一种多电压输出电源的制作方法

1.本实用新型属于电柜元器件技术领域，具体涉及一种多电压输出电源。


背景技术：

2.目前电柜内元器件对电源的要求越来越多样性，且电柜应用的电网也越来越广泛，国内低压交流主回路主要使用380v、220v，直流回路主要使用5v、15v、24v；而海外市场低压交流主回路有400v、415v、440v、460v、220v、110v，直流回路有5v、15v、 24v；为了配合国内以及海外市场使用的不同交流主回路电压，电柜厂家一般都会使用多触头变压器，变压器一次侧做多触头，同时直流回路需要配置不同的电源模块来解决电源供应。
3.现有技术中的电柜电源方案主要包含：交流降压环节、交流变直流环节，其中：
4.交流降压：通过降压变压器实现，一次侧触头包含：380v，400v，415v，440v，460v；二次侧输出为220v；
5.交流变直流：通过多个直流电源实现，直流电源一次侧接220v，一部分直流电源输出直流24v，一部分直流电源输出直流5v；
6.但是，现有的电柜电源方案存在以下问题：
7.1.针对不同的直流电压输出需求，所需直流电源数量较多，成本高；
8.2.针对不同二次侧交流电压输出需求，需要额外变更变压器；
9.3.针对不同一次侧交流电压输入需求，需要调整变压器一次侧接线，存在错接情况导致设备损坏风险。


技术实现要素：

10.本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种多电压输出电源，能够同时兼容多种交流电压和直流电压输出，通用性强，错接风险小。
11.本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为：
12.一种多电压输出电源，包括交流三相电源输入单元101，所述交流三相电源输入单元101的输入端连接外部三相交流电源，所述交流三相电源输入单元101的输出端与交流电压选择单元102的输入端连接，所述交流电压选择单元102的输出端与交流降压单元103 的输入端连接；
13.所述交流电压选择单元102包括三极断路器qf2和五档转换开关t，所述交流降压单元103包括变压器tr1，所述三极断路器qf2的输入端子连接所述交流三相电源输入单元 101的输出端，所述三极断路器qf2的输出端子连接所述五档转换开关t的输入端口，所述五档转换开关t的输出端口连接所述变压器tr1的一次侧，所述变压器tr1的二次侧分别连接有交流110v输出单元104、交流220v输出单元105和整流储能单元106，所述整流储能单元106的输出端与直流采样单元107的输入端连接，所述直流采样单元107的输出端分别连接有直流24v输出单元108、直流15v输出单元109、直流5v输出单元110 和隔离型直流24v输出单元111；
14.所述整流储能单元106包括整流二极管d1、d2、d3、d4和储能电容c1、c2，所述直流采样单元107包括开关电源芯片u1、mos管q1和多绕组高频变压器tr2。
15.进一步的，所述交流110v输出单元104包括两极断路器qf4和交流输出端口j1，所述两极断路器qf4的输入端子连接所述变压器tr1二次侧的110v输出端子，所述两极断路器qf4的输出端子分别连接交流输出端口j1的l、n端子。
16.进一步的，所述交流220v输出单元105包括三极断路器qf3和交流输出端口j2，所述三极断路器qf3的输入端子连接所述变压器tr1二次侧的220v输出端子，所述三极断路器qf3的输出端子分别连接交流输出端口j2的l1、l2、l3端子。
17.进一步的，所述整流储能单元106的输入端连接所述变压器tr1二次侧的48v输出端子。
18.进一步的，所述直流24v输出单元108包括二极管d5，所述二极管d5的阳极连接所述多绕组高频变压器tr2二次侧的的24v输出端子，所述二极管d5的阴极连接直流输出端口j3的dc24v端子，直流输出端口j3的dc24v端子和0v端子间设有并联的电容c7 和电阻r4。
19.进一步的，所述直流15v输出单元109包括二极管d6，所述二极管d6的阳极连接所述多绕组高频变压器tr2二次侧的的15v输出端子，所述二极管d6的阴极连接直流输出端口j3的dc15v端子，直流输出端口j3的dc15v端子和0v端子间设有并联的电容c6 和电阻r3。
20.进一步的，所述直流5v输出单元110包括二极管d7，所述二极管d7的阳极连接所述多绕组高频变压器tr2二次侧的的5v输出端子，所述二极管d7的阴极连接直流输出端口j3的dc5v端子，直流输出端口j3的dc5v端子和0v端子间设有并联的电容c5 和电阻r2。
21.进一步的，所述隔离型直流24v输出单元111设有两组，两组隔离型直流24v输出单元111分别包括二极管d8、二极管d9，所述二极管d8和二极管d9的阳极均连接所述多绕组高频变压器tr2二次侧的的24v输出端子；
22.所述二极管d8的阴极连接隔离型直流输出端口j4的dc24v端子，隔离型直流输出端口j4的dc24v端子和0v端子间设有并联的电容c8和电阻r5；
23.所述二极管d9的阴极连接隔离型直流输出端口j5的dc24v端子，隔离型直流输出端口j5的dc24v端子和0v端子间设有并联的电容c9和电阻r6。
24.本实用新型与现有技术相比具有以下主要的优点：
25.1、本技术通过在交流电压选择单元中采用五档转换开关，能够方便地在多种电压输入间切换，减少变压器一次侧接线次数，错接风险小；
26.2、本技术通过设置交流110v输出单元和交流220v输出单元，能够同时兼容交流 110v、220v的输出，通用性强，适用范围广；
27.3、本技术集成有整流储能单元、直流采样单元和多个直流输出单元，通过多个整流二极管、多个储能电容与开关电源芯片、mos管和多绕组高频变压器相配合，能够同时实现直流5v、15v、24v的输出，进一步提升了通用性，同时，无需配置多组单个直流电源，减少了元器件成本；
28.4、本技术通过采用多绕组高频变压器，能够实现多个隔离型直流输出，满足特殊应用需求。
附图说明
29.图1为本实用新型多电压输出电源的系统图；
30.图2为本实用新型交流电压输出电路示意图；
31.图3为本实用新型直流电压输出电路示意图；
32.图4为本实用新型多电压输出电源的整体电路示意图。
33.图中：101、交流三相电源输入单元；102、交流电压选择单元；103、交流降压单元； 104、交流110v输出单元；105、交流220v输出单元；106、整流储能单元；107、直流采样单元；108、直流24v输出单元；109、直流15v输出单元；110、直流5v输出单元； 111、隔离型直流24v输出单元。
具体实施方式
34.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
35.需要指出，根据实施的需要，可将本技术中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本实用新型的目的。
36.本技术实施例提供了一种多电压输出电源，如图1所示，包括：交流三相电源输入单元101、交流电压选择单元102、交流降压单元103、交流110v输出单元104、交流220v 输出单元105、整流储能单元106、直流采样单元107、直流24v输出单元108、直流15v 输出单元109、直流5v输出单元110、隔离型直流24v输出单元111。
37.其中，所述交流三相电源输入单元101的输入端连接外部三相交流电源，所述交流三相电源输入单元101的输出端与交流电压选择单元102的输入端连接，所述交流电压选择单元102的输出端与交流降压单元103的输入端连接，所述交流降压单元103的输出端分别连接有交流110v输出单元104、交流220v输出单元105和整流储能单元106，所述整流储能单元106的输出端与直流采样单元107的输入端连接，所述直流采样单元107的输出端分别连接有直流24v输出单元108、直流15v输出单元109、直流5v输出单元110 和隔离型直流24v输出单元111。
38.如图2～3所示：
39.交流三相电源输入单元101包括：外部三相交流电输入和三极断路器qf1；
40.交流电压选择单元102包括：三极断路器qf2和五档转换开关t(设有输入端口、转换旋钮和输出端口)；
41.交流降压单元103包括：变压器tr1；
42.交流110v输出单元104包括：两极断路器qf4和交流输出端口j1；
43.交流220v输出单元105包括：三极断路器qf3和交流输出端口j2；
44.整流储能单元106包括：整流二极管d1、d2、d3、d4和储能电容c1、c2；
45.直流采样单元107包括：开关电源芯片u1(具体为uc2844芯片)、mos管q1、多绕组高频变压器tr2(具体为多绕组结构，多组绕组分别对应不同的输出端子)、启动电阻r1、采样
电阻r7、电阻r8、r9、r10、滤波电容c3、c4、电容c10、c11；
46.直流24v输出单元108包括：二极管d5、电容c7、电阻r4、直流输出端口j3的dc24v 端子；
47.直流15v输出单元109包括：二极管d6、电容c6、电阻r3、直流输出端口j3的dc15v 端子；
48.直流5v输出单元110包括：二极管d7、电容c5、电阻r2、直流输出端口j3的dc5v 端子；
49.隔离型直流24v输出单元111包括：二极管d8、d9、电容c8、c9、电阻r5、r6、隔离型直流输出端口j4和j5。
50.如图4所示，本实施例提供的一种多电压输出电源，具体元器件连接如下：
51.qf1三极断路器下端2/4/6使用线缆连接到t五档转换开关的输入侧a/b/c；
52.t五档转换开关的输出侧通过线缆连接到tr1变压器一次侧：
53.tr1变压器二次侧o端通过线缆连接连接到qf4两极断路器的1端；tr1变压器二次侧a2端通过线缆连接连接到qf4两极断路器的3端；tr1变压器二次侧a1端通过线缆连接连接到qf3三极断路器的1端；tr1变压器二次侧b1端通过线缆连接连接到qf3三极断路器的3端；tr1变压器二次侧c1端通过线缆连接连接到qf3三极断路器的5端；
54.qf4两极断路器的2端通过线缆接到j1交流输出端口的n；qf4两极断路器的4端通过线缆接到j1交流输出端口的l；
55.qf3三极断路器的2端通过线缆接到j2交流输出端口的l1；qf3三极断路器的4端通过线缆接到j2交流输出端口的l2；qf3三极断路器的6端通过线缆接到j2交流输出端口的l3；
56.tr1变压器二次侧d端通过线缆连接连接到d1二极管的1端；tr1变压器二次侧e 端通过线缆连接连接到d2二极管的1端；
57.d3二极管的2端分别与连接到d1二极管的1端；
58.d4二极管的2端连接连接到d2二极管的1端；
59.d1二极管的2端分别与d2二极管的2端、c1电容的2端，r1电阻的2端，tr2高频变压器的1端连接；
60.d3二极管的1端分别与d4二极管的1端，c2电容的1端，c3电容的1端，c4电容的1端，c11电容的1端,u1开关电源芯片的5端，c10电容的1端，r8电阻的1端，tr2 高频变压器的4端连接；
61.c2电容的2端与c1电容的1端连接；
62.c3电容的2端分别与r1电阻的1端、c4电容的2端、u1开关电源芯片的7端、tr2 高频变压器的3端连接；
63.u1开关电源芯片的3端分别与r7电阻的1端，c10的2端连接；u1开关电源芯片的4端分别与r10电阻的1端，c11的2端连接；u1开关电源芯片的6端与r9电阻的1 端连接；u1开关电源芯片的8端与r10电阻的2端连接；
64.q1mos管的1端与r9电阻的2端连接；q1mos管的2端分别与r7电阻的2端， r8电阻的2端连接；q1mos管的3端与tr2高频变压器的2端连接；
65.tr2高频变压器的5端与d5二极管的1连接；tr2高频变压器的6端与d6二极管的1连
接；tr2高频变压器的7端与d7二极管的1连接；tr2高频变压器的8端分别与 c5电容的1端、r2电阻的1端、c6电容的1端、r3电阻的1端、c7电容的1端、r4 电阻的1端连接,j3直流输出端口的0v连接；
66.tr2高频变压器的9端与d8二极管的1连接；tr2高频变压器的10端分别与c8电容的1端、r5电阻的1端连接、j4隔离型直流输出端口的0v连接；tr2高频变压器的 11端与d9二极管的1连接；tr2高频变压器的12端分别与c9电容的1端、r6电阻的1 端连接、j5隔离型直流输出端口的0v连接；
67.d5二极管的2分别与c7电容的2端、r4电阻的2端、j3直流输出端口的dc:24v 连接；
68.d6二极管的2分别与c6电容的2端、r3电阻的2端、j3直流输出端口的dc:15v 连接；
69.d7二极管的2分别与c5电容的2端、r2电阻的2端、j3直流输出端口的dc:5v连接；
70.d8二极管的2分别与c8电容的2端、r5电阻的2端、j4隔离型直流输出端口的dc:24v 连接；
71.d9二极管的2分别与c9电容的2端、r6电阻的2端、j5隔离型直流输出端口的dc:24v 连接。
72.进一步的，所述整流储能单元和直流采样单元，具体工作原理为：
73.交流48v经过d1～d4二极管整流配合c1～c2电容储能并滤波，利用u1开关电源芯片(uc2844芯片)控制q1 mos管的开通关断，输出带频率的脉冲电压，经过tr2高频变压器按匝比传递脉冲能量到副边，副边经过d1～d9二极管整流滤波得到直流；r1作为启动电阻，提供电源给u1，r7采样电阻配合u1；r10配合c11为软起电路；c3,c4为滤波电容；c5、c6、c7、c8、c9配合r2、r3、r4、r5、r6为滤波；采用mos管可达到无耗电流采样，为了在过流条件下可以正常工作，必须配置r8，r9抑制mos管输入端可能产生的的高频振荡；r8,c10组成rc滤波器消除电流波形前沿尖脉冲引起的不稳定性。
74.综上所述，采用本技术的一种多电压输出电源：
75.1、本技术通过在交流电压选择单元中采用五档转换开关，能够方便地在多种电压输入间切换，减少变压器一次侧接线次数，错接风险小；
76.2、本技术通过设置交流110v输出单元和交流220v输出单元，能够同时兼容交流 110v、220v的输出，通用性强，适用范围广；
77.3、本技术集成有整流储能单元、直流采样单元和多个直流输出单元，通过多个整流二极管、多个储能电容与开关电源芯片、mos管和多绕组高频变压器相配合，能够同时实现直流5v、15v、24v的输出，进一步提升了通用性，同时，无需配置多组单个直流电源，减少了元器件成本；
78.4、本技术通过采用多绕组高频变压器，能够实现多个隔离型直流输出，满足特殊应用需求。
79.以上实施例仅用于说明本实用新型的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，本实用新型的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本实用新型所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本实用新型的保护范围之内。