CN107425599A - 用于电源补偿器的浪涌保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电源补偿器的浪涌保护电路，包括：开关模块，其正极端用于连接至电源补偿器，其负极端用于连接至负载的正极；充放电模块，其供电/放电端连接至开关模块与负载的连接节点；监控模块，其第一检测输入端连接至开关模块与电源补偿器的连接节点，以检测电源补偿器向负载输入的直供电电压值大小；监控模块的第二检测输入端连接至开关模块与负载的连接节点，以检测充放电模块为负载供电的放电电压值大小；监控模块的控制输出端连接至开关模块的控制端。该用于电源补偿器的浪涌保护电路解决了现有技术中无法在过压时保证负载正常使用的问题。

Description

用于电源补偿器的浪涌保护电路
技术领域
本发明涉及电源补偿器，具体涉及一种用于电源补偿器的浪涌保护电路。
背景技术
现有技术中，浪涌保护电路包括检测模块以及开关模块，电源补偿器通过开关模块连接至对负载，检测模块实时检测对负载的检测电压，开关模块当正常电压时接通电源补偿器与负载，当电压过大时检测模块命令开关模块断开电源补偿器与负载形成的支路，虽然所述浪涌保护电路实现正常时正常为负载供电且过压时停止负载过电，但是常常在使用时需要继续为负载供电，以使得负载能够在过压时仍然能够正常使用，而现有技术无法实现。
发明内容
本发明提供了一种用于电源补偿器的浪涌保护电路，解决了现有技术中无法在过压时保证负载正常使用的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种用于电源补偿器的浪涌保护电路，包括：
开关模块，其正极端用于连接至电源补偿器，其负极端用于连接至负载的正极；
充放电模块，其供电/放电端连接至开关模块与负载的连接节点；
监控模块，其第一检测输入端连接至开关模块与电源补偿器的连接节点，以检测电源补偿器向负载输入的直供电电压值大小；监控模块的第二检测输入端连接至开关模块与负载的连接节点，以检测充放电模块为负载供电的放电电压值大小；监控模块的控制输出端连接至开关模块的控制端，以根据检测到的直供电电压值大小以及放电电压值大小控制开关模块开闭电源补偿器为负载供电电路。
优选的是，充放电模块包括充放电电容，充放电电容的正极为充放电模块的供电/放电端，充放电电容的负极接地。
优选的是，开关模块包括P沟道MOS管，P沟道MOS管的栅极为开关模块的控制端，P沟道MOS管的源极为开关模块的正极端，P沟道MOS管的漏极为开关模块的负极端。
优选的是，监控模块包括检测单元和控制单元；
检测单元包括：第一电阻、第二电阻、第一开关三极管、第三电阻、第四电阻、稳压电容以及第五电阻，第一电阻一端为监控模块的第一检测输入端，第一电阻另一端连接至第二电阻一端，第二电阻另一端连接至第一开关三极管的集电极，第一开关三极管的发射极接地，第一开关三极管的基极通过第三电阻接地，第四电阻一端连接至第一开关三极管的基极，第四电阻另一端接地，稳压电容正极连接至第一开关三极管的基极，稳压电容负极接地，第五电阻一端连接至第一开关三极管的基极，第五电阻另一端为监控模块的第二检测输入端；
控制单元包括：第六电阻、第七电阻以及第二开关三极管，第六电阻一端连接至开关模块的正极端，第六电阻另一端连接至开关模块的控制端且与第七电阻一端相连，第七电阻另一端接地，第二开关三极管的发射极连接至开关模块的正极端，第二开关三极管的基极连接至第一电阻与第二电阻的连接节点，第二开关三极管的集电极为监控模块的控制输出端。
优选的是，开关模块还包括保护二极管，保护二极管的阳极连接至P沟道MOS管的栅极，保护二极管的阴极连接至P沟道MOS管的源极。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
在电源补偿器为负载提供正常工作电压时，开关模块闭合，负载在电源补偿器提供的电压下正常运作，同时电源补偿器也向充放电模块输入电压，对充放电模块进行充电，以备后续放电，此过程中监控模块实时检测电源补偿器提供出的直供电电压值大小；当监控模块检测到直供电电压值过大时(也即是出现浪涌情况)，监控模块控制开关模块断开，此时充放电模块随即向负载放电，以维持负载的正常工作，当然充放电模块的放电时间有限，浪涌持续时间也是有限的，故能一定程度上保持平衡，在放电过程中，监控模块也是实时检测充放电模块提供出的放电电压值的，当放电电压值过小时，监控模块就控制开关模块闭合，再次实现为负载供电和为充放电模块充电，再次恢复到正常为负载供电状态，监控模块实时检测，以等待下一次浪涌现象出现。
附图说明
图1为用于电源补偿器的浪涌保护电路的电路框图；
图2为用于电源补偿器的浪涌保护电路的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出了一种用于电源补偿器的浪涌保护电路，包括：
开关模块，其正极端用于连接至电源补偿器，其负极端用于连接至负载的正极；
充放电模块，其供电/放电端连接至开关模块与负载的连接节点；
监控模块，其第一检测输入端连接至开关模块与电源补偿器的连接节点，以检测电源补偿器向负载输入的直供电电压值大小；监控模块的第二检测输入端连接至开关模块与负载的连接节点，以检测充放电模块为负载供电的放电电压值大小；监控模块的控制输出端连接至开关模块的控制端，以根据检测到的直供电电压值大小以及放电电压值大小控制开关模块开闭电源补偿器为负载供电电路。
如图2所示，为了设计结构简单且使用方便的充放电模块，充放电模块包括充放电电容C1，充放电电容C1的正极为充放电模块的供电/放电端，充放电电容C1的负极接地。由于充放电电容C1的充放电功能稳定，因此能够保证充放电功能的正常运行且充放电电容C1的价格便宜，有利于节约成本。
如图2所示，开关模块包括P沟道MOS管Q1，P沟道MOS管Q1的栅极为开关模块的控制端，P沟道MOS管Q1的源极为开关模块的正极端VS，P沟道MOS管Q1的漏极为开关模块的负极端VIN。此负载使用情况为低功率情况，因此采用P沟道MOS管Q1，且需要源极连接电源补偿器提供的VCC电压，进一步需要采用采用P沟道MOS管Q1。
如图2所示，为了实现对直供电电压值以及放电电压值检测并根据检测控制开关模块的开闭，监控模块包括检测单元和控制单元；
检测单元包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关三极管Q1、第三电阻R3、第四电阻R4、稳压电容C2以及第五电阻R5，第一电阻R1一端为监控模块的第一检测输入端，第一电阻R1另一端连接至第二电阻R2一端，第二电阻R2另一端连接至第一开关三极管Q1的集电极，第一开关三极管Q1的发射极接地，第一开关三极管Q1的基极通过第三电阻R3接地，第四电阻R4一端连接至第一开关三极管Q1的基极，第四电阻R4另一端接地，稳压电容C2正极连接至第一开关三极管Q1的基极，稳压电容C2负极接地，第五电阻R5一端连接至第一开关三极管Q1的基极，第五电阻R5另一端为监控模块的第二检测输入端；
控制单元包括：第六电阻R6、第七电阻R7以及第二开关三极管Q3，第六电阻R6一端连接至开关模块的正极端VS，第六电阻R6另一端连接至开关模块的控制端且与第七电阻R7一端相连，第七电阻R7另一端接地，第二开关三极管Q3的发射极连接至开关模块的正极端VS，第二开关三极管Q3的基极连接至第一电阻R1与第二电阻R2的连接节点，第二开关三极管Q3的集电极为监控模块的控制输出端。
当直供电电压值正常时，由于第五电阻R5的阻值为100k欧、第三电阻R3的阻值为2k欧且第四电阻R4的阻值为10k欧，且第四电阻R4与第三电阻R3并联，故检测单元的第四电阻R4和第五电阻R5分压值小于第一开关三极管Q1基极导通电压，第一开关三极管Q1截止；而第二开关三极管Q3基极的电压值被第一电阻R1拉高，第二开关三极管Q3也截止；此时，由于第六电阻R6与第七电阻R7的分压作用，使得P沟道MOS管Q1栅极与源极之间电压差大于其导通需要的电压差值，故P沟道MOS管Q1导通，电源补偿器通过P沟道MOS管Q1对用电设备等负载正常供电。
当直供电电压值过压时，首先，对充放电电容C1进行充电，充放电电容C1正极电压上升，当电压升高到高于过压保护电压值时，第四电阻R4和第三电阻R3的分压值大于第一开关三极管Q1基极导通电压，第一开关三极管Q1导通；然后，由于第一开关三极管Q1的导通，使得第一电阻R1和第二电阻R2所在支路形成供电回路，第一电阻R1阻值为100k欧且第二电阻R2阻值为1.1k欧，第二电阻R2分压得到的电压值即为第二开关三极管Q3基极的电压值，降低了第二开关三极管Q3基极的电压值，使得第二开关三极管Q3导通，第二开关三极管Q3的接通，就使得P沟道MOS管Q1的栅极接入的电压值与其源极接入的电压值相等，P沟道MOS管Q1的栅极电压值与源极电压值之间基本无电压差，导致P沟道MOS管Q1截止断开电源，此时依靠充放电电容C1维持用电设备供电。当充放电电容C1电量放出端电压下降到正常范围内时，第三电阻R3和第四电阻R4分压值小于第一开关三极管Q1基极导通电压，第一开关三极管Q1截止，随即第二开关三极管Q3截止，P沟道MOS管Q1导通，恢复电源供电。电压再次向充放电电容C1充电，使得第一开关三极管Q1导通然后第二开关三极管Q3导通，P沟道MOS管Q1截止断开电源。如此反复，直到电压下降到正常电压值。
如图2所示，开关模块还包括保护二极管D1，保护二极管D1的阳极连接至P沟道MOS管Q1的栅极，保护二极管D1的阴极连接至P沟道MOS管Q1的源极。通过设置保护二极管D1，限制P沟道MOS管Q1源极到栅极的压差在一定范围内，避免因P沟道MOS管Q1源极到栅极的压差过大而造成P沟道MOS管Q1损坏，严惩P沟道MOS管Q1的使用寿命。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种用于电源补偿器的浪涌保护电路，其特征在于，包括：
开关模块，其正极端用于连接至电源补偿器，其负极端用于连接至负载的正极；
充放电模块，其供电/放电端连接至开关模块与负载的连接节点；
监控模块，其第一检测输入端连接至开关模块与电源补偿器的连接节点，以检测电源补偿器向负载输入的直供电电压值大小；监控模块的第二检测输入端连接至开关模块与负载的连接节点，以检测充放电模块为负载供电的放电电压值大小；监控模块的控制输出端连接至开关模块的控制端，以根据检测到的直供电电压值大小以及放电电压值大小控制开关模块开闭电源补偿器为负载供电电路。
2.根据权利要求1所述的用于电源补偿器的浪涌保护电路，其特征在于，充放电模块包括充放电电容，充放电电容的正极为充放电模块的供电/放电端，充放电电容的负极接地。
3.根据权利要求1或2所述的用于电源补偿器的浪涌保护电路，其特征在于，开关模块包括P沟道MOS管，P沟道MOS管的栅极为开关模块的控制端，P沟道MOS管的源极为开关模块的正极端，P沟道MOS管的漏极为开关模块的负极端。
4.根据权利要求3所述的用于电源补偿器的浪涌保护电路，其特征在于，监控模块包括检测单元和控制单元；
检测单元包括：第一电阻、第二电阻、第一开关三极管、第三电阻、第四电阻、稳压电容以及第五电阻，第一电阻一端为监控模块的第一检测输入端，第一电阻另一端连接至第二电阻一端，第二电阻另一端连接至第一开关三极管的集电极，第一开关三极管的发射极接地，第一开关三极管的基极通过第三电阻接地，第四电阻一端连接至第一开关三极管的基极，第四电阻另一端接地，稳压电容正极连接至第一开关三极管的基极，稳压电容负极接地，第五电阻一端连接至第一开关三极管的基极，第五电阻另一端为监控模块的第二检测输入端；
控制单元包括：第六电阻、第七电阻以及第二开关三极管，第六电阻一端连接至开关模块的正极端，第六电阻另一端连接至开关模块的控制端且与第七电阻一端相连，第七电阻另一端接地，第二开关三极管的发射极连接至开关模块的正极端，第二开关三极管的基极连接至第一电阻与第二电阻的连接节点，第二开关三极管的集电极为监控模块的控制输出端。
5.根据权利要求4所述的用于电源补偿器的浪涌保护电路，其特征在于，开关模块还包括保护二极管，保护二极管的阳极连接至P沟道MOS管的栅极，保护二极管的阴极连接至P沟道MOS管的源极。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024016943A1 (zh) * 2022-07-21 2024-01-25 宁波市思虎电子科技有限公司 一种基于不稳定电源的电极装置的倒极方法
CN117578699A (zh) * 2024-01-17 2024-02-20 江苏联康信息股份有限公司 一种基于两路电源的不断电切换负载供电***

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004011688A1 (de) * 2003-03-19 2004-09-30 Denso Corp., Kariya Bordinternes Stromversorgungssystem
CN101051751A (zh) * 2007-05-14 2007-10-10 上海艾帕电力电子有限公司 含有功率单元的有源电力滤波器及其控制方法
CN101075746A (zh) * 2006-05-17 2007-11-21 台达电子工业股份有限公司 低功耗的不间断供电***
CN202094693U (zh) * 2011-05-18 2011-12-28 杭州智群科技有限公司 带瞬时断电保护的机车供电装置
CN102355046A (zh) * 2011-09-09 2012-02-15 Tcl新技术（惠州）有限公司 电压检测和掉电保护装置及其实现方法
KR101282863B1 (ko) * 2013-05-03 2013-07-17 주식회사 오키 이중화 무정전 전원장치
CN203205942U (zh) * 2013-04-23 2013-09-18 贵州电网公司输电运行检修分公司 感应取能电源备用电池的充电控制结构
CN103384080A (zh) * 2012-05-03 2013-11-06 张立洁 交直流电源转换供电器
CN104143850A (zh) * 2014-08-20 2014-11-12 南京矽力杰半导体技术有限公司 电池充放电管理电路及其应用的电子设备
CN105375090A (zh) * 2015-12-09 2016-03-02 重庆大及电子科技有限公司 一种快速安装式滤波板
CN205355946U (zh) * 2016-02-18 2016-06-29 漳州科华技术有限责任公司 一种不间断电源
CN106711984A (zh) * 2016-12-23 2017-05-24 深圳市深波电子有限公司 一种防浪涌数显可调电源装置
CN106849342A (zh) * 2017-04-25 2017-06-13 深圳市中旭源科技有限公司 可编程双输入不间断开关电源
CN207283252U (zh) * 2017-09-13 2018-04-27 重庆大及电子科技有限公司 用于电源补偿器的浪涌保护电路

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004011688A1 (de) * 2003-03-19 2004-09-30 Denso Corp., Kariya Bordinternes Stromversorgungssystem
CN101075746A (zh) * 2006-05-17 2007-11-21 台达电子工业股份有限公司 低功耗的不间断供电***
CN101051751A (zh) * 2007-05-14 2007-10-10 上海艾帕电力电子有限公司 含有功率单元的有源电力滤波器及其控制方法
CN202094693U (zh) * 2011-05-18 2011-12-28 杭州智群科技有限公司 带瞬时断电保护的机车供电装置
CN102355046A (zh) * 2011-09-09 2012-02-15 Tcl新技术（惠州）有限公司 电压检测和掉电保护装置及其实现方法
CN103384080A (zh) * 2012-05-03 2013-11-06 张立洁 交直流电源转换供电器
CN203205942U (zh) * 2013-04-23 2013-09-18 贵州电网公司输电运行检修分公司 感应取能电源备用电池的充电控制结构
KR101282863B1 (ko) * 2013-05-03 2013-07-17 주식회사 오키 이중화 무정전 전원장치
CN104143850A (zh) * 2014-08-20 2014-11-12 南京矽力杰半导体技术有限公司 电池充放电管理电路及其应用的电子设备
CN105375090A (zh) * 2015-12-09 2016-03-02 重庆大及电子科技有限公司 一种快速安装式滤波板
CN205355946U (zh) * 2016-02-18 2016-06-29 漳州科华技术有限责任公司 一种不间断电源
CN106711984A (zh) * 2016-12-23 2017-05-24 深圳市深波电子有限公司 一种防浪涌数显可调电源装置
CN106849342A (zh) * 2017-04-25 2017-06-13 深圳市中旭源科技有限公司 可编程双输入不间断开关电源
CN207283252U (zh) * 2017-09-13 2018-04-27 重庆大及电子科技有限公司 用于电源补偿器的浪涌保护电路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024016943A1 (zh) * 2022-07-21 2024-01-25 宁波市思虎电子科技有限公司 一种基于不稳定电源的电极装置的倒极方法
CN117578699A (zh) * 2024-01-17 2024-02-20 江苏联康信息股份有限公司 一种基于两路电源的不断电切换负载供电***

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