一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設備的開關電源，尤其涉及一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源。
【背景技術】
[0002]在電力設備當中，例如:變頻器、風電變流器、光伏逆變器，電力設備的開關電源從電力設備的直流母線上進行取電是一種常見的設計方案。
[0003]如圖1所示的一種開關電源，其包括直流母線電壓輸入、閉環(huán)隔離DC/DC電路以及開關電源輸出端Vo。圖1所示的開關電源在一般的應用場合只能達到基本絕緣，不適用于高過電壓等級高海拔應用場合。而且該開關電源沒有冗余輸入，不能兼容從常用的外部輸入電源上進行取電，例如:單相交流輸入電源、直流低壓輸入電源(如+24V，+15V等)。但是對于變頻器、風電變流器、光伏逆變器等電力設備，在某些工況下(例如:風電變流器要求低壓穿越不脫網時或變頻器要求電網掉電實現(xiàn)瞬停不停時等)要求電力設備能夠持續(xù)供電，圖1的開關電源無法滿足該設計要求。
[0004]在高過電壓等級高海拔應用場合，需要考慮高過電壓等級和高海拔帶來的安規(guī)問題，圖1的開關電源在高過電壓等級高海拔應用場合連基本絕緣都達不到。且通常只能滿足過電壓II級，不能滿足高過電壓III級的使用情形。(過電壓I級:信號水平級，低壓低能量級別，并帶保護裝置，如低壓電子邏輯系統(tǒng)；過電壓II級:負載水平級，低壓高能量，如控制電動機用電器；過電壓III級:配電及控制水平級，高壓高能量，如配電干線)。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源，包括直流母線電壓輸入、開環(huán)隔離DC/DC電路以及閉環(huán)隔離DC/DC電路；
所述直流母線電壓輸入的輸入端連接電力設備的直流母線，輸出端連接所述開環(huán)隔離DC/DC電路；
所述開環(huán)隔離DC/DC電路的輸出端連接所述閉環(huán)隔離DC/DC電路，所述閉環(huán)隔離DC/DC電路的輸出端輸出電壓Vo。
[0007]進一步地，還包括一外部直流低壓輸入電源，所述外部直流低壓輸入電源的輸出端連接所述閉環(huán)隔離DC/DC電路的輸出端。
[0008]進一步地，還包括外部單相交流輸入電源、整流濾波電路，所述外部單相交流輸入電源的輸出端通過所述整流濾波電路連接所述開環(huán)隔離DC/DC電路的輸出端。
[0009]進一步地，所述開環(huán)隔離DC/DC電路為半橋式開環(huán)隔離DC/DC電路，所述閉環(huán)隔離DC/DC電路為反激式閉環(huán)隔離DC/DC電路，所述整流濾波電路為二極管半橋或全橋整流濾波電路。
[0010]進一步地，所述開環(huán)隔離DC/DC電路為半橋式開環(huán)隔離DC/DC電路，所述閉環(huán)隔離DC/DC電路為正激式閉環(huán)隔離DC/DC電路，所述整流濾波電路為二極管半橋或全橋整流濾波電路。
[0011]進一步地，所述開環(huán)隔離DC/DC電路為半橋式開環(huán)隔離DC/DC電路，所述閉環(huán)隔離DC/DC電路為反激式閉環(huán)隔離DC/DC電路；或所述開環(huán)隔離DC/DC電路為半橋式開環(huán)隔離DC/DC電路，所述閉環(huán)隔離DC/DC電路為正激式閉環(huán)隔離DC/DC電路。
[0012]本發(fā)明提供的一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源，采用兩級隔離DC/DC電路，且前級為開環(huán)、后級為閉環(huán)，可以實現(xiàn)較大的電氣間隙和爬電距離，使其能適用于高過電壓等級高海拔的場所；同時使開關電源能夠兼容從直流母線和外部輸入電源上同時取電，確保開關電源在某些工況下能夠持續(xù)供電。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以從這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為現(xiàn)有技術第一種開關電源結構示意圖；
圖2為本發(fā)明一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源第一實施例結構示意圖；
圖3為本發(fā)明一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源第二實施例結構示意圖；
圖4為本發(fā)明一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源第三實施例結構示意圖；
圖5為本發(fā)明一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源第四實施例結構示意圖；
圖6為本發(fā)明一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源第五實施例結構示意圖；
圖7為本發(fā)明一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源第六實施例結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結合本發(fā)明實施方式中的附圖，對本發(fā)明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
[0016]實施例1:
如圖2所示，一種適用于高過電壓等級高海拔場所的開關電源，包括依次連接的直流母線電壓輸入1、開環(huán)隔離DC/DC電路2以及閉環(huán)隔離DC/DC電路3。直流母線電壓輸入I的輸入端連接電力設備的直流母線、輸出端與開環(huán)隔離DC/DC電路2連接，并為其提供一直流電壓Vbus ;開環(huán)隔離DC/DC電路2與閉環(huán)隔離DC/DC電路3起到電源變換以及電氣隔離的作用；開環(huán)隔離DC/DC電路2的輸出端連接閉環(huán)隔離DC/DC電路3，閉環(huán)隔離DC/DC電路3的輸出端輸出電壓Vo。
[0017]在本實施例中，開環(huán)隔離DC/DC電路2通過變壓器實現(xiàn)隔離功能，閉環(huán)隔離DC/DC電路3 —般是通過光耦來實現(xiàn)隔離功能。
[0018]本實施例采用兩級隔離DC/DC電路，且前級為開環(huán)，后級為閉環(huán)。由于開環(huán)隔離DC/DC電路2包含變壓器、后級閉環(huán)隔離DC/DC電路3包含光耦，可以實現(xiàn)較大的電氣間隙和爬電距離，從而能滿足高過電壓等級高海拔場合應用的安規(guī)要求，且輸出電壓Vo不僅可以達到基本絕緣(提供一重防電擊保護，必須滿足基本絕緣的電氣間隙和爬電距離要求)，還能達到雙重絕緣(提供防電擊的雙重保護，必須滿足雙重絕緣或加強絕緣的電氣間隙和爬電距離要求)的要求，從而為輸出端Vo耦合外部低壓輸入電源提供條件(由于外部低壓輸入電源的安規(guī)級別受用戶決定，故最基本的是本系統(tǒng)的輸出不能降低外部輸入電源的安規(guī)級別)。同時由于本方案是多級方案，故每一級的輸出從原理上都可以耦合外部輸入電源，即為外部輸入電源創(chuàng)造了條件，使開關電源兼容從直流母線電壓輸入I和外部輸入電源同時取電，以確保在某些工況下能持續(xù)供電(如風電變流器要求低壓穿越不脫網時或變頻器要求電網掉電實現(xiàn)瞬停不停時等工況)。
[0019]實施例2:
如圖3所示，實施例2與實施例1的區(qū)別在于:外部直流低壓輸入電源4提供的外部直流低壓Vdc與閉環(huán)隔離DC/DC電路3的變換后的電壓交匯，并輸出穩(wěn)定電壓Vo。
[0020]本實施例提供了“外部直流低壓輸入電源4”，使開關電源兼容從“直流母線”和“外部直流低壓輸入4”同時取電，以確保在某些工況下能持續(xù)供電(如風電變流器要求低壓穿越不脫網時或變頻器要求電網掉電實現(xiàn)瞬停不停時等工況)。
[0021]實施例3:
如圖4所示，實施例3與實施例1的區(qū)別在于:外部單相交流輸入電源5提供外部單相交流電壓