整流器及電力設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種整流器以及設有該整流器的電力設備，屬于機電【技術領域】。解決了現(xiàn)有的整流器的安全性較差的問題。該整流器，包括整流電路、繼電器和控制器，繼電器設置于整流電路的電源輸入端，控制器連接繼電器的控制端和整流電路的驅動端；還包括檢測電阻和檢測電路，檢測電阻與繼電器中的繞組串聯(lián)，檢測電路的檢測點設置于檢測電阻與繞組之間，檢測電路的輸出端與控制器相連；當檢測電路的檢測點檢測到的電壓異常時，檢測電路向控制器輸出報警信號，控制器接收到報警信號，停止向整流電路的驅動端輸出驅動信號。本發(fā)明可應用于數(shù)據(jù)機房等電力設備。
【專利說明】整流器及電力設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機電【技術領域】，具體涉及一種整流器以及設有該整流器的電力設備。【背景技術】
[0002]目前，為了保證數(shù)據(jù)機房等電力設備在斷電的時候能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)保存和處理，通常使用不間斷電源(Uninterruptible Power Supply,簡稱UPS)進行備電。從前的UPS具有兩級功率變換，先將交流市電整流為高壓直流電，給電池充電，再將電池輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，給電力設備供電。但是，隨著設備的功率不斷增大，兩級功率變換過程中的功率損耗也在增加。因此，現(xiàn)在越來越多的方案是將UPS后一級的逆變部分去掉，而直接利用高壓直流電給電力設備供電。
[0003]目前電力設備中使用的都是交流整流器，其中的繼電器對交流電具有很好的分斷能力，但是對于直流電的分斷能力較差，在直流輸入條件下，帶載斷開會發(fā)生拉弧起火。因此，在直流輸入條件下，當繼電器出現(xiàn)故障時，繼電器就會帶載斷開，導致繼電器拉弧起火，存在安全性較差的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明實施例提供了一種整流器以及設有該整流器的電力設備，解決了現(xiàn)有的整流器的安全性較差的問題。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案:
[0006]第一方面，提供一種整流器，包括整流電路、繼電器和控制器，所述繼電器設置于所述整流電路的電源輸入端，所述控制器連接所述繼電器的控制端和所述整流電路的驅動端;
[0007]當所述控制器向所述繼電器輸出開啟信號時，所述繼電器中的繞組通電，使所述整流電路的電源輸入端與外部電源導通，同時所述控制器向所述整流電路的驅動端輸出驅動信號，使所述整流電路對所述外部電源輸出的電能進行整流，
[0008]所述整流器還包括檢測電阻和檢測電路，所述檢測電阻與所述繼電器中的繞組串聯(lián)，所述檢測電路的檢測點設置于所述檢測電阻與所述繞組之間，所述檢測電路的輸出端與所述控制器相連；
[0009]當所述檢測電路的檢測點檢測到的電壓異常時，所述檢測電路向所述控制器輸出報警信號，所述控制器接收到所述報警信號，停止向所述整流電路的驅動端輸出驅動信號。
[0010]在第一種可能的實現(xiàn)方式中，還包括直流電源和第一三極管，所述繼電器的繞組的一端連接所述直流電源，所述繞組的另一端連接所述第一三極管的集電極；
[0011]所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第一三極管的基極作為所述繼電器的控制端連接所述控制器。
[0012]結合第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述檢測電阻串聯(lián)在所述繞組與所述第一三極管的集電極之間。[0013]結合第一種可能的實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述檢測電阻串聯(lián)在所述繞組與所述直流電源之間。
[0014]結合上述任意一種可能的實現(xiàn)方式，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述檢測電路為窗口比較電路。
[0015]結合第四種可能的實現(xiàn)方式，在第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述窗口比較電路包括第一比較器和第二比較器；
[0016]所述檢測點連接所述第一比較器的反向輸入端和所述第二比較器的同向輸入端，所述第一比較器的同向輸入端輸入基準高電壓，所述第二比較器的反向輸入端輸入基準低電壓；
[0017]所述第一比較器的輸出端和所述第二比較器的輸出端相連，作為所述窗口比較電路的輸出端，與所述控制器相連。
[0018]結合第五種可能的實現(xiàn)方式，在第六種可能的實現(xiàn)方式中，所述窗口比較電路還包括電壓轉換電路，所述第一比較器和所述第二比較器的輸出端通過所述電壓轉換電路與所述控制器相連；
[0019]所述電壓轉換電路包括晶體管和第二三極管；
[0020]所述晶體管的柵極連接所述第一比較器和所述第二比較器的輸出端，所述晶體管的漏極連接所述第二三極管的基極，所述晶體管的源極接地；
[0021]所述第二三極管的基極和集電極連接3.3V電源，所述第二三極管的發(fā)射極接地，所述第二三極管的集電極作為所述窗口比較電路的輸出端，與所述控制器相連。
[0022]結合上述任意一種可能的實現(xiàn)方式，在第七種可能的實現(xiàn)方式中，還包括與所述繼電器并聯(lián)的緩啟動電阻。
[0023]結合上述任意一種可能的實現(xiàn)方式，在第八種可能的實現(xiàn)方式中，還包括與所述繼電器的繞組并聯(lián)的二極管。
[0024]第二方面，提供一種電力設備，包括電源和上述任意一種整流器，所述電源連接所述整流器的輸入端，所述整流器的輸出端為所述電力設備供電。
[0025]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所提供的上述技術方案具有如下優(yōu)點:本發(fā)明提供的整流器中增加了檢測電阻和檢測電路，將檢測電阻與繼電器的繞組串聯(lián)，并將檢測電路的檢測點設置在檢測電阻與繞組之間。當該檢測點的電壓異常時，檢測電路就會向控制器輸出報警信號，控制器接收到報警信號后，就可以馬上停止向整流電路的驅動端輸出驅動信號。因為繼電器發(fā)生故障后，會經過一定的延時再斷開，相比之下，檢測電路發(fā)出報警信號，并由控制器停止輸出驅動信號的速度要快很多，所以控制器能夠在繼電器斷開之前停止輸出驅動信號，從而保證繼電器能在空載狀態(tài)下斷開，避免繼電器發(fā)生拉弧起火，提高了整流器的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0027]圖1為本發(fā)明的實施例1所提供的整流器的示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明的實施例1所提供的整流器中窗口比較電路的示意圖；[0029]圖3為本發(fā)明的實施例2所提供的整流器的示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。
[0031]實施例1:
[0032]如圖1所示，本發(fā)明實施例所提供的整流器，包括整流電路1、繼電器2和控制器3，繼電器2設置于整流電路I的電源輸入端，控制器3連接繼電器2的控制端和整流電路I的驅動端。
[0033]當控制器3向繼電器2輸出開啟信號時，繼電器中的繞組21通電，使整流電路I的電源輸入端與外部電源4導通，同時控制器3向整流電路I的驅動端輸出驅動信號，使整流電路I對外部電源4輸出的電能進行整流。
[0034]整流器還包括檢測電阻R和檢測電路5，檢測電阻R與繼電器2中的繞組21串聯(lián)，檢測電路5的檢測點設置于檢測電阻R與繞組21之間，檢測電路5的輸出端與控制器3相連。
[0035]當檢測電路5的檢測點檢測到的電壓異常時，檢測電路5向控制器3輸出報警信號，控制器3接收到報警信號，停止向整流電路I的驅動端輸出驅動信號。
[0036]本發(fā)明實施例提供的整流器可用于交流輸入，也可用于直流輸入。本發(fā)明實施例在整流器中增加了檢測電阻R和檢測電路5，將檢測電阻R與繼電器2的繞組21串聯(lián)，并將檢測電路5的檢測點設置在檢測電阻R與繞組21之間。當該檢測點的電壓異常時，檢測電路5就會向控制器3輸出報警信號，控制器3接收到報警信號后，就可以馬上停止向整流電路I的驅動端輸出驅動信號，比如控制器封鎖脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation,簡稱PWM)。因為繼電器2發(fā)生故障后，會經過一定的延時(約幾毫秒)再斷開，相比之下，檢測電路I發(fā)出報警信號，并由控制器3停止輸出驅動信號的速度要快很多(約兩百微秒)，所以控制器3能夠在繼電器2斷開之前停止輸出驅動信號，從而保證繼電器2能在空載狀態(tài)下斷開，避免繼電器2發(fā)生拉弧起火，提高了整流器的安全性。
[0037]進一步，本發(fā)明實施例提供的整流器還包括直流電源VCC和第一三極管Tl，繼電器2的繞組21的一端連接VCC，繞組21的另一端連接Tl的集電極，Tl的發(fā)射極接地，Tl的基極作為繼電器2的控制端連接控制器3。
[0038]本實施例中，進一步還包括與繼電器2并聯(lián)的緩啟動電阻R0，以及與繼電器2的繞組21并聯(lián)的二極管Dl。當控制器3向Tl的基極發(fā)出控制信號時，Tl就會導通，使繞組21通電，形成繼電器通路。在繼電器2閉合之前，外部電源4先通過RO向負載側的電容(圖中未示出)充電，避免繼電器2閉合時產生較大的電流。繼電器2閉合之后，外部電源4與整流器接通，外部電源4就可以通過整流器給電力設備供電。當繼電器2通路斷開時，該Dl可以與繞組21形成放電回路，釋放繞組21中存儲的電能。
[0039]本實施例中，檢測電阻R串聯(lián)在繞組21與TI的集電極之間，檢測電阻R的阻值為47 Ω, VCC的電壓通常為12V，繞組21的阻值通常為360 Ω，所以檢測點的正常電壓應當在
1.6V左右。當繼電器2出現(xiàn)故障時，檢測點的電壓就會出現(xiàn)異常，根據(jù)不同的故障原因，檢測點也會有不同的異常電壓，如表I所示。當檢測電路5檢測到檢測點的電壓過高或過低時，就會向控制器3發(fā)出報警信號，并由控制器3停止輸出驅動信號，從而保證繼電器2能在空載狀態(tài)下斷開，避免繼電器發(fā)生拉弧起火。
[0040]表1
[0041]
【權利要求】
1.一種整流器，包括整流電路、繼電器和控制器，所述繼電器設置于所述整流電路的電源輸入端，所述控制器連接所述繼電器的控制端和所述整流電路的驅動端； 當所述控制器向所述繼電器輸出開啟信號時，所述繼電器中的繞組通電，使所述整流電路的電源輸入端與外部電源導通，同時所述控制器向所述整流電路的驅動端輸出驅動信號，使所述整流電路對所述外部電源輸出的電能進行整流，其特征在于: 所述整流器還包括檢測電阻和檢測電路，所述檢測電阻與所述繼電器中的繞組串聯(lián)，所述檢測電路的檢測點設置于所述檢測電阻與所述繞組之間，所述檢測電路的輸出端與所述控制器相連； 當所述檢測電路的檢測點檢測到的電壓異常時，所述檢測電路向所述控制器輸出報警信號，所述控制器接收到所述報警信號，停止向所述整流電路的驅動端輸出驅動信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的整流器，其特征在于:還包括直流電源和第一三極管，所述繼電器的繞組的一端連接所述直流電源，所述繞組的另一端連接所述第一三極管的集電極； 所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第一三極管的基極作為所述繼電器的控制端連接所述控制器。
3.根據(jù)權利要求2所述的整流器，其特征在于:所述檢測電阻串聯(lián)在所述繞組與所述第一三極管的集電極之間。
4.根據(jù)權利要求2所述的整流器，其特征在于:所述檢測電阻串聯(lián)在所述繞組與所述直流電源之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的整流器，其特征在于:所述檢測電路為窗口比較電路。
6.根據(jù)權 利要求5所述的整流器，其特征在于:所述窗口比較電路包括第一比較器和第二比較器； 所述檢測點連接所述第一比較器的反向輸入端和所述第二比較器的同向輸入端，所述第一比較器的同向輸入端輸入基準高電壓，所述第二比較器的反向輸入端輸入基準低電壓； 所述第一比較器的輸出端和所述第二比較器的輸出端相連，作為所述窗口比較電路的輸出端，與所述控制器相連。
7.根據(jù)權利要求6所述的整流器，其特征在于:所述窗口比較電路還包括電壓轉換電路，所述第一比較器和所述第二比較器的輸出端通過所述電壓轉換電路與所述控制器相連； 所述電壓轉換電路包括晶體管和第二三極管； 所述晶體管的柵極連接所述第一比較器和所述第二比較器的輸出端，所述晶體管的漏極連接所述第二三極管的基極，所述晶體管的源極接地； 所述第二三極管的基極和集電極連接3.3V電源，所述第二三極管的發(fā)射極接地，所述第二三極管的集電極作為所述窗口比較電路的輸出端，與所述控制器相連。
8.根據(jù)權利要求1所述的整流器，其特征在于:還包括與所述繼電器并聯(lián)的緩啟動電阻。
9.根據(jù)權利要求1所述的整流器，其特征在于:還包括與所述繼電器的繞組并聯(lián)的二極管。
10.一種電力設備，其特征在于:包括電源和權利要求1至9任一項所述的整流器，所述電源連接所述整流器的輸入端`，所述整流器的輸出端為所述電力設備供電。
【文檔編號】H02H7/10GK103746570SQ201310750840
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】夏維洪, 劉超, 焦海清 申請人:華為技術有限公司