源端被动组件模块40A连接于所述第一电源10A与所述电源自动切换开关20之间，并与所述第一电源10A并联，所述第一电源端被动组件模块40A的其中一电源端被动组件单元包含一第一电容41A，另一电源端被动组件单元包含一第二电容41B，所述第一电容41A的第一端连接所述第一电源10A的正端，所述第二电容41B的第一端连接所述第一电源10A的负端，而所述第二电容41B的第二端连接所述第一电容41A的第二端，且所述第一电容41A与所述第二电容41B的连接点即为所述第一电位固定节点42A；所述第二电源端被动组件模块40B连接于所述第二电源10B与所述电源自动切换开关20之间，并与所述第二电源10B并联，所述第二电源端被动组件模块40B的其中一电源端被动组件单元包含有一第三电容41C，另一电源端被动组件单元包含一第四电容41D，所述第三电容41C的第一端连接所述第二电源10B的正端，所述第四电容41D的第一端连接所述第二电源10B的负端，而所述第四电容41D的第二端连接所述第三电容41C的第二端，且所述第三电容41C与所述第四电容41D的连接点即为所述第一电位固定节点42B，其中，所述第一电源端被动组件模块40A的所述第一电位固定节点42A与所述第二电源端被动组件模块40B的所述第一电位固定节点42B分别接地，换句话说，所述第一电源端被动组件模块40A的所述第一电位固定节点42A及所述第二电源端被动组件模块40B的所述第一电位固定节点42B的电位皆可视为0，且所述第一电容41A与所述第二电容41B具有相同的电容值，所述第三电容41C与所述第四电容41D具有相同的电容值，而所述第一电容41A与所述第三电容41C可具有不同的电容值。

所述开关共同端被动组件模块50连接于所述电源自动切换开关20与所述电源转换器30之间，并与所述电源转换器30并联，且各所述开关共同端被动组件模块50包含两个开关共同端被动组件单元，所述两开关共同端被动组件单元相互串联，且所述两开关共同端被动组件单元间的连接点为一第二电位固定节点52，于本实施例中，所述开关共同端被动组件模块50的所述两开关共同端被动组件单元分别包含有一第五电容51A及一第六电容51B，所述第五电容51A的第一端连接所述电源转换器30，所述第六电容51B的第一端连接所述电源转换器30，而所述第六电容51B的第二端连接所述第五电容51A的第二端，其中，所述开关共同端被动组件模块50的所述第二电位固定节点52接地，换句话说，所述开关共同端被动组件模块50的所述第二电位固定节点52其电位可视为0，且所述两开关共同端被动组件单元中的所述第五电容51A与所述第六电容51B具有相同的电容值，而所述第一电容41A、所述第三电容41C与所述第五电容51A可具有不同的电容值。

多个电压侦测单元60A,60B，分别具有一输入端，各所述电压侦测单元60A,60B的输入端与各所述电源10A,10B、各所述电源端被动组件模块40A,40B与所述电源自动切换开关20连接，而输出端与所述电源转换器30连接，由各所述电压侦测单元60A,60B侦测各所述电源10A,10B的一输入电压V，其中，所述多个电压侦测单元60A,60B的数量与所述多个电源10A,10B的数量对应；于本实施例中，所述多个电压侦测单元60A,60B为一第一电压侦测单元60A与一第二电压侦测单元60B为例，所述第一电压侦测单元60A的一第一输入端连接于所述第一电源端被动组件模块40A中其中一电源端被动组件单元与所述第一电源10A的正端，所述第一电压侦测单元60A的一第二输入端连接于所述第一电源端被动组件模块40A中另一电源端被动组件单元与所述第一电源10A的负端，同样的，第二电压侦测单元60B的一第一输入端连接于所述第二电源端被动组件模块40B中其中一电源端被动组件单元与所述第二电源10B的正端，所述第二电压侦测单元60B的一第二输入端连接于所述第二电源端被动组件模块40B中另一电源端被动组件单元与所述第二电源10B的负端。

进一步地，所述第一电压侦测单元60A的所述第一输入端连接于所述第一电源端被动组件模块40A中所述第一电容41A的第一端与所述第一电源10A的正端，所述第一电压侦测单元60A的所述第二输入端连接于所述第一电源端被动组件模块40A中所述第二电容41B的第一端与所述第一电源10A的负端，同样的，第二电压侦测单元60B的所述第一输入端连接于所述第二电源端被动组件模块40B中所述第三电容41C的第一端与所述第二电源10B的正端，所述第二电压侦测单元60B的所述第二输入端连接于所述第二电源端被动组件模块40B中所述第四电容41D的第一端与所述第二电源10B的负端。

以所述第一电源10A、所述第一电源端被动组件模块40A与所述第一电压侦测单元60A为例说明，由于所述第一电源端被动组件模块40A的所述第一电位固定节点42A的电位固定，且所述第一电源10A与所述第一电源端被动组件模块40A连接，因此当所述电源自动切换开关20未切换至连接所述第一电源10A的节点时，所述第一电源10A并非是对地浮接，所述第一电压侦测单元60A可借由所述第一电源端被动组件模块40A的所述第一电位固定节点42A的电位做为电位参考点，使所述第一电源端被动组件模块40A中的各节点产生可互相参考的电位，并同样借由所述开关共同端被动组件模块50的所述第二电位固定节点52的电位，使所述开关共同端被动组件模块50中各节点产生可互相参考的电位，以供通过所述第一电压侦测单元60A计算出所述第一电源10A的所述输入电压V。

进一步参看图2所示，于本实施例中，所述第一电压侦测单元60A及所述第二电压侦测单元60B可分别为一全差动放大器，例如可为由运算放大器(OPA)组成的全差动放大器，且所述第一电压侦测单元60A的所述第一输入端及所述第二输入端可分别连接多个分压电阻61，同样的，所述第二电压侦测单元60B的的所述第一输入端及所述第二输入端可分别连接多个分压电阻61，通过所述分压电阻61的设置，可进一步加强各所述电源10A,10B与所述电源转换器30间的绝缘特性，以防止单点故障(single point of failure,SPOF)的情形发生。

请参看图3所示，为本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路的第二实施例，第二实施例与第一实施例的差别在于，各所述电源端被动组件模块40A,40B中各所述电源端被动组件单元及所述开关共同端被动组件模块50中各所述开关共同端被动组件单元各包含一电容及一电感，于各所述电源端被动组件单元中，所述电容的一端连接所述电感的一端，而其中一电源端被动组件单元中所述电容或所述电感的一端连接另一电源端被动组件单元中所述电容或所述电感的一端；于所述开关共同端被动组件单元中，所述电容的一端连接所述电感的一端，而其中一开关共同端被动组件单元中所述电容或所述电感的一端连接另一开关共同端被动组件单元中所述电容或所述电感的一端。于本实施例中，以其中一电源端被动组件单元中所述电感的另一端连接另一电源端被动组件单元中所述电感的另一端形成所述第一电位固定节点42A,42B，而其中一开关共同端被动组件单元中所述电感的另一端连接另一开关共同端被动组件单元中所述电感的另一端形成所述第二电位固定节点52为例，且对应的两电源端被动组件单元与两开关共同端被动组件单元中的所述电容具有相同的电容值，两电源端被动组件单元与两开关共同端被动组件单元中的所述电感具有相同的电感值。

请参看图4所示，为本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路的第三实施例，第三实施例与第一实施例的差别在于，各所述电源端被动组件模块40A,40B中各所述电源端被动组件单元及所述开关共同端被动组件模块50中各所述开关共同端被动组件单元包含一电容及一电阻，于各所述电源端被动组件单元中，所述电容的一端连接所述电阻的一端，而其中一电源端被动组件单元中所述电容或所述电阻的一端连接另一电源端被动组件单元中所述电容或所述电阻的一端；于所述开关共同端被动组件单元中，所述电容的一端连接所述电阻的一端，而其中一开关共同端被动组件单元中所述电容或所述电阻的一端连接另一开关共同端被动组件单元中所述电容或所述电阻的一端。于本实施例中，以其中一电源端被动组件单元中所述电阻的另一端连接另一电源端被动组件单元中所述电阻的另一端形成各所述第一电位固定节点42A,42B，而其中一开关共同端被动组件单元中所述电阻的另一端连接另一开关共同端被动组件单元中所述电阻的另一端形成所述第二电位固定节点52为例，且对应的两电源端被动组件单元与两开关共同端被动组件单元中的所述电容具有相同的电容值，所述两电源端被动组件单元与所述两开关共同端被动组件单元中的所述电阻具有相同的电阻值。

请参看图5所示，为本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路的第四实施例，第四实施例与第一实施例的差别在于，于第四实施例中，所述第一电源端被动组件模块40A的所述第一电位固定节点42A连接一第一固定电源70A、所述第二电源端被动组件模块40B的所述第一电位固定节点42B连接一第二固定电源70B，所述开关共同端被动组件模块50的所述第二电位固定节点52连接一第三固定电源70C，各所述电压侦测单元60A,60B可借由各所述电源端被动组件模块40A,40B的各所述第一电位固定节点42A,42B的电位做为电位参考点，使各所述电源端被动组件模块40A,40B中的各节点产生可互相参考的电位，并同样借由所述开关共同端被动组件模块50的所述第二电位固定节点52的电位，使所述开关共同端被动组件模块50中各节点产生可互相参考的电位，以供通过各所述电压侦测单元60A,60B计算出各所述电源10A,10B的所述输入电压V。

本实用新型中，同一电源端被动组件模块40A,40B具有相同的两电源端被动组件单元，所述开关共同端被动组件模块50也具有相同的两开关共同端被动组件单元，而不同电源端被动组件模块40可具有不同的电源端被动组件单元，且各所述电源端被动组件模块40A,40B的电源端被动组件单元与所述开关共同端被动组件模块50的开关共同端被动组件单元可为相同或不同的两电源端被动组件单元与两开关共同端被动组件单元。

综上所述，本实用新型多电源系统的输入电压侦测电路中，各所述电源10A,10B与所述电源自动切换开关20之间设置有电源端被动组件模块40，所述电源自动切换开关20与所述电源转换器30则设置有所述开关共同端被动组件模块50，一方面各所述电源10A,10B与所述电源转换器30间仍可通过各所述电源端被动组件模块40A,40B与所述电源端被动组件模块40保持电器隔离，另一方面各所述电压侦测单元60A,60B可将各所述电源端被动组件模块40A,40B与所述开关共同端被动组件模块50中的各所述第一电位固定节点42A,42B及各所述第二电位固定节点52作为电位参考点，使各所述电压侦测单元60A,60B感测各所述电源10A,10B其输入电压V时，能借由各所述第一电位固定节点42A,42B或各所述第二电位固定节点52建立可互相参考的电位，以利感测各所述电源10A,10B的所述输入电压V；与习知技术相比，本实用新型只需设置体积较小的被动组件已建立各所述第一电位固定节点42A,42B或各所述第二电位固定节点52，不需如习知的隔离侦测电路设置一隔离器并另外对所述隔离侦测电路提供一隔离电压，能有效降低电路的复杂度，并缩减感测电路的整体体积。

以上所述仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种多电源系统的输入电压侦测电路，其特征在于，包含有：

多个电源端被动组件模块，连接于多个电源与一电源自动切换开关之间，并与各所述电源并联，且包含有：

两电源端被动组件单元，其中一电源端被动组件单元的一端连接另一电源端被动组件单元的一端而形成一第一电位固定节点，且所述第一电位固定节点作为电位参考点；

一开关共同端被动组件模块，并联于所述电源自动切换开关的一共同端上，并包含有；

两开关共同端被动组件单元，其中一开关共同端被动组件单元的一端连接另一开关共同端被动组件单元的一端而形成一第二电位固定节点，且所述第二电位固定节点作为电位参考点；以及

多个电压侦测单元，分别具有一输入端，各所述输入端连接各所述电源，以侦测各所述电源的一输入电压，所述电源自动切换开关根据所述输入电压、所述第一电位固定节点及各所述第二电位固定节点进行切换。

2.根据权利要求1所述的多电源系统的输入电压侦测电路，其特征在于，各所述电源端被动组件单元包含一电容，其中一电源端被动组件单元中所述电容的一端连接另一电源端被动组件单元中所述电容的一端；

各所述开关共同端被动组件单元包含一电容，其中一开关共同端被动组件单元中所述电容的一端连接另一开关共同端被动组件单元中所述电容的一端。

3.根据权利要求1所述的多电源系统的输入电压侦测电路，其特征在于，各所述被动组件单元包含一电容及一电感，其中一电源端被动组件单元中所述电容或所述电感的一端连接另一电源端被动组件单元中所述电容或所述电感的一端；

各所述开关共同端被动组件单元包含一电容，其中一开关共同端被动组件单元中所述电容或所述电感的一端连接另一开关共同端被动组件单元中所述电容或所述电感的一端。

4.根据权利要求1所述的多电源系统的输入电压侦测电路，其特征在于，各所述被动组件单元包含一电容及一电阻，其中一电源端被动组件单元中所述电容或所述电阻的一端连接另一电源端被动组件单元中所述电容或所述电阻的一端；

各所述开关共同端被动组件单元包含一电容，其中一开关共同端被动组件单元中所述电容或所述电阻的一端连接另一开关共同端被动组件单元中所述电容或所述电阻的一端。

5.根据权利要求1所述的多电源系统的输入电压侦测电路，其特征在于，各所述第一电位固定节点及所述第二电位固定节点接地。

6.根据权利要求1所述的多电源系统的输入电压侦测电路，其特征在于，各所述第一固定节点及所述第二电位固定节点连接一固定电源。

7.根据权利要求1所述的多电源系统的输入电压侦测电路，其特征在于，各所述电压侦测单元为一全差动放大器。

8.根据权利要求7所述的多电源系统的输入电压侦测电路，其特征在于，所述全差动放大器的一第一输入端及一第二输入端分别连接多个分压电阻。

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