一种多路输出综合防护电源的制作方法

本实用新型涉及综合防护电源技术领域，尤其应用于海军舰艇标准显控设备上，具体为一种多路输出综合防护电源。

背景技术：

近年来，海军多款新式作战舰艇扎堆服役，为满足未来海军极端情况下的海战需求，需要针对舰载设备的电源进行升级换代，满足雷击浪涌、电磁脉冲、谐波抑制等防护要求。

经检索：公开号cn209994282u的中国专利公开了一种单路输入多路输出的电源电路，包括可拆卸连接的壳盖和壳体以及壳体内部设置的电源电路，壳体的表面下凹形成四个相互独立的隔离腔，隔离腔之间通过隔档分割，隔档和壳体边缘上设置有用于布置电线的走线槽，本实用新型使用屏蔽壳分装电源电路，屏蔽壳内部分割成四个独立空腔，将封装完成的电源电路放入不同的空腔中即可实现屏蔽，减小电源整体输出电压纹波，该电源电路具有一路ac输入，三路dc输出的特点，交流电源输入后经过整流电流变为直流电，直流电再分给三个独立的dc/dc电路进行变换，以满足不同电压的需求。该专利通过屏蔽壳内部的独立空腔实现屏蔽，减小输出电压波纹，可以满足输出不同的电压，但是不满足舰载设备电源对雷击浪涌、电磁脉冲、谐波抑制的需求。

公开号cn203243215u的中国专利公开了一种可热插拔的多路输出通信电源，包括防雷emi滤波电路和多路控制模块，所述的防雷emi滤波电路的第一输出端依次连接有整流模块、滤波电路和多路输出模块，所述防雷emi滤波电路的第二输出端连接有ac/dc辅助电源，所述ac/dc辅助电源的第一输出端通过多路控制模块与多路输出模块的输入端连接，所述ac/dc辅助电源的第二输出端连接有延时控制电路，所述延时控制电路的输出端与多路控制模块的输入端相连接。该专利解决了现有电源不能提供特殊输出电压的问题，可根据通信设备的不同电压需求，选择不同的电源输出端，但是其同样不满足舰载设备电源对雷击浪涌、电磁脉冲、谐波抑制的需求。

因此，本实用新型针对舰载设备升级换代的要求，设计一种综合防护电源，具有交流ac220v市电输入供电，多路直流输出，电源模块兼具防雷击浪涌、谐波抑制和滤波等综合电磁防护功能，以满足未来海军极端情况下的海战需求。

技术实现要素：

为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种多路输出综合防护电源，具有多路直流输出，满足防雷击浪涌、电磁脉冲和谐波抑制的需求。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：

一种多路输出综合防护电源，包括壳体，所述壳体内设有电源模块，所述电源模块包括有源功率因数校正ac/dc模块、dc/dc模块和监控与通信模块，所述dc/dc模块设有多个；外部交流电源接入有源功率因数校正ac/dc模块的输入端，所述有源功率因数校正ac/dc模块的输出端分别与六个dc/dc模块的输入端连接，六个所述dc/dc模块的输出端相互独立且输出不同电压；所述有源功率因数校正ac/dc模块的输出端与监控与通信模块的电源输入端连接，所述监控与通信模块的数据输入端分别与六个dc/dc模块连接；所述监控与通信模块通过以太网与上位机通信连接。

上述技术方案中，外部交流输入接入有源功率因数校正ac/dc模块后输出，使输出与输入隔离并稳定dc28v输出电压；dc28v输出电压作为六个dc/dc模块的输入母线电压，经过dc/dc变换后输出不同电压；实现多路直流输出并兼具防雷击浪涌、电磁脉冲、谐波抑制的功能。同时，上述技术方案通过监控与通信模块采集六个dc/dc模块的温度、过压、欠压、多流、短路告警等信息并通过以太网通讯上传至上位机，实现远程监控和电源设备的开关控制。

作为进一步的技术方案，所述有源功率因数校正ac/dc模块的输入电压为ac220v，输出电压为28v，额定功率为500w，在额定工作状态下功率因数pf值大于0.98，有源功率因数校正谐波畸变率小于1.5。所述有源功率因数校正ac/dc模块具有输入过欠压、输出过压、限流、短路和过热保护功能，可确保电源安全可靠的工作。

作为进一步的技术方案，所述电源模块包括emi滤波电路；所述emi滤波电路的输入端接入外部交流电源，输出端与有源功率因数校正ac/dc模块的输入端连接。通过设置emi滤波电路来阻碍高频干扰信号。

作为进一步的技术方案，所述dc/dc模块的输入电压范围为18-36v；输出电压包括24v、12v和5v。六个所述dc/dc模块采用独立共地输出，将dc28v电压变换为24v、12v和5v电压，电压经过电容、电感滤波后输出，分别给显控计算机、触控显示器、智能传感、语音终端等系统供电。

作为进一步的技术方案，所述监控与通信模块具有辅助电源；所述辅助电源的输入端与有源功率因数校正ac/dc模块的输出端连接，输出端与监控与通信模块的输入端连接。所述辅助电源用于给监控与通信电路供电。

作为进一步的技术方案，所述监控与通信模块为千兆以太网通讯模块。所述综合防护电源具备两路千兆以太网通讯，能够将温度、过压、欠压、过流、短路告警等信息传递给上位机。

作为进一步的技术方案，所述监控与通信模块的数据输入端设有电压和电流采集电路，所述电压和电流采集电路分别与六个dc/dc模块连接。

作为进一步的技术方案，所述监控与通信模块设有模块开关机电路。通过设置远控开关机功能，远控时可通过两路千兆以太网通讯控制输出。

作为进一步的技术方案，所述壳体内设有散热器，所述电源模块紧固在散热器上，

作为进一步的技术方案，所述壳体的一端设有提手，与所述提手相对的另一端设有插接头。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型的外部交流输入接入有源功率因数校正ac/dc模块后输出，输出与输入隔离并稳定dc28v输出电压；dc28v输出电压作为六个dc/dc模块的输入母线电压，经过dc/dc变换后输出不同电压，且多路不同输出电压相互独立共地输出，实现多路直流输出并兼具防雷击浪涌、电磁脉冲、谐波抑制的功能。

(2)通过电压和电流采集电路采集六个dc/dc模块的电压、电流、过压、欠压、过流、短路告警等信息并通过两路千兆以太网通讯上传至上位机，也可增设温度传感电路采集六个dc/dc模块的温度信号并通过两路千兆以太网通讯上传至上位机，实现远程监控；另外，通过设置模块开关机电路，可通过两路千兆以太网通讯实现电源设备的远程开关控制。

防护电源的结构设计为体积小、重量轻且维护方便；电源采用自冷散热方式，相对于使用风机散热而言，去除了噪声来源，电源整体的噪声满足控制要求42db。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的多路输出综合防护电源的示意框图；

图2为根据本实用新型实施例的有源功率因数校正ac/dc模块的电路原理图；

图3为根据本实用新型实施例的dc/dc模块的电路原理图；

图4为根据本实用新型实施例的多路输出综合防护电源的壳体示意图；

图5为根据本实用新型实施例的多路输出综合防护电源的壳体的侧视图。

图6为根据本实用新型实施例的多路输出综合防护电源的壳体的后视图。

图中：1、壳体；2、提手；3、插接头；4、指示灯；5、第一加强筋；6、第三加强筋；7、第二加强筋。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供一种多路输出综合防护电源，包括壳体1，所述壳体1内设有电源模块，所述电源模块包括有源功率因数校正ac/dc模块、dc/dc模块和监控与通信模块，所述dc/dc模块设有多个；外部交流电源接入有源功率因数校正ac/dc模块的输入端，所述有源功率因数校正ac/dc模块的输出端分别与六个dc/dc模块的输入端连接，六个所述dc/dc模块的输出端相互独立且输出不同电压；所述有源功率因数校正ac/dc模块的输出端与监控与通信模块的电源输入端连接，所述监控与通信模块的数据输入端分别与六个dc/dc模块连接；所述监控与通信模块通过以太网与上位机通信连接。

所述电源模块包括emi滤波电路；所述emi滤波电路的输入端接入外部交流电源，输出端与有源功率因数校正ac/dc模块的输入端连接。通过设置emi滤波电路来阻碍高频干扰信号。

所述监控与通信模块具有辅助电源；所述辅助电源的输入端与有源功率因数校正ac/dc模块的输出端连接，输出端与监控与通信模块的输入端连接。所述辅助电源用于给监控与通信电路供电。所述监控与通信模块为千兆以太网通讯模块。所述综合防护电源具备两路千兆以太网通讯，能够将温度、过压、欠压、过流、短路告警等信息传递给上位机。

所述监控与通信模块的数据输入端设有电压和电流采集电路，所述电压和电流采集电路分别与六个dc/dc模块连接。

所述监控与通信模块设有模块开关机电路。通过设置远控开关机功能，远控时可通过两路千兆以太网通讯控制输出。

所述有源功率因数校正ac/dc模块的输入电压为ac220v，输出电压为28v，额定功率为500w，在额定工作状态下功率因数pf值大于0.98，有源功率因数校正谐波畸变率小于1.5。所述有源功率因数校正ac/dc模块具有输入过欠压、输出过压、限流、短路和过热保护功能，可确保电源安全可靠的工作。所述有源功率因数校正ac/dc模块的电路原理图如图2所示。

所述dc/dc模块的输入电压范围为18-36v；输出电压包括24v、12v和5v。六个所述dc/dc模块采用独立共地输出，将dc28v电压变换为24v、12v和5v电压，电压经过电容、电感滤波后输出，分别给显控计算机、触控显示器、智能传感、语音终端等系统供电。所述dc/dc模块的电路原理图如图3所示，其中，开关电源芯片采用ls50-24系列芯片。

实施例2

请参阅图4至图6，本实施例中，所述电源的壳体1一端设有提手2，便于电源设备的携带。所述壳体1上与提手2同一端的表面设有多个指示灯4，用于指示电源的工作状态。所述壳体1上与所述提手2相对的另一端设有多个插接头3。

所述壳体1的顶部和底部均设有第一加强筋5，用于提高壳体的承受强度。

所述壳体1的相对两侧面设有对流散热面，所述对流散热面的外侧设有多条均匀分布的第二加强筋7，这些均匀分布的第二加强筋7向外凸出且倾斜布设。所述对流散热面的上方设有第三加强筋6。

电源的外形尺寸为260mm×130mm×88mm(深×宽×高)，结构公差按照gb/t1804-2000《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》的规定执行，公差等级：v。结构设计时，充分考虑电源管理组件的维护、维修工作。

电源管理组件总重量不大于4kg。

电源的壳体1内设有散热器，所述电源模块紧固在散热器上。模组散热方式采用自冷，发热的电源模块紧固在散热器上，由于采用自冷散热的方式，没有使用风机散热就没有噪声来源，所以模块的噪声完全满足控制要求42db。

电源的散热设计是要在保证设备承受外界各种环境、机械应力的前提下，充分保证对流换热、传导、辐射，最大限度地把设备产生的热量传导出去。该电源的热量都集中在dc/dc功率变换电路上，该电路在足够散热面积的前提下采用外部风冷，迅速带走散热器上的热量，以保证整个电源的散热要求和稳定工作。

由于电源过热会影响性能，为了保证其满载情况下稳定可靠工作，首先应降低功耗，提高电源效率，电源最大工作效率达到92％以上，其次电源采用自冷，适当增大散热面积，使辐射面积增大，电源散热效果更好。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。