一种继电保护装置电源板及其配置方法与流程

1.本发明涉及电力系统保护与控制领域,并且更具体地，涉及一种继电保护装置电源板及其配置方法。


背景技术：

2.近年来，在继电保护装置本体缺陷中占比最大的缺陷部位为cpu，占比第二的便是电源插件。随着cpu双配置的实施，cpu的缺陷有了相对大的改善，但是相比于其他芯片，电源插件的问题近些年来格外突出。作为继电保护装置最为核心的板卡之一，它的稳定可靠性极大地决定地整体装置的稳定可靠，但目前其仍存在以下不足：一是电源板故障率居高不下，二是电源芯片国产化后，其性能可靠性有所降低，长期运行稳定性还有待实践检验。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中电源插件故障率高导致的整机装置稳定性不高的技术问题，本发明提供一种继电保护装置电源板，所述电源板包括：
4.2个第一滤波单元，其并联接入电源，用于接收电源的第一输出信号，并经过emi滤波后，生成第二输出信号传输至第一整流单元；
5.2个第一整流单元，其分别与一个第一滤波单元连接，用于接收第一滤波单元的第二输出信号，并经过全桥整流后，生成第三输出信号传输至第二滤波单元；
6.2个第二滤波单元，其分别与一个第一整流单元连接，用于接收第一整流单元的第三输出信号，并经过电容滤波后，生成第四输出信号传输至变压器；
7.2个变压器，其分别与一个第二滤波单元连接，其中，变压器原边接收第二滤波单元的第四输出信号，经过变压后副边生成第五输出信号，并将所述第五输出信号传输至用电设备。
8.进一步地，2个第一滤波单元并联接入的电源包括110v或者220v供电电源，所述供电电源为交流电源或者直流电源。
9.进一步地，所述电源板还包括y电容，其与变压器副边的输出端连接，所述y电容接地，用于降低电磁干扰。
10.进一步地，所述电源板还包括：
11.准谐振控制芯片和mos管，其中，准谐振控制芯片、mos管分别与变压器原边连接，准谐振控制芯片与mos管连接，原边准谐振控制芯片用于在第四输出信号输入变压器原边时，检测与原边连接的mos管上的电压波形确定开通时间，而副边根据原边mos管的开通生成第五输出信号；
12.第二整流单元，其与变压器副边连接，用于将第五输出信号经整流后生成第六输出信号，并将所述第六输出信号传输至用电设备，其中，第五输出信号经同步整流后输出5v电压信号，以及第五输出信号经二极管整流后输出24v电压信号。
13.进一步地，所述电源板还包括反馈电路和保护电路，其与第二整流单元的输出端
连接，用于接收第二整流单元的第六输出信号，并由反馈电路将第六输出信号输出至原边准谐振控制芯片，准谐振控制芯片根据接收的第六输出信号生成控制指令传输至保护电路，保护电路根据所述控制指令开断第六输出信号。
14.根据本发明的另一方面，本发明提供一种配置继电保护装置电源板的方法，所述方法包括：
15.并联接入电源的2个第一滤波单元分别接收电源的第一输出信号；
16.第一输出信号经过emi滤波，生成第二输出信号；
17.第二输出信号经过全桥整流，生成第三输出信号；
18.第三输出信号经过电容滤波，生成第四输出信号；
19.第四输出信号输入变压器原边，经过变压后副边生成第五输出信号，并将所述第五输出信号传输至用电设备。
20.进一步地，2个第一滤波单元并联接入的电源包括110v或者220v供电电源，所述供电电源为交流电源或者直流电源。
21.进一步地，所述第四输出信号输入变压器原边，经过变压后副边生成第五输出信号之后还包括将第五输出信号与y电容连接，所述y电容接地，用于降低电磁干扰。
22.进一步地，第四输出信号输入变压器原边，经过变压后副边生成第五输出信号，并将所述第五输出信号传输至用电设备包括：
23.第四输出信号输入变压器原边，原边准谐振控制芯片检测与原边连接的mos管上的电压波形确定开通时间；
24.副边根据原边mos管的开通生成第五输出信号；
25.第五输出信号经整流后生成第六输出信号，并将所述第六输出信号传输至用电设备，其中，第五输出信号经同步整流后输出5v电压信号，以及第五输出信号经二极管整流后输出24v电压信号。
26.进一步地，所述将所述第六输出信号传输至用电设备之前还包括：
27.将第六输出信号输出到反馈电路和保护电路，并由反馈电路输出至原边准谐振控制芯片；
28.准谐振控制芯片根据接收的第六输出信号生成控制指令传输至保护电路；
29.保护电路根据所述控制指令开断第六输出信号。
30.本发明技术方案提供的继电保护装置电源板及其配置方法通过并联接入电源2个第一滤波单元分别接收电源的第一输出信号，然后所述第一输出信号再经过全桥整流以及电容滤波，传输到变压器进行电压调整后输出，最后经过同步整流或者二极管整流后输出至用电设备。所述继电保护装置电源板及其配置方法通过将电源板卡双重化配置，有效地降低了板卡故障率，大大提高了整机装置的可靠性。
附图说明
31.通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
32.图1为根据本发明优选实施方式的继电保护装置电源板的结构示意图；
33.图2为根据本发明优选实施方式的应用继电保护装置电源板的一个实施例；
34.图3为根据本发明优选实施方式的应用继电保护装置电源板的另一个实施例；
35.图4为根据本发明优选实施方式的应用继电保护装置电源板的再一个实施例；
36.图5为根据本发明优选实施方式的配置继电保护装置电源板的方法的流程图；
具体实施方式
37.现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
38.除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
39.图1为根据本发明优选实施方式的继电保护装置电源板的结构示意图。如图1所示，本优选实施方式所述的继电保护装置电源板100包括：
40.2个第一滤波单元101，其并联接入电源，用于接收电源的第一输出信号，并经过emi滤波后，生成第二输出信号传输至第一整流单元102；
41.2个第一整流单元102，其分别与一个第一滤波单元101连接，用于接收第一滤波单元101的第二输出信号，并经过全桥整流后，生成第三输出信号传输至第二滤波单元103；
42.2个第二滤波单元103，其分别与一个第一整流单元102连接，用于接收第一整流单元102的第三输出信号，并经过电容滤波后，生成第四输出信号传输至变压器104；
43.2个变压器104，其分别与一个第二滤波单元103连接，其中，变压器原边接收第二滤波单元103的第四输出信号，经过变压后副边生成第五输出信号，并将所述第五输出信号传输至用电设备。
44.y电容105，其与变压器副边的输出端连接，所述y电容接地，用于降低电磁干扰。
45.准谐振控制芯片106和mos管107，其中，准谐振控制芯片106、mos管107分别与变压器104原边连接，准谐振控制芯片106与mos管107连接，原边准谐振控制芯片106用于在第四输出信号输入变压器原边时，检测与原边连接的mos管107上的电压波形确定开通时间，而副边根据原边mos管的开通生成第五输出信号；
46.第二整流单元108，其与变压器副边连接，用于将第五输出信号经整流后生成第六输出信号，并将所述第六输出信号传输至用电设备，其中，第五输出信号经同步整流后输出5v电压信号，以及第五输出信号经二极管整流后输出24v电压信号。
47.反馈电路109和保护电路110，其与第二整流单元108的输出端连接，用于接收第二整流单元108的第六输出信号，并由反馈电路109将第六输出信号输出至原边准谐振控制芯片106，准谐振控制芯片106根据接收的第六输出信号生成控制指令传输至保护电路110，保护电路110根据所述控制指令开断第六输出信号。
48.电源保护的稳定和可靠在装置电源中非常重要，保护电路的可靠性、寿命、抗干扰能力要高于电源其他器件。为此，保护电路必须采用分立元件构成，即由电阻、电容、二极管、稳压管、三极管、光藕等低故障率的器件构成。
49.优选地，2个第一滤波单元101并联接入的电源包括110v或者220v供电电源，所述
供电电源为交流电源或者直流电源。
50.图2为根据本发明优选实施方式的应用继电保护装置电源板的一个实施例。如图2所示，在该实施例中，对于双重化配置的cpu，本发明所述继电保护装置电源板包括两组电路，其中一路的输出供电给保护cpu板，另一路供电给启动cpu板。
51.图3为根据本发明优选实施方式的应用继电保护装置电源板的另一个实施例。如图3所示，在该实施例中，由于本发明所述的继电保护装置电源板包括两组电路，其中每一组电路包括两路输出，一路输出为24v，一路输出为5v，因此，可以通过一组电路中的24v输出端供电给高压开入板，而通过另一组电路中的5v输出端供电给低压5v板。
52.图4为根据本发明优选实施方式的应用继电保护装置电源板的再一个实施例。如图5所示，在该实施例中，于本发明所述的继电保护装置电源板包括两组电路，其中每一组电路包括两路输出，一路输出为24v，一路输出为5v，因此，因此，对于任意一个需要供电的装置板卡，可以通过并联接入具有相同输出电压的两路输出，来实现电源的双重配置，从而保证了在其中一组电路的输出出现故障时，另外一组电路的输出作为备用及时提供电源，实现了电源运行的长期稳定。
53.图5为根据本发明优选实施方式的配置继电保护装置电源板的方法的流程图。如图5所示，本优选实施方式所述的配置继电保护装置电源板的方法500从步骤501开始。
54.在步骤501，并联接入电源的2个第一滤波单元分别接收电源的第一输出信号。
55.在步骤502，第一输出信号经过emi滤波，生成第二输出信号。
56.在步骤503，第二输出信号经过全桥整流，生成第三输出信号。采用全桥整流，能够方便交流供电，以及输入接反的情况下，也保证电路的正常运行。
57.在步骤504，第三输出信号经过电容滤波，生成第四输出信号。
58.在步骤505，第四输出信号输入变压器原边，经过变压后副边生成第五输出信号，并将所述第五输出信号传输至用电设备。
59.优选地，2个第一滤波单元并联接入的电源包括将两块继电保护装置电源板并联接入110v或者220v供电电源，所述供电电源为交流电源或者直流电源。
60.优选地，所述第四输出信号输入变压器原边，经过变压后副边生成第五输出信号之后还包括将第五输出信号与y电容连接，所述y电容接地，用于降低电磁干扰。
61.优选地，第四输出信号输入变压器原边，经过变压后副边生成第五输出信号，并将所述第五输出信号传输至用电设备包括：
62.第四输出信号输入变压器原边，原边准谐振控制芯片检测与原边连接的mos管上的电压波形确定开通时间；
63.副边根据原边mos管的开通生成第五输出信号；
64.第五输出信号经整流后生成第六输出信号，并将所述第六输出信号传输至用电设备，其中，第五输出信号经同步整流后输出5v电压信号，以及第五输出信号经二极管整流后输出24v电压信号。
65.本优选实施方式中，所述方法采用反激电路，变压器原边采用准谐振控制芯片和mos管组成，准谐振控制芯片通过检测mos管上的电压波形确定开通时间，可以大大降低mos管上的开通损耗。变压器副边5v输出采用同步整流技术。24v采用快恢复二极管整流。采用准谐振芯片和同步整流芯片的结合，可以达到反激电源最高的效率。
66.优选地，所述将所述第六输出信号传输至用电设备之前还包括：
67.将第六输出信号输出到反馈电路和保护电路，并由反馈电路输出至原边准谐振控制芯片；
68.准谐振控制芯片根据接收的第六输出信号生成控制指令传输至保护电路；
69.保护电路根据所述控制指令开断第六输出信号。
70.本优选实施方式所述的配置继电保护装置电源板的方法具有完整的保护功能，所述保护功能包括输入的启动和返回保护，输出的过电压、欠压和短路保护，以及过功率保护。
71.已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
72.通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
[0073]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0074]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0075]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0076]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0077]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。