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隨著科技的發展，AC／DC電源系統在社會的各個領域得到了廣泛的運用，同時也對系統的可靠性提出了新的要求。特別是在一些要求不間斷供電的場合(如電力系統)，對系統可靠性的要求就更為嚴格。而作為系統的供電部分更是如此。在一般的AC／DC電源系統都匹配有備用供電電源，如何實現主電源和備用電源的雙重有效性呢?這就是我們要討論的問題。 1 實現方案 該方案中，只有2個整流橋，如圖l所示。 因為AC／DC電源都內置整流橋，因此，這里的主電源和備用電源可以是交流電源也可以直流電源。這里分四種情況進行討論。 1)兩者都是交流電源 分3種情況進行討論： (1)主電源的電壓值大于備用電源電壓值時，整流橋B被截止，只有主電源給AC／DC電源模塊供電，而備用電源不起作用。當主電源出現故障時，整流橋B會導通，由備用電源給AC／DC電源模塊供電。 (2)主電源的電壓值等于備用電源的電壓值時，主電源和備用電源的交流電分別通過整流橋A和B被整流成大小相等的直流電，由兩者共同給AC／DC電源模塊供電。當其中的某個電源出現故障時，由另一個單獨給AC／DC電源模塊供電。 (3)主電源的電壓值小于備用電源的電壓值時，整流橋A被截止，由備用電源給AC／DC電源模塊供電。當備用電源出現故障時，整流橋A會導通，由主電源給AC／DC電源模塊供電。 2)兩者都為直流電 存在主電源的電壓值大于備用電源的電壓值、主電源的電壓值等于備用電源的電壓值和主電源的電壓值小于備用電源的電壓值三種情況，運行狀態與1)相同。 3)主電源為交流電，備用電源為直流電分3小類討論： (1)主電源電壓值的倍大于備用電源的電壓值時，主電源的交流電經整流橋整流后形成頻率為原來的2倍，峰值電壓為原來的倍，如圖2所示。圖中陰影部分是主電源的交流電經整流橋整流后的電壓值大于備用電源電壓的部分，此時由主電源給AC／DC電源模塊供電。除陰影以外的部分是主電源的交流電經整流橋整流后電壓值小于備用電源電壓的部分，此時由備用電源給AC／DC電源模塊供電。可見在兩個供電電源都正常的情況下是由主電源和備用電源輪流給AC／DC電源模塊供電。當其中某個供電源出現異常時，由另外一個供電源供電。 (2)主電源電壓值的倍等于備用電源的電壓值時，主電源的交流電經整流橋整流后的電壓值等于備用電源的電壓值。如圖3所示。這時由備用供電源給AC／DC電源模塊供電。當備用供電源出現故障時，由主供電源給AC／DC電源模塊供電。 (3)主電源電壓值的倍小于備用電源的電壓值時，主電源的交流電經整流橋整流后的電壓值會小于備用電源的直流電壓值。如圖4。整流橋A會被截止，由備用電源單獨給AC／DC電源模塊供電。當備用電源出現故障時，整流橋A會導通，由主電源給AC／DC電源模塊供電。 4)主電源為直流電，備用電源為交流電分3種情況討論： (1)主電源直流電壓值大于備用電源電壓值的倍時，由于主電源直流電壓值的大于備用電源交流電經整流橋B整流后的電壓值，如圖5。所以整流橋B會被反向截止。此時由主電源給AC／DC電源模塊供電。當主電源出現故障時，整流橋B會導通，由備用電源給AC／DC電源模塊供電。 (2)主電源直流電壓值等于備用電源電壓值的倍時，因為主電源的直流電壓值等于備用電源交流電經整流橋整流后的電壓峰值(如圖6)，此時由主電源給AC／DC電源模塊供電。當主電源出現故障時，由備用電源給AC／DC電源模塊供電。 (3)主電源直流電壓值小于備用電源電壓值的倍時，在圖7中的陰影部分(即主電源的直流電壓值小于備用電源交流電經整流橋整流后的電壓值的部分)，整流橋A的VD1和VD3會被反向截止，整流橋A不工作。此時由備用電源給AC／DC電源模塊供電。除了圖中的陰影部分(即主電源的直流電壓值大于備用電源交流電經整流橋整流后的電壓值的部分)，由主電源給AC／DC電源模塊供電。當其中某個供電源出現異常時，由另外一個供電源供電。 將以上幾種情況匯總成表格見表l： 從上面的分析和表格可以看出，除非主供電源和備用供電源同時出現故障，AC／DC電源始終至少有1個供電電源在供電。其可靠性相對于單個供電源得到大大的提高。 當然，上面的方案只是對電源系統供電部分的可靠性進行了加強，并沒有將電源部分考慮進去。若要進一步提高整個系統的可靠性，我們可在AC／DC電源并上一個相同規格的AC／DC電源，使得系統的電源轉換部分在電源開路時的可靠性也得到提高，從而提高整個系統的可靠性。如圖8所示。其中二極管VD9、VD10是防止兩模塊輸出電壓不一致時的電流倒灌。 2 應用 此方案對于所有的AC／DC電源都可通用。由于Momsun的LD03系列有外接直流輸入腳，將Mornsun的LD03系列應用此方案，可節省一個整流橋，如圖9所示。 3 結束語 通過上面的分析可以看出，只有當主供電電源和備用供電電源同時失效時，整個系統才停止工作。除此之外，系統至少有1個供電電源供電。另外，2個供電源通過整流橋進行隔離，避免了相互干擾和電流反灌。因此，如果我們將這種方案應用在系統的供電部分時，可使整個系統的可靠性大大提高，應用至更苛刻的環境中。 |
