隔離式高速雙電源切換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源切換技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種隔離式高速雙電源切換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，電源的短時中斷或擾動都會造成設(shè)備的誤動作、故障或重啟，對工業(yè)生產(chǎn)將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，為保證重要設(shè)備的電源可靠性，通常采用雙電源供電的方案。雙電源供電需要解決以下兩個問題:一是要保證兩路電源的有效隔離，不能過造成兩路電源短路、耦合；另一個是對兩路電源切換時間有要求，對于普通用電對象，一般切換時間要求小于200毫秒，而對于控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)設(shè)備，一般切換時間要求小于5毫秒。
[0003]在傳統(tǒng)技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)雙電源切換主要有兩種方式:
[0004](1)采用自動切換開關(guān)(ATS)進(jìn)行切換
[0005]自動切換開關(guān)使用接觸器等電氣設(shè)備構(gòu)成電源自動切換開關(guān)，如圖1所示，接觸器C1、C2的線圈作為電源回路監(jiān)視，當(dāng)檢測到工作電源故障時連鎖啟動備用回路中接觸器的觸點(diǎn)，這種方式電路結(jié)構(gòu)簡單。
[0006]自動切換開關(guān)依靠接觸器C1、C2的線圈和觸點(diǎn)動作，切換時間一般大于100毫秒，可以應(yīng)用于對切換時間要求不高的系統(tǒng)和設(shè)備，不能應(yīng)用于重要控制設(shè)備。自動切換開關(guān)的另一個缺點(diǎn)是采用無電壓判據(jù)，靠線圈釋放來切換，存在不安全隱患。當(dāng)工作電壓下降，但未達(dá)到釋放電壓時，電路不能切換到備用電源可能引起用電設(shè)備失電。
[0007](2)采用靜態(tài)切換開關(guān)(STS)進(jìn)行切換
[0008]如圖2所示，靜態(tài)切換開關(guān)采用高速切換的靜態(tài)開關(guān)G1、G2代替?zhèn)鹘y(tǒng)自動切換開關(guān)的接觸器，以單片機(jī)或者DSP實(shí)時監(jiān)測電源進(jìn)線狀態(tài)并控制兩路電源切換。
[0009]由于沒有使用傳統(tǒng)的接觸器，靜態(tài)切換開關(guān)切換時間一般可以做到小于5毫秒，可應(yīng)用于重要控制設(shè)備，但靜態(tài)切換開關(guān)采用的靜態(tài)開關(guān)存在不能完全隔離兩側(cè)電源的問題。在正向電壓情況下，靜態(tài)開關(guān)在未導(dǎo)通時存在正向漏電流，靜態(tài)開關(guān)在承受反向電壓時會出現(xiàn)漏電流。因此靜態(tài)開關(guān)不能完全隔離工作電源和備用電源，且靜態(tài)開關(guān)不適合于長時期工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]基于此，為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種隔離式高速雙電源切換裝置，能夠快速切換輸入電源，并且將兩路輸入電源完全隔離。
[0011 ]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用以下技術(shù)方案:
[0012]一種隔離式高速雙電源切換裝置，包括第一變壓器、第二變壓器、第三變壓器、第四變壓器、第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路以及根據(jù)工作電源所在回路的狀態(tài)和備用電源所在回路的狀態(tài)來控制所述第一開關(guān)電路、所述第二開關(guān)電路通斷的控制裝置；
[0013]所述第一變壓器的一次繞組與工作電源連接，所述第一變壓器的二次繞組通過所述第一開關(guān)電路與所述第二變壓器的一次繞組連接；
[0014]所述第三變壓器的一次繞組與備用電源連接，所述第三變壓器的二次繞組通過所述第二開關(guān)電路與所述第四變壓器的一次繞組連接；
[0015]所述控制裝置分別與所述第一開關(guān)電路、所述第二開關(guān)電路連接、
[0016]本發(fā)明通過開關(guān)電路高速切換兩路輸入電源，滿足工業(yè)生產(chǎn)對于切換時間的要求，并且通過變壓器將兩路輸入電源完全隔離，克服了電源間相互干擾的問題。本發(fā)明有效提高了雙電源切換的效率及可靠性，適合長時期工作，保證重要設(shè)備的電源可靠性，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具有重大價值。
【附圖說明】
[0017]圖1為傳統(tǒng)技術(shù)中自動切換開關(guān)的原理示意圖；
[0018]圖2為傳統(tǒng)技術(shù)中靜態(tài)切換開關(guān)的原理示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的隔離式高速雙電源切換裝置在一個實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明的隔離式高速雙電源切換裝置在另一個實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明的隔離式高速雙電源切換裝置在又一個實(shí)施例中的電路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合較佳實(shí)施例及附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)描述。顯然，下文所描述的實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管在下文中采用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述各種信息，但這些信息不應(yīng)限于這些術(shù)語，這些術(shù)語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，“第一”信息也可以被稱為“第二”信息，類似的，“第二”信息也可以被稱為“第一”信息。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。
[0023]圖3是本發(fā)明的隔離式高速雙電源切換裝置在一個實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本實(shí)施例一中的隔離式高速雙電源切換裝置，包括第一變壓器T11、第二變壓器T12、第三變壓器T21、第四變壓器T22、第一開關(guān)電路1、第二開關(guān)電路2以及根據(jù)工作電源所在回路的狀態(tài)和備用電源所在回路的狀態(tài)來控制第一開關(guān)電路1、第二開關(guān)電路2通斷的控制裝置3。
[0024]其中，第一變壓器T11的一次繞組與工作電源連接，第一變壓器T11的二次繞組通過第一開關(guān)電路1與第二變壓器T12的一次繞組連接。第三變壓器T21的一次繞組與備用電源連接，第三變壓器T21的二次繞組通過第二開關(guān)電路2與第四變壓器T22的一次繞組連接?？刂蒲b置3分別與第一開關(guān)電路1、第二開關(guān)電路2連接。
[0025]使用第一變壓器T11、第二變壓器T12、第三變壓器T21以及第四變壓器T22可以將工作電源和備用電源隔離，并且將內(nèi)部電源與外部電源隔離，實(shí)現(xiàn)兩路輸入電源及輸出電源的完全隔離，克服了電源間相互干擾的問題?？刂蒲b置3可采用單片機(jī)或DSP控制器實(shí)現(xiàn)控制回路，切換第一開關(guān)電路1、第二開關(guān)電路2的通斷，當(dāng)工作電源投入時，控制裝置3切斷第二開關(guān)電路2，從而閉鎖斷開備用電源；當(dāng)工作電源所在回路出現(xiàn)故障時(例如工作電源出現(xiàn)故障、第一變壓器T11故障、工作電源與第一變壓器T11之間的斷路器出現(xiàn)故障等)，控制裝置3將切斷第一開關(guān)電路1，控制第二開關(guān)電路2導(dǎo)通，從而使備用電源投入，保證用電設(shè)備正常工作。
[0026]較佳的，第一開關(guān)電路1以及第二開關(guān)電路2均包括高速切換開關(guān)，使得工作電源和備用電源能實(shí)現(xiàn)快速切換，滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。
[0027]較佳的，為了進(jìn)一步提高雙電源的切換速度，控制裝置3可采用純電氣回路構(gòu)成控制回路，相比于單片機(jī)或DSP控制器，電氣回路不需要進(jìn)行采用、信號傳輸以及數(shù)據(jù)計(jì)算，因此切換所需時間更低，切換速度更快，完全滿足現(xiàn)有重要設(shè)備的需求。
[0028]在一種可選的實(shí)施方式中，如圖4所示，控制裝置3包括控制第一開關(guān)電路1通斷的第一控制電路31、控制第二開關(guān)電路2通斷的第二控制電路32、控制第一控制電路31工作狀態(tài)的第一閉鎖保護(hù)電路33以及控制第二控制電路32工作狀態(tài)的第二閉鎖保護(hù)電路34。
[0029]其中，第一控制電路31連接在第一變壓器T11的二次繞組與第一開關(guān)電路1之間，第二控制電路32連接在第三變壓器T21的二次繞組與第二開關(guān)電路2之間。第一閉鎖保護(hù)電路33連接在第一開關(guān)電路1與第二變壓器T12的一次繞組之間，第二閉鎖保護(hù)電路34連接在第四變壓器T22的一次繞組與第二開關(guān)電路2之間。第二閉鎖保護(hù)電路34的輸出端接入第一控制電路31，第一閉鎖保護(hù)電路33的輸出端接入第二控制電路32。
[0030]在該可選的實(shí)施方式中，控制裝置3包括電氣控制回路和閉鎖保護(hù)回路。當(dāng)工作電源所在回路正常工作時，第一控制電路31控制第一開關(guān)電路1導(dǎo)通，第一閉鎖保護(hù)電路33輸出閉鎖信號給第二控制電路32，第二控制電路32處于無效狀態(tài)，無法控制第二開關(guān)電路2導(dǎo)通，即第二開關(guān)電路2處于斷路狀態(tài)，備用電源不能投入使用，此時第二閉鎖保護(hù)電路34處于無效狀態(tài)，第二閉鎖保護(hù)電路34不會向第一控制電路31輸出閉鎖信號。而當(dāng)