CN220171431U - 一种pdu节能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及PDU技术领域，公开了一种PDU节能控制装置，包括：控制信号输入端、电源电压输入端、开关电路、DC‑DC降压电路、三极管Q1、继电器K1线圈、驱动信号输入端；控制信号输入端与开关电路控制连接，用于向开关电路输入闭合或打开的控制信号；电源电压输入端分别与开关电路、DC‑DC降压电路的输入端相连；开关电路的输出端和DC‑DC降压电路的输出端分别与继电器K1线圈的输入端相连；继电器K1线圈的输出端与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基集与驱动信号输入端相连，用于输入驱动信号。本申请实现了在不更改PDU内部电源模块功率的情况下，将PDU内部继电器的正常运行功耗降低，从而有效的降低PDU的运行功耗进而提升PDU的热效率。
Description
技术领域
本申请涉及PDU技术领域，具体是一种PDU节能控制装置。
背景技术
如图2所示，传统的交流智能型PDU通常包含PDU壳体、AC-DC电源模块、网络管理单元、输入电能采集单元和若干输出模组组成。其中输出模组通常包含继电器、输出电能采集单元和输出插座，形式上基本为模组化设计或者分离式设计。
其中：
AC-DC电源模块将输入的市电经过交流-直流变换器生成12V或者24V等低压直流电提供给内部功能模块工作电源；
输入电能采集单元负责PDU输入端的电压、电流、功率和电能等参数采集；
输出模组负责PDU输出端口的电压、电流、功率和电能参数采集以及输出端口的上、下电控制；
网络管理单元作为PDU的控制大脑既负责收集内部各采集模块的数据，又负责和上位机的数据通讯以及远程控制等功能。
PDU的输出插座通常有10A和16A两种类型，对应的选择10A或者16A直流驱动继电器，由于数量众多，所以继电器的功耗占内部AC-DC电源模块的输出功率的比重是最大的。而传统的PDU中，对于继电器功耗降低的有效测量较少，因此，亟需一种减小继电器的功耗从而降低PDU运行功耗的技术。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种PDU节能控制装置，以实现降低PDU的功耗。
为实现上述目的，本申请公开了以下技术方案：
一种PDU节能控制装置，包括：控制信号输入端、电源电压输入端、开关电路、DC-DC降压电路、三极管Q1、继电器K1线圈、驱动信号输入端；
所述控制信号输入端与所述开关电路控制连接，所述控制信号输入端用于向所述开关电路输入控制信号并控制所述开关电路的闭合或打开；
所述电源电压输入端与所述开关电路的输入端相连，以及所述电源电压输入端与所述DC-DC降压电路的输入端相连；
所述开关电路的输出端和所述DC-DC降压电路的输出端与所述继电器K1线圈的输入端相连；
所述继电器K1线圈的输出端与所述三极管Q1的集电极相连，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基集与所述驱动信号输入端相连，用于输入驱动信号。
在一种实施方式中，所述控制信号输入端与MCU的控制信号输出端相连。
在一种实施方式中，所述开关电路为MOS管，当所述控制信号输入端输入开启的信号时，所述开关电路闭合。
在一种实施方式中，所述开关电路的输出端通过二极管D1与所述继电器K1线圈的输入端相连，其中，所述二极管D1的正极与所述开关电路的输出端相连，所述二极管D1的负极与所述继电器K1线圈的输入端相连。
有益效果：本申请的一种PDU节能控制装置，装置整体结构简单，实现了在不更改PDU内部电源模块功率的情况下，将PDU内部继电器的正常运行功耗降低，从而有效的降低PDU的运行功耗进而提升PDU的热效率。具体的，当开关电路接收到控制信号输入端输入的闭合的控制信号时，开关电路闭合，电源电压经开关电路输出至继电器处，在驱动信号的输出下继电器闭合运行，PDU完成输出电路的打开指令；在短暂延时后，控制信号输入端输入断开的控制信号时，开关电路断开，电源电压经DC-DC降压电路降压后输出至继电器处，维持继电器吸合状态，从而达到降低继电器运行功耗的效果，进一步达到降低PDU能耗的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中PDU节能控制装置的电气原理图；
图2为现有技术中PDU的结构框图；
图3为本申请实施例中PDU节能控制装置的一种具体实施示意图。
具体实施方式
下面将对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本文中，术语“包括”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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
参考图1所示的一种PDU节能控制装置，包括：控制信号输入端、电源电压输入端、开关电路、DC-DC降压电路、三极管Q1、继电器K1线圈、驱动信号输入端。
具体的，所述控制信号输入端与所述开关电路控制连接，所述控制信号输入端用于向所述开关电路输入控制信号并控制所述开关电路的闭合或打开。
具体的，所述电源电压输入端与所述开关电路的输入端相连，以及所述电源电压输入端与所述DC-DC降压电路的输入端相连。
具体的，所述开关电路的输出端和所述DC-DC降压电路的输出端与所述继电器K1线圈的输入端相连。
具体的，所述继电器K1线圈的输出端与所述三极管Q1的集电极相连，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基集与所述驱动信号输入端相连，用于输入驱动信号。
在本实施例中，所述开关电路的输出端通过二极管D1与所述继电器K1线圈的输入端相连，其中，所述二极管D1的正极与所述开关电路的输出端相连，所述二极管D1的负极与所述继电器K1线圈的输入端相连。
在一种实施方式中，如图3所示，所述控制信号输入端与MCU的控制信号输出端相连。MCU为PDU的控制芯片，在PDU接收到需要打开输出电路时，通过MCU向控制信号输入端下发开关电路闭合的控制指令，开关电路接收到该指令后闭合。在继电器K1线圈闭合后，通过MCU自带的延时电路(PDU自带)，在短暂延时后，继电器K1线圈的吸合状态稳定，再通过MCU向控制信号输入端下发开关电路断开的控制指令，开关电路接收到该指令后断开。
驱动信号输入端与驱动控制器(可以是PDU的控制器/控制芯片)连接，在继电器K1线圈上电且接收到驱动控制器下发的驱动信号后，继电器K1线圈闭合。
开关电路可以是现有技术中的任意一种半导体可控器件，可行的是，本实施例选用所述开关电路为MOS管，当所述控制信号输入端输入开启的信号时，所述开关电路闭合，。
本申请巧妙利用直流继电器线圈的维持电流远低于启动电流的特性，将继电器K1线圈闭合阶段的维持电压降低到启动电压(电源电压)的2/3或者以上，从而可有效的降低50％左右的继电器运行功耗，从而达到PDU的节能和提升热效率的目的。相较于传统继电器驱动方案，充分利用了开关电路和DC-DC降压电路，开关电路由PDU输出模块的控制器控制是否输出电压V1到继电器K1线圈的线圈上，DC-DC降压电路接收电压V1并降压产生电压V2，其中，电压V2为电压V1的2/3左右。由于PDU内部空间限制，本方案的最优应用在于一个输出模组的继电器线圈共用同一路电源电路，或者几个输出模组的继电器线圈共用同一路电源电路的场景。
本方案的工作原理是：
在继电器K1线圈断开状态下，开关电路的控制信号处于未使能状态，继电器K1线圈的线圈供电电压为V2，但无驱动信号，所以继电器为断开状态。当PDU接到指令要打开输出电路时，PDU的输出模块控制器(MCU)发送控制使能信号，开关电路闭合，电源电压输入端输入的电压V1通过开关电路、二极管D1供电给继电器K1线圈的线圈，然后PDU的控制器发送继电器驱动信号驱动继电器K1线圈闭合。在短暂延时后，PDU控制器控制断开开关电路断开，此时，电源电压经过DC-DC降压电路由电压V1降压为电压V2，即继电器K1线圈的线圈电压降为V2，维持继电器吸合状态。在下一次同模块的继电器有闭合需求时，PDU控制器将再次触发开关电路闭合并按照上述步骤完成继电器的闭合动作。
最后应说明的是：以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种PDU节能控制装置，其特征在于，包括：控制信号输入端、电源电压输入端、开关电路、DC-DC降压电路、三极管Q1、继电器K1线圈、驱动信号输入端；
所述控制信号输入端与所述开关电路控制连接，所述控制信号输入端用于向所述开关电路输入控制信号并控制所述开关电路的闭合或打开；
所述电源电压输入端与所述开关电路的输入端相连，以及所述电源电压输入端与所述DC-DC降压电路的输入端相连；
所述开关电路的输出端和所述DC-DC降压电路的输出端与所述继电器K1线圈的输入端相连；
所述继电器K1线圈的输出端与所述三极管Q1的集电极相连，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基集与所述驱动信号输入端相连，用于输入驱动信号。
2.根据权利要求1所述的PDU节能控制装置，其特征在于，所述控制信号输入端与MCU的控制信号输出端相连。
3.根据权利要求1所述的PDU节能控制装置，其特征在于，所述开关电路为MOS管，当所述控制信号输入端输入开启的信号时，所述开关电路闭合。
4.根据权利要求1所述的PDU节能控制装置，其特征在于，所述开关电路的输出端通过二极管D1与所述继电器K1线圈的输入端相连，其中，所述二极管D1的正极与所述开关电路的输出端相连，所述二极管D1的负极与所述继电器K1线圈的输入端相连。
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2023
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