一種功率單元的電源電路的制作方法
【專利摘要】本實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兩路分別由DC-DC輸入保護電路和DC-DC開關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載連接，兩路開關電源處于并行工作的并聯模型，當其中的一路開關電源故障時，另外一路開關電路承擔全部工作，由此減少系統的故障時間，增加了系統的無故障時間，增強了系統應用的可靠性；增加可儲能電池和存儲器電路，用于在掉電后仍能將故障狀態反饋給主控系統，并存儲下開關電源工作時需要存儲的重要信息，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【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種功率單元的電源電路。
【背景技術】
[0002]目前，功率單元廣泛應用在H橋串聯變頻器中，功率單元的可靠性對整個系統而言至關重要。而在功率單元中，電源電路的可靠性、穩定性又顯得非常重要，尤其當客戶對系統的無故障工作時間、突然掉電后電源狀態信息有要求的場合。現有技術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；高壓直流電經過DC-DC輸入保護后進入DC-DC開關電源；DC-DC輸入保護電路的主要器件一般有保險絲、壓敏電阻、NTC、X電容、Y電容、浪涌保護器等，當DC-DC開關電源損壞時，其相應的保護電路起作用，把DC-DC開關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開關電源是把高壓直流電源通過開關管、變壓器、整流二極管、濾波電容、反饋回路等組成的拓撲電路轉換為負載需要的低壓直流電源，為負載供電；監測處理器把DC監測電路監測到的電源狀態綜合處理后通過通訊電路發給主控電路并痛過狀態顯示電路顯示出來；主控電路根據監測處理器的通訊過來的狀態信息，在必要的時候發指令斷開K1，保證系統的安全。現有技術方案的電源電路存在以下兩個不足之處:
[0003]1、當開關電源故障的時候，系統就停機，且無法滿足對無故障工作時間有要求的場合。
[0004]2、在系統因故障而掉電的時候，監測處理器沒法把最后的狀態和信息傳遞給主控系統或存儲起來，不利于事后分析故障。從而不利于產品故障信息的可追溯以及產品的改進性。
實用新型內容`
[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種掉電后能反饋故障狀態并能存儲開關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Kl與交流輸電電路連接，整流濾波電路輸出端并聯兩路分別由DC-DC輸入保護電路和DC-DC開關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監控電路后與監控處理器連接，監控處理器通過通訊電路與所述主控電路連接，所述監控處理器還分別連接有狀態顯示電路和狀態存儲器，監控處理器分別與DC綜合電路輸出端和儲能電池連接取電，狀態存儲器與儲能電池連接，儲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絲串聯組成的兩條支路，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輸入保護電路由保險絲、壓敏電阻、熱敏電阻、X電容、Y電容、浪涌保護器組成。
[0009]所述DC-DC開關電源電路包括開關管、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、自恢復保險絲、充電管理芯片組成。
[0011 ] 所述狀態顯示電路由指示燈電路、液晶屏電路或數碼管顯示電路構成
[0012]相比于現有技術，本實用新型的有益效果表現在以下幾個方面:
[0013]本功率單元電源電路的DC-DC開關電源電路重復配置了兩路獨立的開關電源電路，兩路開關電源處于并行工作的并聯模型。平時，由兩路開關電源平均負擔工作負載，當其中的一路開關電源故障時，另外一路開關電路承擔全部工作，由此減少系統的故障時間，增加了系統的無故障時間，增強了系統應用的可靠性。
[0014]本功率單元電源電路增加儲能電池和存儲器電路，用于在掉電后仍能將故障狀態反饋給主控系統，并存儲下開關電源工作時需要存儲的重要信息，為事后分析故障提供了方便。利于產品狀態和故障信息的追溯性和可維護、改進性。
【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為本實用新型的電路原理圖；
[0017]圖3為本實用新型中DC綜合電路的結構圖；
[0018]圖4為本實用新型中DC-DC輸入保護電路的結構圖；
[0019]圖5為本實用新型中防反充電電路的結構圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖詳細說明本使用新型技術方案:
[0021]參見圖2，本實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DC-DC輸入保護電路、2個DC-DC開關電源、DC綜合電路、電源負載、3個DC監測電路、防反充電電路、儲能電池、監測處理器、存儲器、狀態顯示電路、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Kl與交流輸電電路連接，整流濾波電路輸出端并聯兩路分別由DC-DC輸入保護電路和DC-DC開關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監控電路后與監控處理器連接，監控處理器通過通訊電路與所述主控電路連接，所述監控處理器還分別連接有狀態顯示電路和狀態存儲器，監控處理器分別與DC綜合電路輸出端和儲能電池連接取電，狀態存儲器與儲能電池連接，儲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，由主控系統控制的開關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開關電源提供輸入電源。
[0025]本實施例所涉及的電源電路包括兩個DC-DC輸入保護電路，DC-DC輸入保護電路I和DC-DC輸入保護2，分別為DC-DC開關電源I和DC-DC開關電源2的輸入提供輸入保護，該DC-DC輸入保護電路主要器件主要包括保險絲、壓敏電阻、NTC、X電容、Y電容、浪涌保護器等，X電容各Y電容為安規電容，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。
[0026]當DC-DC開關電源損壞時，其相應的DC-DC輸入保護電路起保護作用，把DC-DC開關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電源且不反串到整流濾波電路從而影響另外一路開關電源工作。例如DC-DC開關電源I因為某種原因將DC-DC輸入保護I的保險絲熔斷，DC-DC開關電源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2繼續為DC-DC開關電源2供電。
[0027]如圖4所示，為一個常用的輸入保護電路，主要由保險絲Fuse、壓敏電阻RV、共模電抗LCM、CX1和R3 (漏電流吸收用的R3、保護用的X電容)、CY1?CY4和Rl?R2 (濾波、保護用的Y電容)等組成，為DC-DC開關電源I和DC-DC開關電源2的輸入提供輸入保護。
[0028]DC-DC開關電源I和DC-DC開關電源2:與常規的開關電源一樣，可以根據工況不同拓撲結構、DC-DC開關電源電路主要由開關管、變壓器、控制電路、反饋電路、輸出濾波等組成。其主要作用是根據負載需要將高壓電源變成負載工作需要的低壓電源。
[0029]DC綜合電路=DC-DC開關電源I和DC-DC開關電源2的輸出電源如果直接連接在一起，當其中一路電源故障，比如短路時，另外一路電源也短路了，電源不能工作，系統癱瘓，電路沒有起到冗余的效果。DC綜合電路可以由常規的二極管做“或”處理，也可以接專業生產的DC電路綜合器。綜合后的電源可以給負載供電。同時也給監測處理器供電、給儲能電池充電。
[0030]如圖3所示，DC綜合電路由兩條支路組成，保險絲fusel與二極管Dl串聯組成第一支路，保險絲fuse2與二極管D2串聯組成第一支路，DC-DC開關電源I輸出端與DC綜合電路輸入端Vinl連接，DC-DC開關電源I輸出端與輸入端Vin2連接，輸出端Vo與電源負載連通。
[0031]防反充電電路:DC綜合電路綜合后的電源給儲能電池充電，必須有防反充電路。即，儲能電池不會給電源或負載電路放電，只給監測處理器和狀態存儲器供電，從而保證儲能電池相對長久的工作時間。防反充電電路主要由防反二極管、自恢復保險絲、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保險絲fuse、防反二極管Dl和充電管理芯片組成，自恢復保險絲fuse與DC綜合電路輸出端連接，充電管理芯片與儲能電池連接，充電過程包括預充電過程、恒流充電過程、恒壓充電過程。
[0033]儲能電池主要在掉電情況下給監測處理器和狀態存儲器供電，保證必要的通訊和狀態信息存儲。
[0034]DC監測電路1、DC監測電路2、DC監測電路3:分別監測DC-DC開關電源I的輸出電源、DC-DC開關電源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、過流等信號傳給監測處理器。
[0035]監測處理器:將采集到的各個電源的狀態信號，例如正常、過壓、欠壓、過流等進行處理后通過通訊電路把信號傳給主控電路，同時通過狀態顯示電路把狀態信息顯示出來。狀態顯示電路可以是指示燈、液晶屏、數碼管等。
[0036]主控電路:根據監測處理器的通訊過來的狀態信息，在必要的時候發指令斷開K1，保證系統的安全。
[0037]對于本實用新型各個實施例中所闡述的控制電路，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
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Kl與交流輸電電路連接，整流濾波電路輸出端并聯兩路分別由DC-DC輸入保護電路和DC-DC開關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監控電路后與監控處理器連接，監控處理器通過通訊電路與所述主控電路連接，所述監控處理器還分別連接有狀態顯示電路和狀態存儲器，監控處理器分別與DC綜合電路輸出端和儲能電池連接取電，狀態存儲器與儲能電池連接，儲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絲串聯組成的兩條支路，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輸入保護電路由保險絲、壓敏電阻、熱敏電阻、X電容、Y電容、浪涌保護器組成。
4.如權利要求1所述的功率單元的電源電路，其特征在于:所述DC-DC開關電源電路包括開關管、變壓器、控制電路、反饋電路和輸出濾波電路。
5.如權利要求1任一項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、自恢復保險絲、充電管理芯片組成。
6.如權利要求1任一項所述的功率單元的電源電路，其特征在于:所述狀態顯示電路由指示燈電路、液晶屏電路或數碼管顯示電路構成。
【文檔編號】H02M3/28GK203632559SQ201320789026
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】張慧君, 李明才, 蘇位峰, 衛三民, 茍銳鋒, 李俠 申請人:中國西電電氣股份有限公司