CN220629179U - 一种变电站直流转换辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站直流转换辅助装置，涉及直流转换技术领域，包括双重电压转换模块，通过第一电压转换电路和第二电压转换电路对电源模块提供的电能进行直流转换处理并由输出模块输出；温度检测模块，用于检测双重电压转换模块的温度，并在过温时配合模式控制模块和切换控制模块控制辅助控制模块替换温度异常的电压转换电路；智能控制模块，用于通过模式控制模块控制双重电压转换模块的工作。本实用新型变电站直流转换辅助装置由双重电压转换模块通过两组电压转换电路进行电压转换工作，由温度检测模块检测两组电压转换电路的温度情况，并在在一组电压转换电路出现温度异常时，将控制辅助控制模块替换该电压转换电路中的功率配备元件。

Description

一种变电站直流转换辅助装置

技术领域

本实用新型涉及直流转换技术领域，具体是一种变电站直流转换辅助装置。

背景技术

当前电力系统中为了提高变电站电源的蓄电能力以及可靠性，大多采用双重Boost升压转换电路的方式，实现变电站的DC-DC稳压供应，并且能够有效减少功率配备元件内的电流应力且能够一定程度减弱电流所带来的波纹幅值，但是由于交替工作的功率配备元件的工作效率和工作温度不同，由于不具备对功率配备元件的辅助切换功能，导致其中一个功率配备元件出现损坏后，将加重另一个功率配备元件的工作量，继而加快双重Boost升压转换电路的损坏，并降低电能转换效率，因此有待改进。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种变电站直流转换辅助装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例中，提供一种变电站直流转换辅助装置，该变电站直流转换辅助装置包括：电源模块，双重电压转换模块，输出模块，温度检测模块，智能控制模块，模式控制模块，切换控制模块，辅助控制模块；

所述电源模块，用于提供工作电能；

所述双重电压转换模块，与所述电源模块连接，用于通过第一电压转换电路和第二电压转换电路对输入的电能进行直流转换处理；

所述输出模块，与所述双重电压转换模块连接，用于接收所述双重电压转换模块输出的电能；

所述温度检测模块，用于对所述第一电压转换电路进行温度检测和过温判断并在过温时输出第一控制信号，用于对所述第二电压转换电路进行温度检测和过温判断并在过温时输出第二控制信号；

所述智能控制模块，与所述温度检测模块和模式控制模块连接，用于提供第一脉冲信号和第二脉冲信号，用于在提供第一脉冲信号的同时提供第三控制信号并在接收所述第一控制信号后停止第三控制信号的传输，用于在提供第二脉冲信号的同时提供第四控制信号并在接收所述第二控制信号后停止第三控制信号的传输，用于对第一控制信号和第二控制信号进行与逻辑处理并决定第一脉冲信号和第二脉冲信号的供应状态；

所述模式控制模块，与所述智能控制模块、温度检测模块、双重电压转换模块和辅助控制模块连接，用于接收所述第三控制信号和第四控制信号并将所述第一脉冲信号和第二脉冲信号分别传输给所述第一电压转换电路和第二电压转换电路，用于接收所述第一控制信号并将所述第一脉冲信号传输给辅助控制模块，用于接收所述第二控制信号并将所述第二脉冲信号传输给辅助控制模块；

所述切换控制模块，与所述双重电压转换模块、温度检测模块和辅助控制模块连接，用于接收所述第一控制信号并控制所述辅助控制模块与所述第一电压转换电路连接，用于接收所述第二控制信号并控制所述辅助控制模块与所述第二电压转换电路连接；

所述辅助控制模块，用于接收所述模式控制模块传输的第一脉冲信号并配合所述第一电压转换电路进行DC-DC调节工作，用于接收所述模式控制模块传输的第二脉冲信号并配合所述第二电压转换电路进行DC-DC调节工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型变电站直流转换辅助装置由模式控制模块将智能控制模块输出的脉冲信号传输给双重电压转换模块，并由双重电压转换模块通过两组电压转换电路进行电压转换工作，同时由温度检测模块检测两组电压转换电路的温度情况，并在其中一组电压转换电路出现温度异常时，配合切换控制模块和模式控制模块将辅助控制模块替换该电压转换电路中的功率配备元件，避免电路由于过热而导致工作效率下降和损坏，同时保证变电站直流转换的工作状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例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仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型实例提供的一种变电站直流转换辅助装置的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的一种变电站直流转换辅助装置的电路图。

图3为本实用新型实例提供的温度检测模块、切换控制模块、模式控制模块和智能控制模块的连接电路图。

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。

在一个实施例中，请参阅图1，一种变电站直流转换辅助装置包括：电源模块1，双重电压转换模块2，输出模块3，温度检测模块4，智能控制模块5，模式控制模块6，切换控制模块7，辅助控制模块8；

具体地，所述电源模块1，用于提供工作电能；

双重电压转换模块2，与所述电源模块1连接，用于通过第一电压转换电路和第二电压转换电路对输入的电能进行直流转换处理；

输出模块3，与所述双重电压转换模块2连接，用于接收所述双重电压转换模块2输出的电能；

温度检测模块4，用于对所述第一电压转换电路进行温度检测和过温判断并在过温时输出第一控制信号，用于对所述第二电压转换电路进行温度检测和过温判断并在过温时输出第二控制信号；

智能控制模块5，与所述温度检测模块4和模式控制模块6连接，用于提供第一脉冲信号和第二脉冲信号，用于在提供第一脉冲信号的同时提供第三控制信号并在接收所述第一控制信号后停止第三控制信号的传输，用于在提供第二脉冲信号的同时提供第四控制信号并在接收所述第二控制信号后停止第三控制信号的传输，用于对第一控制信号和第二控制信号进行与逻辑处理并决定第一脉冲信号和第二脉冲信号的供应状态；

模式控制模块6，与所述智能控制模块5、温度检测模块4、双重电压转换模块2和辅助控制模块8连接，用于接收所述第三控制信号和第四控制信号并将所述第一脉冲信号和第二脉冲信号分别传输给所述第一电压转换电路和第二电压转换电路，用于接收所述第一控制信号并将所述第一脉冲信号传输给辅助控制模块8，用于接收所述第二控制信号并将所述第二脉冲信号传输给辅助控制模块8；

切换控制模块7，与所述双重电压转换模块2、温度检测模块4和辅助控制模块8连接，用于接收所述第一控制信号并控制所述辅助控制模块8与所述第一电压转换电路连接，用于接收所述第二控制信号并控制所述辅助控制模块8与所述第二电压转换电路连接；

辅助控制模块8，用于接收所述模式控制模块6传输的第一脉冲信号并配合所述第一电压转换电路进行DC-DC调节工作，用于接收所述模式控制模块6传输的第二脉冲信号并配合所述第二电压转换电路进行DC-DC调节工作。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用直流电源电路，提供直流工作电能；上述双重电压转换模块2可采用第一电压转换电路和第二电压转换电路，且第一电压转换电路的电路结构与第二电压电路的电路结构相同，实现电能的DC-DC转换控制；上述输出模块3可采用输出端口，将处理后的电能传输给连接的电子设备；上述温度检测模块4可采用温度检测电路和过温判断电路，由温度检测电路对双重电压转换模块2中两组电压转换电路中的功率配备元件进行温度检测和过温判断；上述智能控制模块5可采用微控制电路，实现信号接收并对信号进行与逻辑运算，还可产生脉冲信号并通过模式控制模块6控制双重电压转换模块2的工作；上述模式控制模块6可采用信号选通电路，控制信号的传输通路，实现对双重电压转换模块2和辅助控制模块8的切换控制；上述切换控制模块7可采用切换控制电路，根据温度检测模块4输出的信号改变辅助控制模块8与双重电压转换模块2的连接状态；上述辅助控制模块8可采用功率配备元件组成的辅助控制电路，辅助双重电压转换模块2中功率配备元件的工作。

在另一个实施例中，请参阅图1、图2和图3，所述电源模块1包括供电电源；所述双重电压转换模块2包括第一电感L1、第一功率管Q1、第一二极管D1、第二电感L2、第二功率管Q2和第二二极管D2；所述输出模块3包括第一电容C1和输出端口；

具体地，所述供电电源的第一端连接第一电感L1的第一端和第二电感L2的第一端，第一电感L1的第二端连接第一二极管D1的阳极和第一功率管Q1的漏极，第二电感L2的第二端连接第二二极管D2的阳极和第二功率管Q2的漏极，第一二极管D1的阴极连接第二二极管D2的阴极、第一电容C1的一端和输出端口的第一端，供电电源的第二端连接第一功率管Q1的源极、第二功率管Q2的源极、第一电容C1的另一端、输出端口的第二端和地端。

在具体实施例中，上述第一功率管Q1和第二功率管Q2均可选用N沟道增强型MOS管，其中第一电感L1、第一功率管Q1、第一二极管D1组成第一电压转换电路，第二电感L2、第二功率管Q2和第二二极管D2组成第二电压转换电路。

进一步地，所述辅助控制模块8包括第三功率管Q3；所述切换控制模块7包括第一继电开关K1-1、第二继电开关K2-1；

具体地，所述第三功率管Q3的漏极连接第一继电开关K1-1的一端和第二继电开关K2-1的一端，第一继电开关K1-1的另一端和第二继电开关K2-1的另一端分别连接所述第一电感L1的第二端和第二电感L2的第二端，第三功率管Q3的源极接地。

在具体实施例中，上述第三功率管Q3可选用N沟道增强型MOS管，组成辅助控制电路；上述第一继电开关K1-1和第二继电开关K2-1均可采用常开开关。

进一步地，所述温度检测模块4包括第一电源VCC1、第一热敏电阻RT1、第二热敏电阻RT2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一比较器A1、第二比较器A2和第一阈值装置；

具体地，所述第一电源VCC1连接第一热敏电阻RT1的一端和第二热敏电阻RT2的一端，第一热敏电阻RT1的另一端连接第一比较器A1的同相端并通过第二电阻R2接地，第二热敏电阻RT2的另一端连接第二比较器A2的同相端并通过第一电阻R1接地，第一比较器A1的反相端和第二比较器A2的反相端均连接第一阈值装置。

在具体实施例中，上述第一热敏电阻RT1用于检测第一功率管Q1的温度，第二热敏电阻RT2用于检测第二功率管Q2的温度；上述第一比较器A1和第二比较器A2均可选用LM393比较器；上述第一阈值装置提供过温阈值，在此不做赘述。

进一步地，所述模式控制模块6包括第一模拟开关U2；所述智能控制模块5包括第一控制器U1、第一逻辑芯片U3、第一开关管VT1和第二开关管VT2；

具体地，所述第一模拟开关U2的第一端和第十端分别连接所述第一功率管Q1的栅极和第二功率管Q2的栅极，第一模拟开关U2的第十三端连接第一控制器U1的第一IO端和第一开关管VT1的集电极，第一模拟开关U2的第十二端连接第一控制器U1的第二IO端和第二开关管VT2的集电极，第一模拟开关U2的第三端和第八端均连接所述第三功率管Q3的栅极，第一模拟开关U2的第二端和第四端均与第一控制器U1的第一脉冲端连接，第一模拟开关U2的第九端和第十一端均与第一控制器U1的第二脉冲端连接，第一逻辑芯片U3的第一输入端连接第一模拟开关U2的第五端、所述第一比较器A1的输出端和第一开关管VT1的基极，第一逻辑芯片U3的第二输入端连接第一模拟开关U2的第六端所述第二比较器A2的输出端和第二开关管VT2的基极，第一逻辑芯片U3的输出端连接第一控制器U1的第三IO端，第一开关管VT1的发射极和第二开关管VT2的发射极均接地。

在具体实施例中，上述第一模拟开关U2可选用CD4066芯片，其中第一模拟开关U2的第十三端为高电平时，其第一端和第二端导通，第一模拟开关U2的第十二端为高电平时，其第十端和第十一端导通，第一模拟开关U2的第五端为高电平时，其第三端和第四端导通，第一模拟开关U2的第六端为高电平时，其第八端和第九端导通；上述第一控制器U1可选用，但并不限于STM32单片机；上述第一逻辑芯片U3可选用与逻辑芯片，具体型号不做限定；上述第一开关管VT1和第二开关管VT2均可选用NPN型三极管。

进一步地，所述切换控制模块7还包括第二电源VCC2、第一继电器K1、第二继电器K2、第三开关管VT3和第四开关管VT4；

具体地，所述第二电源VCC2连接第一继电器K1的一端和第二继电器K2的一端，第一继电器K1的另一端和第二继电器K2的另一端分别连接第三开关管VT3的集电极和第四开关管VT4的集电极，第三开关管VT3的基极和第四开关管VT4的基极分别连接第一比较器A1的输出端和第二比较器A2的输出端，第三开关管VT3的发射极和第四开关管VT4的发射极接地。

在具体实施例中，上述第三开关管VT3和第四开关管VT4均可选用NPN型三极管；上述第一继电器K1和第二继电器K2分别控制第一继电开关K1-1和第二继电开关K2-1的工作。

本实用新型一种变电站直流转换辅助装置，通过第一控制器U1的第一脉冲端和第二脉冲端分别输出第一脉冲信号和第二脉冲信号，同时第一控制器U1的第一IO端和第二IO端分别控制第一模拟开关U2的第十三端和第十二端，使得第一脉冲信号和第二脉冲信号分别通过第一模拟开关U2传输给第一功率管Q1和第二功率管Q2，控制第一电感L1、第一功率管Q1和第一二极管D1组成的第一电压转换电路与第二电感L2、第二功率管Q2和第二二极管D2组成的第二电压转换电路进行DC-DC转换工作，并由输出端口输出，同时第一热敏电阻RT1和第二热敏电阻RT2分别对第一功率管Q1和第二功率管Q2进行温度检测，例如当第一功率管Q1的温度过压且超过第一阈值装置提供的过温阈值，第一比较器A1将控制第三开关管VT3和第一开关管VT1导通，第一继电开关K1-1闭合，第三功率管Q3替换第一功率管Q1进行工作，此时第一控制器U1正常提供脉冲信号，双重电压转换模块2正常工作，同理在第二功率管Q2温度超过过温阈值时，由第三功率管Q3替换第二功率管Q2，如果第一功率管Q1和第二功率管Q2温度均超过过温阈值时，由第一逻辑芯片U3进行与逻辑计算，使得第一控制器U1的第三IO端为高电平，此时第一控制器U1停止工作。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种变电站直流转换辅助装置，其特征在于，

该变电站直流转换辅助装置包括：电源模块，双重电压转换模块，输出模块，温度检测模块，智能控制模块，模式控制模块，切换控制模块，辅助控制模块；

所述电源模块，用于提供工作电能；

所述双重电压转换模块，与所述电源模块连接，用于通过第一电压转换电路和第二电压转换电路对输入的电能进行直流转换处理；

所述输出模块，与所述双重电压转换模块连接，用于接收所述双重电压转换模块输出的电能；

所述温度检测模块，用于对所述第一电压转换电路进行温度检测和过温判断并在过温时输出第一控制信号，用于对所述第二电压转换电路进行温度检测和过温判断并在过温时输出第二控制信号；

所述智能控制模块，与所述温度检测模块和模式控制模块连接，用于提供第一脉冲信号和第二脉冲信号，用于在提供第一脉冲信号的同时提供第三控制信号并在接收所述第一控制信号后停止第三控制信号的传输，用于在提供第二脉冲信号的同时提供第四控制信号并在接收所述第二控制信号后停止第三控制信号的传输，用于对第一控制信号和第二控制信号进行与逻辑处理并决定第一脉冲信号和第二脉冲信号的供应状态；

所述模式控制模块，与所述智能控制模块、温度检测模块、双重电压转换模块和辅助控制模块连接，用于接收所述第三控制信号和第四控制信号并将所述第一脉冲信号和第二脉冲信号分别传输给所述第一电压转换电路和第二电压转换电路，用于接收所述第一控制信号并将所述第一脉冲信号传输给辅助控制模块，用于接收所述第二控制信号并将所述第二脉冲信号传输给辅助控制模块；

所述切换控制模块，与所述双重电压转换模块、温度检测模块和辅助控制模块连接，用于接收所述第一控制信号并控制所述辅助控制模块与所述第一电压转换电路连接，用于接收所述第二控制信号并控制所述辅助控制模块与所述第二电压转换电路连接；

所述辅助控制模块，用于接收所述模式控制模块传输的第一脉冲信号并配合所述第一电压转换电路进行DC-DC调节工作，用于接收所述模式控制模块传输的第二脉冲信号并配合所述第二电压转换电路进行DC-DC调节工作。

2.根据权利要求1所述的一种变电站直流转换辅助装置，其特征在于，所述电源模块包括供电电源；所述双重电压转换模块包括第一电感、第一功率管、第一二极管、第二电感、第二功率管和第二二极管；所述输出模块包括第一电容和输出端口；

所述供电电源的第一端连接第一电感的第一端和第二电感的第一端，第一电感的第二端连接第一二极管的阳极和第一功率管的漏极，第二电感的第二端连接第二二极管的阳极和第二功率管的漏极，第一二极管的阴极连接第二二极管的阴极、第一电容的一端和输出端口的第一端，供电电源的第二端连接第一功率管的源极、第二功率管的源极、第一电容的另一端、输出端口的第二端和地端。

3.根据权利要求2所述的一种变电站直流转换辅助装置，其特征在于，所述辅助控制模块包括第三功率管；所述切换控制模块包括第一继电开关、第二继电开关；

所述第三功率管的漏极连接第一继电开关的一端和第二继电开关的一端，第一继电开关的另一端和第二继电开关的另一端分别连接所述第一电感的第二端和第二电感的第二端，第三功率管的源极接地。

4.根据权利要求3所述的一种变电站直流转换辅助装置，其特征在于，所述温度检测模块包括第一电源、第一热敏电阻、第二热敏电阻、第一电阻、第二电阻、第一比较器、第二比较器和第一阈值装置；

所述第一电源连接第一热敏电阻的一端和第二热敏电阻的一端，第一热敏电阻的另一端连接第一比较器的同相端并通过第二电阻接地，第二热敏电阻的另一端连接第二比较器的同相端并通过第一电阻接地，第一比较器的反相端和第二比较器的反相端均连接第一阈值装置。

5.根据权利要求4所述的一种变电站直流转换辅助装置，其特征在于，所述模式控制模块包括第一模拟开关；所述智能控制模块包括第一控制器、第一逻辑芯片、第一开关管和第二开关管；

所述第一模拟开关的第一端和第十端分别连接所述第一功率管的栅极和第二功率管的栅极，第一模拟开关的第十三端连接第一控制器的第一IO端和第一开关管的集电极，第一模拟开关的第十二端连接第一控制器的第二IO端和第二开关管的集电极，第一模拟开关的第三端和第八端均连接所述第三功率管的栅极，第一模拟开关的第二端和第四端均与第一控制器的第一脉冲端连接，第一模拟开关的第九端和第十一端均与第一控制器的第二脉冲端连接，第一逻辑芯片的第一输入端连接第一模拟开关的第五端、所述第一比较器的输出端和第一开关管的基极，第一逻辑芯片的第二输入端连接第一模拟开关的第六端所述第二比较器的输出端和第二开关管的基极，第一逻辑芯片的输出端连接第一控制器的第三IO端，第一开关管的发射极和第二开关管的发射极均接地。

6.根据权利要求5所述的一种变电站直流转换辅助装置，其特征在于，所述切换控制模块还包括第二电源、第一继电器、第二继电器、第三开关管和第四开关管；

所述第二电源连接第一继电器的一端和第二继电器的一端，第一继电器的另一端和第二继电器的另一端分别连接第三开关管的集电极和第四开关管的集电极，第三开关管的基极和第四开关管的基极分别连接第一比较器的输出端和第二比较器的输出端，第三开关管的发射极和第四开关管的发射极接地。