CN217935182U - 一种自动转换开关的电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自动转换开关的电源，涉及电路设计的技术领域，包括交流电源模块、直流电源模块、储能模块、接触器组、继电器组、继电器组启动模块以及电源监测模块；所述交流电源模块分别与所述直流电源模块、接触器组、继电器组以及电源监测模块连接，所述电源监测模块分别与所述接触器组、继电器组和继电器组启动模块连接，所述继电器组启动模块与所述继电器组连接，所述直流电源模块与所述储能模块连接；本实用新型解决了现有技术中存在的无法根据现场情况给自动转换开关供电的技术问题，达到了能够给自动转换开关，或有类似多种电源需求的其它设备，提供兼具稳定直流和瞬时大功率交流的电源，同时保证电源的安全性的技术效果。

Description

一种自动转换开关的电源

技术领域

本实用新型属于电路设计领域，尤其是涉及一种自动转换开关的电源。

背景技术

在400V配电系统，常常使用自动转换开关。对于配电现场的电源，常有多组400V市电电源，通过自动转换开关输入多组市电电源，选择一个正常电源输出给负载。

在400V的配电系统中，某些现场没有可靠电源为设备供电，只有多组市电或发电机电源，认为是可能会停电的电源；有的现场提供交流或直流屏，认为是可靠的设备电源。

而自动转换开关的供电电源主要需要两部分，一部分是给断路器和储能电机的操作电源，这部分电源常使用交流380V或220V，需要的瞬时功率较大；一部分是自动转换开关控制电路的供电电源，为了给电路供电，使用低压直流电源如DC24V。

现有技术中，在400V配电系统，尤其配电系统的首端附近，电源控制的需求比较复杂，常常需要用自动转换开关的控制器来控制断路器，当现场没有交直流屏时，需要提供一种电源，来为自动转换开关提供可靠控制电源。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种满足自动转换开关应用需求的外置电源，以缓解了现有技术中存在的无法根据现场情况给自动转换开关供电的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种自动转换开关的电源，包括交流电源模块、直流电源模块、储能模块、接触器组、继电器组、继电器组启动模块以及电源监测模块；

所述交流电源模块分别与所述直流电源模块、接触器组、继电器组以及电源监测模块连接，

所述电源监测模块分别与所述接触器组、继电器组和继电器组启动模块连接，所述继电器组启动模块与所述继电器组连接，

所述直流电源模块与所述储能模块连接；

所述交流电源模块包括第一输入电源1和第二输入电源2，所述第一输入电源1和第二输入电源2分别配有A相电源和C相电源，所述交流电源模块用于输出交流电源；

所述直流电源模块包括第一整流器、第二整流器、第一二极管D1以及第二二极管D2，所述直流电源模块用于输出直流电源；

所述接触器组包括第一接触器KM1和第二接触器KM2，所述第一接触器KM1和第二接触器KM2分别配有第一常开接点、第二常开接点、常闭接点以及启动线圈；

所述继电器组包括第一继电器K1和第二继电器K2，所述第一继电器K1和第二继电器K2分别配有常开接点和启动线圈；

所述继电器组启动模块包括第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，用于驱动所述第一继电器K1和第二继电器K2的启动线圈；

所述电源监测模块包括电源检测电路，所述电源检测电路配有S1-A、S1-C、S2-A以及S2-C四个端口，所述电源监测模块用于监视所述交流电源模块正常工作；

所述储能模块包括电容储能回路，所述电容储能回路用于外部供电。

进一步的，所述第一输入电源1通过第一整流器和第一二极管与所述电容储能回路的输入端连接，

所述第二输入电源2通过第二整流器和第二二极管与所述电容储能回路的输入端连接，

所述电容储能回路的两个输出端口分别输出直流电源和接地。

进一步的，所述第一继电器K1的常开接点一端与所述第一输入电源1的A相电源、电源检测电路的S1-A端口分别连接，另一端与所述第二接触器KM2的常闭接点连接，所述第二接触器KM2的常闭接点的另一端与所述第一接触器KM1的启动线圈连接，所述第一接触器KM1的启动线圈的另一端与所述第一输入电源1的C相电源、电源检测电路的S1-C端口分别连接，

所述第二继电器K2的常开接点一端与所述第二输入电源2的C相电源、电源检测电路的S2-C端口分别连接，另一端与所述第一接触器KM1的常闭接点连接，所述第一接触器KM1的常闭接点的另一端与所述第二接触器KM2的启动线圈连接，所述第二接触器KM2的启动线圈的另一端与所述第二输入电源2的A相电源、电源检测电路的S2-A端口分别连接。

进一步的，所述第一接触器KM1的第一常开接点一端与所述第一输入电源1的A相电源、电源检测电路的S1-A端口分别连接，另一端与所述第二接触器KM2的第一常开接点连接，所述第二接触器KM2的第一常开接点的另一端与所述第二输入电源2的A相电源、电源检测电路的S2-A端口分别连接，

所述第一接触器KM1的第二常开接点一端与所述第一输入电源1的C相电源、电源检测电路的S1-C端口分别连接，另一端与所述第二接触器KM2的第二常开接点连接，所述第二接触器KM2的第一常开接点的另一端与所述第二输入电源2的C相电源、电源检测电路的S2-C端口分别连接，

所述第一接触器KM1和所述第二接触器KM2的第一常开接点公共端口为S-A，所述第一接触器KM1和所述第二接触器KM2的第二常开接点公共端口为S-C。

进一步的，所述第一MOS管Q1的栅极与所述电源监测模块连接，所述第一MOS管Q1的源极接地，所述第一MOS管Q1的漏极与所述第一继电器K1的启动线圈连接；

所述第二MOS管Q2的栅极与所述电源监测模块连接，所述第二MOS管Q2的源极接地，所述第二MOS管Q2的漏极与所述第二继电器K2的启动线圈连接；

所述第一继电器K1和第二继电器K2的启动线圈分别与直流电源连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型的电源通过多组市电或发电机电源，作为电源的输入。需要输出一个直流电源，该直流电源需要相对稳定，即使某路输入电源断电，也能正常使用，该直流电源为自动转换开关的控制回路供电；同时输出一个可以大功率瞬时输出的交流电源，可以为断路器的操作机构或储能电机供电。本实用新型能够给自动转换开关，或有类似多种电源需求的其它设备，提供兼具稳定直流和瞬时大功率交流的电源，同时保证电源的安全性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型自动转换开关的电源提供的电路连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种自动转换开关的电源进行详细介绍，

本实用新型提出了一种自动转换开关的电源，如图1所示，包括交流电源模块、直流电源模块、储能模块、接触器组、继电器组、继电器组启动模块以及电源监测模块；

所述交流电源模块分别与所述直流电源模块、接触器组、继电器组以及电源监测模块连接，

所述电源监测模块分别与所述接触器组、继电器组和继电器组启动模块连接，所述继电器组启动模块与所述继电器组连接，

所述直流电源模块与所述储能模块连接；

所述交流电源模块包括第一输入电源1和第二输入电源2，所述第一输入电源1和第二输入电源2分别配有A相电源和C相电源，所述交流电源模块用于输出交流电源；

所述直流电源模块包括第一整流器、第二整流器、第一二极管D1以及第二二极管D2，所述直流电源模块用于输出直流电源；

所述接触器组包括第一接触器KM1和第二接触器KM2，所述第一接触器KM1和第二接触器KM2分别配有第一常开接点、第二常开接点、常闭接点以及启动线圈；

所述继电器组包括第一继电器K1和第二继电器K2，所述第一继电器K1和第二继电器K2分别配有常开接点和启动线圈；

所述继电器组启动模块包括第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，用于驱动所述第一继电器K1和第二继电器K2的启动线圈；

所述电源监测模块包括电源检测电路，所述电源检测电路配有S1-A、S1-C、S2-A以及S2-C四个端口，所述电源监测模块用于监视所述交流电源模块正常工作；

所述储能模块包括电容储能回路，所述电容储能回路用于外部供电。

进一步的，所述第一输入电源1通过第一整流器和第一二极管与所述电容储能回路的输入端连接，

所述第二输入电源2通过第二整流器和第二二极管与所述电容储能回路的输入端连接，

所述电容储能回路的两个输出端口分别输出直流电源和接地。

进一步的，所述第一继电器K1的常开接点一端与所述第一输入电源1的A相电源、电源检测电路的S1-A端口分别连接，另一端与所述第二接触器KM2的常闭接点连接，所述第二接触器KM2的常闭接点的另一端与所述第一接触器KM1的启动线圈连接，所述第一接触器KM1的启动线圈的另一端与所述第一输入电源1的C相电源、电源检测电路的S1-C端口分别连接，

所述第二继电器K2的常开接点一端与所述第二输入电源2的C相电源、电源检测电路的S2-C端口分别连接，另一端与所述第一接触器KM1的常闭接点连接，所述第一接触器KM1的常闭接点的另一端与所述第二接触器KM2的启动线圈连接，所述第二接触器KM2的启动线圈的另一端与所述第二输入电源2的A相电源、电源检测电路的S2-A端口分别连接。

进一步的，所述第一接触器KM1的第一常开接点一端与所述第一输入电源1的A相电源、电源检测电路的S1-A端口分别连接，另一端与所述第二接触器KM2的第一常开接点连接，所述第二接触器KM2的第一常开接点的另一端与所述第二输入电源2的A相电源、电源检测电路的S2-A端口分别连接，

所述第一接触器KM1的第二常开接点一端与所述第一输入电源1的C相电源、电源检测电路的S1-C端口分别连接，另一端与所述第二接触器KM2的第二常开接点连接，所述第二接触器KM2的第一常开接点的另一端与所述第二输入电源2的C相电源、电源检测电路的S2-C端口分别连接，

所述第一接触器KM1和所述第二接触器KM2的第一常开接点公共端口为S-A，所述第一接触器KM1和所述第二接触器KM2的第二常开接点公共端口为S-C。

进一步的，所述第一MOS管Q1的栅极与所述电源监测模块连接，所述第一MOS管Q1的源极接地，所述第一MOS管Q1的漏极与所述第一继电器K1的启动线圈连接；

所述第二MOS管Q2的栅极与所述电源监测模块连接，所述第二MOS管Q2的源极接地，所述第二MOS管Q2的漏极与所述第二继电器K2的启动线圈连接；

所述第一继电器K1和第二继电器K2的启动线圈分别与直流电源连接。

在本实施例中，以两路外部电源输入为例。

第一输入电源1和第二输入电源2是外部提供的两组市电或发电机电源输入。第一输入电源1的A相电源和C相电源输入到内部的第一整流器1中，第二输入电源2的A相电源和C相电源输入到内部的第二整流器2中。两个整流器输出直流24V，通过第一二极管D1和第二二极管D2后，并联输入到超级电容储能回路中，并最终输出DC24V为外部供电，是本电源的直流输出。

同时，第一输入电源1和第二输入电源2的电压输入到电源监测电路中，电源监测电路来监视两组输入电源是否正常。电源监视电路通过控制第一MOS管Q1和第二MOS管Q2来驱动第一继电器K1和第二继电器K2的继电器线圈。第一继电器K1的常开接点，第二接触器KM2的常闭接点，以及第一接触器KM1的启动线圈串联在第一输入电源1的A相电源和C相电源之间；第二继电器K2的常开接点，第一接触器KM1的常闭接点，以及第二接触器KM2的启动线圈串联在第二输入电源2的A相电源和C相电源之间。第一接触器KM1的第一常开接点，以及第二接触器KM2的第一常开接点，串联在第一输入电源1的A相电源和第二输入电源2的A相电源之间；第一接触器KM1的第二常开接点，以及第二接触器KM2的第二常开接点，串联在第一输入电源1的C相电源和第二输入电源2的C相电源之间；第一接触器KM1的第一常开接点和第二常开接点与第二接触器KM2的第一常开接点和第二常开接点分别连接在一起，公共端则为S-A和S-C，是本电源的交流输出。

在本实施例中，工作原理如下，

本电源的DC24V直流输出部分：通过两个整流器的并联，保证即使有输入电源(如第一输入电源1)发生断电，也能通过第二输入电源2输出DC24V稳定。第一二极管D1和第二二极管D2保证了直流电源输出的方向，以及保证储能回路不会反向送电。超级电容储能回路可以存储一部分能量到超级电容中，即使第一输入电源1和第二输入电源2都断电了，可以提供短时的DC24V为外部设备供电。

例如本电源为自动转换开关装置供电时，在多路电源异常时，外部没有电源，此时可以由超级电容储能回路短时供电，可以保证其控制器的告警信息功能正常输出，引起人员重视；事件记录功能，记录电源异常的时间，方便后期排查问题；正常启动发电机等备用电源保证供电。

本电源的交流输出部分：电源监视回路，以及第一继电器K1和第二继电器K2的启动线圈，使用本电源的直流输出的DC24V供电。

当第一输入电源1和第二输入电源2都正常时，电源监视回路认为两路输入源正常，控制第一MOS管Q1导通，第一继电器K1的启动线圈通电，第一继电器K1的常开接点闭合；控制第二MOS管Q2不导通，第二继电器K2的启动线圈不通电，第二继电器K2的常开接点打开；此时第二接触器KM2的启动线圈没有通电，第二接触器KM2的常闭接点处于闭合状态，则第一接触器KM1的启动线圈的回路通过第一输入电源1的S1-A和S1-C导通，则第一接触器KM1的第一常开接点和第二常开接点闭合，第一输入电源1的S1-A和S1-C输出到S-A和S-C中，本电源将正常的第一输入电源1作为交流电源输出。

当第一输入电源1发生断电异常时，电源监视电路发现第一输入电源1失压，则控制第一MOS管Q1不导通，第二MOS管Q2导通，使第一继电器K1的启动线圈断电，第二继电器K2的启动线圈通电。此时第一继电器K1的常开接点打开，第一接触器KM1的启动线圈断电，第一接触器KM1的常闭接点闭合，第二继电器K2的常开接点闭合，则第二接触器KM2的启动线圈通过第二输入电源2的S2-A和S2-C带电，此时第二接触器KM2的第一常开接点和第二常开接点闭合，第一接触器KM1的第一常开接点和第二常开接点断开，第二输入电源2的S2-A和S2-C输出到S-A和S-C中，本电源将正常的第二输入电源2作为交流电源输出。

当第一输入电源2发生断电异常时，电源监视电路发现第一输入电源2失压，则控制第二MOS管Q2不导通，第一MOS管Q1导通，使第二继电器K2的启动线圈断电，第一继电器K1的启动线圈通电。此时第二继电器K2的常开接点打开，第二接触器KM2的启动线圈断电，第二接触器KM2的常闭接点闭合，第一继电器K1的常开接点闭合，则第一接触器KM1的启动线圈通过第一输入电源1的S1-A和S1-C带电，此时第一接触器KM1的第一常开接点和第二常开接点闭合，第二接触器KM2的第一常开接点和第二常开接点断开，第一输入电源1的S1-A和S1-C输出到S-A和S-C中，本电源将正常的第一输入电源1作为交流电源输出。

通过上述方式，本电源选择了正常的电源作为输出。同时输入电源一般认为是功率较高的市电，所以输出电源是满足瞬时大功率的要求，可以用于断路器的分合闸回路或给断路器的储能电机供电。

在本实施例中，通过所述继电器、接触器、整流器的隔离作用，保证了DC24V和交流输入输出的隔离，第一输入电源1和第二输入电源2的隔离。

所述第一接触器KM1和第二接触器KM2的常闭接点带有互锁逻辑，不会让KM1和KM2同时工作，则避免了KM1和KM2的常开接点同时闭合导致第一输入电源1和第二输入电源2导通的情况，避免了外部电源的危险合环运行的情况。

在本实施例中，只展示了2组电源输入的情况，实际上也可以拓展到3组甚至更多组电源输入的方案，其中使用了接触器和继电器，实际应用中，可以根据电源输出电流情况选择用继电器代替接触器。超级电容储能也可以用其他储能方案替换，对于用电要求不高的情况，也可以不配置储能。

图1示意了是使用A相C相电源，即交流380V输入输出的情况，实际中也以根据需要接AN输入，则输出交流220V。输出电压可以根据输入电压进行更改。

需要说明的是，在本文中，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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种自动转换开关的电源，其特征在于，包括交流电源模块、直流电源模块、储能模块、接触器组、继电器组、继电器组启动模块以及电源监测模块；

所述交流电源模块分别与所述直流电源模块、接触器组、继电器组以及电源监测模块连接，

所述电源监测模块分别与所述接触器组、继电器组和继电器组启动模块连接，所述继电器组启动模块与所述继电器组连接，

所述直流电源模块与所述储能模块连接；

所述交流电源模块包括第一输入电源1和第二输入电源2，所述第一输入电源1和第二输入电源2分别配有A相电源和C相电源，所述交流电源模块用于输出交流电源；

所述直流电源模块包括第一整流器、第二整流器、第一二极管D1以及第二二极管D2，所述直流电源模块用于输出直流电源；

所述接触器组包括第一接触器KM1和第二接触器KM2，所述第一接触器KM1和第二接触器KM2分别配有第一常开接点、第二常开接点、常闭接点以及启动线圈；

所述继电器组包括第一继电器K1和第二继电器K2，所述第一继电器K1和第二继电器K2分别配有常开接点和启动线圈；

所述继电器组启动模块包括第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，用于驱动所述第一继电器K1和第二继电器K2的启动线圈；

所述电源监测模块包括电源检测电路，所述电源检测电路配有S1-A、S1-C、S2-A以及S2-C四个端口，所述电源监测模块用于监视所述交流电源模块正常工作；

所述储能模块包括电容储能回路，所述电容储能回路用于外部供电。

2.根据权利要求1所述的自动转换开关的电源，其特征在于，所述第一输入电源1通过第一整流器和第一二极管与所述电容储能回路的输入端连接，

所述第二输入电源2通过第二整流器和第二二极管与所述电容储能回路的输入端连接，

所述电容储能回路的两个输出端口分别输出直流电源和接地。

3.根据权利要求1所述的自动转换开关的电源，其特征在于，所述第一继电器K1的常开接点一端与所述第一输入电源1的A相电源、电源检测电路的S1-A端口分别连接，另一端与所述第二接触器KM2的常闭接点连接，所述第二接触器KM2的常闭接点的另一端与所述第一接触器KM1的启动线圈连接，所述第一接触器KM1的启动线圈的另一端与所述第一输入电源1的C相电源、电源检测电路的S1-C端口分别连接，

所述第二继电器K2的常开接点一端与所述第二输入电源2的C相电源、电源检测电路的S2-C端口分别连接，另一端与所述第一接触器KM1的常闭接点连接，所述第一接触器KM1的常闭接点的另一端与所述第二接触器KM2的启动线圈连接，所述第二接触器KM2的启动线圈的另一端与所述第二输入电源2的A相电源、电源检测电路的S2-A端口分别连接。

4.根据权利要求1所述的自动转换开关的电源，其特征在于，所述第一接触器KM1的第一常开接点一端与所述第一输入电源1的A相电源、电源检测电路的S1-A端口分别连接，另一端与所述第二接触器KM2的第一常开接点连接，所述第二接触器KM2的第一常开接点的另一端与所述第二输入电源2的A相电源、电源检测电路的S2-A端口分别连接，

所述第一接触器KM1的第二常开接点一端与所述第一输入电源1的C相电源、电源检测电路的S1-C端口分别连接，另一端与所述第二接触器KM2的第二常开接点连接，所述第二接触器KM2的第一常开接点的另一端与所述第二输入电源2的C相电源、电源检测电路的S2-C端口分别连接，

所述第一接触器KM1和所述第二接触器KM2的第一常开接点公共端口为S-A，所述第一接触器KM1和所述第二接触器KM2的第二常开接点公共端口为S-C。

5.根据权利要求1所述的自动转换开关的电源，其特征在于，所述第一MOS管Q1的栅极与所述电源监测模块连接，所述第一MOS管Q1的源极接地，所述第一MOS管Q1的漏极与所述第一继电器K1的启动线圈连接；

所述第二MOS管Q2的栅极与所述电源监测模块连接，所述第二MOS管Q2的源极接地，所述第二MOS管Q2的漏极与所述第二继电器K2的启动线圈连接；

所述第一继电器K1和第二继电器K2的启动线圈分别与直流电源连接。

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