[发明专利]隔离式高速双电源切换装置

说明书

本发明涉及一种隔离式高速双电源切换装置，包括第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第一开关电路、第二开关电路以及控制装置；第一变压器的一次绕组与工作电源连接，二次绕组通过第一开关电路与第二变压器的一次绕组连接；第三变压器的一次绕组与备用电源连接，二次绕组通过第二开关电路与第四变压器的一次绕组连接；控制装置分别与第一开关电路、第二开关电路连接。本发明通过开关电路高速切换两路输入电源，满足工业生产对于切换时间的要求，并且通过变压器将两路输入电源完全隔离，克服了电源间相互干扰的问题。本发明有效提高双电源切换的效率及可靠性，适合长时期工作，在工业生产领域具有重大价值。

技术领域

本发明涉及电源切换技术领域，特别是涉及一种隔离式高速双电源切换装置。

背景技术

在工业生产领域，电源的短时中断或扰动都会造成设备的误动作、故障或重启，对工业生产将产生严重影响。因此，为保证重要设备的电源可靠性，通常采用双电源供电的方案。双电源供电需要解决以下两个问题：一是要保证两路电源的有效隔离，不能过造成两路电源短路、耦合；另一个是对两路电源切换时间有要求，对于普通用电对象，一般切换时间要求小于200毫秒，而对于控制系统和计算机设备，一般切换时间要求小于5毫秒。

在传统技术中，为实现双电源切换主要有两种方式：

(1)采用自动切换开关(ATS)进行切换

自动切换开关使用接触器等电气设备构成电源自动切换开关，如图1所示，接触器C1、C2的线圈作为电源回路监视，当检测到工作电源故障时连锁启动备用回路中接触器的触点，这种方式电路结构简单。

自动切换开关依靠接触器C1、C2的线圈和触点动作，切换时间一般大于100毫秒，可以应用于对切换时间要求不高的系统和设备，不能应用于重要控制设备。自动切换开关的另一个缺点是采用无电压判据，靠线圈释放来切换，存在不安全隐患。当工作电压下降，但未达到释放电压时，电路不能切换到备用电源可能引起用电设备失电。

(2)采用静态切换开关(STS)进行切换

如图2所示，静态切换开关采用高速切换的静态开关G1、G2代替传统自动切换开关的接触器，以单片机或者DSP实时监测电源进线状态并控制两路电源切换。

由于没有使用传统的接触器，静态切换开关切换时间一般可以做到小于5毫秒，可应用于重要控制设备，但静态切换开关采用的静态开关存在不能完全隔离两侧电源的问题。在正向电压情况下，静态开关在未导通时存在正向漏电流，静态开关在承受反向电压时会出现漏电流。因此静态开关不能完全隔离工作电源和备用电源，且静态开关不适合于长时期工作。

发明内容

基于此，为解决现有技术中的问题，本发明提供一种隔离式高速双电源切换装置，能够快速切换输入电源，并且将两路输入电源完全隔离。

为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种隔离式高速双电源切换装置，包括第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第一开关电路、第二开关电路以及根据工作电源所在回路的状态和备用电源所在回路的状态来控制所述第一开关电路、所述第二开关电路通断的控制装置；

所述第一变压器的一次绕组与工作电源连接，所述第一变压器的二次绕组通过所述第一开关电路与所述第二变压器的一次绕组连接；

所述第三变压器的一次绕组与备用电源连接，所述第三变压器的二次绕组通过所述第二开关电路与所述第四变压器的一次绕组连接；

所述控制装置分别与所述第一开关电路、所述第二开关电路连接、