一种自动转换开关的供电系统的制作方法

1.本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种自动转换开关的供电系统。


背景技术：

2.自动转换开关是一种使用在低压配电系统中的，能够在常用电源出现故障之后，将负载接入到备用电源系统中的一种装置。在自动转换开关的应用系统中，电源的供电情况直接关系到整个硬件系统的可靠性和安全性。传统的自动转换开关系统中控制器的供电方案一般都是从主电源回路取电，然后通过电源电路将交流电源转为供控制器使用的低压直流电源。当遇到突发情况，主电源回路没有电时，控制器会因断电而无法工作，若此时执行开关处于合闸位置，则执行开关将保持在原来的位置不动作。当主电源回路电源恢复时，原来的回路直接恢复供电，在这过程中因电源何时恢复无从知晓，因此安全性无法保证，遇到此种情况有的用户是通过加装欠压脱扣器来解决，但这样产品成本会增加，功耗也会增加，且欠压脱扣器在长时间使用后存在失效的可能，可靠性依然无法保证。还有的用户在主电源回路均没有电时，可以通过与控制器通信连接来读取信息或者进行发电延时，但这都需要额外设计一路辅助电源电路来实现，增加了系统的设计成本。
3.另外，传统的自动转换开关的供电电源一般为变压器电源，多路电源由多个变压器供电，极端情况是由其中一路电源承担系统所有功耗，特别的，若负载较大（比如随着时代的发展，智能触摸屏的应用越来越广泛，此类负载功耗就较大)，则势必要增大每一只变压器的体积以增加变压器功耗来保证系统正常工作，随着变压器体积、重量的增加，控制器整体的体积及重量也会增大，成本随之也会增加。
4.鉴于上述已有技术，有必要对现有自动转换开关的供电系统的结构加以改进，为此，本技术人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种自动转换开关的供电系统，支持用户多种辅助电源供电方式，且复用原有电源电路，不增加额外的辅助电源电路，可满足不同用户的各种需求，并且体积小巧、成本低。
6.本实用新型的目的是这样来达到的，一种自动转换开关的供电系统，其特征在于，包括主回路电源、用于电压转换的第一电源电路、第二电源电路、第三电源电路、用于选择供电输入的电源转换电路，所述的主回路电源连接所述第一电源电路的输入端以及电源转换电路的输入端，第一电源电路的输出端与第三电源电路的输入端连接，所述的第三电源电路的输出端输出第二工作电源；所述的电源转换电路的输出端输出第一工作电源并且和第二电源电路的输入端连接；所述的第二电源电路的输出端输出第三工作电源；所述的第二电源电路的输出端和第三电源电路的输入端之间还设置有第一防反电路，用于防止第一电源电路的输出作用到第二电源电路的输出端；还包括设置在电源转换电路上的第一预留电源输入端和设置在第二电源电路的输出端的第二预留电源输入端。
7.在本实用新型的一个具体的实施例中，在所述第一电源电路、第二电源电路以及第三供电电源的输出端均设置有第二防反电路。
8.在本实用新型的另一个具体的实施例中，在所述第一电源电路、第二电源电路以及第三供电电源的内部集成有第二防反电路。
9.在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的第一电源电路为变压器组件。
10.在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述第二电源电路为支持交直流通用输入的开关电源电路。
11.在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述第三电源电路为支持宽范围输入的线性降压电路或者dc/dc电路。
12.在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述的主回路电源采用双电源系统中的常用电源和备用电源，或者是多路电源系统中的多个电源，每一路电源均对应一个所述第一电源电路。
13.在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的第一工作电源用于为自动转换开关的执行部件提供工作电源；所述的第二工作电源用于为自动转换开关的控制器提供5v供电电源；所述的第三工作电源用于为自动转换开关的控制器的大功率器件提供供电电源。
14.在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述的第一预留电源输入端为强电端，用以接外部强电辅助电源，所述第二预留电源输入端为弱电端，用以接外部弱电辅助电源。
15.本实用新型由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：既可以是主回路电源供电，又支持外部强电辅助电源供电，可以在主回路电源无法供电的情况下，分断执行开关，由此能够满足用户各种需求，并且能够保证用电安全性；所述第二电源电路既可以在外部强电辅助电源供电时为整个系统供电，又可以在主回路电源供电时提供大功率器件用的工作电源，为第一电源电路分担功耗，减轻变压器电源负担；所述第三电源电路除了在主回路电源供电或外部强电辅助电源供电时为系统提供第二工作电源，还支持在外部弱电辅助电源输入时，提供第二工作电源，用于通信；第三工作电源也能由外部弱电辅助电源直接提供，用于显示；在接入外部电源后，复用了原有的电源电路，无需额外设计辅助支路，整体的电路结构简单，构建成本低。
附图说明
16.图1为本实用新型的系统框图。
17.图2为本实用新型所述的电源转换电路选择主回路电源供电的原理图。
18.图3为本实用新型所述的电源转换电路选择第二供电电源供电的原理图。
19.图4为本实用新型一实施例的原理图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。
21.在下面描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性（或者称方位性）的概念均是针对正在被描述的图所处的位置状态而言的，目的在于方便公众理解，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。
22.请参阅图1，本实用新型涉及一种自动转换开关的供电系统，包括主回路电源、第一电源预留输入端、第二电源预留输入端、电源转换电路、第一电源电路、第二电源电路以及第三电源电路。所述的主回路电源连接所述第一电源电路的输入端以及电源转换电路的输入端，第一电源电路的输出端与第三电源电路的输入端连接；所述电源转换电路上设置有所述的第一电源预留输入端，所述第一电源预留输入端为强电端，可接第二供电电源，第二供电电源为外部强电辅助电源（ac/dc220v）。电源转换电路的输出端输出第一工作电源并且连接第二电源电路的输入端。第二电源电路的输出端的一路与第三电源电路的输入端连接，第三电源电路输出第二工作电源，第二电源电路的输出端的另一路则输出第三工作电源。所述的第二电源电路的输出端和第三电源电路的输入端之间还设置有第一防反电路，用于防止第一电源电路的输出作用到第二电源电路的输出端。所述第二电源电路的输出端处设置有所述的第二预留电源输入端，其为弱电端，可与第三供电电源连接，所述第三供电电源为外部弱电辅助电源（dc24v）。第三供电电源可输出第三工作电源。所述的主回路电源可以是双电源系统中的常用电源和备用电源，或者是多路电源系统中的多个电源，每一路电源均对应一个所述第一电源电路。
23.在上述结构中，所述的第二工作电源可以有三种产生方式：由主回路电源依次经过第一电源电路及第三电源电路后产生；由电源转换电路的输出依次经过第二电源电路以及第三电源电路后产生；由第三供电电源经过第三电源电路产生。所述的第三工作电源有两种产生方式：由电源转换电路的输出经过第二电源电路产生；由第三供电电源产生。
24.其中，第三电源电路起到的作用是：可以对主回路电源或者第二供电电源或者第三供电电源的输出电压进行处理，用以产生第二工作电源，第二工作电源为系统中控制器供电，使控制器可与外部进行通信；第二电源电路可对主回路电源或者第二供电电源的输出电压进行处理，用以生成第三电源电路的输入电压或者是生成第三工作电源，第三工作电源为屏幕供电，使屏幕显示相应的系统信息。
25.根据上述描述，在用户有需要接入第二供电电源或者第三供电电源后，无需额外设置进行电压处理的辅助电源电路，可借用原有电路中的电源电路进行处理，生成所需要的电源。
26.进一步的，在所述第一电源电路、第二电源电路以及第三供电电源的输出端均设置有第二防反电路；或者也可以在所述第一电源电路、第二电源电路以及第三供电电源的内部集成有第二防反电路。
27.请参见图2，示意了所述的电源转换电路的一实施例原理图。在该实施例中，所述的主回路电源采用双电源系统中的常用电源和备用电源，常用电源s1-a、s1-n分别接入继电器k1的两组转换触点的常开端，备用电源s2-a、s2-n分别接入继电器k2的两组常开触点的一端，继电器k2的两组常开触点的另一端分别与继电器k1的两组转换触点的常闭端连接，继电器k1的两组转换触点的公共端输出常用电源或者备用电源，然后再通过接线端子硬连接或者选择开关或者选择继电器的方式（图示为硬连接），选择主回路电源输出第一工作电源。
28.请参见图3，示意了所述的电源转换电路的另一实施例原理图。同样以双电源为例，主回路电源的常用电源s1-a、s1-n分别接入继电器k1的两组转换触点的常开端，备用电源s2-a、s2-n分别接入继电器k2的两组常开触点的一端，继电器k2的两组常开触点的另一端分别与继电器k1的两组转换触点的常闭端连接，继电器k1的两组转换触点的公共端输出常用电源或者备用电源，然后再通过接线端子硬连接或者选择开关或者选择继电器的方式（图示为硬连接），选择第二供电电源输出第一工作电源。
29.请参见图4，示意了本实用新型一实施例的电路原理图。在本实施例中，所述的第一电源电路为变压器组件；所述第二电源电路为支持交直流通用输入的常规化开关电源电路，省略具体的结构描述，当系统由主回路电源供电时，所述主回路电源经过第一电源电路以及第三电源电路后输出第二工作电源；所述第二电源电路输出第三工作电源；当系统由第二供电电源供电时，所述第二电源电路经第三电源电路输出第二工作电源，同时又输出第三工作电源。所述第三电源电路此处采用了支持宽范围输入的线性降压电路，当然，也可采用dc/dc电路。本实施例中，所述第一、第二防反电路采用了常规的防反二极管。仍以主回路电源采用双电源系统中的常用电源和备用电源为例，主回路电源的a相（s1-a～s1-n）先依次经过各路信号所对应的电源变压器（t1～tn）降压、整流桥（b1～bn）整流以及防反二极管（d1～dn）完成信号合并，接着经过滤波电容e1、c1滤波，再经过线性降压器u1输出第二工作电源，此处为+5v供电电源，为系统中的微处理器等控制器提供工作电源。二极管tvs1、tvs2用于回路抗干扰。主回路电源的a相和第二供电电源经过电源转换电路（原理参见图2、图3），输出第一工作电源，为执行开关提供供电电源。所述第一工作电源为第二电源电路进行供电，所述第二电源电路的输出分为两路，其中一路输出第三工作电源，为大功率器件（比如智能触摸屏等）提供供电电源，另一路则经过防反二极管d3，滤波电容e1、c1滤波后，再经过线性降压器u1输出+5v电源。第三供电电源经过防反二极管d4可直接输出第三工作电源，同时也可在经过防反二极管d1、滤波电容e1、c1滤波后，再经过线性降压器u1输出+5v电源。本实施例既可以是主回路电源供电，又支持外部强电辅助电源供电，可以在主回路电源无法供电的情况下，分断执行开关，以及实现通信和显示；还支持外部弱电辅助电源供电，在主回路电源无法供电以及外部强电辅助电源无法供电的情况下，可给控制器以及显示屏供电，可实现通信和显示。由此能够满足用户各种需求，并且能够保证用电安全性。
30.进一步的，所述的第一电源电路之所以选择变压器，理由如下：即使将变压器电源改成开关电源，也是需要n路开关电源，功耗问题依然存在；开关电源前端输入电压有限制， 一般最高到265vac,没有变压器电源的输入电压高；开关电源电路复杂，器件较多。
31.所述第二电源电路既可以在外部强电辅助电源供电时为整个系统供电，又可以在主回路电源供电时提供大功率器件用的工作电源，所述第二电源电路选择开关电源，则只需要一个开关电源，而无需n路开关电源，这样就可以分担第一电源电路的供电，使得变压器体积减小。

技术特征：
1.一种自动转换开关的供电系统，其特征在于，包括主回路电源、用于电压转换的第一电源电路、第二电源电路、第三电源电路、用于选择供电输入的电源转换电路，所述的主回路电源连接所述第一电源电路的输入端以及电源转换电路的输入端，第一电源电路的输出端与第三电源电路的输入端连接，所述的第三电源电路的输出端输出第二工作电源；所述的电源转换电路的输出端输出第一工作电源并且和第二电源电路的输入端连接；所述的第二电源电路的输出端输出第三工作电源；所述的第二电源电路的输出端和第三电源电路的输入端之间还设置有第一防反电路，用于防止第一电源电路的输出作用到第二电源电路的输出端；还包括设置在电源转换电路上的第一预留电源输入端和设置在第二电源电路的输出端的第二预留电源输入端。2.根据权利要求1所述的一种自动转换开关的供电系统，其特征在于在所述第一电源电路、第二电源电路以及第三供电电源的输出端均设置有第二防反电路。3.根据权利要求1所述的一种自动转换开关的供电系统，其特征在于在所述第一电源电路、第二电源电路以及第三供电电源的内部集成有第二防反电路。4.根据权利要求1所述的一种自动转换开关的供电系统，其特征在于所述的第一电源电路为变压器组件。5.根据权利要求1所述的一种自动转换开关的供电系统，其特征在于所述第二电源电路为支持交直流通用输入的开关电源电路。6.根据权利要求1所述的一种自动转换开关的供电系统，其特征在于所述第三电源电路为支持宽范围输入的线性降压电路或者dc/dc电路。7.根据权利要求1所述的一种自动转换开关的供电系统，其特征在于所述的主回路电源采用双电源系统中的常用电源和备用电源，或者是多路电源系统中的多个电源，每一路电源均对应一个所述第一电源电路。8.根据权利要求1所述的一种自动转换开关的供电系统，其特征在于所述的第一工作电源用于为自动转换开关的执行部件提供工作电源；所述的第二工作电源用于为自动转换开关的控制器提供5v供电电源；所述的第三工作电源用于为自动转换开关的控制器的大功率器件提供供电电源。9.根据权利要求1所述的一种自动转换开关的供电系统，其特征在于所述的第一预留电源输入端为强电端，用以接外部强电辅助电源，所述第二预留电源输入端为弱电端，用以接外部弱电辅助电源。

技术总结
一种自动转换开关的供电系统，属于低压电器技术领域。包括主回路电源、第一电源电路、第二电源电路、第三电源电路、电源转换电路，所述的主回路电源连接第一电源电路以及电源转换电路，第一电源电路与第三电源电路连接，所述的第三电源电路输出第二工作电源；所述的电源转换电路输出第一工作电源并且和第二电源电路连接；所述的第二电源电路输出第三工作电源；所述的第二电源电路的输出端和第三电源电路的输入端之间还设置有第一防反电路；还包括第一预留电源输入端和第二预留电源输入端。优点：支持用户多种辅助电源供电方式，并且复用了原有的电源电路，当外接供电电源时不用额外设计辅助电路，并且体积小巧、成本低。成本低。成本低。


技术研发人员：徐星 季春华 顾怡文
受保护的技术使用者：常熟开关制造有限公司（原常熟开关厂）
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/7/23