电源输出电流方向控制与保护装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及电源输出电流方向控制与保护装置，整流单元输出端和滤波单元连接，滤波单元输出正端接防反灌二极管和输出控制开关，输出控制开关连接降压电路，防反灌二极管阴极接电压检测支路、开关和感性负载，电压检测支路一端位于感性负载的前端，采样支路一端连接感性负载的后端，电压检测支路另一端和采样支路另一端连接至控制电路单元，控制电路单元与开关和输出控制开关控制连接，开关另一端通过限流电阻连接储能电容，限流电阻的输出端连接升压电路，升压电路和降压电路均连接高压储能电容，控制电路单元、滤波单元、升压电路、降压电路、储能电容和高压储能电容接地。吸收并利用从负载倒灌回来的能量，限制负载最高电压，保护负载。
【专利说明】电源输出电流方向控制与保护装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种感性负载情况下电源输出电流方向控制与保护装置。
【背景技术】
[0002]目前，直流电源可将市电转换为一个恒定或者变化的直流电压，并可以调整输出的电压值和电流值来给负载供电。为维持输出电压的稳定，一般会并联很多大容量的电解电容在输出端，有时输出端还会接很长的电缆或滤波电感，以便远程供电。
[0003]传统电源为防止在感性负载情况下外部电流倒灌时给充电器的内部输出电容充电形成过高电压而烧坏线路，一般会在输出增加一路输出二极管或者继电器防止电流倒灌装置。这种措施能够有效防止电流倒灌的问题的问题，但是由于电感能量无处释放，会导致负载上电压不断增加，最后导致设备过压损坏。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种感性负载情况下电源输出电流方向控制与保护装置，在输出电流不能反灌至电源内部的情况下也能确保负载系统安全，同时能量循环利用，不会产生多余的热量。
[0005]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
电源输出电流方向控制与保护装置，特点是:包括整流单元和滤波单元，整流单元的输出端和滤波单元连接，滤波单元的输出正端接防反灌二极管和输出控制开关，输出控制开关连接降压电路，防反灌二极管的阴极接电压检测支路、开关和感性负载，电压检测支路的一端位于感性负载的前端，采样支路一端连接感性负载的后端，电压检测支路的另一端和采样支路的另一端连接至控制电路单元，控制电路单元与开关和输出控制开关控制连接，开关另一端通过限流电阻连接储能电容，限流电阻的输出端连接升压电路，升压电路和降压电路均连接高压储能电容，控制电路单元、滤波单元、升压电路、降压电路、储能电容和高压储能电容接地。
[0006]进一步地，上述的电源输出电流方向控制与保护装置，所述控制电路单元为MCU控制单元。
[0007]本发明技术方案的实质性特点和进步主要体现在:
采用创新的电路结构，吸收并利用从负载倒灌回来的能量，限制负载最高电压，保护设备。解决了较大感性负载产生的反灌电流问题，既保护了电源自身的输出部分，又保护了负载，并且能量循环利用，产生的热量较小。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
图1:本发明的构造示意图。【具体实施方式】
[0009]如图1所示，电源输出电流方向控制与保护装置，包括整流单元I和滤波单元2，整流单元I的输出端和滤波单元2连接，滤波单元2的输出正端接防反灌二极管3和输出控制开关14，输出控制开关14连接降压电路13，防反灌二极管3的阴极接电压检测支路6、开关11和感性负载9,电压检测支路6的一端位于感性负载9的前端,采样支路7—端连接感性负载9的后端，电压检测支路6的另一端和采样支路7的另一端连接至控制电路单元8，所述控制电路单元为MCU控制单元，控制电路单元8与开关11和输出控制开关14控制连接，开关11另一端通过限流电阻4连接储能电容5，限流电阻4的输出端连接升压电路10，升压电路10和降压电路13均连接高压储能电容12，控制电路单元8、滤波单元2、升压电路10、降压电路13、储能电容5和高压储能电容12接地。
[0010]具体应用时，整流单元I将变压器输出的脉冲整流成正向的电压(或者是脉冲);滤波单元2将整流后的电压滤成平滑的直流电压；防反灌二极管3能够防止电流在外部储能设备(比如感性负载9)电流快速反向流动并且不阻碍电流往外流动；储能电容5和限流电阻4可以为由感性负载9流回的电流提供一个回路，当电流从感性负载9回流至电源输出端时，输出电压被迫升高，电压检测支路6检测到这一过压信号并传送至控制电路单元8，控制电路单元8打开开关11，关断输出控制开关14，反灌能量传送至储能电容5和高压储能电容12储存。当电压检测支路6检测到输出电压降低至规定范围时，控制电路单元8打开输出控制开关14，关断开关11，储存在储能电容5和高压储能电容12的能量又通过防反灌二极管3送至输出，使能量循环利用。
[0011]外部感性负载9在连接到充电电源时，防反灌二极管3会阻断瞬间过大的电流从外部负载流向滤波单元2的电容，检测支路会将负载的电压送到控制电路单元8的采样端口，由于防反灌二极管3的存在，反灌电流没有同路，会导致负载电压上升至很高。为了解决这一问题，必须提供合适的通路给反灌电流。开关11、限流电阻4、储能电容5、升压电路10、高压储能电容12、降压电路13组成的回路为反灌电流提供通道。能量在有反灌电流器件暂时储存在这个通道中，等反灌电流消失时，再次输出到负载中。在保护电源滤波部分不受反灌电流侵害的同时，也保护了负载不因过压而损坏，同时简单高效，能耗低。限流电阻4能提供足够的电流，以使能量尽快传送，但又要保证不超过自身允许的功耗，并且体积也不能过大。储能电容5和感性负载9和限流电阻4共同组成一个振荡电路，为了达到最好的效果，根据输出负载允许的最大电压来选择电容量，使输出电压既不超过最大的允许电压，又不占用过大空间，同时还要考虑升压电路和高压储能电容12的储能能力与响应速度。升降压电路不需要非常精准，足够储存能量即可。电压检测支路6的采样精度和响应速度根据储能电容5、感性负载9的参数来选择，采样速度超过LC上升下降速度10倍即可。
[0012]综上所述，本发明采用创新的电路结构，吸收并利用从负载倒灌回来的能量，限制负载最高电压，保护设备。解决了较大感性负载产生的反灌电流问题，既保护了电源自身的输出部分，又保护了负载，并且能量循环利用，产生的热量较小。
[0013]需要强调的是:以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.电源输出电流方向控制与保护装置，其特征在于:包括整流单元和滤波单元，整流单元的输出端和滤波单元连接，滤波单元的输出正端接防反灌二极管和输出控制开关，输出控制开关连接降压电路，防反灌二极管的阴极接电压检测支路、开关和感性负载，电压检测支路的一端位于感性负载的前端，采样支路一端连接感性负载的后端，电压检测支路的另一端和采样支路的另一端连接至控制电路单元，控制电路单元与开关和输出控制开关控制连接，开关另一端通过限流电阻连接储能电容，限流电阻的输出端连接升压电路，升压电路和降压电路均连接高压储能电容，控制电路单元、滤波单元、升压电路、降压电路、储能电容和高压储能电容接地。
2.根据权利要求1所述的电源输出电流方向控制与保护装置，其特征在于:所述控制电路单元为MCU控制单元。
【文档编号】H02H9/04GK103683265SQ201310672509
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】周军, 张坤, 徐文君 申请人:安伏（苏州）电子有限公司