專利名稱：直流供電設(shè)備電壓異常保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉 及一種直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，尤其涉及一種用以控制直流供電設(shè)備于負載電壓的電路。
背景技術(shù)：
重要負載所需的直流供電系統(tǒng)的輸出電壓需控制在一定容許的范圍內(nèi)，然而直流供電系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)中需供應(yīng)負載用電及同時進行對電池的充電動作，系統(tǒng)會提供高電壓進行快充儲能作業(yè)，然而這個高電壓一般都會超出負載側(cè)設(shè)備能容許范圍，因此需再經(jīng)多個降壓裝置，來調(diào)整達到負載側(cè)設(shè)備能容許的電壓。上述的直流供電系統(tǒng)若發(fā)生外部停電，負載轉(zhuǎn)由電池供應(yīng)用電，讓電池能充分放出其儲存的電力，可在放電過程中適時導通降壓裝置內(nèi)的旁路開關(guān)形成一旁路供應(yīng)負載輸出，讓電池經(jīng)旁路開關(guān)直接供應(yīng)負載用電。然而，所述旁路開關(guān)如因元件故障或驅(qū)動電路失效造成無法導通，將使電池仍經(jīng)降壓裝置降壓供應(yīng)輸出，造成輸出電壓偏低，致負載所需電壓質(zhì)量不佳，即縮短電池備用用電的時間；然而當外部市電回復供電時，電池會重新充電， 在電池趨近飽和時，直流供電系統(tǒng)會由高電壓快充模式轉(zhuǎn)為低電壓的浮充模式，在轉(zhuǎn)換瞬間輸出側(cè)的電壓會因降壓裝置的旁路開關(guān)切換反應(yīng)時間不夠快速，而造成負載設(shè)備的供電有瞬間暫態(tài)低電壓，而引起異常停機的虞慮。

實用新型內(nèi)容本實用新型直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，為克服現(xiàn)有直流供電系統(tǒng)不具有對負載輸出用電的完善的電壓調(diào)整及電壓暫態(tài)補償?shù)碾娐?，使負載易因輸出電壓異常問題造成用電設(shè)備的損傷或異常停機。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下在提供整流器輸出側(cè)的電壓調(diào)整器的降壓元件并聯(lián)多個旁路開關(guān)，旁路開關(guān)具有各自的驅(qū)動電路，可防止單一驅(qū)動電路失效無法導通多個旁路開關(guān)；電壓調(diào)整器與負載間設(shè)置的電壓暫態(tài)補償器，當直流供電設(shè)備由快速充電模式轉(zhuǎn)浮動充電模式過程中，整流器會將電壓調(diào)低，在電壓調(diào)低瞬間其電壓調(diào)整器仍未能即時導通旁路開關(guān)，使輸出電壓仍經(jīng)降壓元件輸出，造成短暫的電壓不足，特于本實用新型設(shè)置的電壓暫態(tài)補償器可提供補償電壓，讓負載不因電壓驟降造成輸出設(shè)備停機；直流供電系統(tǒng)在整流器輸出側(cè)連接有過電壓監(jiān)控裝置，可監(jiān)測整流器輸出側(cè)的電壓，若發(fā)生電壓過高異常，會損傷到蓄電池及負載的用電設(shè)備時，可控制外部電源上的斷電開關(guān)與整流器輸出側(cè)的斷電開關(guān)形成不導通狀態(tài)， 讓負載用電由蓄電池供應(yīng)，避免過高的電壓對負載用電的傷害，上述的斷電開關(guān)其中一個不導通即可達到隔離過電壓的效果。具體來說，本實用新型提供了一種直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，包括一整流器，接受一外部電源的電力，并于輸出側(cè)輸出整流電壓；一濾波電容器，連接于整流器的輸出側(cè)；一蓄電池，所述蓄電池連接于整流器輸出側(cè)，在濾波電容器的輸出位置，與濾波電容器呈并聯(lián)設(shè)置，還包括至少一電壓調(diào)整器，所述電壓調(diào)整器包括至少一降壓元件及多個旁路開關(guān)；所述降壓元件串聯(lián)于蓄電池與負載之間，所述多個旁路開關(guān)分別并聯(lián)于降壓元件 一側(cè)。本實用新型所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其中所述整流器輸出側(cè)還連接有一過電壓監(jiān)控裝置，用于監(jiān)測整流器輸出側(cè)的電壓，以控制設(shè)于外部電源上的斷電開關(guān)和整流器與蓄電池間的斷電開關(guān)。本實用新型所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其中所述降壓元件為二極管。本實用新型所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其中所述旁路開關(guān)為電磁開關(guān)。本實用新型所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其中所述多個旁路開關(guān)具有各自的驅(qū)動電路。本實用新型所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其中所述電壓調(diào)整器輸出與負載之間更設(shè)有一電壓暫態(tài)補償器。本實用新型所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其中所述電壓暫態(tài)補償器包括至少一單向?qū)ㄔ?、一儲能元件及至少一電阻器；所述單向?qū)ㄔc儲能元件相互串聯(lián)，設(shè)于電壓調(diào)整器輸出與負載之間；所述電阻器并聯(lián)于單向?qū)ㄔ囊粋?cè)。本實用新型所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其中所述蓄電池與電壓暫態(tài)補償器之間還串聯(lián)有一防逆流裝置。由上述說明，本實用新型具有下列各項有益效果1.電壓調(diào)整器的多個旁路開關(guān)，具有各自的驅(qū)動電路可防止單一驅(qū)動電路失效無法導通多個旁路開關(guān)。2.電壓暫態(tài)補償器可避免供電設(shè)備由快速充電模式轉(zhuǎn)浮動充電模式瞬間過程中， 發(fā)生輸出電壓驟降造成負載用電設(shè)備的停機。3.過電壓監(jiān)控裝置可有效的預(yù)防過電壓對負載外圍設(shè)備及蓄電池的損傷，提升直流供電設(shè)備的本身安全。

圖1為本實用新型直流供電設(shè)備電壓異常保護電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實用新型直流供電設(shè)備電壓異常保護電路電路圖；圖3為本實用新型串聯(lián)多個電壓調(diào)整器的電路圖。
具體實施方式
請參照圖1所示，本實用新型直流供電設(shè)備電壓異常保護電路包括一整流器1、一濾波電容器2、一蓄電池3、一電壓調(diào)整器4、一電壓暫態(tài)補償器5、一過電壓監(jiān)控裝置6及一防逆流裝置9，其中請參照圖2所示，一整流器1接受一外部電源7的電力，并于輸出側(cè)11輸出整流電壓供電。一濾波電容器2，連接于整流器1的輸出側(cè)11，為濾波充電用。[0025]一蓄電池3，所述蓄電池3連接于整流器1輸出側(cè)11，在濾波電容器2的輸出位置， 與濾波電容器2呈并聯(lián)設(shè)置。至少一電壓調(diào)整器4，為調(diào)整負載8所能容許電壓的裝置，電壓調(diào)整器4包括至少一降壓元件41及多個旁路開關(guān)42 ；所述降壓元件41串聯(lián)于蓄電池3與負載8之間，多個旁路開關(guān)42分別并聯(lián)于降壓元件41 一側(cè)，而旁路開關(guān)42為例如電磁開關(guān)。
—電壓暫態(tài)補償器5設(shè)于電壓調(diào)整器4輸出與負載8之間，為提供短暫低電壓補償用，其包括至少一單向?qū)ㄔ?1、一儲能元件52及至少一電阻器53 ；所述單向?qū)ㄔ?1與儲能元件52相互串聯(lián)，設(shè)于電壓調(diào)整器4輸出與負載8之間；所述電阻器53并聯(lián)于單向?qū)ㄔ?1的一側(cè)，電阻器53會接受整流電壓對儲能元件52進行充電，讓儲能元件52可在整流電壓過低時，經(jīng)單向?qū)ㄔ?1進行放電，快速輸出電力至負載8，防止負載 8因為暫態(tài)的低電壓而導致異常停機的發(fā)生。一過電壓監(jiān)控裝置6，連接于整流器1輸出側(cè)11，用于監(jiān)測整流器1輸出側(cè)11的電壓，以控制設(shè)于外部電源7上的斷電開關(guān)61，及整流器1與蓄電池3間的斷電開關(guān)61。一防逆流裝置9，串聯(lián)于蓄電池3與電壓暫態(tài)補償器5之間，可避免電壓暫態(tài)補償器5的補償電壓逆流至蓄電池3造成負載8電壓不足而停機。請參照圖1及圖2所示，本實用新型的運作流程由整流器1接受外部電源7并整流，由整流器1的輸出側(cè)11輸出整流電壓供電，并經(jīng)由濾波電容器2濾波儲存于蓄電池3， 及供應(yīng)負載8用電。當外部電源7停止供電，則仍可由蓄電池3繼續(xù)放電供應(yīng)負載8用電， 然而，蓄電池3與負載8間的電壓調(diào)整器4的降壓元件41，會造成蓄電池3放電過程中的電壓過低，使蓄電池3備用供電時間縮短，所以需適時導通與降壓元件41并聯(lián)的數(shù)旁路開關(guān) 42，提供一旁路效果，讓蓄電池3的電力不因降壓元件41影響負載8供電，多個旁路開關(guān)42 具有各自的驅(qū)動電路(圖未示出)，可防止單一驅(qū)動電路失效無法導通旁路開關(guān)42。請參照圖2所示，上述的外部電源7停電后再回復供電，整流器1會調(diào)高輸出側(cè) 11的電壓，對蓄電池3進行快速充電及同時供應(yīng)負載8電力，快速充電過程中電壓過高需經(jīng)由電壓調(diào)整器4的降壓元件41，將電壓調(diào)整至負載8容許范圍內(nèi)輸出；然而蓄電池3接近充電飽和時，會由快速充電模式轉(zhuǎn)浮動充電模式，整流器1會將電壓調(diào)低，在電壓調(diào)低瞬間，其電壓調(diào)整器4因未能即時導通旁路開關(guān)42，使輸出電壓仍經(jīng)降壓元件41造成輸出電壓偏低不足，為避免負載8電壓不足，上述的電壓暫態(tài)補償器5可提供快速的補償效果，讓負載8不因電壓瞬間過低造成輸出設(shè)備停機。請參照圖2所示，本實用新型的過電壓監(jiān)控裝置6，可監(jiān)測整流器1輸出側(cè)11與電壓暫態(tài)補償器5的節(jié)點a的電壓，若發(fā)生電壓過高異常，會損傷到蓄電池3及負載8的用電設(shè)備，過電壓監(jiān)控裝置6即控制外部電源7上的斷電開關(guān)61與整流器1輸出側(cè)11的斷電開關(guān)61形成不導通狀態(tài)，讓負載8用電由蓄電池3供應(yīng)，避免過電壓對負載8用電設(shè)備的傷害，上述的斷電開關(guān)61只要其中一個不導通即可達到隔離過電壓的效果，具有對蓄電池 3、濾波電容器2及負載8用電設(shè)備的保護功能，提升直流供電設(shè)備的本身安全。請參照圖3所示，所述的電壓調(diào)整器4可由多個串聯(lián)于整流器1輸出側(cè)11，達到更精準調(diào)整負載8容許的電壓值；所述電壓暫態(tài)補償器5的單向?qū)ㄔ?1及電阻器53可并聯(lián)多個，可防止單一失效造成電壓暫態(tài)補償器5的故障。
權(quán)利要求1.一種直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，包括一整流器(1)，接受一外部電源(7) 的電力，并于輸出側(cè)(11)輸出整流電壓；一濾波電容器(2)，連接于整流器(1)的輸出側(cè) (11)；一蓄電池(3)，所述蓄電池(3)連接于整流器⑴輸出側(cè)(11)，在濾波電容器(2)的輸出位置，與濾波電容器(2)呈并聯(lián)設(shè)置，其特征在于還包括至少一電壓調(diào)整器(4)，所述電壓調(diào)整器(4)包括至少一降壓元件(41)及多個旁路開關(guān)(42)；所述降壓元件(41)串聯(lián)于蓄電池(3)與負載(8)之間，所述多個旁路開關(guān)(42)分別并聯(lián)于降壓元件(41) 一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其特征在于所述整流器 (1)輸出側(cè)(11)還連接有一過電壓監(jiān)控裝置(6)，用于監(jiān)測整流器(1)輸出側(cè)(11)的電壓，以控制設(shè)于外部電源(7)上的斷電開關(guān)(61)和整流器(1)與蓄電池(3)間的斷電開關(guān) (61)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其特征在于所述降壓元件(41)為二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其特征在于所述旁路開關(guān)(42)為電磁開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其特征在于所述多個旁路開關(guān)(42)具有各自的驅(qū)動電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其特征在于所述電壓調(diào)整器(4)輸出與負載(8)之間更設(shè)有一電壓暫態(tài)補償器(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其特征在于所述電壓暫態(tài)補償器(5)包括至少一單向?qū)ㄔ?51)、一儲能元件(52)及至少一電阻器(53)；所述單向?qū)ㄔ?51)與儲能元件(52)相互串聯(lián)，設(shè)于電壓調(diào)整器⑷輸出與負載⑶之間； 所述電阻器(53)并聯(lián)于單向?qū)ㄔ?51)的一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，其特征在于所述蓄電池 (3)與電壓暫態(tài)補償器(5)之間還串聯(lián)有一防逆流裝置(9)。
專利摘要一種直流供電設(shè)備電壓異常保護電路，包括一整流器，接受一外部電源的電力，并于輸出側(cè)輸出整流電壓；一濾波電容器，連接于整流器的輸出側(cè)；一蓄電池，所述蓄電池連接于整流器輸出側(cè)，在濾波電容器的輸出位置，與濾波電容器呈并聯(lián)設(shè)置，還包括至少一電壓調(diào)整器，所述電壓調(diào)整器包括至少一降壓元件及多個旁路開關(guān)；所述降壓元件串聯(lián)于蓄電池與負載之間，所述多個旁路開關(guān)分別并聯(lián)于降壓元件一側(cè)。
文檔編號H02J7/04GK202121302SQ20102052111
公開日2012年1月18日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者張國慶, 黃瑞坤 申請人:易豐興業(yè)有限公司