專利名稱：直流電源無擾自動(dòng)切換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及直流供電領(lǐng)域中的切換器。 現(xiàn)有技術(shù)目前，在很多特殊領(lǐng)域，部分設(shè)備的供電必須不間斷供電，在直流供電領(lǐng)域主要有兩種方法用于確保直流供電系統(tǒng)的不間斷工作，其一采用兩路電源供電，正常情況下，只用其中一路為主供電源為后級(jí)供電，另一路為備用電源，人為監(jiān)控供電的工作情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)主供電源供電不正常時(shí)，人為將電源切換到備用電源；其二是采用兩路直流電源同時(shí)供電， 在兩路直流電源的正極分別加大功率二極管，使電壓高的一路電源為主供電源，電壓低的一路為備用電源。以上技術(shù)中，第一種技術(shù)存在對(duì)人的依賴性很強(qiáng)，人為切換時(shí)安全性不高，切換過程中出現(xiàn)供電間斷等缺陷；第二種技術(shù)存在當(dāng)二極管上通過電流較大時(shí)，二極管壓降增大，使得輸出電壓降低且不穩(wěn)定；其中一路隔離二極管損毀短路時(shí)，會(huì)發(fā)生兩路電源輸出間無隔離，出現(xiàn)燒毀供電電源的情況，存在安全性不高，功耗較大，電壓不穩(wěn)等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供一種直流電源無擾自動(dòng)切換器，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了兩路供電的自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)兩路供電安全隔離、安全切換；實(shí)現(xiàn)不間斷供電以及主供電源與備用電源之間的自動(dòng)切換；降低供電功耗以及對(duì)電源供電電壓的影響，提高兩路供電過程中的安全性，同時(shí)提供了主供電源與備用電源的自主選取，主供電源自動(dòng)鎖定等人性化設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種直流電源無擾自動(dòng)切換器，包括采樣電路、兩路供電電路、控制電路、主控電路、鎖定電路和主供電源自主選擇電路，其特征是采樣電路包括穩(wěn)壓二極管￥1、￥2、電阻1 1、1 2、1 3、1 4、1 15、1 17，其中 V1、R2、R3、R4 串聯(lián)，V2、Rl、R15、R17 串聯(lián)；兩路供電電路包括直流斷路器QA、QB和雙二極管1V5，其中QA、QB分別連接兩路供電電源，1V5分別串聯(lián)在QA、QB的正負(fù)輸入端；控制電路包括比較器附、三極管V29、V31、V32， 其中比較器m輸入端2腳通過電阻與Rl串聯(lián)，比較器m輸入端3腳通過電阻與R2串聯(lián)， 比較器附輸出端1腳通過電阻及三極管M8接V29的b極，V29的c極、e極與開關(guān)K2串聯(lián)，V31的c極、e極與開關(guān)Kl串聯(lián)，V32的c極、e極與V31的b極、e極通過電阻并聯(lián)；主控電路包括二極管1￥1、1￥3、開關(guān)1(1、K2，二極管1V1、1V2串聯(lián)后再與開關(guān)ΚΙ、K2并聯(lián)；鎖定電路包括三極管乂21、￥22、電阻1 13、1 16、1 12、1 14，其中V21、R13、R16串聯(lián)后再與R15、 R17并聯(lián)，V22、R12、R14串聯(lián)后再與R3、R4并聯(lián)；主供電源自主選擇電路包括復(fù)位開關(guān)SA、 SB、電阻R8、R11、R9、R10，其中SB、R8、R11串聯(lián)后再與R15、R17并聯(lián)，SA、R9、RlO串聯(lián)后再與R3、R4并聯(lián)。其中二極管1V1、1V2是由多個(gè)大功率二極管串聯(lián)形成。開關(guān)K1、K2選用大功率直流接觸器。在本實(shí)用新型中，兩路直流電源同時(shí)供電，設(shè)備可以根據(jù)輸入電壓，選擇一路作為主供電源輸出，另一路自動(dòng)作為備用電源，在主供電源掉電時(shí)，設(shè)備可以自動(dòng)切換到備用電源。本實(shí)用新型可以根據(jù)兩路輸入電源的輸入電壓，選擇一路作為主供電源輸出，另一路自動(dòng)作為備用電源，在主供電源掉電時(shí)，設(shè)備可以自動(dòng)切換到備用電源，并且有主供電源與備用電源的自主選取，主供電源自動(dòng)鎖定以及電源切換過程不掉電等功能。

圖1是本實(shí)用新型電路邏輯框圖。圖2是本實(shí)用新型電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)該實(shí)用新型進(jìn)一步說明。在圖2中，由QA、QB、1V5組成兩路供電控制電路。這部分電路通過VI、V2給采樣電路供電，同時(shí)通過1V1、1V3、K1、K2給主控電路供電。該電路中QA，QB分別選用直流斷路器，既可以控制兩路供電，又可以提供輸出過流保護(hù)；1V5為用戶提供防接反保護(hù)，即當(dāng)用戶輸入端電源正負(fù)極接錯(cuò)時(shí)，通過1V5的電流急劇增加，直流斷路器自動(dòng)切斷輸入。在圖2中，由VI、V2、RU R2、R3、R4、R15、R17等組成采樣電路。這部分電路通過 V1、V2采集供電電壓，并將分析后的參考電壓通過m反饋給控制電路。該電路中V1、V2采用了精密高壓降穩(wěn)壓二極管，根據(jù)輸入電壓的要求，選擇不同壓降的穩(wěn)壓二極管，再由R1、 R2、R3、R4、R15、R17等不同阻值的電阻，為控制電路提供一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓。在圖2中，由Ni、V29、V31、V32等組成的控制電路。這部分電路由附接受采樣電路的參考電壓，通過比較，確定適合的控制信號(hào)，并將控制信號(hào)通過V21、V22送至鎖定電路，同時(shí)將控制信號(hào)通過K1、K2送至主控電路。當(dāng)A路先上電時(shí)，A路的采樣的參考電壓高于B路的采樣的參考電壓，m輸出低電平，M9關(guān)斷，V31導(dǎo)通，控制Kl閉合，當(dāng)B路先上電時(shí)，B路的采樣的參考電壓高于A路的采樣的參考電壓，m輸出高電平，V31關(guān)斷，M9導(dǎo)通， 控制K2閉合，同樣當(dāng)A路、B路同時(shí)上電時(shí)，如果A路采樣的參考電壓高于B路采樣的參考電壓，則Kl閉合，反之則K2閉合。在圖2中，由V21、V22、R13、R16、R12、R14組成鎖定電路。這部分電路通過V21、 V22跟蹤控制電路的控制信號(hào)并實(shí)施鎖定。當(dāng)V31導(dǎo)通，Kl閉合時(shí)，V21導(dǎo)通，使B路的采樣的參考電壓降低，鎖定為A路輸出；當(dāng)N29導(dǎo)通，K2閉合時(shí)，V22導(dǎo)通，使A路的采樣電壓降低，鎖定為B路輸出。在圖2中，由1V1、1V3、K1、K2等組成主控電路。這部分電路通過Kl、K2接受控制電路的控制信號(hào)，根據(jù)控制信號(hào)的需要，選擇Kl或Κ2閉合，將兩路供電電路的供電選擇性輸出。當(dāng)開關(guān)Kl閉合時(shí)，由于1V1、1V3上有壓降，電源通過Kl輸出，A路工作；同上，Κ2閉合時(shí)，電源通過Κ2輸出，B路工作。當(dāng)電源由A路切換到B路時(shí)，B路斷電瞬間，電源由IVl 輸出，Kl閉合后，再由Kl輸出，整個(gè)過程中只出現(xiàn)電壓降低，但不會(huì)出現(xiàn)掉電現(xiàn)象，同樣，當(dāng)電源由B路切換到A路時(shí)，電源由1V2輸出，Κ2閉合后由Κ2輸出。主供電路中，ΚΙ、Κ2選用大功率直流接觸器，保證電源供電的穩(wěn)定性，1V1、1V3選用多個(gè)大功率二極管串聯(lián)，保證了切換過程中電源不掉電的特性，同時(shí)也保證了個(gè)別二極管損壞時(shí)，整個(gè)電源和供電電源的安全性。在圖2中，由SA、SB、R8、R11、R9、R10組成了主供電源自主選擇電路。這部分電路主要通過在采樣電路的分壓電阻上并聯(lián)電阻，改變某一路的參考電壓，從而使供電由一路切換到另一路。SA、SB采用了自復(fù)位開關(guān)，正常情況下，當(dāng)A路作為主供電源時(shí)，A路的采樣的參考電壓高于B路的采樣的參考電壓，此時(shí)按下SB，由于R15、R17與R8、R11形成了并聯(lián)關(guān)系，使A路的采樣的參考電壓降低到低于B路的采樣的參考電壓，使得控制電路認(rèn)為A 路的電壓降低，從而將主供電源選擇為B路，同時(shí)鎖定為B路為主供電源；當(dāng)B路為主供電源，此時(shí)按下SA，由于R3、R4與R9、RlO形成了并聯(lián)關(guān)系，同樣的原理可以實(shí)現(xiàn)選擇A路為主供電源。本實(shí)用新型原理，見附圖1 當(dāng)供電電源接通時(shí)，電源電壓首先到達(dá)采樣電路，采樣電路通過降壓、分壓，采集兩路供電電壓的參考電壓，并將采集的參考電壓反饋給控制電路；控制電路根據(jù)參考電壓選擇一路電壓正確的作為輸出電壓，并發(fā)送控制信號(hào)給主控電路，同時(shí)鎖定該路為主供電源；主控電路得到控制電路的控制信號(hào)后，根據(jù)控制信號(hào)的要求選擇送出輸出電壓給輸出電路。當(dāng)兩路供電電壓相同并同時(shí)供電時(shí)，電源默認(rèn)A路為主供電源，用戶可以根據(jù)自己的需求，通過選定電路中的按鈕SA、SB進(jìn)行選擇，按到SA狀態(tài)則為選擇A路為主供電源， B路為備用電源，按到SB狀態(tài)則為選擇B路為主供電源，A路為備用電源。當(dāng)兩路供電時(shí)，如果主供電源出現(xiàn)掉電或電壓突降時(shí)，采樣電路同步采集到的參考電壓發(fā)生變化，并將這一變化同步反饋給控制電路，當(dāng)主供電源電壓變化一定值時(shí)，控制電路將改變發(fā)送給主控電路的控制信號(hào)，將供電電源切換到備用電源。
權(quán)利要求1.一種直流電源無擾自動(dòng)切換器，包括采樣電路、兩路供電電路、控制電路、主控電路、 鎖定電路和主供電源自主選擇電路，其特征是采樣電路包括穩(wěn)壓二極管Vl、V2、電阻Rl、 R2、R3、R4、R15、R17，其中V1、R2、R3、R4串聯(lián)，V2、Rl、R15、R17串聯(lián)；兩路供電電路包括直流斷路器QA、QB和雙二極管1V5，其中QA、QB分別連接兩路供電電源，1V5分別串聯(lián)在QA、 QB的正負(fù)輸入端；控制電路包括比較器附、三極管V29、V31、V32，其中比較器附輸入端2腳通過電阻與Rl串聯(lián)，比較器附輸入端3腳通過電阻與R2串聯(lián)，比較器附輸出端1腳通過電阻及三極管V28接V29的b極，V29的c極、e極與開關(guān)K2串聯(lián)，V31的c極、e極與開關(guān) Kl串聯(lián)，V32的c極、e極與V31的b極、e極通過電阻并聯(lián)；主控電路包括二極管1V1、1V3、 開關(guān)ΚΙ、K2，二極管1V1、1V2串聯(lián)后再與開關(guān)ΚΙ、K2并聯(lián)；鎖定電路包括三極管V21、V22、 電阻附3、1 16、1 12、1 14，其中 V21、R13、R16 串聯(lián)后再與 R15、R17 并聯(lián)，V22、R12、R14 串聯(lián)后再與R3、R4并聯(lián)；主供電源自主選擇電路包括復(fù)位開關(guān)SA、SB、電阻R8、Rll、R9、R10，其中SB、R8、Rll串聯(lián)后再與R15、R17并聯(lián)，SA、R9、RlO串聯(lián)后再與R3、R4并聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種直流電源無擾自動(dòng)切換器，其特征是二極管1V1、1V2是由多個(gè)大功率二極管串聯(lián)形成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種直流電源無擾自動(dòng)切換器，其特征是開關(guān)K1、K2選用大功率直流接觸器。
專利摘要一種直流電源無擾自動(dòng)切換器，包括采樣電路、兩路供電控制電路、主控電路、輸出電路、鎖定電路和主供電源自主選擇電路，其特征是采樣電路包括電源V1、V2、電阻R1、R2、R3、R4、R15、R17，兩路供電控制電路包括直流斷路器QA、QB和電源1V5，主控電路包括電源1V1、1V3、開關(guān)K1、K2，鎖定電路包括V21、V22，主供電源自主選擇電路包括復(fù)位開關(guān)SA、SB、電阻R8、R11、R9、R10；其中R15、R117與R9、R10并聯(lián)，電源1V1、1V2選用多個(gè)大功率二極管串聯(lián)后再與開關(guān)K1、K2并聯(lián)，K1、K2選用大功率直流接觸器。該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了兩路供電的自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)兩路供電安全隔離、安全切換；實(shí)現(xiàn)不間斷供電以及主供電源與備用電源之間的自動(dòng)切換；降低供電功耗以及對(duì)電源供電電壓的影響，提高兩路供電過程中的安全性，同時(shí)提供了主供電源與備用電源的自主選取，主供電源自動(dòng)鎖定等人性化設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)H02J9/06GK202309207SQ20112043836
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者孫銀波, 陳紅額 申請(qǐng)人:西安航天自動(dòng)化股份有限公司