防止電流反灌和輸出電容放電的裝置製造方法
2023-07-22 12:53:41 1
防止電流反灌和輸出電容放電的裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及防止電流反灌和輸出電容放電的裝置，整流單元輸出端與濾波單元相連，濾波單元輸出正端接防反灌二極體和輸出控制開關，輸出控制開關接降壓電路，防反灌二極體陰極接電壓檢測支路、開關和大容性負載，電壓檢測支路一端位於大容性負載前端，採樣支路一端連接大容性負載後端，電壓檢測支路另一端和採樣支路另一端接至控制電路單元，控制電路單元與開關和輸出控制開關控制連接，開關另一端連接升壓電路，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、降壓電路和高壓儲能電容接地。快速吸收並儲存從負載電容倒灌回的能量，在需要充電時快速釋放能量至輸出電容，MCU同步控制主電路和儲能電路通斷狀態。
【專利說明】防止電流反灌和輸出電容放電的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及大電容負載電源快速開關機時輸出電容能量回收裝置，尤其涉及防止電流反灌和輸出電容放電的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，直流電源會將市電轉換為一個恆定或者變化的直流電壓，並可以調整輸出的電壓值和電流限值給負載供電。為維持輸出電壓的穩定，一般會並聯很多大容量的電解電容在輸出端。在負載電流很小時，輸出電容儲存的能量需很長時間才能釋放。如果需要快速開關電源以得到方波輸出電壓，則需要電源內部元器件消耗電容上的能量。一般情況下，電源的輸出端還會接一個防反接二極體以阻止電流倒灌，這樣則不能通過電源內部元器件消耗電容上的能量，結果是電容上電壓不能釋放，不能得到一個方波的輸出，另外，很多設備還有關機放電時間的要求，這樣的設計也不能滿足這一要求。也有的設計採用死負載來消耗能量，這樣不但損失的能量大，而且在電容大時效果很差。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種防止電流反灌和輸出電容放電的裝置，在各種負載情況下都可以快速為電容放電，從而得到方波輸出電壓，同時消耗的能量最小，不增加產品的散熱負擔。
[0004]本實用新型的目的通過以下技術方案來實現:
[0005]防止電流反灌和輸出電容放電的裝置，特點是:包括整流單元和濾波單元，整流單元的輸出端與濾波單元相連，濾波單元的輸出正端接防反灌二極體和輸出控制開關，輸出控制開關連接降壓電路，防反灌二極體的陰極接電壓檢測支路、開關和大容性負載，電壓檢測支路的一端位於大容性負載的前端，採樣支路的一端連接大容性負載的後端，電壓檢測支路的另一端和採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和輸出控制開關控制連接，開關的另一端連接升壓電路，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、降壓電路和高壓儲能電容接地。
[0006]再進一步地，上述的防止電流反灌和輸出電容放電的裝置，所述控制電路單元為MCU控制單元。
[0007]本實用新型技術方案的實質性特點和進步主要體現在:
[0008]本實用新型可快速吸收並儲存從負載電容倒灌回來的能量，在需要充電時快速釋放能量至輸出電容，MCU同步控制主電路和儲能電路的通斷狀態。解決了較大容性負載產生的關機速度問題，既保護了電源自身的輸出部分，又提供了快速開關的方波。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明:
[0010]圖1:本實用新型的構造示意圖。【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，防止電流反灌和輸出電容放電的裝置，包括整流單元I和濾波單元2，整流單元I的輸出端與濾波單元2相連，濾波單元2的輸出正端接防反灌二極體3和輸出控制開關4，輸出控制開關4連接降壓電路5，防反灌二極體3的陰極接電壓檢測支路6、開關11和大容性負載9,電壓檢測支路6的一端位於大容性負載9的前端,米樣支路7的一端連接大容性負載9的後端，電壓檢測支路6的另一端和採樣支路7的另一端連接至控制電路單元8，控制電路單元8為MCU控制單元，控制電路單元8與開關11和輸出控制開關4控制連接，開關11的另一端連接升壓電路10，升壓電路10和降壓電路5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5和高壓儲能電容12接地。
[0012]整流單元I將變壓器輸出的脈衝整流成正向的電壓(或者是脈衝)；濾波單元2將整流後的電壓濾成乾淨的直流電壓；防反灌二極體3能夠防止電流在外部儲能設備(比如大容性負載9)電流快速反向流動並且不阻礙電流往外流動；當MCU發出信號關斷電源輸出，控制電路單元8打開開關11，關斷輸出控制開關4，輸出電容能量傳送至高壓儲能電容12儲存。當MCU發出信號打開電源輸出時，控制電路單元8打開輸出控制開關4，關斷開關11，儲存在高壓儲能電容12的能量又通過防反灌二極體3送至輸出，使能量循環利用。
[0013]外部大容性負載9在連接到充電電源時，防反灌二極體3會阻斷瞬間過大的電流從外部負載流向內部濾波單元2的電容，由於防反灌二極體3的存在，當負載關機時，輸出電容放電沒有迴路，會導致負載電壓釋放很慢，有時達數分鐘之久，這樣既影響設備的安全性，又不能提空頻率較高的方波輸出電壓。為了解決這一問題，必須提供合適的通路給輸出電容。開關11、升壓電路10、高壓儲能電容12、降壓電路5則應運而生，為輸出提供出口。能量在需要關斷輸出時暫時儲存在這個通道中，等再次開機時，輸出到負載中。在保護電源濾波部分不受反灌電流侵害的同時，也提供了電容能量轉移通路。
[0014]MCU的邏輯根據輸出電壓開關的頻率而確定,在打開主電路為輸出電容充電同時，打開輸出控制開關4，關斷開關11，將儲存的能量釋放到輸出電容；在關閉主電路的同時，打開開關11，關斷輸出控制開關4，將輸出電容上的能量轉移至高壓儲能電容12，在這一過程中，輸出電壓迅速下降，所以升壓電路的工作範圍需要設置到較低輸入電壓，以便把輸出電容上大部分能量轉移。另外，升降壓電路的控制電路始終保持工作狀態，以縮短響應時間，儘快完成能量轉換。
[0015]高壓儲能電容12上的電壓精度不需要很高，只要保證能儲存足夠的能量並且電容本身不會被損壞，這樣升壓電路10和降壓電路5不必使用昂貴的控制電路，只需保持最基本的電壓變換功能即可。
[0016]本實用新型快速吸收並儲存從負載電容倒灌回來的能量，在需要充電時快速釋放能量至輸出電容，MCU同步控制主電路和儲能電路的通斷狀態。解決了較大容性負載產生的關機速度問題，既保護了電源自身的輸出部分，又提供了快速開關的方波。
[0017]需要強調的是:以上僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.防止電流反灌和輸出電容放電的裝置，其特徵在於:包括整流單元和濾波單元，整流單元的輸出端與濾波單元相連，濾波單元的輸出正端接防反灌二極體和輸出控制開關，輸出控制開關連接降壓電路，防反灌二極體的陰極接電壓檢測支路、開關和大容性負載，電壓檢測支路的一端位於大容性負載的前端，採樣支路的一端連接大容性負載的後端，電壓檢測支路的另一端和採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和輸出控制開關控制連接，開關的另一端連接升壓電路，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、降壓電路和高壓儲能電容接地。
2.根據權利要求1所述的防止電流反灌和輸出電容放電的裝置，其特徵在於:所述控制電路單元為MCU控制單元。
【文檔編號】H02M1/34GK203590011SQ201320814269
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】周軍, 王素得, 徐文君 申請人:安伏（蘇州）電子有限公司