CN108092494A - 一种多功能电力电源 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电源设计领域，提供了多功能电力电源，包括预处理单元，用于对外部电网输入的交流电进行预处理得到预置功率的直流电后传输给转换单元；转换单元用于将预置功率的直流电转换成预置电压的低压直流电；输出单元，用于将低压直流电转换成不同数值的输出直流电为终端设备供电，终端设备包括蓄电池；控制单元用于将低压直流电传输至输出单元，还用于在检测到外部电网的电压低于预设电压值时，控制蓄电池放电；辅助单元用于将预置功率的直流电转换为辅助直流电，以辅助直流电为其他单元供电。本发明实施例提供的多功能电力电源将各功能电路集中在同一产品中，体积小，提供多路输出的设置，解决了装配问题，满足各种用电需求。

Description

一种多功能电力电源

技术领域

本发明属于电源设计领域，尤其涉及一种多功能电力电源。

背景技术

在现有技术中，市场上现有的电力电源设备根据各个功能做成独立的模块，用户根据需求将各模块组合起来，组成所需功能的电力电源。

虽然在实际应用中，用户可以根据所需的功能自由组成，得到所需的电力电源，但是因为各模块独立为一个产品，导致组成的电力电源***体积庞大，同时，因为需要用户根据实际需要将各模块进行装配，容易出现装配效率低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种多功能电力电源，旨在解决现有技术中电力电源***体积庞大、装配效率低的问题。

本发明是这样实现的，一种多功能电力电源，包括预处理单元、转换单元、控制单元、输出单元和辅助单元，所述输出单元包括若干输出电路；

预处理单元，与外部电网相连接，用于对外部电网输入的交流电进行预处理，得到预置功率的直流电后传输给所述转换单元；

所述转换单元，用于将所述预置功率的直流电转换成预置电压的低压直流电输出至所述输出单元；

所述输出单元，与终端设备相连接，用于将所述低压直流电转换成不同数值的输出直流电，以所述输出直流电为所述终端设备供电，所述终端设备包括蓄电池；

所述控制单元，分别与所述转换单元和所述输出单元相连接，用于将所述低压直流电传输至所述输出单元，还用于在检测到所述外部电网的电压低于预设电压值时，控制所述蓄电池放电，以使所述蓄电池向其他输出电路输出电源；

所述辅助单元，用于将所述预置功率的直流电转换为辅助直流电，以所述辅助直流电为所述转换单元、所述控制单元和所述输出单元供电。

进一步地，所述预处理单元包括防雷电路、电磁干扰电路、整流单路和功率因数校正电路；

所述防雷电路，与所述外部电网相连接，用于对所述外部电网输入的交流电进行防雷保护，并将进行防雷保护后的交流电传输给所述电磁干扰电路；

所述电磁干扰电路，用于对输入的交流电进行干扰信号滤除，并将干扰信号滤除后的交流电传输给所述整流电路；

所述整流电路，用于对输入的交流电进行整流，将整流得到的整流直流电传输给所述功率因数校正电路；

所述功率因数校正电路，用于对所述整流直流电进行功率因素校正，将得到的所述预置功率的直流电传输给所述转换单元。

进一步地，所述整流电路为桥式整流电路。

进一步地，所述控制单元包括电源管理电路、处理器控制电路、信号控制电路和信号告警电路；

所述电源管理电路，与所述转换单元和所述输出单元相连接，用于将所述低压直流电传输给所述输出单元；还用于在检测到所述外部电网的电压低于预设电压值时，控制所述蓄电池放电，以使所述蓄电池向其他输出电路输出电源；还用于检测所述蓄电池的工作状态，将所述蓄电池的工作状态传输给所述处理器控制电路；

信号控制电路，与所述处理器控制电路相连接，用于接收遥控输入信号，并将所述遥控输入信号传输给所述处理器控制电路；

所述处理器控制电路，与所述电源管理电路和所述信号告警电路相连接，用于接收所述遥控输入信号，输出告警信号给所述信号告警电路；还用于接收所述蓄电池的工作状态，输出告警信号给所述信号告警电路；

所述信号告警电路，用于将所述告警信号传输给外部监控设备。

进一步地，所述控制单元还包括与所述处理器控制电路相连接的面板按键电路；

所述面板按键电路，包括若干指示灯和若干按键，用于接收开关操作，根据所述开关操作发送操作指令给所述控制处理单元；

所述处理器控制电路，还用于接收所述操作指令，输出控制指令给所述蓄电池，所述控制指令包括充电指令、放电指令、开始活化指令、结束活化指令、开启指令或关闭指令；还用于将所述蓄电池的工作状态传输给所述面板按键电路；

所述面板按键电路，还用于通过所述指示灯指示所述蓄电池的工作状态。

进一步地，所述指示灯为LED灯。

进一步地，所述输出单元包括第一输出电路、第二输出电路、第三输出电路、第四输出电路和蓄电池输出电路；

所述第一输出电路，包括第一功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成27V/300W的直流电后输出给终端设备供电；

所述第二输出电路，包括第二功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成24V/20W的直流电后输出给终端设备供电；

所述第三输出电路，包括第三功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成24V/30W的直流电后输出给终端设备供电；

所述第四输出电路，包括第四功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成5V/10W的直流电后输出给终端设备供电；

所述蓄电池输出电路，包括第五功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成27V/54W的直流电对所述蓄电池进行充电；还用于根据所述控制指令执行相应的响应。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明实施例提供的多功能电力电源，转换单元将外部电网输入的交流电转换成低压直流电后，输出单元将该低压直流电转换成不同数值的输出直流电后，输出给不同的终端设备供电，控制单元在外部电网出现电压异常时，控制终端设备中的蓄电池放电，以使所述蓄电池向其他输出电路输出电源。本发明实施例提供的多功能电力电源将各功能电路集中在同一产品中，体积小，因为采用各电路整合并提供多路输出的设置，因此在应用中，用户不需要分别组装各电力电路，解决了现有技术中的装配耗时费力、效率低下的问题，且多路输出满足了各种用电需求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种多功能电力电源的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种多功能电力电源的详细结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的一种多功能电力电源，包括预处理单元101、转换单元102、控制单元103、输出单元104和辅助单元105，输出单元104包括若干输出电路；

预处理单元101，与外部电网相连接，用于对外部电网输入的交流电进行预处理，得到预置功率的直流电后传输给转换单元102；

转换单元102，用于将所述预置功率的直流电转换成预置电压的低压直流电；

输出单元104，与终端设备相连接，用于将所述低压直流电转换成不同数值的输出直流电，以所述输出直流电为所述终端设备供电，所述终端设备包括蓄电池；

控制单元103，分别与转换单元102和输出单元104相连接，用于将所述低压直流电传输至输出单元104，还用于在检测到所述外部电网的电压低于预设电压值时，控制所述蓄电池放电，以使所述蓄电池向其他输出电路输出电源；

辅助单元105，用于将所述预置功率的直流电转换为辅助直流电，以所述辅助直流电为转换单元102、控制单元103和输出单元104供电。

在本实施例中，预处理单元101将外部电网输送的220V、380V或者其他数值的交流电进行一系列处理后，得到380V～420V的直流电，该直流电分别传输给转换单元102和辅助单元105。具体应用中，实际输入交流电压额定范围在165V～264V之间。

具体地，如图2所示，预处理单元101包括防雷电路、电磁干扰电路、整流单路和功率因数校正电路；

所述防雷电路，与所述外部电网相连接，用于对所述外部电网输入的交流电进行防雷保护，并将进行防雷保护后的交流电传输给所述电磁干扰电路；

所述电磁干扰电路，用于对输入的交流电进行干扰信号滤除，并将干扰信号滤除后的交流电传输给所述整流电路；

所述整流电路，用于对输入的交流电进行整流，将整流得到的整流直流电传输给所述功率因数校正电路；

所述功率因数校正电路，用于对所述整流直流电进行功率因素校正，将得到预置功率的直流电传输给转换单元102。

具体地，该防雷电路设置在本发明实施例提供的多功能电力电源的输入端的电路中，用于防止由外部电网引入的过电压和/或过电流而损坏设备，从而给后续电路或电路提供一个安全、稳定、可靠的供电；电磁干扰电路(EMI，Electromagnetic Interference)用于滤除由外部电网进来的各种干扰信号，防止形成的高频扰窜后续电路或电网，即该电磁干扰电路用于将防雷电路处理后的交流电滤除干扰信号后接入整流电路；整流电路为桥式整流电路，是利用二极管的单向导通性进行整流的电路，用来将交流电转变为直流电，转变成直流电后连接到功率因数校正电路；功率因数校正电路，用于提高本发明实施例提供的多功能电力电源的功率因数，以提高本多功能电力电源的转换效率，从而提升整个电网本身的功率因数，减少输送损耗，功率因数校正电路将得到预置功率的直流电传输给所述转换单元。

具体地，转换单元102用于将功率因数校正电路输出的380～420V的直流电通过隔离变压器转换成低压直流电，该低压直流电经控制单元103后，通过母线给后续连接的输出单元供电，该低压直流电为27V±5％。

具体地，如图2所示，控制单元103包括电源管理电路、处理器控制电路、信号控制电路和信号告警电路；

所述电源管理电路，与转换单元102和输出单元104相连接，用于将所述低压直流电传输给输出单元104；还用于在检测到所述外部电网的电压低于预设电压值时，控制所述蓄电池放电，以使所述蓄电池向其他输出电路输出电源；还用于检测所述蓄电池的工作状态，将所述蓄电池的工作状态传输给所述处理器控制电路；

所述信号控制电路，与所述处理器控制电路相连接，用于接收遥控输入信号，并将所述遥控输入信号传输给所述处理器控制电路；

所述处理器控制电路，与所述电源管理电路和所述信号告警电路相连接，用于接收所述遥控输入信号，输出告警信号给所述信号告警电路；还用于接收所述蓄电池的工作状态，输出告警信号给所述信号告警电路；

所述信号告警电路，用于将所述告警信号传输给外部监控设备。

具体地，在实际应用中，当外部电网有交流电输入时，控制单元103仅仅起到检测转换单元转换得到的低压直流电的电压和电流、及控制蓄电池进行充放电的功能，即电源管理电路在有外部电网输入交流电时，将转换单元102转换得到的低压直流电直接传输给输出单元104，并控制输出单元104中接入的蓄电池进行充电，当外部电网输入交流电的电压异常时，该电源管理电路控制该蓄电池进行放电处理，以给其他输出电路提供电源，保证各输出电路中接入的终端设备能够正常工作。

更具体地，信号控制电路，通过线缆跟外部设备连接，是遥控输入信号端，用于接收外部设备输入的遥控输入信号，并将该遥控输入信号传输给控制处理电路，通过控制处理电路解析该遥控输入信号中的指令，进而输出告警信号；控制处理电路用来检测蓄电池的充放电过程，输出告警信号，解析遥控输入信号，控制LED灯和按键；信号告警电路，用于把蓄电池包括故障和状况的告警信号输出给客户端。

进一步地，控制单元还包括与所述处理器控制电路相连接的面板按键电路；

所述面板按键电路，包括若干指示灯和若干按键，用于接收开关操作，根据所述开关操作发送操作指令给所述控制处理单元；所述处理器控制电路，还用于接收所述操作指令，输出控制指令给所述蓄电池，所述控制指令包括充电指令、放电指令、开始活化指令、结束活化指令、开启指令或关闭指令；还用于将所述蓄电池的工作状态传输给所述面板按键电路；所述面板按键电路，还用于通过所述指示灯指示所述蓄电池的工作状态。

具体地，面板按键电路是用来操作和显示蓄电池的工作状况，该面板按键电路上有若干按键及LED指示灯，LED指示灯用来显示电池的状态，如充电、放电、活化、欠压、故障，按键则用来控制蓄电池活化的开和关，及蓄电池的开和关。

在具体应用中，处理器控制电路由微控制单元MCU(Microcontroller Unit，单片微型计算机/单片机)实现上述功能。

如图2所示，输出单元104包括第一输出电路、第二输出电路、第三输出电路、第四输出电路和蓄电池输出电路。

所述第一输出电路，包括第一功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成27V/300W的直流电后输出给终端设备供电。具体地，该第一输出电路用于为接入的终端设备提供分闸/合闸所需的能量。

所述第二输出电路，包括第二功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成24V/20W的直流电后输出给终端设备供电。

所述第三输出电路，包括第三功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成24V/30W的直流电后输出给终端设备供电。

所述第四输出电路，包括第四功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成5V/10W的直流电后输出给终端设备供电。

所述蓄电池输出电路，包括第五功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成27V/54W的直流电对所述蓄电池进行充电；还用于根据所述控制指令执行相应的响应。具体地，低压直流电提供27V±5％的电源，经电池管理电路的控制，该蓄电池输出电路对蓄电池充电，当外部电网的输入端火线L、零线N没有交流电压输入时，该蓄电池会反过来给其他输出电路供电，以维持本发明实施例提供的多功能电力电源的正常工作。

在本实施例中，辅助单元105是将功率因数校正电路输出380～420V的直流电通过隔离变压器转换成12～15V的低压直流电，从而给电源管理电路、控制处理电路、第一输出电路、第二输出电路、第三输出电路、第四输出电路和蓄电池输出电路等供电。

本发明实施例中，各电路间通过总线连接，且每个电路都是隔离输出。由于本发明实施例提供的多功能电力电源采用将功能电路整合在同一个产品中，在制造、装配和成本上具有很大的优势；在制造制程中，因为各功能电路均封装在同一产品中，因此制造过程一次到位，节约生产成本、人工成本及管理成本等；因为功能电路均集中在同一产品中，因此客户装配一次到位，不需要各个电路的安装，在成本方面，使用本发明实施例提供的多功能电力电源，成本降低约28％。

本发明实施例提供的多功能电力电源能够运用在电力配网自动化***、电力智能箱式变电站、环网柜以及其他行业需要不间断直流供电，要求较高的场合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多功能电力电源，其特征在于，包括预处理单元、转换单元、控制单元、输出单元和辅助单元，所述输出单元包括若干输出电路；

预处理单元，与外部电网相连接，用于对外部电网输入的交流电进行预处理，得到预置功率的直流电后传输给所述转换单元；

所述转换单元，用于将所述预置功率的直流电转换成预置电压的低压直流电输出至所述输出单元；

所述输出单元，与终端设备相连接，用于将所述低压直流电转换成不同数值的输出直流电，以所述输出直流电为所述终端设备供电，所述终端设备包括蓄电池；

所述控制单元，分别与所述转换单元和所述输出单元相连接，用于将所述低压直流电传输至所述输出单元，还用于在检测到所述外部电网的电压低于预设电压值时，控制所述蓄电池放电，以使所述蓄电池向其他输出电路输出电源；

所述辅助单元，用于将所述预置功率的直流电转换为辅助直流电，以所述辅助直流电为所述转换单元、所述控制单元和所述输出单元供电。

2.如权利要求1所述的多功能电力电源，其特征在于，所述预处理单元包括防雷电路、电磁干扰电路、整流单路和功率因数校正电路；

所述防雷电路，与所述外部电网相连接，用于对所述外部电网输入的交流电进行防雷保护，并将进行防雷保护后的交流电传输给所述电磁干扰电路；

所述电磁干扰电路，用于对输入的交流电进行干扰信号滤除，并将干扰信号滤除后的交流电传输给所述整流电路；

所述整流电路，用于对输入的交流电进行整流，将整流得到的整流直流电传输给所述功率因数校正电路；

所述功率因数校正电路，用于对所述整流直流电进行功率因素校正，将得到的所述预置功率的直流电传输给所述转换单元。

3.如权利要求2所述的多功能电力电源，其特征在于，所述整流电路为桥式整流电路。

4.如权利要求2所述的多功能电力电源，其特征在于，所述控制单元包括电源管理电路、处理器控制电路、信号控制电路和信号告警电路；

所述电源管理电路，与所述转换单元和所述输出单元相连接，用于将所述低压直流电传输给所述输出单元；还用于在检测到所述外部电网的电压低于预设电压值时，控制所述蓄电池放电，以使所述蓄电池向其他输出电路输出电源；还用于检测所述蓄电池的工作状态，将所述蓄电池的工作状态传输给所述处理器控制电路；

所述信号控制电路，与所述处理器控制电路相连接，用于接收遥控输入信号，并将所述遥控输入信号传输给所述处理器控制电路；

所述处理器控制电路，与所述电源管理电路和所述信号告警电路相连接，用于接收所述遥控输入信号，输出告警信号给所述信号告警电路；还用于接收所述蓄电池的工作状态，输出告警信号给所述信号告警电路；

所述信号告警电路，用于将所述告警信号传输给外部监控设备。

5.如权利要求4所述的多功能电力电源，其特征在于，所述控制单元还包括与所述处理器控制电路相连接的面板按键电路；

所述面板按键电路，包括若干指示灯和若干按键，用于接收开关操作，根据所述开关操作发送操作指令给所述控制处理单元；

所述处理器控制电路，还用于接收所述操作指令，输出控制指令给所述蓄电池，所述控制指令包括充电指令、放电指令、开始活化指令、结束活化指令、开启指令或关闭指令；还用于将所述蓄电池的工作状态传输给所述面板按键电路；

所述面板按键电路，还用于通过所述指示灯指示所述蓄电池的工作状态。

6.如权利要求5所述的多功能电力电源，其特征在于，所述指示灯为LED灯。

7.如权利要求1所述的多功能电力电源，其特征在于，所述输出单元包括第一输出电路、第二输出电路、第三输出电路、第四输出电路和蓄电池输出电路；

所述第一输出电路，包括第一功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成27V/300W的直流电后输出给终端设备供电；

所述第二输出电路，包括第二功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成24V/20W的直流电后输出给终端设备供电；

所述第三输出电路，包括第三功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成24V/30W的直流电后输出给终端设备供电；

所述第四输出电路，包括第四功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成5V/10W的直流电后输出给终端设备供电；

所述蓄电池输出电路，包括第五功率隔离变压器，用于将所述低压直流电转换成27V/54W的直流电对所述蓄电池进行充电；还用于根据所述控制指令执行相应的响应。