一种船用主备电源切换电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种船用主备电源切换电路，包括船舶供电系统主用电源、备用电源以及并联在主备用电源输出端的Boost升压电路和Buck降压电路，还包括电压传感器、晶闸管、支撑电容以及控制器FCC；并公开了其切换方法。当船舶供电系统存在主、备两路电源供电时，该电路可以实现主用电源的优先选择和主备用电源间的自动切换；并且可根据后方设备实际所需电压对供电电源电压进行升压或降压调节；在整个电源切换过程中，输出不会间断，不影响后方设备的正常运行。运行。运行。

【技术实现步骤摘要】
一种船用主备电源切换电路及方法


[0001]本专利技术属电力电子领域，具体涉及一种船用主备电源切换电路，以及其切换控制方法。

技术介绍

[0002]在船舶电力推进领域，为了提高供电的可靠性、冗余性，两路电源（一路主用电源和一路备用电源）供电变得愈发常见。在此场合下，两路电源供电的具体要求一般为：当主用电源和备用电源同时存在时，优先选择主用电源进行供电；当主用电源出现故障掉电时可以自动切换到备用电源进行供电；当主用电源恢复正常时又可以自动切换回主用电源进行供电；并且要求在切换过程中输出不间断不影响后方设备运行。
[0003]传统的电源切换电路采用断路器、接触器具有诸多弊端：第一，难以实现主用电源的优先选择以及主用、备用电源的自动切换；第二，断路器的开通、关断时间较长，一般为ms级，难以在电源切换的过程中维持输出不间断；第三，当供电电源电压和后方设备实际所需电压相差较大时，无法对电源电压进行调节。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术的上述缺陷，目的之一是设计一种船用主备电源切换电路。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种船用主备电源切换电路，包括船舶供电系统主用电源、备用电源以及并联在主备用电源输出端由电感L1、IGBT VT1、二极管D1组成的 Boost升压电路和由IGBT VT2、二极管D2、电感L2组成的Buck降压电路，其中主用电源支路上连接有电压传感器TV1和晶闸管T1，备用电源支路上连接有电压传感器TV2和晶闸管T2，Boost升压电路和Buck降压电路的输入端连接有电压传感器TV3和晶闸管T3，Boost升压电路和Buck降压电路上分别连接有晶闸管T4和晶闸管T5，Boost升压电路和Buck降压电路的输出端连接有支撑电容C1；还包括实现晶闸管控制以及电压采样功能的控制器FCC。利用支撑电容C1的储能特性，通过合适的电容选型，可以保证在主、备用电源切换的过程中，输出不会间断从而不影响后方设备的正常运行。
[0006]本专利技术的目的之二是提供一种船用主备电源切换电路的切换方法，当船舶电力系统存在主、备用两路电源供电时，能实现主用电源的优先选择和主、备用电源间的自动切换，且可根据后方设备实际所需电压对供电电源电压进行升压或降压调节。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种船用主备电源切换电路的切换方法，包括如下步骤：控制器FCC采集电压传感器TV1所测得的主用电源电压U1和电压传感器TV2所测得的备用电源电压U2；若U1≠0、U2≠0，则控制器FCC给晶闸管T1发送驱动脉冲，使用主用电源供电；若U1=0、U2≠0，则控制器FCC给晶闸管T2发送驱动脉冲，使用备用电源供电；若U1=0、U2=0，则控制器FCC不发出脉冲，供电系统需进行检修；假定U4为后方逆变装
置实际所需供电电压，即电源切换电路目标输出电压；控制器FCC采集电压传感器TV3所测得的电压U3，并将其与目标输出电压U4比较，若U3＜U4且|U3
‑
U4|＞10V，则控制器FCC给晶闸管T4发送驱动脉冲，使用Boost升压电路对其进行升压调节；若U3＞U4且|U3
‑
U4|＞10V，则控制器FCC给晶闸管T5发送驱动脉冲，使用Buck降压电路对其进行降压调节；若|U3
‑
U4|＜10V，则控制器FCC给晶闸管T3发送驱动脉冲，直接使用主用电源或备用电源进行供电。
[0008]本专利技术的有益效果是：使用本专利切换电路在船舶供电系统存在主、备用两路电源进行供电时，可实现优先选择主用电源进行供电；当主用电源发生故障失电时，可自动切换到备用电源进行供电；当主用电源恢复供电后，又可自动切换回主用电源进行供电。
[0009]本专利技术可根据后方设备实际所需电压对供电电源电压进行升压或降压调节，更加准确地为后方设备提供其实际所需电压。
[0010]在整个电源切换过程中，可借助支撑电容的储能特性，保证输出不间断从而不影响后方设备的正常运行。
附图说明
[0011]图1是本专利技术的电路拓扑图（点划线框内为本专利技术所述电路）。
实施方式
[0012]下面结合说明书附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0013]参考图1所示，本专利技术公开的一种船用主备电源切换电路，包括船舶供电系统主用电源、备用电源以及并联在主备用电源输出端由电感L1、IGBT VT1、二极管D1组成的 Boost升压电路和由IGBT VT2、二极管D2、电感L2组成的Buck降压电路，其中主用电源支路上连接有电压传感器TV1和晶闸管T1，备用电源支路上连接有电压传感器TV2和晶闸管T2，Boost升压电路和Buck降压电路的输入端连接有电压传感器TV3和晶闸管T3，Boost升压电路和Buck降压电路上分别连接有晶闸管T4和晶闸管T5，Boost升压电路和Buck降压电路的输出端连接有支撑电容C1；还包括实现晶闸管控制以及电压采样功能的控制器FCC。
[0014]电压传感器TV1、电压传感器TV2测得主、备用电源电压值分别为U1、U2，控制器FCC采集U1、U2值。当主、备用电源均正常供电时，控制器FCC采集到U1、U2均≠0，则其给晶闸管T1发送驱动脉冲，选择主用电源进行供电；当主用电源发生故障失电时，控制器FCC采集到U1=0、U2≠0，则其给晶闸管T2发送驱动脉冲，自动切换到备用电源进行供电；当主用电源恢复正常供电时，控制器FCC再次采集到U1、U2均≠0，又可自动切换回主用电源进行供电；当主、备用电均发生故障失电时，控制器FCC采集到U1、U2均=0，则其不发送脉冲，此时供电系统需进行检修。
[0015]控制器FCC采集电压传感器TV3所测电压U3，假定后方逆变装置实际所需供电电压为U4。控制器FCC将U3和U4进行比较，若U3小于U4超过10V，则给晶闸管T4发送驱动脉冲进行升压调节；若U3大于U4超过10V，则给晶闸管T5发送驱动脉冲进行降压调节；若U3和U4相差不超过10V，则给晶闸管T3发送驱动脉冲，无需调节电压直接使用主用电源或备用电源直接进行供电，优先使用主用电源进行供电。
[0016]其Boost升压电路和Buck降压电路的输出端连接有支撑电容C1，利用支撑电容C1
的储能特性，通过合适的电容选型，可以保证在主、备用电源切换过程中，输出不会间断从而不影响后方逆变装置及推进电机的正常运行。
[0017]本专利技术在船舶供电系统存在主、备用两路电源进行供电时，可实现主用电源的优先选择和主、备用电源间的自动切换，在切换过程中供电不间断不影响后方设备的正常运行。还可以根据后方设备实际所需电压对供电电源电压进行调节从而更加准确地输出目标电压。
[0018]上述实施例仅例示性说明本专利技术的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用主备电源切换电路，其特征在于：包括船舶供电系统主用电源、备用电源以及并联在主备用电源输出端由电感L1、IGBT VT1、二极管D1组成的 Boost升压电路和由IGBT VT2、二极管D2、电感L2组成的Buck降压电路，其中主用电源支路上连接有电压传感器TV1和晶闸管T1，备用电源支路上连接有电压传感器TV2和晶闸管T2，Boost升压电路和Buck降压电路的输入端连接有电压传感器TV3和晶闸管T3，Boost升压电路和Buck降压电路上分别连接有晶闸管T4和晶闸管T5，Boost升压电路和Buck降压电路的输出端连接有支撑电容C1；还包括实现晶闸管控制以及电压采样功能的控制器FCC。2.一种如权利要求1所述船用主备电源切换电路的切换方法，其特征在于，包括如下步骤：控制器FCC采集电压传感器TV1所测得的主用电源电压U1和电压传感器TV2...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢佩韦，刘成浩，何忠祥，李成阳，代科，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶集团有限公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：