电源装置的制作方法

1.本实用新型涉及供电电源领域，具体而言，涉及一种电源装置。


背景技术：

2.对于内置自动转换开关(automatic transfer switch，ats)的电源装置因为起机和切换的原因，一般都需要三套辅助电源，即一套辅助电源由主输入电源供电(当备用电源出现异常时，该辅助电源在起机时为ats的投切供电)，另一套辅助电源由备用输入电源供电(当主输入电源出现异常时，该辅助电源在起机时为ats的投切供电)，还有一套连接在功率因数校正电路的输出端上的主辅助电源，也即，内置ats的电源装置需要采用三套辅助电源，而采用三套辅助电源会导致电源装置成本较高。
3.针对相关技术中对于内置自动转换开关的电源装置需要采用三套辅助电源，导致电源装置成本比较高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种电源装置，以解决相关技术中对于内置自动转换开关的电源装置需要采用三套辅助电源，导致电源装置成本比较高的问题。
5.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电源装置。该装置包括：自动转换开关，所述自动转换开关的输入端与第一输入电源的输出端以及第二输入电源的输出端连接，用于将所述第一输入电源或所述第二输入电源接入功率因数校正电路；所述功率因数校正电路，所述功率因数校正电路的输入端与所述自动转换开关的输出端连接，用于调整负载的输入功率因数，其中，所述负载由所述第一输入电源或所述第二输入电源供电；dc-dc转换器，所述dc-dc转换器的输入端与所述功率因数校正电路的输出端连接，所述dc-dc转换器的输出端与所述负载连接，用于将所述功率因数校正电路的输出电压转换为所述负载的输入电压。第一辅助电源，所述第一辅助电源的输入端与所述第二输入电源的输出端连接，用于通过所述第二输入电源供电，并为所述自动转换开关提供第一驱动信号，其中，所述第一驱动信号用于将接入所述功率因数校正电路的所述第一输入电源切换为所述第二输入电源；第二辅助电源，所述第二辅助电源的输入端与所述功率因数校正电路的输出端连接，用于在所述功率因数校正电路输出信号的情况下，用于为所述功率因数校正电路和所述 dc-dc转换器工作提供驱动信号。
6.可选地，所述第二辅助电源还用于在所述功率因数校正电路输出信号的情况下，为所述自动转换开关提供第二驱动信号，其中，所述第二驱动信号用于将接入所述功率因数校正电路的所述第二输入电源切换为所述第一输入电源。
7.可选地，所述电源装置还包括：第一二极管，所述第一二极管的正极和所述第一辅助电源的正输出端连接，所述第一二极管的负极与第二二极管的负极连接；所述第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第二辅助电源的正输出端连接；第一电容器，所述第一电容器的正极和所述第二二极管的负极连接，所述电容器的负极与所述第一辅助电源的负输
出端以及所述第二辅助电源的负输出端连接。
8.可选地，所述自动转换开关包括：第一继电器，第二继电器，第三继电器和第四继电器，其中，所述第一继电器和所述第二继电器为双刀双掷开关，所述第三继电器和所述第四继电器为单刀双掷开关；其中，第一继电器的第一接入点与所述第一输入电源的正输出端连接，所述第一继电器的第二接入点与所述第一输入电源的负输出端连接，所述第一继电器的第三接入点与所述第三继电器的第一接入点连接，所述第一继电器的第四接入点与所述第四继电器的第一接入点连接，所述第三继电器的共同接入点与所述功率因数校正电路的正输入端连接，所述第四继电器的共同接入点与所述功率因数校正电路的负输入端连接；第二继电器的第一接入点与所述第二输入电源的正输出端连接，所述第二继电器的第二接入点与所述第二输入电源的负输出端连接，所述第二继电器的第三接入点与所述第三继电器的第二接入点连接，所述第二继电器的第四接入点与所述第四继电器的第二接入点连接。
9.可选地，所述功率因数校正电路至少为以下之一：图腾柱功率因数校正电路，有桥功率因数校正电路，无桥功率因数校正电路。
10.可选地，所述dc-dc转换器至少为以下之一：llc谐振全桥电路，llc谐振半桥电路和移相全桥拓扑电路。
11.可选地，所述第一辅助电源和所述第二辅助电源均为反激拓扑电路。
12.可选地，所述图腾柱功率因数校正电路包括：电感器，所述电感器的第一端与所述自动转换开关的正输出端连接，所述电感器的第二端分别与第一场效应管的源极以及第二场效应管的漏极连接；所述第一场效应管，所述第一场效应管的栅极与所第一辅助电源的输出端和\或第二辅助电源的输出端连接，所述第一场效应管的漏极与第三二极管的负极连接；所述第二场效应管，所述第二场效应管的栅极与所述第一辅助电源的输出端和\或第二辅助电源的输出端连接，所述第二场效应管的源极与第四二极管的正极连接；所述第三二极管，所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极连接；所述第四二极管，所述第四二极管的负极与所述自动转换开关的负输出端连接；所述第二电容器，所述第二电容器的正极与所述第三二极管的负极连接，所述第二电容器的负极所述第四二极管的正极连接。
13.可选地，所述llc谐振全桥电路包括：全桥电路，所述全桥电路的第一输入端与所述功率因数校正电路的正输出端连接，所述全桥电路的第二输入端与所述功率因数校正电路的负输出端连接，所述全桥电路的第一输出端与第一变压器的第一输入端连接，所述全桥电路的第二输出端与第一变压器的第二输入端连接，其中，所述全桥电路包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管；所述第一变压器，所述第一变压器的第一输出端与第五二极管的正极连接，所述第一变压器的第二输出端与第三电容器的第一端连接，所述第一变压器的第三输出端与第六二极管的正极连接；所述第五二极管，所述第五二极管的负极和所述第三电容器的第二端连接；所述第六二极管，所述第六二极管的负极和所述第三电容器的第二端连接；第一电阻器，所述第一电阻器并联在所述第三电容器的两端。
14.可选地，所述反激拓扑电路包括：第二变压器t2，所述第二变压器t2的第一输入端与所述功率因数校正电路40的正输出端连接或与所述第二输入电源的正输出端连接，所述第二变压器t2的第二输入端与所述功率因数校正电路40的负输出端连接或与所述第二输
入电源的负输出端连接，所述第二变压器t2的第一输出端与第七二极管d7的正极连接，所述第二变压器t2的第二输出端与第四电容器c4的负极连接；所述第七二极管d7，所述第七二极管d7的负极与所述第四电容器c4的正极连接；第二电阻器r，所述第二电阻器r并联在所述第四电容器c4的两端；开关fet，串联在所述第二变压器t2的第二端与所述功率因数校正电路40的负输出端之间或串联在所述第二变压器t2的第二端与所述第二输入电源的负输出端之间。
15.通过本实用新型，采用包含以下器件的电源装置：自动转换开关，所述自动转换开关的输入端与第一输入电源的输出端以及第二输入电源的输出端连接，用于将所述第一输入电源或所述第二输入电源接入功率因数校正电路；所述功率因数校正电路，所述功率因数校正电路的输入端与所述自动转换开关的输出端连接，用于调整负载的输入功率因数，其中，所述负载由所述第一输入电源或所述第二输入电源供电；dc-dc 转换器，所述dc-dc转换器的输入端与所述功率因数校正电路的输出端连接，所述 dc-dc转换器的输出端与所述负载连接，用于将所述功率因数校正电路的输出电压转换为所述负载的输入电压；第一辅助电源，所述第一辅助电源的输入端与所述第二输入电源的输出端连接，用于通过所述第二输入电源供电，并为所述自动转换开关提供第一驱动信号，其中，所述第一驱动信号用于将接入所述功率因数校正电路的所述第一输入电源切换为所述第二输入电源；第二辅助电源，所述第二辅助电源的输入端与所述功率因数校正电路的输出端连接，用于在所述功率因数校正电路输出信号的情况下，用于为所述功率因数校正电路和所述dc-dc转换器工作提供驱动信号，解决了相关技术中对于内置自动转换开关的电源装置需要采用三套辅助电源，导致电源装置成本比较高的问题。通过第一辅助电源和第二辅助电源就可以实现内置自动转换开关的电源装置的正常工作，进而达到了节约成本的效果。
附图说明
16.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1是根据本实用新型实施例提供的电源装置的示意图；
18.图2是根据本实用新型实施例提供的自动转换开关的示意图；
19.图3是根据本实用新型实施例提供的第一继电器默认处于闭合状态时的电源装置的示意图；
20.图4是根据本实用新型实施例提供的图腾柱功率因数校正电路的示意图；
21.图5是根据本实用新型实施例提供的llc谐振全桥电路的示意图；
22.图6是根据本实用新型实施例提供的反激拓扑电路的示意图；
23.其中，10-自动转换开关，20-第一输入电源，30-第二输入电源，40-功率因数校正电路，50-dc-dc转换器，60-第一辅助电源，70-第二辅助电源，80-负载；
24.d1-第一二极管，d2-第二二极管，d3-第三二极管，d4-第四二极管，d5-第五二极管，d6-第六二极管，d7-第七二极管，c1-第一电容器，c2-第二电容器，c3-第三电容器，c4-第四电容器，s1-第一继电器，s2-第二继电器，s3-第三继电器，s4-第四继电器，s5-第一场效应管，s6-第二场效应管，s9-第三场效应管，s10-第四场效应管， s11-第五场效应管，
s12-第六场效应管，l-电感器，t1-第一变压器，t2-第二变压器， r1-第一电阻器，r2-第二电阻器，fet-开关。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
27.根据本实用新型的实施例，提供了一种电源装置。
28.图1是根据本实用新型实施例提供的电源装置的示意图，如图1所示，该装置包括：自动转换开关10，自动转换开关10的输入端与第一输入电源20的输出端以及第二输入电源30的输出端连接，用于将第一输入电源20或第二输入电源30接入功率因数校正电路40；功率因数校正电路40，功率因数校正电路40的输入端与自动转换开关10的输出端连接，用于调整负载80的输入功率因数，其中，负载80由第一输入电源20或第二输入电源30供电；dc-dc转换器50，dc-dc转换器50的输入端与功率因数校正电路40的输出端连接，dc-dc转换器50的输出端与负载80连接，用于将功率因数校正电路40的输出电压转换为负载80的输入电压；第一辅助电源60，第一辅助电源60的输入端与第二输入电源30的输出端连接，用于通过第二输入电源30 供电，并为自动转换开关10提供第一驱动信号，其中，第一驱动信号用于将接入功率因数校正电路40的第一输入电源20切换为第二输入电源30；第二辅助电源70，第二辅助电源70的输入端与功率因数校正电路40的输出端连接，用于在功率因数校正电路40输出信号的情况下，用于为为功率因数校正电路40和dc-dc转换器50工作提供驱动信号。
29.如图1所示的电源装置，配置双路输入电源(第一输入电源20和第二输入电源 30)，经过自动转换开关10，到功率因数校正电路40，再到dc-dc转换器50，最终输出给负载80供电。
30.其中，第一输入电源20和第二输入电源30的输入端与自动转换开关10的输入端连接，通过自动转换开关10实现利用第一输入电源20或者第二输入电源30为负载 80提供电源。自动转换开关10可在第一输入电源20异常时，将输入电源自动切换至第二输入电源30。自动转换开关10的输出端与功率因数校正电路40的输入端连接，功率因数校正电路40能够提高负载80的功率因数，以及解决电磁干扰和电磁兼容的问题。功率因数校正电路40的输出端与dc-dc转换器50的输入端连接，dc-dc转换器50高效地实现电压转换，将功率因数校正电路40的输出电压转换为负载80需要的输入电压。
31.需要说明的是，对于内置自动转换开关10的电源装置，因为起机/切换的原因，一般需要三套辅助电源，即一套辅助电源由主输入电源(即上述第一输入电源20)供电(当备用电源缺失时，该辅助电源在起机时为自动转换单元的投切供电)，另一套辅助电源由备用输入电源(即上述第二输入电源30)供电(当主输入电源缺失时，该辅助电源在起机时为自动转换电源的投切供电)，还有一套连接在pfc输出端上的主辅助电源。
32.而在本实用新型实施例中，上述电源装置只需配置两个辅助电源，即第一辅助电源60和第二辅助电源70。通过默认主输入电源(即第一输入电源20)接入电路中，也就是默认跟第一输入电源20处于常闭normal-on状态，从而使得第一输入电源20 不需要额外的辅助电源。第一辅助电源60的输入端与第二输入电源30的输出端连接，第一辅助电源60由第二输入电源30供电，第一辅助电源60可以在第二辅助电源70 没有建立起来之前，为自动转换开关10供电提供驱动信号，使自动转换开关10可以将输入源从第一电源20切换至第二输入电源30。第二辅助电源70的输入端连接功率因数校正电路40的输出端，当第一输入电源20供电时，功率因数校正电路40被接通，输出信号，使得第二辅助电源70开始工作，并通过二极管d1，d2对顶的方式，让第一辅助电源60停止工作；从而让第二辅助电源70接管整个系统的辅助电源供电，使得整个电源装置工作起来。
33.上述高度集成的具有双输入电源的电源装置，通过自动转换开关10在第一输入电源20异常时，自动切换为第二输入电源30来为负载80供电，从而保证电源装置输出电压正常，避免了电子系统可能因输入电源供应中断而发生数据遗失、损毁的问题，通过默认接入第一输入电源20，只需要采用两套辅助电源即可实现整个电源装置的工作，减少了辅助电源的数量，降低内部电路的复杂度，从而降低了电源装置的成本。
34.可选地，在本实用新型实施例提供的电源装置中，第二辅助电源70还用于在功率因数校正电路40输出信号的情况下，为自动转换开关10提供第二驱动信号，其中，第二驱动信号用于将接入功率因数校正电路40的第二输入电源30切换为第一输入电源20。
35.例如，在第二输入电源30单独供电时(第一输入电源停电)，第一辅助电源60 首先工作，为自动转换开关提供控制和驱动信号，让自动转换开关10能够将输入电源从20切换至第二输入电源30，从而使功率因数校正电路40接通，输出信号，使得第二辅主电源70工作，第二辅助电源70工作以后，接管第一辅助电源60(第一辅助电源60停止工作)，从而为整个系统提供辅助电源供电。
36.通过上述第二辅助电源70的作用可以保证上述两路输入电源中的任一路输入电源出现问题时，电源装置都能够稳定输出电压值，保证后续负载80正常工作，提高了电源装置的可靠性。
37.可选地，在本实用新型实施例提供的电源装置中，电源装置还包括：第一二极管 d1，第一二极管d1的正极和第一辅助电源60的正输出端连接，第一二极管d1的负极与第二二极管d2的负极连接；第二二极管，第二二极管d2的正极与第二辅助电源70的正输出端连接；第一电容器c1，第一电容器c1的正极和第二二极管d2的负极连接，电容器的负极与第一辅助电源60的负输出端以及第二辅助电源70的负输出端连接。
38.如图1所示，第一辅助电源60和第二辅助电源70的输出通过两个二极管对顶的方式连接，并且第二辅助电源70的输出电压值高于第一辅助电源60的输出电压值。因此在第二辅助电源70工作之后，第一辅助电源60则无需再继续工作。第一辅助电源60只需要在第二辅助电源70工作之前的短时间内提供功率。需要说明的是，在本技术实施例中对顶二极管也可以一齐移到辅助电源的负输出端，可以实现一样的功能，只要能够实现上述的效果，不界定具体的连接方式。
39.通过上述连接方式，第一辅助电源60只需要在第二辅助电源70工作之前的短时间内提供功率，所以第一辅助电源60可以设计的比较简单，节约电源装置的成本。同时，第二
辅助电源70工作以后，第一辅助电源60便停止工作，这样可以减小第一辅助电源60的损耗，提供整机系统的效率。
40.可选地，在本实用新型实施例提供的电源装置中，自动转换开关10包括：第一继电器s1，第二继电器s2，第三继电器s3和第四继电器s4，其中，第一继电器s1和第二继电器s2为双刀双掷开关，第三继电器s3和第四继电器s4为单刀双掷开关；其中，第一继电器s1的第一接入点与第一输入电源20的正输出端连接，第一继电器 s1的第二接入点与第一输入电源20的负输出端连接，第一继电器s1的第三接入点与第三继电器s3的第一接入点连接，第一继电器s1的第四接入点与第四继电器s4的第一接入点连接，第三继电器s3的共同接入点与功率因数校正电路40的正输入端连接，第四继电器s4的共同接入点与功率因数校正电路40的负输入端连接；第二继电器s2的第一接入点与第二输入电源30的正输出端连接，第二继电器s2的第二接入点与第二输入电源30的负输出端连接，第二继电器s2的第三接入点与第三继电器s3 的第二接入点连接，第二继电器s2的第四接入点与第四继电器s4的第二接入点连接。
41.如图2所示，自动转换开关10包括：第一继电器s1，第二继电器s2，第三继电器s3和第四继电器s4。第一继电器s1和第二继电器s2为双刀双掷开关，第三继电器s3和第四继电器s4为单刀双掷开关。需要说明的是，第一继电器s1和第二继电器s2可以更换为四组单刀单掷开关，第三继电器s3和第四继电器s4同样可以更换为单刀单掷开关。
42.其中，第一输出电源通过第一继电器s1，第三继电器s3以及第四继电器s4接入电路中。第二输出电源通过第二继电器s2，第三继电器s3以及第四继电器s4接入电路中，当采用上述的第一辅助电源60和第二辅助电源70时，第一继电器s1默认 normal-on闭合状态，第三继电器s3的第一接入与第三点继电器s3的共同接入点默认闭合，第四继电器s4的第一接入点与第四继电器s4的共同接入点默认闭合，即保证第一输入电源20默认接入电路中。需要说明的是，当不采用上述的第一辅助电源 60和第二辅助电源70时，则不限定自动转换开关10的继电器的默认闭合状态。
43.需要说明的是，本技术实施例描述的使用效果是默认第一继电器s1的第一接入点和第三接入点处于normal-on常闭状态；第一继电器s1的第二接入点和第四接入点处于normal-on常闭状态，第二继电器s2的第一接入点和第三接入点处于normal-off 常开状态；第二继电器s2的第二接入点和第四接入点处于normal-off常开状态，如图3所示。
44.通过上述自动转换开关10，可以自动实现输入电源的切换工作，降低了电路的复杂度，减少了电源装置的成本，同时提高系统效率。
45.可选地，在本实用新型实施例提供的电源装置中，功率因数校正电路40至少为以下之一：图腾柱功率因数校正电路，有桥功率因数校正电路，无桥功率因数校正电路。
46.本实用新型实施例的电源装置中的不限定功率因数电路40的类型。
47.需要说明的是，功率因数电路40在效率和功率密度的表现上，走向无桥型才能进一步减少器件使用，减少功率器件数量与导通路径上的损耗，图腾柱功率因素校正电路是一种无桥型拓扑结构，其控制法亦趋于成熟，在本实用新型实施例中采用图腾柱功率因数校正电路。
48.如图4所示，可选地，在本实用新型实施例提供的电源装置中，图腾柱功率因数校正电路包括：电感器l，电感器l的第一端与自动转换开关10的正输出端连接，电感器l的第
20，只需要采用第一辅助电源60和第二辅助电源70可以实现该电源装置的正常工作，并且第一辅助电源60与第二辅助电源70的输出采用两个二极管对顶的方式连接，使得第一辅助电源60在第二辅助电源70开始工作之后就自动退出工作而无需再继续工作，从而使得第一辅助电源60的设计更简单，节约成本，进而达到了降低电源装置成本的效果。而且第一辅助电源60退出工作以后，整机系统的效率也会更高；
58.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
59.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。