一种供电电路的制作方法

1.本实用新型涉及电力技术领域，尤其是一种供电电路。


背景技术：

2.现有的轨道车辆空调风机的供电电源，一般风机直接与供电电源的母线连接，无后备电源供电，当供电电源出现异常不能正常供电时，空调风机不能正常运转。现有的后备供电系统，一般只能单向供电，能量只能从电池组向负载端传递，在轨道车辆某趟任务中，后备供电系统多次使用后，无法及时更换，若供电电源再次出现异常，而后备供电系统电量已用完，导致无法向空调风机提供备用电量。
3.除轨道车辆的空调风机外，其他需在供电电源异常情况下任需正常运转的负载同样存在类似的问题，在其他技术领域，也存在类似的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型主要目的在于提供一种供电电路，做为备用电源的蓄电池包括充电和供电的双向电路，主供电电路正常时，可随时向蓄电池充电，保证蓄电池电力充盈。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种供电电路，其技术方案是：
6.一种供电电路，包括主供电电路、蓄电池及负载，所述主供电电路的一个输出端与所述负载连接，另一个输出端通过双向电源和防反接电路与所述蓄电池的输入端连接，所述蓄电池的第一输出端通过所述防反接电路、双向电源与所述负载连接，所述主供电电路正常时，经所述双向电源和防反接电路给所述蓄电池供电，所述主供电电路异常时，所述蓄电池经所述防反接电路和双向电源向所述负载供电。
7.进一步的，所述主供电电路包括三相电源和滤波整流电路，所述滤波整流电路的一个输出端与所述负载连接，另一端与所述双向电源的输入端连接。
8.进一步的，所述负载的输入端与逆变器的输出端连接，所述主供电电路和双向电源的输出端与所述逆变器的输入端连接。
9.进一步的，还包括控制所述负载工作参数的控制电路，所述控制电路由辅助电源供电。
10.进一步的，所述辅助电源由所述蓄电池供电。
11.进一步的，所述主供电电路的输出端与负载之间设置有滤波稳压用电容c1。
12.进一步的，所述防反接电路包括由光耦连接电路控制吸合状态的继电器jdq2，继电器jdq2的输入端与所述蓄电池的正极连接，输出端与所述双向电源连接，所述光耦连接电路包括光耦u1，所述光耦u1的原边二极管的正极与所述蓄电池的正极连接，负极与所述蓄电池的负极连接，所述光耦的输出端与三极管q1连接，所述三极管的一端接地，另一端与位于所述继电器jdq2处的电磁铁连接，所述蓄电池正负电极接线正常时，所述三极管q1导通，所述电磁铁上电通磁，所述继电器jdq2吸合，所述双向电源得电；所述蓄电池正负电极接线异常时，所述二极管不上电，所述三极管q1不导通，所述继电器jdq2断开，双向电源不
得电。
13.进一步的，所述蓄电池的正极与所述光耦u1原边二极管之间连接电阻r1。
14.进一步的，所述光耦的另一输出端通过电阻r2与电磁铁连接。
15.进一步的，所述光耦连接电路还包括预充电电容c2，所述预充电电容c2的负极与所述蓄电池的负极连接，正极与所述继电器jdq2的输出端连接，继电器jdq1与所述继电器jdq2并联，三极管q1导通时，所述蓄电池经所述继电器jdq2向所述预充电电容c2充电，当预充电电容c2上电压达到吸合点时，所述继电器jdq1吸合，所述继电器jdq2断开，完成预充电。
16.综上所述，本实用新型提供的一种供电电路，与现有技术相比，具有如下技术优势：
17.增加了后备电源(蓄电池)，当主供电电源正常时，由主供电电源提供能量，异常时，由后备电源供电，增加了冗余设计，提高了系统的可靠性；
18.蓄电池包括双向电路，可随时通过主供电电源向蓄电池充电，保证蓄电池随时处于电力充盈状态，保证备用电源的电力供应；
19.通过设置防反接电路，确保具有双向电路的蓄电池的正接连接，通过在线路中增加光耦控制电路控制的继电器，实现能量的双向传递，即能实现线路的防反接，又能实现能量的双向传递；
20.相比较传统的ups电源，采用了双向dcdc电源，可实现电能的双向传输，提供不间断电源，并可将三相380vac整流后的540vdc隔离降压后用于蓄电池的充电；当三相380vac供电异常时，双向dcdc电源的能量由蓄电池向三相380vac传递，双向dcdc电源将蓄电池的110vdc升压至560vdc用于风机的供电，不用额外增加充电机为蓄电池充电，实现后备电源的同时，将充电机集成至系统，节省了空间，降低成本。
附图说明：
21.图1：本实用新型一种供电电路组成示意图；
22.图2：本实用新型一种供电电路中逆变电路示意图；
23.图3：本实用新型一种供电电路中双向dcdc电路示意图；
24.图4：本实用新型一种供电电路中防反接电路示意图；
25.图中：主供电电路1，滤波/整流电路2，逆变器3，风机4，蓄电池5，防反接电路6，双向dcdc电源7，辅助电源8，单片机控制电路9，驱动电路9，二极管d1,电阻r1，电阻r2，电阻r3，三极管q1，电容c1,电容c2，继电器jdq1，继电器jdq2，继电器s1-s14,电磁铁t，光耦u1，电感器t1，线圈l1，电容c3至c6。
具体实施方式
26.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
27.本实用新型提供的一种供电电路，包括主供电电路1、蓄电池5及负载，主供电电路1的一个输出端与负载连接，另一个输出端通过双向电源和防反接电路6与蓄电池5的输入端连接，蓄电池5的第一输出端通过防反接电路6、双向电源与负载连接，主供电电路1正常时，经双向电源和防反接电路6给蓄电池5供电，主供电电路1异常时，蓄电池5经防反接电路
6和双向电源向负载供电。
28.以轨道车辆空调的风机的供电电路为例，介绍本实用新型提供的供电电路的具体结构及线路连接方式，如图1所示，包括向风机4提供电能的主供电电路1，在本实施例中，主供电电路1包括三相380vac的主电源，为车载主电源，经车上电源母线向风机4供电，三相380vac经滤波/整流电路2后，生成540vdc，再经逆变器3将整流后的540vdc逆变成可控的三相交流电给风机4供电。在本实施例中，逆变器3采用三相桥式逆变器，为进一步实现滤波稳压效果，在滤波/整流电路2与逆变器之间，还设置有电容c1。
29.如图2所示，本实施例提供的逆变器3中预存的逆变电路，与逆变器的输入电源的母线正极与母线负极之间，并联有三组继电器，其中，继电器s9和继电器s10串联、继电器s11和继电器s12串联、继电器s13和继电器s14串联，三组继电器再并联，每组继电器之间分别与风机4连接。
30.滤流/整流电路2具有两个输出端，一个输出端经电容c1滤波稳压后，通过逆变器3与风机4连接，向风机4提供电能，另一个输出端经电容c1滤波稳压后，与双向电源连接，向双向电源供电，在本实施例中，采用双向dcdc电源7，可实现电能的双向传输，提供不间断电源，将三相380vac滤波整流、稳流后的540vdc隔离降压后用于蓄电池5的充电，双向dcdc电源7可直接与蓄电池5连接，也可如图1所示，通过防反接电路6与蓄电池连接，向蓄电池5供电，通过防反接电路6，防止蓄电池5的正负电极与双向dcdc电源7之间的接线反接。
31.如图3所示的双向dcdc电源7中双向dcdc电路示意图，图中所示的电池侧+和电池侧-代表蓄电池的正负极，高压侧+和高压侧-代表与逆变器连接端的正负极。通过电感器t1将电池侧和高压侧的电路连接，电池侧电路包括两组并联的继电器组，其中，继电器s1和继电器s2串联、继电器s3和继电器s4串联后再相互并联，电容c4的一端与继电器s1和继电器s2之间的连线连接，另一端通过电感器t1、线圈l1与继电器s3与继电器s4之间的连线连接。高压侧包括两组并联的继电器组，其中，继电器s5和继电器s6串联、继电器s7和继电器s8串关后再联，电容c5的一端与继电器s7和继电器s8之间的连线连接，另一端经电感器t1与继电器s5与继电器s6之间的连线连接。并在电池侧和高压侧分别设置电容c3和电容c6。当380vac供电正常时，电量经双向dcdc电源7的电量由向蓄电池5传递，双向dcdc电源7将380vac整流后的542vdc高压侧隔离降压后用于向蓄电池5充电；当三相380vac供电异常时，双向dcdc电源7电源的能量由蓄电池5向风机4方向传递，双向dcdc电源7将蓄电池5的110vdc升压至560vdc，与逆变器3的输入端连接，经电容c1稳压后，经逆变器3的逆变电路向风机4供电，确保风机4不断电。
32.如前文所述，三相电源380vac正常时，两个输出端，一端经滤波/整流电路2、逆变器3向风机4供电确保风机4的正常运转，另一端经滤波/整流电路2、双向dcdc电源7、防反接电路6向蓄电池5供电，给蓄电池5充电，以补充蓄电池5被消耗的电量，保证蓄电池5随时处于电力丰盈状态。当三相电源380vac异常时，无法向蓄电池5和风机4提供电量，风机4无法正常运转，蓄电池5经防反接电路6、双向dcdc电源7、逆变器3向风机4提供电量。可通过在风机4处和/或蓄电池5、防反接电路以及双向dcdc电源7处和/或三相电源380vac处设置检测电路，分别检测风机4的运转状态、蓄电池5是否电力已满以及是否有正常的电力输入、防反接电路6或双向dcdc电源7是否有正常的电力输入，或三相电源380vac是否出现故障，检测电路为常规技术，非本实用新型的发明重点，不做限制和要求，任何可实现故障检测的电路
或器件均可采用，可检测电路故障即可，当检测到电路故障后，均代表风机4无法正常动转，通过控制器或其他常规技术，蓄电池5放电，给风机供电。
33.在本实施例中，防反接电路6包括光耦连接电路，蓄电池5包括双向电路，具有两个正极，两个负极，如图4所示，正负极可分为左侧正负极和右侧正负极，光耦连接电路包括光耦u1，光耦u1的原边二极管的正极与蓄电池5的一个正极(左侧正极，如图4所示方位，图中左侧的蓄电池正极，后同)连接，具体的，光耦u1的原边二极管的正极通过限流用电阻r1与蓄电池5的左侧正极连接，负极与蓄电池5的左侧负极连接，正确连接时，电流从蓄电池5左侧正极流出，进入光耦u1原边二极管，二极管导通，光耦u1充电，光耦u1的输出端得电；反向连接时，电流从蓄电池5负极流出，由于光耦u1中原边二极管的限制，电流无法正确流入光耦u1，使光耦u1断电，光耦u1的输出端不得电；光耦u1的输出端与三极管q1连接，三极管的一端接地，另一端与位于继电器jdq2处的电磁铁t连接。继电器jdq2为常开继电器，一端与蓄电池5的左侧正极连接，另一端经电阻r3后与蓄电池5的右侧正极连接，蓄电池正负电极接线正常时，三极管q1得电导通，电磁铁t上电通磁，继电器jdq2吸合，双向dcdc电源7得电，可向蓄电池5充电或向风机供电；蓄电池5正负电极接线异常时，由于二极管的导通特性，光耦u1的原边二极管不上电，三极管q1不导通，继电器jdq2断开，双向dcdc电源不得电，无法向蓄电池5或风机4供电。
34.进一步的，光耦连接电路还包括预充电电路，可实现预充电操作，预充电电路包括预充电电容c2，预充电电容c2的负极与蓄电池5的右侧负极连接，正极与蓄电池5的右侧正极连接，如图4所示，预充电电容c2与继电器jdq2的输出端即限流电阻r3的输出端与蓄电池5的右侧正极之间连接。预充电电路还包括常开式继电器jdq1，与继电器jdq2并联，当蓄电池5正负极正确连接时，三极管q1导通，继电器jdq2闭合，蓄电池5经继电器jdq2向预充电电容c2充电，当预充电电容c2上电压达到吸合点时，继电器jdq1吸合，完成预充电。当蓄电池5正负极接线异常时，光耦u1的原边二极管不能导通，继电器jdq2不能吸合，预充电电路不能完成预充，同时，由于蓄电池5正极不能导通，接线反接时，不会损坏电器器件。
35.如图1所示，供电电路中还包括控制风机4工作参数的控制电路，控制电路由辅助电源8供电，控制电路包括相互连接的单片机控制电路9和驱动电路10，单片机控制电路9与辅助电源8连接，驱动电路的输出端与逆变器3连接。辅助电源通过二极管d1与蓄电池5连接，由蓄电池5供电。
36.综上所述，本实用新型提供的一种供电电路，与现有技术相比，具有如下技术优势：
37.增加了后备电源(蓄电池)，当主供电电源正常时，由主供电电源提供能量，异常时，由后备电源供电，增加了冗余设计，提高了系统的可靠性；
38.蓄电池包括双向电路，可随时通过主供电电源向蓄电池充电，保证蓄电池随时处于电力充盈状态，保证备用电源的电力供应；
39.通过设置防反接电路，确保具有双向电路的蓄电池的正接连接，通过在线路中增加光耦控制电路控制的继电器，实现能量的双向传递，即能实现线路的防反接，又能实现能量的双向传递；
40.相比较传统的ups电源，采用了双向dcdc电源，可实现电能的双向传输，提供不间断电源，并可将三相380vac整流后的540vdc隔离降压后用于蓄电池的充电；当三相380vac
供电异常时，双向dcdc电源的能量由蓄电池向三相380vac传递，双向dcdc电源将蓄电池的110vdc升压至560vdc用于风机的供电，不用额外增加充电机为蓄电池充电，实现后备电源的同时，将充电机集成至系统，节省了空间，降低成本。
41.但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。