一种实现通信设备主备电源平滑切换的电路的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型提供了一种实现通信设备主备电源平滑切换的电路,该电路包括:一交流转直流电源模块,其输入端接主电源交流输入,其输出端接继电器常开触点;后备电源直流输入接继电器常闭触点,继电器触点经开关和保护电路接处理器主板,还包括一切换控制电路,其输入端接交流转直流电源模块输出端,所述切换控制电路输出端接电子开关控制端;所述电子开关的一端接地,另一端接所述继电器线圈的一端,所述继电器线圈的另一端接交流转直流电源模块输出端。本实用新型通过增加一切换控制电路,使得继电器在电压开始下降阶段提前切断继电器线圈回路电流,达到快速释放继电器触点,从而实现快速平滑切换的目的。
【专利说明】一种实现通信设备主备电源平滑切换的电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线通信【技术领域】,尤其涉及一种实现通信设备主备电源平滑切换的电路。
【背景技术】
[0002]专业无线通信组网应用中,大量使用中转台或基站通信设备扩大覆盖范围。在专业的应用中,一般都需要给这些专业设备提供后备电源,以保障通信系统的正常运行提供不间断的通信服务。主电源通常采用交流电源,后备电源通常采用直流不间断电源或蓄电池。后备电源一般作为临时应急使用,正常情况下设备使用交流主电源为主,当主电源掉电时,暂时切换到后备电源;当主电源恢复后,要及时断开后备电源,切回主电源给设备继续供电。在这个主备电源来回切换的过程中,要求保持电压平稳,无跌落,不能引起通信设备复位重新启动,减少呼叫话务中断。
[0003]由于中转台或基站通信设备的工作电流比较大,可能从几安到几十安,目前大多采用继电器切换,从后备电源切换到主电源的时候,电压是稳定的,不会跌落。但是在从主电源切换到后备电源的时候,导致电源会瞬间跌落,引起设备重新启动,导致正在进行中呼叫中断。
[0004]切换中的电压跌落是由于继电器触点的释放延迟引起的,也就是说在电压下降过程中,通信主板上处理器已经掉电复位,而此时继电器还没有完全释放,切换还没有完成,导致通信设备重新启动;重启的时间一般较长,可能会在几十秒甚至一两分钟的长时间内无法提供呼叫服务,遇到紧急的事件的情况下会导致严重的不良后果。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种实现通信设备主电源和后备电源之间的无缝相互切换的电路,保证通信设备在电源切换过程中不会掉电复位重新启动。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007]—种实现通信设备主备电源平滑切换的电路,包括:一交流转直流电源模块,其输入端接主电源交流输入,其输出端接继电器常开触点;
[0008]后备电源直流输入接继电器常闭触点,继电器触点经开关和保护电路接处理器主板,
[0009]还包括一切换控制电路,其输入端接交流转直流电源模块输出端,所述切换控制电路输出端接电子开关控制端;
[0010]所述电子开关的一端接地,另一端接所述继电器线圈的一端,所述继电器线圈的另一端接交流转直流电源模块输出端。
[0011]优选的,所述电子开关采用开关三极管Q1,所述开关三极管Ql的基极接切换控制电路输出端,所述开关三极管Ql的发射极接地,其集电极接继电器Jl线圈的一端。
[0012]优选的,所述切换控制电路包括一电阻R1、一稳压二极管D1,所述交流转直流电源模块输出端经电阻Rl与稳压二极管Dl的阴极相连,所述稳压二极管Dl的阳极接开关三极管Ql的基极。
[0013]优选的,还包括一续流二极管D3,其阴极接交流转直流电源模块输出端,所述续流二极管D3的阳极接开关三极管Ql的集电极。
[0014]优选的,还包括一整流二极管D2及一储能电容Cl,所述整流二极管D2的阳极接继电器Jl的COM触点,其阴极经储能电容Cl接地。
[0015]优选的,所述稳压二极管Dl为齐纳二极管,其额定电压值低于一定比例的交流转直流电源模块输出端电压值。
[0016]优选的,所述整流二极管D2为肖特基二极管,用于隔离电容Cl向输入端反向放电。
[0017]优选的,所述储能电容Cl用于主板电源输入回路的充放电,加大放电时间常数,延长放电电下降时间,使切换过程中的电压平稳。
[0018]优选的,所述续流二极管D3为开关二极管,用于释放继电器线圈上电流通断瞬间产生的反向电压,以保护驱动开关三极管Q1。
[0019]本实用新型与现有技术相比,有益效果在于:本实用新型提供的实现通信设备主备电源平滑切换的电路通过增加一切换控制电路,使得继电器在电压开始下降阶段提前切断继电器线圈回路电流,达到快速释放继电器触点,从而实现快速平滑切换的目的。该电路结构简单、成本低、可靠性高、容易实施。对于中转台通信设备的运行更加可靠稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为交流转直流电源模块输出电压特性曲线图;
[0021]图2为本实用新型实现通信设备主备电源平滑切换的电路原理框图;
[0022]图3为本实用新型切换控制电路原理图;
[0023]图4为齐纳二极管的VI特性曲线图。
【具体实施方式】
[0024]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。
[0025]本实用新型中,通信设备包括但不限于常见的中转台或基站,通信设备的主电源和备用电源相互切换过程中要保持电压平稳,以保证内部主板单元的电路及处理器芯片的电源稳定,保证系统硬件和软件的稳定运行。
[0026]由于“交流转直流电源模块”的输出电压有保持和缓慢降落的特性,因为一般电源模块的输出都会有几千微法到几十千微法的大容量电容用于滤除低频的交流纹波。以12V输出300W左右容量的电源转换模块为例,交流输入断开后,它输出的额定直流电压12V大概会在保持2-3秒左右,然后电压呈指数特性逐渐衰落到0,中间会经过一段大约500ms的时间,从12V电压开始下降的时刻开始,到主板电路复位电压Vreset的时间ts大约为50ms,如图1所示。
[0027]通信设备主板最低维持电压Vreset大约为6V,而继电器线圈吸合维持电压低于6V。如果没有任何措施,电压开始下降时刻到继电器完全释放切换到后备电源的过程中间,12V直流电压会产生大约200-500ms以上时间长度的跌落,引起主板电路的复位,导致了设备的重新启动。
[0028]本实用新型核心思想:如图1,如果释放动作完成时刻的电压值Vrelease满足条件VreleaseXVreset,只要满足(tO+tr)〈ts的时间条件,即可在电路复位之前完成切换。也就意味着从电压开始下降的时刻起,到触发电压Vz时刻的时间t0,再加上完成释放动作时间tr,整个过程时间(tO+tr)要在50ms以内完成,就可以达到目的。
[0029]设定Vz为10V+/-0.5V,实测从12V开始下降到Vz的时间t0大约为10_20ms,根据继电器参数tr小于1ms,所以估算(tO+tr)的范围在20_30ms,可以满足小于50ms的条件。
[0030]因此,本实用新型通过增加一切换控制电路,让继电器在电压开始下降阶段提前切断继电器线圈回路电流,达到快速释放继电器触点,从而实现快速平滑切换的目的。
[0031]具体地,请参与图2所示,本实用新型实现通信设备主备电源平滑切换的电路包括:
[0032]一交流转直流电源模块,其输入端接主电源交流输入,其输出端DCIN接继电器常开触点NO ;
[0033]后备电源直流输入BAKIN接继电器常闭触点NC,继电器COM触点经开关和保护电路接处理器主板;
[0034]进一步,还包括一切换控制电路,其输入端接交流转直流电源模块输出端DCIN,切换控制电路输出端接电子开关SW控制端;
[0035]电子开关的一端接地,另一端接继电器线圈的一端,继电器线圈的另一端接交流转直流电源模块输出端DCIN。
[0036]图2中,通信设备的电源包括两组输入:“主电源交流输入”和“后备电源直流输入”。
[0037]一般地,主电源使用交流电源。
[0038]下面将主备电源的切换过程分成两个部分分别描述。
[0039](一)后备电源切到主电源
[0040]正常情况下,设备的“后备电源直流输入”和“主电源交流输入”同时存在,此时“主电源交流输入”有效,“主电源交流输入”回路的“交流转直流电源模块”输出“主电源”电压DCIN,通过“切换控制电路”驱动电子开关SW,使继电器线圈回路导通,继电器吸合,常闭触点NC和COM触点断开,BAKIN回路断开;“主电源”电压DCIN通过常开触点NO和COM触点连通,电压DCOUT送给后级的“开关和保护电路”模块,再送给“处理器主板”上的电路供电。
[0041](二)主电源切换到后备电源
[0042]通信设备运行中如果“主电源交流输入”突然掉电,继电器释放,“后备电源直流输A^AKIN通过继电器常闭触点NC和COM触点连通,电压DCOUT送给后级的“开关和保护电路”模块,再送给“处理器主板”上的电路供电。
[0043]在通信设备使用“后备电源”供电的过程中,如果“主电源交流输入”恢复,通过“切换控制电路”使继电器吸合,“后备电源直流输入”回路断开,常开触点NO和COM触点连通,“处理器主板”恢复由主电源供电。
[0044]而对于切换过程(二)中,在从主电源切换到后备电源的时候,导致电源会瞬间跌落,引起设备重新启动,本实用新型通过增加一切换控制电路,让继电器在电压开始下降阶段提前切断继电器线圈回路电流,达到快速释放继电器触点,从而实现快速平滑切换的目的。
[0045]具体地,请参阅图3所示,本实用新型中,切换控制电路包括一电阻R1、一稳压二极管Dl,开关三极管Ql,
[0046]交流转直流电源模块输出端DCIN经电阻Rl与稳压二极管Dl的阴极相连,稳压二极管Dl的阳极接开关三极管Ql的基极,开关三极管Ql的发射极接地,其集电极接继电器Jl线圈的一端。
[0047]进一步,还包括一续流二极管D3,其阴极接交流转直流电源模块输出端DCIN,续流二极管D3的阳极接开关三极管Ql的集电极。
[0048]进一步,还包括一整流二极管D2及一储能电容Cl,整流二极管D2的阳极接继电器Jl的COM触点,其阴极经储能电容Cl接地,
[0049]进一步,整流二极管D2的阴极经开关和保护电路接处理器主板。
[0050]图3中,当DCIN电压为额定值12V+/_10%时,稳压二极管Dl处于击穿状态,经过Rl限流后使三极管Ql饱和导通,驱动继电器线圈工作,完成上述的切换过程(一)。
[0051]当DCIN端电压低于10V+/-0.5V时,稳压二极管Dl截止,Ql截止,继电器释放,完成上述的切换过程(二)。
[0052]具体地,稳压二极管Dl选择通用的齐纳二极管(Zener d1de)。其额定电压值比DCIN端电压值略低一定合适的比例。本实用新型DCIN均以12V为例,选择按12V x 80%比例计算,选取额定电压为10V+/-0.5V的稳压管。
[0053]齐纳二极管的VI特性曲线如图4,VF、IF是二极管的正向结电压和正向导通电流,VZ、IZT是二极管的反向电压和反向击穿电流。本实用新型利用了稳压二极管的反向特性,当施加在二极管两端的反向电压增加到达到击穿电压Vz附近时,IZT开始迅速增加,二极管快速进入导通状态,使得继电器线圈驱动三极管饱和导通,继电器快速吸合,产生切换。
[0054]施加在二极管两端的反向电压缓慢降低到击穿电压Vz附近时,IZT开始迅速减小,二极管快速恢复截止,使得继电器线圈驱动三极管截止,继电器快速释放,产生切换。
[0055]选择1V的稳压二极管,可以设定触发继电器释放的节点电压Vz为10V+/-0.5V,可以在继电器线圈上的直流电压刚开始下降的阶段提前强行断开继电器线圈电流回路,继电器机械触点的释放时间大约10ms,可以确保在50ms内完成切换动作,达到平滑无缝切换的目的,使设备运行平稳可靠。
[0056]优选的,电子开关选用开关三极管Q1,作为继电器线圈的开关驱动,可以选用一个有一定驱动能力的三极管。
[0057]优选的,整流二极管D2为肖特基二极管(Shottky barrier d1de),用于隔离电容Cl向输入端反向放电,具有较小的正向电压降。
[0058]优选的,储能电容Cl为大容量电容,用于主板电源输入回路的充放电,加大放电时间常数,延长放电电下降时间,使切换过程中的电压更加平稳可靠。
[0059]优选的,续流二极管D3为普通开关二极管,用于释放继电器线圈上电流通断瞬间产生的反向电压,用于保护驱动三极管Ql。
[0060]优选的,电阻Rl是稳压二极管Dl的限流电阻,选取合适的参数控制Ql的饱和导通。
[0061]本实用新型提供的实现通信设备主备电源平滑切换的电路通过增加一切换控制电路,使得继电器在电压开始下降阶段提前切断继电器线圈回路电流,达到快速释放继电器触点,从而实现快速平滑切换的目的。该电路结构简单、成本低、可靠性高、容易实施。对于中转台通信设备的运行更加可靠稳定。
[0062]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种实现通信设备主备电源平滑切换的电路,包括:一交流转直流电源模块,其输入端接主电源交流输入,其输出端接继电器常开触点; 后备电源直流输入接继电器常闭触点,继电器触点经开关和保护电路接处理器主板,其特征在于; 还包括一切换控制电路,其输入端接交流转直流电源模块输出端,所述切换控制电路输出端接电子开关控制端; 所述电子开关的一端接地,另一端接所述继电器线圈的一端,所述继电器线圈的另一端接交流转直流电源模块输出端。
2.如权利要求1所述的实现通信设备主备电源平滑切换的电路,其特征在于,所述电子开关采用开关三极管01,所述开关三极管的基极接切换控制电路输出端,所述开关三极管的发射极接地,其集电极接继电器了1线圈的一端。
3.如权利要求2所述的实现通信设备主备电源平滑切换的电路,其特征在于,所述切换控制电路包括一电阻[、一稳压二极管01,所述交流转直流电源模块输出端经电阻[与稳压二极管01的阴极相连,所述稳压二极管01的阳极接开关三极管的基极。
4.如权利要求2所述的实现通信设备主备电源平滑切换的电路,其特征在于,还包括一续流二极管03,其阴极接交流转直流电源模块输出端,所述续流二极管03的阳极接开关三极管的集电极。
5.如权利要求2所述的实现通信设备主备电源平滑切换的电路,其特征在于,还包括一整流二极管02及一储能电容01,所述整流二极管02的阳极接继电器了 1的(1)1触点,其阴极经储能电容接地。
6.如权利要求3所述的实现通信设备主备电源平滑切换的电路,其特征在于,所述稳压二极管01为齐纳二极管,其额定电压值低于一定比例的交流转直流电源模块输出端电压值。
7.如权利要求5所述的实现通信设备主备电源平滑切换的电路,其特征在于,所述整流二极管02为肖特基二极管,用于隔离电容向输入端反向放电。
8.如权利要求5所述的实现通信设备主备电源平滑切换的电路,其特征在于,所述储能电容用于主板电源输入回路的充放电,加大放电时间常数,延长放电电下降时间,使切换过程中的电压平稳。
9.如权利要求4所述的实现通信设备主备电源平滑切换的电路,其特征在于,所述续流二极管03为开关二极管,用于释放继电器线圈上电流通断瞬间产生的反向电压,以保护驱动开关三极管01。
【文档编号】H02J9/06GK204131213SQ201420433962
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】童奉群, 付文良 申请人:科立讯通信股份有限公司