電源輸出電流方向控制與保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電源輸出電流方向控制與保護(hù)裝置，整流單元輸出端和濾波單元連接，濾波單元輸出正端接防反灌二極管和輸出控制開關(guān)，輸出控制開關(guān)連接降壓電路，防反灌二極管陰極接電壓檢測支路、開關(guān)和感性負(fù)載，電壓檢測支路一端位于感性負(fù)載的前端，采樣支路一端連接感性負(fù)載的后端，電壓檢測支路另一端和采樣支路另一端連接至控制電路單元，控制電路單元與開關(guān)和輸出控制開關(guān)控制連接，開關(guān)另一端通過限流電阻連接儲能電容，限流電阻的輸出端連接升壓電路，升壓電路和降壓電路均連接高壓儲能電容，控制電路單元、濾波單元、升壓電路、降壓電路、儲能電容和高壓儲能電容接地。吸收并利用從負(fù)載倒灌回來的能量，限制負(fù)載最高電壓，保護(hù)負(fù)載。
【專利說明】電源輸出電流方向控制與保護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種感性負(fù)載情況下電源輸出電流方向控制與保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，直流電源可將市電轉(zhuǎn)換為一個(gè)恒定或者變化的直流電壓，并可以調(diào)整輸出的電壓值和電流值來給負(fù)載供電。為維持輸出電壓的穩(wěn)定，一般會并聯(lián)很多大容量的電解電容在輸出端，有時(shí)輸出端還會接很長的電纜或?yàn)V波電感，以便遠(yuǎn)程供電。
[0003]傳統(tǒng)電源為防止在感性負(fù)載情況下外部電流倒灌時(shí)給充電器的內(nèi)部輸出電容充電形成過高電壓而燒壞線路，一般會在輸出增加一路輸出二極管或者繼電器防止電流倒灌裝置。這種措施能夠有效防止電流倒灌的問題的問題，但是由于電感能量無處釋放，會導(dǎo)致負(fù)載上電壓不斷增加，最后導(dǎo)致設(shè)備過壓損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種感性負(fù)載情況下電源輸出電流方向控制與保護(hù)裝置，在輸出電流不能反灌至電源內(nèi)部的情況下也能確保負(fù)載系統(tǒng)安全，同時(shí)能量循環(huán)利用，不會產(chǎn)生多余的熱量。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]電源輸出電流方向控制與保護(hù)裝置，特點(diǎn)是:包括整流單元和濾波單元，整流單元的輸出端和濾波單元連接，濾波單元的輸出正端接防反灌二極管和輸出控制開關(guān)，輸出控制開關(guān)連接降壓電路，防反灌二極管的陰極接電壓檢測支路、開關(guān)和感性負(fù)載，電壓檢測支路的一端位于感性負(fù)載的前端，采樣支路一端連接感性負(fù)載的后端，電壓檢測支路的另一端和采樣支路的另一端連接至控制電路單元，控制電路單元與開關(guān)和輸出控制開關(guān)控制連接，開關(guān)另一端通過限流電阻連接儲能電容，限流電阻的輸出端連接升壓電路，升壓電路和降壓電路均連接高壓儲能電容，控制電路單元、濾波單元、升壓電路、降壓電路、儲能電容和高壓儲能電容接地。
[0007]進(jìn)一步地，上述的電源輸出電流方向控制與保護(hù)裝置，所述控制電路單元為MCU控制單元。
[0008]本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步主要體現(xiàn)在:
[0009]采用創(chuàng)新的電路結(jié)構(gòu)，吸收并利用從負(fù)載倒灌回來的能量，限制負(fù)載最高電壓，保護(hù)設(shè)備。解決了較大感性負(fù)載產(chǎn)生的反灌電流問題，既保護(hù)了電源自身的輸出部分，又保護(hù)了負(fù)載，并且能量循環(huán)利用，產(chǎn)生的熱量較小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:
[0011]圖1:本實(shí)用新型的構(gòu)造示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，電源輸出電流方向控制與保護(hù)裝置，包括整流單元I和濾波單元2，整流單元I的輸出端和濾波單元2連接，濾波單元2的輸出正端接防反灌二極管3和輸出控制開關(guān)14，輸出控制開關(guān)14連接降壓電路13，防反灌二極管3的陰極接電壓檢測支路6、開關(guān)11和感性負(fù)載9,電壓檢測支路6的一端位于感性負(fù)載9的前端,采樣支路7—端連接感性負(fù)載9的后端，電壓檢測支路6的另一端和采樣支路7的另一端連接至控制電路單元8，所述控制電路單元為MCU控制單元，控制電路單元8與開關(guān)11和輸出控制開關(guān)14控制連接，開關(guān)11另一端通過限流電阻4連接儲能電容5，限流電阻4的輸出端連接升壓電路10，升壓電路10和降壓電路13均連接高壓儲能電容12，控制電路單元8、濾波單元2、升壓電路10、降壓電路13、儲能電容5和高壓儲能電容12接地。
[0013]具體應(yīng)用時(shí)，整流單元I將變壓器輸出的脈沖整流成正向的電壓(或者是脈沖);濾波單元2將整流后的電壓濾成平滑的直流電壓；防反灌二極管3能夠防止電流在外部儲能設(shè)備(比如感性負(fù)載9)電流快速反向流動并且不阻礙電流往外流動；儲能電容5和限流電阻4可以為由感性負(fù)載9流回的電流提供一個(gè)回路，當(dāng)電流從感性負(fù)載9回流至電源輸出端時(shí)，輸出電壓被迫升高，電壓檢測支路6檢測到這一過壓信號并傳送至控制電路單元8，控制電路單元8打開開關(guān)11，關(guān)斷輸出控制開關(guān)14，反灌能量傳送至儲能電容5和高壓儲能電容12儲存。當(dāng)電壓檢測支路6檢測到輸出電壓降低至規(guī)定范圍時(shí)，控制電路單元8打開輸出控制開關(guān)14，關(guān)斷開關(guān)11，儲存在儲能電容5和高壓儲能電容12的能量又通過防反灌二極管3送至輸出，使能量循環(huán)利用。
[0014]外部感性負(fù)載9在連接到充電電源時(shí)，防反灌二極管3會阻斷瞬間過大的電流從外部負(fù)載流向?yàn)V波單元2的電容，檢測支路會將負(fù)載的電壓送到控制電路單元8的采樣端口，由于防反灌二極管3的存在，反灌電流沒有同路，會導(dǎo)致負(fù)載電壓上升至很高。為了解決這一問題，必須提供合適的通路給反灌電流。開關(guān)11、限流電阻4、儲能電容5、升壓電路10、高壓儲能電容12、降壓電路13組成的回路為反灌電流提供通道。能量在有反灌電流器件暫時(shí)儲存在這個(gè)通道中，等反灌電流消失時(shí)，再次輸出到負(fù)載中。在保護(hù)電源濾波部分不受反灌電流侵害的同時(shí)，也保護(hù)了負(fù)載不因過壓而損壞，同時(shí)簡單高效，能耗低。限流電阻4能提供足夠的電流，以使能量盡快傳送，但又要保證不超過自身允許的功耗，并且體積也不能過大。儲能電容5和感性負(fù)載9和限流電阻4共同組成一個(gè)振蕩電路，為了達(dá)到最好的效果，根據(jù)輸出負(fù)載允許的最大電壓來選擇電容量，使輸出電壓既不超過最大的允許電壓，又不占用過大空間，同時(shí)還要考慮升壓電路和高壓儲能電容12的儲能能力與響應(yīng)速度。升降壓電路不需要非常精準(zhǔn)，足夠儲存能量即可。電壓檢測支路6的采樣精度和響應(yīng)速度根據(jù)儲能電容5、感性負(fù)載9的參數(shù)來選擇，采樣速度超過LC上升下降速度10倍即可。
[0015]綜上所述，本實(shí)用新型采用創(chuàng)新的電路結(jié)構(gòu)，吸收并利用從負(fù)載倒灌回來的能量，限制負(fù)載最高電壓，保護(hù)設(shè)備。解決了較大感性負(fù)載產(chǎn)生的反灌電流問題，既保護(hù)了電源自身的輸出部分，又保護(hù)了負(fù)載，并且能量循環(huán)利用，產(chǎn)生的熱量較小。
[0016]需要強(qiáng)調(diào)的是:以上僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.電源輸出電流方向控制與保護(hù)裝置，其特征在于:包括整流單元和濾波單元，整流單元的輸出端和濾波單元連接，濾波單元的輸出正端接防反灌二極管和輸出控制開關(guān)，輸出控制開關(guān)連接降壓電路，防反灌二極管的陰極接電壓檢測支路、開關(guān)和感性負(fù)載，電壓檢測支路的一端位于感性負(fù)載的前端，采樣支路一端連接感性負(fù)載的后端，電壓檢測支路的另一端和采樣支路的另一端連接至控制電路單元，控制電路單元與開關(guān)和輸出控制開關(guān)控制連接，開關(guān)另一端通過限流電阻連接儲能電容，限流電阻的輸出端連接升壓電路，升壓電路和降壓電路均連接高壓儲能電容，控制電路單元、濾波單元、升壓電路、降壓電路、儲能電容和高壓儲能電容接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源輸出電流方向控制與保護(hù)裝置，其特征在于:所述控制電路單元為MCU控制單元。
【文檔編號】H02H9/04GK203589723SQ201320814319
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】周軍, 張坤, 徐文君 申請人:安伏（蘇州）電子有限公司