CN102638161A - 用于dc电器的电源电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于DC电器的电源电路,其包括:输入单元,包括第一端子和第二端子,从而接收DC电流;输出单元,包括第三端子及第四端子;连接单元,包括第一导电线和第二导电线,以将输入单元和输出单元互相连接;整流器单元,包括连接到第一端子和第二端子之间并结合为桥式二极管形式的第一至第四二极管;电感器单元,以这样的方式串连到整流器单元:输入的DC电流从DC电流突然改变的时间点逐渐增大;电容器单元,串连到电感器单元,响应于通过电感器单元的电流而充有电压,并从DC电流被突然改变的特定时间点将充电电压释放给输出单元。因此,虽然输入的DC电流被突然改变,但是DC电器电源电路也可安全地将DC电流输出到输出单元。
Description
技术领域
以下描述的示例性实施例涉及一种用于当输入的DC电流突然改变时安全地输出DC电流的用于DC电器的电源电路。
背景技术
传统地,由提供商业电能的AC配电***将电能供应给一般家庭的家电或电子装置。AC配电***使用插头、插座、开关等将电能供应给电子装置。另外,具有接收到的AC电能的电子装置使用在电子装置中嵌入的整流器来将AC电能转换为DC电能。虽然AC配电***不包括用于防止在插头分离时产生的电弧的装置,但是没有保证安全性或稳定性。
然而,预期在将来期望使用利用太阳能电池、燃料电池等的DC电能的一般家庭的需求将快速增加。DC电能可减少当传统的AC配电***将AC电能转换为DC电能时产生的能量损失,并且可被容易地存储,从而可有效地处理紧急情况。在使用AC电能的情况下,如果装置的特征性的功率因数不良或很差,则尽管该装置具有相同的功耗,但产生端必须产生与无功功率一样多的功率,从而导致了低的能量效率。
事实上,每个都包括逆变器的电家的数量快速增加,大多数数字装置使用DC电流。
因此,需要适用于DC配电的插头。传统的DC电能插头在结构上与AC电能插头相同,从而在配电中产生冲流或者在配电阻塞中产生电弧,这导致了安全问题。
与AC电流不同,DC电流具有正极性和负极性。如果反向电压被施加到电子装置,则该电子装置不工作并且电源单元的构成组件被损坏。因此,用于DC配电的插头需要被设计成标明正极性和负极性之间的区别,如图1A所示,传统的DC插头可以以这样的方式包括不同尺寸的阳极端子和阴极端子:阳极端子和阴极端子被不同地***插座,或者传统的DC插头可包括如图1B中所示的以L形的形式排列的阳极端子和阴极端子。
总之,与使用能够以两种方式***的AC插头相比,用户在使用能够以一种方式***的DC插头时可能会遇到困难。
发明内容
因此,本公开的一方面在于提供一种用于DC电器的电源电路,所述电源电路包括:桥形二极管整流器单元,以预定方向整流在用于DC电器的电源电路中流动的电流;电感器单元,串连到整流器单元,从而防止电流的突然改变;电容器单元,充有受通过电感器单元的电流的影响的电压,并从输入的DC电流被突然改变的特定时间点释放充电电压,从而即使在输入的DC电流被突然改变时,还可安全地输出DC电流。
根据本公开的一方面,用于DC电器的电源电路包括:输入单元,包括第一端子和位于第一端子之下的第二端子,从而接收DC电流;输出单元,包括用于输出由输入单元输入的DC电流的第三端子以及位于第三端子之下的第四端子;连接单元,包括第一导电线和位于第一导电线之下的第二导电线以将输入单元和输出单元互相连接;整流器单元,包括连接到第一端子和第二端子之间并结合为桥式二极管形式的第一至第四二极管,从而以预定方向整流输入的DC电流;电感器单元,以这样的方式串连到整流器单元:输入的DC电流从DC电流突然改变的时间点逐渐增大;电容器单元,串连到电感器单元,响应于通过电感器单元的电流充有电压,并从DC电流被突然改变的特定时间点将充电电压释放给输出单元。
DC电流被突然改变的特定时间可以是通过输入单元输入的DC电流的时间点或DC输入的施加被中断的时间点。
当DC电流输入被停止时,整流器单元可将在DC电器电源电路中存在的残留电流流回到输出单元,从而防止当电流泄漏到DC电器电源电路的外部时产生的电弧现象。
第一二极管的阳极端子和第三二极管的阴极端子之间的接触点可连接到第一端子,第二二极管和第四二极管之间的接触点可连接到第二端子。
整流器单元还可包括第五二极管,第五二极管连接在第一二极管的阴极端子和第二二极管的阴极端子的接触点与第三二极管的阳极端子和第四二极管的阳极端子的另一接触点之间。
第五二极管的阴极端子可连接到第一二极管的阴极端子和第二二极管的阴极端子的接触点,第五二极管的阳极端子可连接到第三二极管的阳极端子和第四二极管的阳极端子的接触点。
整流器单元可通过输出单元输出恒定极性的DC电流,而不管输入的DC电流的极性。
在整流器单元中,当负电能被输入到第一端子、正电能被输入到第二端子时,整流器单元的第一二极管和第四二极管可截止,整流器单元的第二二极管和第三二极管可导通。
在整流器单元中,当正电能被输入到第一端子、负电能被输入到第二端子时,整流器单元的第一二极管和第四二极管可导通,整流器单元的第二二极管和第三二极管可截止。
电容器单元可减小当DC电流输入被停止时输入单元的第一端子和第二端子的电压与输出单元的第三端子和第四端子的另一电压之间的差,从而防止电弧现象。
电容器单元可以以这样的方式连接在第三端子和第四端子之间:当DC电流输入被停止时充电电压被释放到输出单元。
可以以这样的方式调整电容器单元的电容:在从DC电流输入被停止的特定时间开始的预定时间内,输入单元和输出单元之间的电压差维持在预定范围内。
电感器单元可防止当DC电流输入开始操作时DC电器电源电路的电流快速增大,从而防止冲流的流动。
可以以这样的方式调整电感器单元的电感:以适当的速度增大DC电器电源电路的电流。
DC电器电源电路可被安装在接收DC电流的插头或电子装置中。
根据本公开的另一方面,用于DC电器的电源电路包括:输入单元,包括第一端子和位于第一端子之下的第二端子,从而接收DC电流;输出单元,包括第三端子和位于第三端子之下的第四端子,以输出由输入单元输入的DC电流;连接单元,包括第一导电线和位于第一导电线之下的第二导电线,以将输入单元和输出单元互相连接;整流器单元,包括结合为桥式二极管形式的第一至第四二极管,从而以预定方向整流输入的DC电流;电容器单元,并联连接到整流器单元,从而响应于经整流的电流而充有电压,并从DC电流被突然改变的特定时间点将充电电压释放给输出单元;电感器单元,以这样的方式串连到并联互连的整流器单元和电容器单元:DC电流从DC电流突然改变的时间点逐渐增大。
DC电流被突然改变的特定时间点可以是通过输入单元输入DC电流的时间点或DC输入的施加被中断的时间点。
当DC电流输入被停止时,整流器单元可将在DC电器电源电路中存在的残留电流流回到输出单元,从而防止当电流泄漏到DC电器电源电路的外部时产生的电弧现象。
在整流器单元中,第一二极管的阴极端子和第二二极管的阴极端子之间的接触点位于第一导电线,第三二极管的阳极端子和第四二极管的阳极端子之间的接触点可位于第二导电线。
整流器单元还可包括第五二极管,第五二极管连接在第一二极管的阴极端子和第二二极管的阴极端子的接触点与第三二极管的阳极端子和第四二极管的阳极端子的另一接触点之间。
第五二极管的阴极端子可连接到第一二极管的阴极端子和第二二极管的阴极端子的接触点,第五二极管的阳极端子可连接到第三二极管的阳极端子和第四二极管的阳极端子的接触点。
整流器单元可通过输出单元输出恒定极性的DC电流,而不管输入的DC电流的极性。
在整流器单元中,当负电被输入到第一端子,正电被输入到第二端子时,整流器单元的第一二极管和第四二极管可截止,整流器单元的第二二极管和第三二极管可导通。
在整流器单元中,当正电被输入到第一端子,负电被输入到第二端子时,整流器单元的第一二极管和第四二极管可导通,整流器单元的第二二极管和第三二极管可截止。
电容器单元可减小当DC电流输入被停止时输入单元的第一端子和第二端子的电压与输出单元的第三端子和第四端子的另一电压之间的差,从而防止电弧现象。
可以以这样的方式调整电容器单元的电容:在从DC电流输入被停止的特定时间开始的预定时间内,输入单元和输出单元之间的电压差维持在预定范围内。
电感器单元可防止当DC电流输入开始操作时DC电器电源电路的电流快速增大,从而防止冲流的流动。
可以以这样的方式调整电感器单元的电感:以适当的速度增大DC电器电源电路的电流。
电感器单元的一个端子可连接到第一端子,电感器单元的另一端子可连接到并联互连的整流器单元和电容器单元。
电感器单元的一个端子可连接到第一端子,电感器单元的另一端子可连接到第一二极管的阳极端子和第三二极管的阴极端子的接触点。
在整流器单元中,第二二极管的阳极端子和第四二极管的阴极端子的接触点可连接到第二端子。
电容器单元可以以这样的方式连接在第三端子和第四端子之间:当DC电流输入被停止时充电电压被释放到输出单元。
电感器单元的一个端子可连接到第三端子,电感器单元的另一端子可连接到并联互连的整流器单元和电容器单元。
DC电器电源电路可被安装在接收DC电流的插头或电子装置中。
本公开的另外方面将在下面的描述中部分地阐明,并且从描述中部分是清楚的,或者通过本公开的实施可以被理解。
附图说明
从以下结合附图对实施例进行的描述中,本公开的这些和/或其它方面将变得明显并更易于理解,其中:
图1A示出传统的DC插头;
图1B示出传统的DC插头;
图2是示出根据示例性实施例的用于DC电器的电流电路的电路图;
图3A示出当正向极性的DC电流被施加到输入单元时的整流器单元的操作;
图3B示出当反向极性的DC电流被施加到输入单元时的整流器单元的操作;
图4示出当DC电流被施加到用于DC电器的电源电路时随时间改变的电流;
图5A示出当DC电流被施加到包括整流器单元和电容器单元的用于DC电器的电源电路时电流的流动;
图5B示出当向包括整流器单元和电容器单元的DC电器的电流电路的DC电流的施加被中断时电流的流动;
图6A-图6B示出当对用于DC电器的电源电路施加DC电流被中断时随时间改变的电流;
图7A示出当DC电流被施加到用于DC电器的电源电路时电流的流动;
图7B示出当向用于DC电器的电源电路的DC电流的施加被中断时电流的流动;
图8是示出根据另一实施例的用于DC电器的电源电路的电路图;
图9是示出根据另一实施例的用于DC电器的电源电路的电路图;
图10是示出根据另一实施例的用于DC电器的电源电路的电路图;
图11示出根据实施例的安装在插头中的电源电路;
图12示出根据实施例的安装在电子装置中的电源电路。
具体实施方式
现在将详细参照本公开的实施例,其示例在附图中示出,其中,相同的标号始终表示相同的元件。
图2是示出根据本公开的实施例的用于DC电器的电源电路的电路图。
参照图2,用于DC电器的电源电路100包括:输入单元110,接收DC电流;输出单元120,输出接收的DC电流;连接单元130,将输入单元110结合到输出单元120;整流器单元140;电感器单元150;以及电容器单元160。
输入单元110包括第一端子T1以及位于第一端子之下的第二端子T2,以从外部部分接收DC电流。
输入的DC电流通过输出单元120被输出,以用于运行电子装置,其中,输出单元120包括第三端子T3以及位于第三端子T3之下的第四端子T4。
连接单元130包括第一导电线(线1)以及位于第一导电线(线1)之下的第二导电线(线2),以使得输入单元110和输出单元120互相连接。
连接单元130结合到整流器单元140、电感器单元150和电容器单元160,并允许输入的DC电流被输出到输出单元120。
以包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4的桥式二极管的形式来配置整流器单元140。
另外,整流器单元140位于输入单元110的第一端子T1和第二端子T2之间。
更具体地,第一二极管D1的阳极端子和第三二极管D3的阴极端子之间的接触点结合到输入单元110的第一端子T1,第二二极管D2的阳极端子和第四二极管D4的阴极端子之间的接触点结合到输入单元110的第二端子T2。
整流器单元140使总是具有恒定极性的DC电流能够输出到输出单元120,而不管施加到输入单元110的DC电能的极性。
与AC电能不同,DC电能被分为正极性DC电能和负极性DC电能。因此,用于DC电器的电源电路100(以下称为DC电器电源电路100)的输出单元120总是必须输出恒定极性的DC电流。输出单元120必须通过第三端子T3输出正极性DC电流,也必须通过第四端子T4输出负极性DC电流。
对于这个操作,本公开的实施例在用于DC电器的电源电路100中布置二极管桥形的整流器单元140,从而减少了必须在输入的极性之间进行区分给用户带来的不便,然而现有技术使用使得用户以恒定极性的DC电能可被施加到输入单元的方式来在输入极性之间进行区分的物理方法。
以下将参照图3A和图3B描述用于总是输出恒定极性的DC电流而不管输入极性的整流器单元。
图3A示出在施加正向极性的DC电流期间整流器单元140的操作,其中,正极性信号被输入到输入单元110的第一端子T1,负极性信号被输入到第二端子T2。
参照图3A,如果正向极性的DC电流被施加到电源电路100,则整流器单元140的第一二极管D1和第四二极管D4被导通,第二二极管D2和第三二极管D3被截止。
也就是说,电流在整流器单元140流过第一二极管D1和第四二极管D4,电流在整流器单元140中不流过第二二极管D2和第三二极管D3。
因此,用于DC电器的电源电路100的电流在由第一端子T1、第一二极管D1、第三端子T3、第四端子T4、第四二极管D4和第二端子T2构成的闭合电路中流动。因此,正DC电流被输出到输出单元120的第三端子T3,负DC电流被输出到第四端子T4。
图3B示出在施加反向极性的DC电流期间整流器单元140的操作,其中,负极性信号被输入到输入单元110的第一端子T1,正极性信号被输入到第二端子T2。
参照图3B,如果反向极性的DC电流被施加到电源电路100,则整流器单元140的第一二极管D1和第四二极管D4被截止,第二二极管D2和第三二极管D3被导通。
也就是说,电流在整流器单元140中流过第二二极管D2和第三二极管D3,电流在整流器单元140中不流过第一二极管D1和第四二极管D4。
因此,用于DC电器的电源电路100的电流在由第二端子T2、第二二极管D2、第三端子T3、第四端子T4、第三二极管D3和第一端子T1构成的闭合电路中流动。因此,正DC电流被输出到输出单元120的第三端子T3,负DC电流被输出到第四端子T4。
因此,虽然反向极性的DC电流被输入到输入单元110,但是输出单元120的第三端子因整流器单元140而输出正信号,输出单元120的第四端子T4因整流器单元140而输出负信号。
以这样的方式配置整流器单元140:用于DC电器的电源电路100的电流仅以预定方向流动。整流器单元140使电源电路100的电流能够从输入单元110流到输出单元120。
通过这种方式,当DC电流的施加被中断时,在电源电路100中流动的残余电流被防止通过输入单元110漏到外部。以下将给出对由整流器单元140引起的电流防漏效果的详细操作。
电感器单元150可由串连到整流器单元140的电感器构成。电感器单元150结合到第一二极管D1的阴极端子和第三端子T3之间的接触点,并位于第一线(线1)处。
用作电路元件的电感器可由与电流变化成比例地感应电压的线圈构成,从而可执行充电。电感器防止用于DC电器的电源电路100的电流突然改变。
同时,虽然为了便于描述而仅由一个电感器构成本实施例的电感器单元150,但是电感器单元150的范围或精神不限于此。在不脱离本公开的范围或精神的情况下,如果需要,则为了适当地调整电感器单元150的电感,电感器单元150还可由互相串连或并连的多个电感器构成。
电容器单元160由串连到电感器单元150的电容器构成。更具体地说,电容器单元160的一个端子结合到电感器单元150,电容器单元160的另一端子结合到整流器单元140的第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阳极之间的接触点。
另外,电容器单元160结合在输出单元120的第三端子T3和第四端子T4之间,从而电容器单元160将充电电压释放到输出单元120。
更具体地说,在施加DC电流期间,电容器单元160响应于通过电感器单元150的电流而充有电压。随后,在从DC电流的施加的中断开始的预定时间段内,在电容器单元160中充有的电压被释放到输出单元120。
虽然本实施例的电容器单元160仅包括一个电容器以便于说明,但是电容器单元160的范围或精神不限于此。在不脱离本公开的范围或精神的情况下,如果需要,则为了适当地调整电容器单元160的电容,电容器单元160也可由串连或并连的多个电感器构成。
以下将参照附图描述通过防止在输入的DC电流的突然改变点可能遇到的问题而安全地输出DC电流的DC电器电源电路100。
输入的DC电流的突然改变时间点是DC电流施加时间点(以下称为第一时间点)和DC电流中断时间点(以下称为第二时间点)中的任意一个时间点。
以下将描述根据本公开的实施例的用于防止在第一时间点产生冲流的DC电器电源电路100。
在第一时间点,由于结合到DC电源电路的电容器等的负载,可能产生高于在DC电器电源电路中流动的正常电流的冲流。这样的冲流可能对电子装置产生影响,导致电子装置的故障或寿命缩短。
虽然传统的AC配电***使用继电器来限制这样的冲流,但是DC配电***不包括小尺寸的DC继电器,因此,需要用于防止过流的单独的结构。
根据本公开的实施例的DC电器电源电路100包括电感器单元150以防止上面提到的问题。
更具体地说,在第一时间点在电感器150中流动的电流量突然增大。增大的冲流意味着在电感器单元150内部感生的磁通增大,电感器单元150限制正在增大的磁通,直到磁通饱和。也就是说,电感器单元150限制磁通饱和,从而防止在电感器单元150中流动的电流快速增大。
图4示出当DC电流被施加到用于DC电器的电源电路时随时间改变的电流。
参照图4,在第一时间点(t1),在DC电器电源电路中流动的电流增大。不具有电感器单元的DC电器电源电路的电流(由点划线表示)可能在第一时间点(t1)突然增大,从而高于正常电流I1的冲流I2流过并根据时间的流逝而趋向于正常电流I1。
相反,具有电感器单元的DC电器电源电路的电流(由实线表示)在从第一时间点(t1)的开始的预定时间(t2-t1)内线性增大。更具体地说,具有电感器单元的DC电器电源电路的电流在从第一时间点(t1)的开始的预定时间(t2-t1)内逐渐增大到正常电流I1。
换句话说,电感器单元线性增大电路的电流,直到电流达到指示可充电阈值的饱和电流。如果电流达到饱和电流,则电感器单元用作导电线。
结果,根据本公开的实施例的DC电器电源电路可防止在DC电流的输入时刻产生冲流。
以下将详细描述根据本公开的实施例的防止在(DC电流输入被中断所处的)第二时间点产生电弧的DC电器电源电路100。
在第二时间点,可由电线的寄生电容和负载装置的电感产生电弧。更具体地,由于残留在DC电器电源电路中而不流到电子装置的电流被释放到外部,因此产生电弧现象。
在传统的AC配电***中,电压周期性地达到零“0”,从而可防止产生电弧现象,但是在传统的AC配电***中不存在DC电压被设置为零“0”的点,因此,不断地产生电弧。如果不断地产生电弧现象,则电子装置可能在瞬间损坏,可对结合到DC电器电源电路的插头和导电线的耐久性产生不利影响,从而引起各种触电事故和火灾。
DC电器电源电路100包括整流器单元140和电容器单元160,以防止产生上面提到的电弧。
整流器单元140在第二时间点以预定方向整流DC电器电源电路100的残留电流,从而可防止产生漏电。
另外,电容器单元160减小了在第二时间点的DC电器电源电路100的输入单元110和输出单元120之间的电压差,从而电容器单元160可用作用于电弧防止效果的辅助装置。
以下将参照图5A和图5B描述包括整流器单元140和电容器单元160的DC电器电源电路100的内部电流的流动以及电弧现象防止效果。
参照图5A,如果DC电流被施加到DC电器电源电路100,则电流被施加到连接单元130的第一导电线(线1)和第二导电线(线2)。响应于DC电流的电流通过输出单元120被施加到电子装置,从而在电容器单元160中充电有一定的电压。
参照图5B,在(对DC电器电源电路施加DC电流被中断所处的)第二时间点,输入单元110的第一端子T1和第二端子T2开路。
整流器单元140以这样的方式使残留电流能够流回到输出单元120:DC电器电源电路100的残留电流不通过开路的第一端子T1和第二端子T2而泄漏。
结果,当DC电器电源电路100的残留电流通过输出单元120被漏出时产生的电弧现象被防止。
另外,充有电压的电容器单元160自第二时间点开始放电。
更具体地说,在第二时间点,DC电器电源电路100的输入单元110的电压因在电容器单元160中充有的充电电压而与输出单元120的电压相等。通过电容器单元160,随着时间的流逝,释放的电流漏到输出单元120,从而电容器单元160的充电电势减小。
结果,由在第二时间点的DC电器电源电路的输入单元和输出单元之间的电势差引起的电弧现象问题可被解决。
图6A示出当不包括整流器单元和电容器单元的DC电器电源电路位于第二时间点(t2)时电流随时间的流逝的变化,图6B示出当包括整流器单元和电容器单元的DC电器电源电路位于第二时间点(t2)时电流随时间的流逝的变化。
参照图6A,由于DC电路电源电路的电压从第二时间点(t2)开始降低,而不包括整流器单元和电容器单元,因此电流突然改变,导致电弧的产生。
相反,参照图6B,包括整流器单元和电容器单元的DC电器电源电路的电流随着从第二时间点(t2)开始降低的电源电路电压而稳定地降低,从而可解决电弧问题。
以下将参照图7A和图7B描述根据本公开的实施例的DC电路电源电路的电流的流动。
图7A示出当DC电流被施加到用于DC电器的电源电路时电流的流动。
参照图7A,如果DC电流被施加到电源电路100,则电流在由第一端子T1、第一导电线(线1)、第三端子T3、第四端子T4和第二导电线(线2)构成的闭合电路中流动。
在这种情况下,电感器单元150充有电流,从而DC电器电源电路100的电流线性增大,串连到电感器单元150的电容器单元160响应于通过电感器单元150的电流而充有电压。
如果在电感器单元150开始充电之后经过了预定时间,则电感器单元150的充电电流饱和,从而电感器150被用作导电线,并且恒定电流在整个DC电器电源电路100中流动。
同时,优选地,以这样的方式适当地调整电感器单元150的电感L1:可通过逐渐增大DC电器电源电路100中的电流,来防止冲流。
电感L1是由响应于在电路中流动的电流的变化的电磁感应产生的反电动势(反-EMF)的比,或者是在电线中流动的电流的时间变化与在该电线中产生的反电动势的比。如果电感L1增大,则电感器单元150的电流充电速度降低。换句话说,这意味着直到通过电感器150的电流达到饱和电流为止所花费的时间与电感L1成比例地增加。
因此,优选地,根据本公开的实施例的DC电器电源电路100大大调整电感器单元150的电感L1。
图7B示出当对用于DC电器的电源电路施加DC电流被中断时电流的流动。
参照图7B,如果对DC电器电源电路施加DC电流被中断,则整流器单元140使DC电器电源电路100的残留电流流回输出单元120。因此,DC电器电源电路100的内部电流被防止通过输入单元110泄漏到外部。
在另一方面,DC电器电源电路100的残留电流不仅包括当DC电流的施加被中断时尚未施加到输出单元120的电流,还包括由于由DC电流施加的中断而产生的电压变化(压降)而在电感器单元150中充有的电流。
更具体地,如果DC电流施加被中断,则残留电流从每个二极管(D1、D2、D3或D4)的阳极端子流到阴极端子。因此,残留电流首先在DC电器电源电路100中流动,随后被输出到输出单元120。
另外,如果DC电流施加被中断,则电容器单元160释放充电电压,从而,电压流到输出单元120。结果,在电容器单元160中产生充有的电压的下降。
可以以这样的方式来调整电容器单元160的电容C1:在从DC电流施加的中断开始的预定时间期间,输入单元110和输出单元120之间的电压差满足预定范围。也就是说,可以以这样的方式来调整电容器单元160的电容C1:在从DC电流施加的中断开始的预定时间期间,输入单元110和输出单元120之间的电压差不超过预定级别。
更具体地,电容器单元160的电容C1越高,放电时间越长,从而在一段长的时间期间,输入单元110和输出单元120可维持在相同电压级别。然而,如果电容C1被过分地调整,则电容器单元160的电压积累的趋势变得更强,从而可能导致在DC电流施加中产生冲流。因此,优选地,适当地调整电容C1。
DC电器电源电路的电流可通过上述调整的电容器单元160而稳定地降低,从而可有效地防止电弧现象。
图8是示出根据本公开的另一实施例的用于DC电器的电源电路的电路图。
参照图8,根据本公开的另一实施例的DC电器电源电路200包括:输入单元210,包括第一端子T1和位于第一端子T1之下的第二端子T2;输出单元220,通过第三端子T3和位于第三端子T3之下的第四端子T4输出输入的DC电流;连接单元230,包括将输入单元210和输出单元220互相连接的第一导电线(线1)和第二导电线(线2);整流器单元240,结合为在第一端子T1和第二端子T2之间桥式二极管形式;电感器单元250,串连到整流器单元240,从而线性增大DC电器电源电路的电流;电容器单元260,串连到电感器单元250,从而响应于通过电感器单元250的电流而充有电压,并且通过输出单元220释放充电电压。
以由第一至第四二极管D1、D2、D3和D4构成的桥式二极管的形式来构造整流器单元240。
更具体地,第一二极管D1的阳极端子和第三二极管D3的阴极端子之间的接触点被结合到输入单元210的第一端子T1,第二二极管D2的阳极端子和第四二极管D4的阴极端子之间的接触点被结合到输入单元210的第二端子T2。
整流器单元240以预定方向整流DC电器电源电路200的电流,并将恒定极性的DC电流输出到输出单元220,而不管输入的DC电能的极性。整流器单元240的详细操作与上述描述的详细操作相同,这样,为了便于描述,这里将省略对其的详细描述。
具体地,整流器单元240还包括第五二极管D5,第五二极管D5位于第一二极管D1的阴极端子和第二二极管D2的阴极端子的接触点与第三二极管D3的阳极端子和第四二极管D4的阳极端子的接触点之间。
更具体地,第五二极管D5的阴极端子连接到第一二极管D1的阴极端子和第二二极管D2的阴极端子,第五二极管D5的阳极端子连接到第三二极管D3的阳极端子和第四二极管D4的阳极端子的接触点。
因此,当对DC电器电源电路200施加DC电流被中断时,残留电流可通过第五二极管D5快速地流回到输出单元220。
此外,在防止电弧问题的同时防止DC电器电源电路200的冲流的效果与上述描述的效果相同,这样,为了便于描述,这里将省略对其的详细描述。
图9是示出根据本公开的另一实施例的用于DC电器的电源电路的电路图。
参照图9,根据本公开的另一实施例的DC电器电源电路300包括:输入单元310,包括第一端子T1和位于第一端子之下的第二端子T2;输出单元320,通过第三端子T3和位于第三端子T3之下的第四端子T4输出输入的DC电流;连接单元330,包括将输入单元310和输出单元320互相连接的第一导电线(线1)和第二导电线(线2);整流器单元340,包括以桥式二极管形式结合的第一至第四二极管D1至D4,从而以预定方向对DC电器电源电路300的电流进行整流;电感器单元350,通过线性增大DC电器电源电路300的电流来防止电流的突然改变;电容器单元360,连接到电感器单元350,从而响应于通过电感器单元350的电流而充有电压,并且通过输出单元320释放充有的电压。
具体地,DC电器电源电路300包括互相并联连接的整流器单元340和电容器单元360。
更具体地,整流器单元340的第一二极管D1的阴极端子和第二二极管D2的阴极端子之间的接触点位于第一导电线(线1),第三二极管D3的阳极端子和第四二极管D4的阳极端子之间的接触点位于第二导电线(线2)。
以桥式二极管形式配置的整流器单元340连接到电容器单元360,电容器单元360并联连接在输出单元320的第三端子T3和第四端子T4之间。也就是说,第一二极管D1的阴极端子和第二二极管D2的阴极端子连接到输出单元320的第三端子T3,第三二极管D3的阳极端子和第四二极管D4的阳极端子连接到输出单元320的第四端子T4。
另外,互相并联连接的整流器单元340和电容器单元360串连到电感器单元350。
电感器单元350的一个端子连接到第一端子T1,电感器单元350的另一端子连接到并联连接的整流器单元340和电容器单元360。也就是说,电感器单元350连接到输入侧,整流器单元340和电容器单元360连接到输出侧。
更具体地,电感器单元350的一个端子连接到第一端子T1,电感器单元350的另一端子连接到第一二极管的阳极端子和第三二极管D3的阴极端子之间的接触点。另外,第二端子T2连接到第二二极管D2的阳极端子和第四二极管D4的阴极端子之间的接触点。
在另一方面,虽然整流器单元340由以桥式二极管形式互相连接的四个二极管构成,但是整流器单元340还可以以这样的方式包括第五二极管:当DC电流的施加被中断时残留电流可快速流回到输出单元320。第五二极管的连接和位置与图8中的第五二极管的连接和位置相同,这样,为了便于描述,将省略对其的详细描述。
此外,将恒定极性的DC电流输出到输出单元320而不管施加到DC电器电源电路300的DC电流如何的效果,以及在防止电弧问题的同时防止DC电器插头300的冲流的其它效果与上述描述的效果相同,这样,为了便于描述,将省略对其的详细描述。
图10是示出根据本公开的另一实施例的用于DC电器的电源电路的电路图。
参照图10,根据本公开的另一实施例的DC电器电源电路400包括:输入单元410,包括第一端子T1和位于第一端子之下的第二端子T2;输出单元420,通过第三端子T3和位于第三端子T3之下的第四端子T4输出输入的DC电流;连接单元430,包括将输入单元410和输出单元420互相连接的第一导电线(线1)和第二导电线(线2);整流器单元440,以预定方向整流DC电器电源电路300的电流;电感器单元450,通过线性增大DC电器电源电路400的电流来防止电流的突然改变;电容器单元460,连接到电感器单元450,从而响应于通过电感器单元450的电流而充有电压,并且通过输出单元420释放充有的电压。
具体地,DC电器电源电路400包括互相并联连接的整流器单元440和电容器单元460。
更具体地,整流器单元440的第一二极管D1的阴极端子和第二二极管D2的阴极端子之间的接触点位于第一导电线(线1),第三二极管D3的阳极端子和第四二极管D4的阳极端子之间的接触点位于第二导电线(线2)。
以桥式二极管形式配置的整流器单元340并联连接到电容器单元360,还连接到输入单元410。也就是说,第一二极管D1的阳极端子和第三二极管的阴极端子连接到第一端子T1,第二二极管D2的阳极端子和第四二极管D4的阴极端子连接到第二端子T2。
另外,彼此并联连接的整流器单元440和电容器单元460串连到电感器单元450。
更具体地,电感器单元450的一个端子连接到第三端子T3,电感器单元450的另一端子连接并联连接的整流器单元440和电容器单元460。也就是说,电感器单元450位于第一导电线(线1),并连接到互相并联连接的整流器单元440和电容器单元460的上面的端子。
在另一方面,虽然整流器单元440由以桥式二极管形式互相连接的四个二极管(D1至D4)构成,但是整流器单元440还可以以这样的方式包括第五二极管:当DC电流的施加被中断时残留电流可快速流回到输出单元420。第五二极管的连接和位置与图8中的第五二极管的连接和位置相同,这样,为了便于描述,将省略对其的详细描述。
此外,将恒定极性的DC电流输出到输出单元420而不管施加到DC电器电源电路300的DC电流如何的效果,以及在防止电弧问题的同时防止DC电器插头400的冲流的其它效果与上述描述的效果相同,这样,为了便于描述,将省略对其的详细描述。
图11示出根据本公开的实施例的安装在插头中的电源电路。
参照图11,插头500包括插头外壳510、在插头外壳510的一侧形成的一对通孔、以及在通孔安装并在外部突出的一对连接器520。
在插头500中布置根据本公开的实施例的DC电器电路电源电路100。
更具体地,插头的正输入端子520连接到DC电器电源电路100的输入单元110的第一端子T1和第二端子T2中的每个。
如果插头500的正输入端子520***插座,则外部DC电流被施加到插头500的正输入端子520。DC电流通过DC电器电源电路100的输入单元110被输入到DC电器电源电路100。
另外,DC电器电源电路100的输出单元120的第三端子T3和第四端子T4连接到插头500的输出端,插头500的输出端连接到电子装置,从而DC电流可被施加到电子装置。
在图11示出的插头500的情况下,与正端子和负(-)端子彼此不同的传统DC插头不同,正输入端子520的形式和布置是相同的。根据本公开的实施例的DC电器电源电路100被设计为输出恒定极性的DC电流而不管输入的DC电流的极性。
同时,仅为了说明的目的公开插头500的DC电器电源电路100,应该注意在不脱离本的范围或精神的情况下,还可在插头中布置各种DC电器电源电路。
图12示出根据本公开的实施例的安装在电子装置中安装的电源电路。
参照图12,可在电子装置600的电源单元610中布置DC电器电源电路100。
包括DC电器电源单元100的电源单元610可连接到升压单元620和逆变器单元630。升压单元620包括用于切换DC电压的切换电路,并通过切换电路输出经升压的电压。逆变器单元630从升压单元620接收经升压的DC电压,响应于PWM控制信号切换接收的DC电压从而输出AC电能,并将AC电能施加到作为电负载的电机640。
另外,电源单元610可连接到分压单元650,分压单元650包括用于DC分压的电阻器,并根据上述电阻器将适当分压得的电压输出到电子装置的各种负载660。
在另一方面,仅为了说明的目的公开根据本公开的DC电器电源电路100,还可在电子装置的电源单元中布置上述的各种DC电器电源电路。
从以上描述中显示的是,根据本公开的实施例的上述用于DC电器的电源电路包括整流器单元和电容器单元,从而当DC电流的施加被中断时使用于DC电器的电源电路的残留电流能够流回到输出单元。结果,用于DC电器的电源电路防止电流泄漏到外部,并减小了输入单元和输出单元之间的电压差,从而防止可能在DC电流的施加被中断的特定时间产生的电弧。
电源电路还包括电感器单元,电感器单元在从DC电流的施加时间点开始的预定时间期间线性增大电流,从而防止冲流。
因此,可通过简单的电路配置来提高电子装置、插头和导电线的耐久性,并且用户可安全地使用DC电流。
另外,包含在电源电路中的整流器单元被实现为桥式二极管,从而可输出总是具有恒定极性的DC电流,而不管输入的DC电流的极性。结果,虽然不根据使用不同形状的阳极端子和阴极端子的物理处理来互相区分输入极性,但结果是使用更加方便。
虽然已示出并描述了本公开的一些实施例,但是本领域的技术人员将理解,在不脱离本公开的原理和精神的情况下,可在这些实施例中进行改变,本公开的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (15)
1.一种用于DC电器的电源电路,包括:
输入单元,包括第一端子和第二端子,从而接收DC电流;
输出单元,包括第三端子和第四端子,以输出由输入单元输入的DC电流;
连接单元,包括第一导电线和第二导电线,以将输入单元和输出单元互相连接;
整流器单元,包括连接在第一端子和第二端子之间并结合为桥式二极管形式的第一至第四二极管,从而以预定方向对输入的DC电流进行整流;
电感器单元,以这样的方式串连到整流器单元:输入的DC电流从DC电流突然改变的时间点开始逐渐增大;
电容器单元,串连到电感器单元,响应于通过电感器单元的电流而充有电压,并从DC电流被突然改变的特定时间点开始将充有的电压释放给输出单元。
2.如权利要求1所述的电源电路,其中,DC电流被突然改变的特定时间点是通过输入单元输入DC电流所处的时间点或DC输入的施加被中断所处的时间点。
3.如权利要求2所述的电源电路,其中,当DC电流输入被停止时,整流器单元使在用于DC电器的电源电路中存在的残留电流流回到输出单元,从而防止当电流泄漏到用于DC电器的电源电路的外部时产生的电弧现象。
4.如权利要求3所述的电源电路,其中,第一二极管的阳极端子和第三二极管的阴极端子之间的接触点连接到第一端子,第二二极管和第四二极管之间的接触点连接到第二端子。
5.如权利要求4所述的电源电路,其中,整流器单元还包括第五二极管,第五二极管连接在第一二极管的阴极端子和第二二极管的阴极端子的接触点与第三二极管的阳极端子和第四二极管的阳极端子的另一接触点之间。
6.如权利要求5所述的电源电路,其中,第五二极管的阴极端子连接到第一二极管的阴极端子和第二二极管的阴极端子的接触点,第五二极管的阳极端子连接到第三二极管的阳极端子和第四二极管的阳极端子的接触点。
7.如权利要求5所述的电源电路,其中,整流器单元通过输出单元输出恒定极性的DC电流,而不管输入的DC电流的极性。
8.如权利要求7所述的电源电路,其中,在整流器单元中,当负电被输入到第一端子、正电被输入到第二端子时,整流器单元的第一二极管和第四二极管截止,整流器单元的第二二极管和第三二极管导通。
9.如权利要求7所述的电源电路,其中,在整流器单元中,当正电被输入到第一端子、负电被输入到第二端子时,整流器单元的第一二极管和第四二极管导通,整流器单元的第二二极管和第三二极管截止。
10.如权利要求2所述的电源电路,其中,电容器单元减小了当DC电流输入被停止时输入单元的第一端子和第二端子的电压与输出单元的第三端子和第四端子的另一电压之间的差,从而防止电弧现象。
11.如权利要求10所述的电源电路,其中,电容器单元以这样的方式连接在第三端子和第四端子之间:当DC电流输入被停止时充有的电压被释放到输出单元。
12.如权利要求10所述的电源电路,其中,以这样的方式调整电容器单元的电容:在从DC电流输入被停止的特定时间开始的预定时间内,输入单元和输出单元之间的电压差维持在预定范围内。
13.如权利要求2所述的电源电路,其中,电感器单元防止当DC电流输入开始操作时用于DC电器的电源电路的电流快速增大,从而防止冲流的流动。
14.如权利要求2所述的电源电路,其中,以这样的方式调整电感器单元的电感:以适当的速度增大用于DC电器的电源电路的电流。
15.如权利要求1所述的电源电路,其中,用于DC电器的电源电路被安装在接收DC电流的插头或电子装置中。
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