一種功率單元的電源電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種功率單元的電源電路，包括整流濾波電路，整流濾波電路輸出端并聯(lián)兩路分別由DC-DC輸入保護(hù)電路和DC-DC開關(guān)電源組成的電源電路，兩路電源電路輸出端與DC綜合電路連接，DC綜合電路輸出端與電源負(fù)載連接，兩路開關(guān)電源處于并行工作的并聯(lián)模型，當(dāng)其中的一路開關(guān)電源故障時(shí)，另外一路開關(guān)電路承擔(dān)全部工作，由此減少系統(tǒng)的故障時(shí)間，增加了系統(tǒng)的無故障時(shí)間，增強(qiáng)了系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性；增加可儲(chǔ)能電池和存儲(chǔ)器電路，用于在掉電后仍能將故障狀態(tài)反饋給主控系統(tǒng)，并存儲(chǔ)下開關(guān)電源工作時(shí)需要存儲(chǔ)的重要信息，為事后分析故障提供了方便。
【專利說明】—種功率單元的電源電路【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種功率單元的電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，功率單元廣泛應(yīng)用在H橋串聯(lián)變頻器中，功率單元的可靠性對整個(gè)系統(tǒng)而言至關(guān)重要。而在功率單元中，電源電路的可靠性、穩(wěn)定性又顯得非常重要，尤其當(dāng)客戶對系統(tǒng)的無故障工作時(shí)間、突然掉電后電源狀態(tài)信息有要求的場合?，F(xiàn)有技術(shù)的功率單元中一般采用如圖1所示的電源電路。380V~690V的三相交流電，經(jīng)過三相整流橋整流和濾波后變成比較平滑的高壓直流電；高壓直流電經(jīng)過DC-DC輸入保護(hù)后進(jìn)入DC-DC開關(guān)電源；DC-DC輸入保護(hù)電路的主要器件一般有保險(xiǎn)絲、壓敏電阻、NTC、X電容、Y電容、浪涌保護(hù)器等，當(dāng)DC-DC開關(guān)電源損壞時(shí)，其相應(yīng)的保護(hù)電路起作用，把DC-DC開關(guān)電源與整流濾波電路斷開，從而保證整流濾波電路和器件的安全；DC-DC開關(guān)電源是把高壓直流電源通過開關(guān)管、變壓器、整流二極管、濾波電容、反饋回路等組成的拓?fù)潆娐忿D(zhuǎn)換為負(fù)載需要的低壓直流電源，為負(fù)載供電；監(jiān)測處理器把DC監(jiān)測電路監(jiān)測到的電源狀態(tài)綜合處理后通過通訊電路發(fā)給主控電路并痛過狀態(tài)顯示電路顯示出來；主控電路根據(jù)監(jiān)測處理器的通訊過來的狀態(tài)信息，在必要的時(shí)候發(fā)指令斷開K1，保證系統(tǒng)的安全。現(xiàn)有技術(shù)方案的電源電路存在以下兩個(gè)不足之處:
[0003]1、當(dāng)開關(guān)電源故障的時(shí)候，系統(tǒng)就停機(jī)，且無法滿足對無故障工作時(shí)間有要求的場合。
[0004]2、在系統(tǒng)因故障而掉電的時(shí)候，監(jiān)測處理器沒法把最后的狀態(tài)和信息傳遞給主控系統(tǒng)或存儲(chǔ)起來，不利于事后分析故障。從而不利于產(chǎn)品故障信息的可追溯以及產(chǎn)品的改進(jìn)性。
實(shí)用新型內(nèi)容`
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種掉電后能反饋故障狀態(tài)并能存儲(chǔ)開關(guān)電源信息的功率單元的電源電路。
[0006]一種功率單元的電源電路，包括整流濾波電路，整流濾波電路輸入端通過由主控電路控制的開關(guān)Kl與交流輸電電路連接，整流濾波電路輸出端并聯(lián)兩路分別由DC-DC輸入保護(hù)電路和DC-DC開關(guān)電源組成的電源電路，兩路電源電路輸出端與DC綜合電路連接，DC綜合電路輸出端與電源負(fù)載連接，兩路電源電路輸出端及DC綜合電路輸出端各連接一路DC監(jiān)控電路后與監(jiān)控處理器連接，監(jiān)控處理器通過通訊電路與所述主控電路連接，所述監(jiān)控處理器還分別連接有狀態(tài)顯示電路和狀態(tài)存儲(chǔ)器，監(jiān)控處理器分別與DC綜合電路輸出端和儲(chǔ)能電池連接取電，狀態(tài)存儲(chǔ)器與儲(chǔ)能電池連接，儲(chǔ)能電池通過防反充電路與DC綜合電路輸出端連接取電；所述DC綜合電路包括分別由二極管和保險(xiǎn)絲串聯(lián)組成的兩條支路，每條支路分別與一路電源電路連接。
[0007]所述整流濾波電路由三相整流橋、電解電容或者薄膜電容和均壓電阻組成。[0008]所述DC-DC輸入保護(hù)電路由保險(xiǎn)絲、壓敏電阻、熱敏電阻、X電容、Y電容、浪涌保護(hù)器組成。
[0009]所述DC-DC開關(guān)電源電路包括開關(guān)管、變壓器、控制電路、反饋電路和輸出濾波電路。
[0010]所述防反充電電路由防反二極管、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、充電管理芯片組成。
[0011 ] 所述狀態(tài)顯示電路由指示燈電路、液晶屏電路或數(shù)碼管顯示電路構(gòu)成
[0012]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0013]本功率單元電源電路的DC-DC開關(guān)電源電路重復(fù)配置了兩路獨(dú)立的開關(guān)電源電路，兩路開關(guān)電源處于并行工作的并聯(lián)模型。平時(shí)，由兩路開關(guān)電源平均負(fù)擔(dān)工作負(fù)載，當(dāng)其中的一路開關(guān)電源故障時(shí)，另外一路開關(guān)電路承擔(dān)全部工作，由此減少系統(tǒng)的故障時(shí)間，增加了系統(tǒng)的無故障時(shí)間，增強(qiáng)了系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性。
[0014]本功率單元電源電路增加儲(chǔ)能電池和存儲(chǔ)器電路，用于在掉電后仍能將故障狀態(tài)反饋給主控系統(tǒng)，并存儲(chǔ)下開關(guān)電源工作時(shí)需要存儲(chǔ)的重要信息，為事后分析故障提供了方便。利于產(chǎn)品狀態(tài)和故障信息的追溯性和可維護(hù)、改進(jìn)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為原有功率單元電源電路的電路原理圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型中DC綜合電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型中DC-DC輸入保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型中防反充電電路的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本使用新型技術(shù)方案:
[0021]參見圖2，本實(shí)用新型的功率單元電源電路主要包括以下模塊:三相交流輸入(380V?690V)、整流濾波電路、2個(gè)DC-DC輸入保護(hù)電路、2個(gè)DC-DC開關(guān)電源、DC綜合電路、電源負(fù)載、3個(gè)DC監(jiān)測電路、防反充電電路、儲(chǔ)能電池、監(jiān)測處理器、存儲(chǔ)器、狀態(tài)顯示電路、通訊電路以及與通訊電路相連的主控電路。
[0022]整流濾波電路輸入端通過由主控電路控制的開關(guān)Kl與交流輸電電路連接，整流濾波電路輸出端并聯(lián)兩路分別由DC-DC輸入保護(hù)電路和DC-DC開關(guān)電源組成的電源電路，兩路電源電路輸出端與DC綜合電路連接，DC綜合電路輸出端與電源負(fù)載連接，兩路電源電路輸出端及DC綜合電路輸出端各連接一路DC監(jiān)控電路后與監(jiān)控處理器連接，監(jiān)控處理器通過通訊電路與所述主控電路連接，所述監(jiān)控處理器還分別連接有狀態(tài)顯示電路和狀態(tài)存儲(chǔ)器，監(jiān)控處理器分別與DC綜合電路輸出端和儲(chǔ)能電池連接取電，狀態(tài)存儲(chǔ)器與儲(chǔ)能電池連接，儲(chǔ)能電池通過防反充電路與DC綜合電路輸出端連接取電。
[0023]三相交流輸入:功率單元的三相交流輸入從移相變壓器接入，由主控系統(tǒng)控制的開關(guān)Kl接入到整流濾波。一般為三相380V?690V。本電路主要由快速熔斷器、三相濾波器、EMC抑制器等組成。
[0024]整流濾波電路:主要由三相整流橋、電解電容(配置均壓電阻)或者薄膜電容組成。其功能是把從外部輸入的三相交流正弦電壓變成直流電源。為DC-DC開關(guān)電源提供輸入電源。
[0025]本實(shí)施例所涉及的電源電路包括兩個(gè)DC-DC輸入保護(hù)電路，DC-DC輸入保護(hù)電路I和DC-DC輸入保護(hù)2，分別為DC-DC開關(guān)電源I和DC-DC開關(guān)電源2的輸入提供輸入保護(hù)，該DC-DC輸入保護(hù)電路主要器件主要包括保險(xiǎn)絲、壓敏電阻、NTC、X電容、Y電容、浪涌保護(hù)器等，X電容各Y電容為安規(guī)電容，X電容是跨接在電力線兩線(L-N)之間的電容，一般選用金屬薄膜電容；Y電容是分別跨接在電力線兩線和地之間(L-E，N-E)的電容，一般是成對出現(xiàn)。
[0026]當(dāng)DC-DC開關(guān)電源損壞時(shí)，其相應(yīng)的DC-DC輸入保護(hù)電路起保護(hù)作用，把DC-DC開關(guān)電源與整流濾波后的直流電源斷開，其目的是控制損壞的一路開關(guān)電源且不反串到整流濾波電路從而影響另外一路開關(guān)電源工作。例如DC-DC開關(guān)電源I因?yàn)槟撤N原因?qū)C-DC輸入保護(hù)I的保險(xiǎn)絲熔斷，DC-DC開關(guān)電源I與整流濾波電路的直流斷開了，并沒有影響到整流濾波后的直流電源，而整流濾波后的直流電源通過DC-DC輸入保護(hù)2繼續(xù)為DC-DC開關(guān)電源2供電。
[0027]如圖4所示，為一個(gè)常用的輸入保護(hù)電路，主要由保險(xiǎn)絲Fuse、壓敏電阻RV、共模電抗LCM、CX1和R3 (漏電流吸收用的R3、保護(hù)用的X電容)、CY1?CY4和Rl?R2 (濾波、保護(hù)用的Y電容)等組成，為DC-DC開關(guān)電源I和DC-DC開關(guān)電源2的輸入提供輸入保護(hù)。
[0028]DC-DC開關(guān)電源I和DC-DC開關(guān)電源2:與常規(guī)的開關(guān)電源一樣，可以根據(jù)工況不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、DC-DC開關(guān)電源電路主要由開關(guān)管、變壓器、控制電路、反饋電路、輸出濾波等組成。其主要作用是根據(jù)負(fù)載需要將高壓電源變成負(fù)載工作需要的低壓電源。
[0029]DC綜合電路=DC-DC開關(guān)電源I和DC-DC開關(guān)電源2的輸出電源如果直接連接在一起，當(dāng)其中一路電源故障，比如短路時(shí)，另外一路電源也短路了，電源不能工作，系統(tǒng)癱瘓，電路沒有起到冗余的效果。DC綜合電路可以由常規(guī)的二極管做“或”處理，也可以接專業(yè)生產(chǎn)的DC電路綜合器。綜合后的電源可以給負(fù)載供電。同時(shí)也給監(jiān)測處理器供電、給儲(chǔ)能電池充電。
[0030]如圖3所示，DC綜合電路由兩條支路組成，保險(xiǎn)絲fusel與二極管Dl串聯(lián)組成第一支路，保險(xiǎn)絲fuse2與二極管D2串聯(lián)組成第一支路，DC-DC開關(guān)電源I輸出端與DC綜合電路輸入端Vinl連接，DC-DC開關(guān)電源I輸出端與輸入端Vin2連接，輸出端Vo與電源負(fù)載連通。
[0031]防反充電電路:DC綜合電路綜合后的電源給儲(chǔ)能電池充電，必須有防反充電路。即，儲(chǔ)能電池不會(huì)給電源或負(fù)載電路放電，只給監(jiān)測處理器和狀態(tài)存儲(chǔ)器供電，從而保證儲(chǔ)能電池相對長久的工作時(shí)間。防反充電電路主要由防反二極管、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、充電管理芯片等組成。
[0032]如圖5所示，所述防反充電電路由自恢復(fù)保險(xiǎn)絲fuse、防反二極管Dl和充電管理芯片組成，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲fuse與DC綜合電路輸出端連接，充電管理芯片與儲(chǔ)能電池連接，充電過程包括預(yù)充電過程、恒流充電過程、恒壓充電過程。
[0033]儲(chǔ)能電池主要在掉電情況下給監(jiān)測處理器和狀態(tài)存儲(chǔ)器供電，保證必要的通訊和狀態(tài)信息存儲(chǔ)。
[0034]DC監(jiān)測電路1、DC監(jiān)測電路2、DC監(jiān)測電路3:分別監(jiān)測DC-DC開關(guān)電源I的輸出電源、DC-DC開關(guān)電源2的輸出電源、DC綜合電路后的輸出電源的電流和電壓。把電源正常、過壓、欠壓、過流等信號(hào)傳給監(jiān)測處理器。
[0035]監(jiān)測處理器:將采集到的各個(gè)電源的狀態(tài)信號(hào)，例如正常、過壓、欠壓、過流等進(jìn)行處理后通過通訊電路把信號(hào)傳給主控電路，同時(shí)通過狀態(tài)顯示電路把狀態(tài)信息顯示出來。狀態(tài)顯示電路可以是指示燈、液晶屏、數(shù)碼管等。
[0036]主控電路:根據(jù)監(jiān)測處理器的通訊過來的狀態(tài)信息，在必要的時(shí)候發(fā)指令斷開K1，保證系統(tǒng)的安全。
[0037]對于本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中所闡述的控制電路，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種功率單元的電源電路，其特征在于:包括整流濾波電路，整流濾波電路輸入端通過由主控電路控制的開關(guān)Kl與交流輸電電路連接，整流濾波電路輸出端并聯(lián)兩路分別由DC-DC輸入保護(hù)電路和DC-DC開關(guān)電源組成的電源電路，兩路電源電路輸出端與DC綜合電路連接，DC綜合電路輸出端與電源負(fù)載連接，兩路電源電路輸出端及DC綜合電路輸出端各連接一路DC監(jiān)控電路后與監(jiān)控處理器連接，監(jiān)控處理器通過通訊電路與所述主控電路連接，所述監(jiān)控處理器還分別連接有狀態(tài)顯示電路和狀態(tài)存儲(chǔ)器，監(jiān)控處理器分別與DC綜合電路輸出端和儲(chǔ)能電池連接取電，狀態(tài)存儲(chǔ)器與儲(chǔ)能電池連接，儲(chǔ)能電池通過防反充電路與DC綜合電路輸出端連接取電；所述DC綜合電路包括分別由二極管和保險(xiǎn)絲串聯(lián)組成的兩條支路，每條支路分別與一路電源電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的功率單元的電源電路，其特征在于:所述整流濾波電路由三相整流橋、電解電容或者薄膜電容和均壓電阻組成。
3.如權(quán)利要求1所述的功率單元的電源電路，其特征在于:所述DC-DC輸入保護(hù)電路由保險(xiǎn)絲、壓敏電阻、熱敏電阻、X電容、Y電容、浪涌保護(hù)器組成。
4.如權(quán)利要求1所述的功率單元的電源電路，其特征在于:所述DC-DC開關(guān)電源電路包括開關(guān)管、變壓器、控制電路、反饋電路和輸出濾波電路。
5.如權(quán)利要求1任一項(xiàng)所述的功率單元的電源電路，其特征在于:所述防反充電電路由防反二極管、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、充電管理芯片組成。
6.如權(quán)利要求1任一項(xiàng)所述的功率單元的電源電路，其特征在于:所述狀態(tài)顯示電路由指示燈電路、液晶屏電路或數(shù)碼管顯示電路構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H02M3/28GK203632559SQ201320789026
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】張慧君, 李明才, 蘇位峰, 衛(wèi)三民, 茍銳鋒, 李俠 申請人:中國西電電氣股份有限公司