CN109245748A - 一种断电自启动电路 - Google Patents

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张玉斌
王�忠
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Abstract

本发明涉及一种断电自启动的电路，包括与输入侧电源连接的充放电控制电路、储能电路和与输出侧负载连接的放电开关，充放电控制电路包括第一二极管和第二二极管，储能电路包括超级电容，放电开关包括第一三极管和下拉电阻；本发明既可实现对用电设备的无线充电又能够在充电后实现自启动。本发明电路简单，无附加驱动电路，用较少的元器件实现了电路自启动。电路器件少，电路不需要额外消耗能量，便于实现集成化生产，具有广泛的应用价值。

Description

一种断电自启动电路
技术领域
本发明涉及一种驱动电路，具体涉及一种可对用电设备进行无线充电且可断电自启动的电路。
背景技术
目前，一些用电设备在电力不足时需要停止运行连接电源线进行充电，充满电后需要手动控制继续运行，使用极其不便。为了解决上述问题，将无线充电技术与现场需要相结合，发挥无线充电无需线路连接的趋势，实现充电完成后装置的自动运行。故设计了断电自启动电路，然而现有的断电自启动电路实现过于复杂，需要借助其他驱动电路或附加电路，不适用于一些对体积和成本有要求的电路中，且现有实现方法过于复杂，导致高成本，均限制了现有断电自启动电路的应用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可对用电设备进行无线充电且断电自启动的电路，以解决现有电路实现方法复杂，体积大和成本高等问题。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：一种断电自启动电路，包括充放电控制电路、储能电路和放电开关，充放电控制电路与输入侧电源连接，放电开关与输出侧负载连接；充放电控制电路包括第一二极管和第二二极管，储能电路包括超级电容，放电开关包括第一三极管和下拉电阻；第一二极管和第二二极管的阳极接至输入侧电源正极，第一二极管的阴极接至第一三极管的发射极，第二二极管的阴极接至第一三极管的基极且第一三极管的基极经下拉电阻接至输入侧电源负极，输出侧负载接至第一三极管的集电极与输入侧电源负极之间，超级电容接于第一三极管的发射极与输入侧电源负极之间。
输入侧电源、充放电控制电路、储能电路、放电开关和输出侧负载共同组成一个可以实现断电自启的***。断电自启动电路各部分由导线连接，无需驱动电路，用较少的元器件实现了电路自启动功能，且便于集成化生产。
该电路利用二极管的单向导电性，输入侧电源接入时，通过第一二极管向超级电容充电，同时由第二二极管控制放电开关处于关断状态；输入侧电源断开时，第一二极管和第二二极管工作于截止状态，放电开关导通，能量由储能电路传递到输出负载侧。
储能电路选用超级电容，主要利用其快速充放电及容量大的特性。
放电开关选用三级管和下拉电阻，主要利用其导通压降低和低电压导通特性。
优选的，充放电控制电路还包括与第一二极管并联的至少一个二极管，放电开关还包括与第一三极管并联的至少一个三极管，即第一三极管的基极、发射极、集电极分别与其他三极管的基极、发射极、集电极连接。
充电时，二极管有管压降，并且限制了充电电流，所以采用导通管压降小的锗二级管，采用多管并联的形式，可以提高超级电容的最大电压和提高充电速度，同时，可减小电路损耗，改善***效率。
放电开关由PNP型三极管和下拉电阻组成，可以是单个PNP型三极管，也可以是多个PNP型三极管的并联组合开关，利用三极管饱和导通压降低的特性，减小***损耗。多管并联的低导通压降的三极管组合，可以减少放电时器件压降和增大放电电流，减小器件损耗，增大输出功率。
优选的，所述的下拉电阻并联有第一电容。在下拉电阻旁并联一个电容，加快三极管导通速度。
优选的，第一三极管及与第一三极管并联的三极管均为PNP型三极管。
优选的，第一二极管、第二二极管及与第一二极管并联的二极管均采用型号为IN5817G的二极管。
优选的，第一三极管及与第一三极管并联的三极管均采用型号为BC807的三极管。
有益效果：本发明既可实现对用电设备的无线充电又能够在充电后实现自启动。本发明电路简单，无附加驱动电路，用较少的元器件实现了电路自启动。电路器件少，电路不需要额外消耗能量，便于实现集成化生产，具有广泛的应用价值。
附图说明
图1为实施例1电路原理图；
图2为实施例2电路原理图。
具体实施方式
实施例一
一种断电自启动电路，包括充放电控制电路1、储能电路2和放电开关3，充放电控制电路1与输入侧电源连接，放电开关3与输出侧负载连接；充放电控制电路1包括第一二极管D1和第二二极管D2，第一二极管D1、第二二极管D2均采用锗二级管；储能电路2包括超级电容C，放电开关3包括第一三极管Q1和下拉电阻R，第一三极管Q1为PNP型三级管；第一二极管D1和第二二极管D2的阳极接至输入侧电源正极，第一二极管D1的阴极接至第一三极管Q1的发射极，第二二极管D2的阴极接至第一三极管Q1的基极且第一三极管Q1的基极经下拉电阻R接至输入侧电源负极，输出侧负载接至第一三极管Q1的集电极与输入侧电源负极之间，超级电容C接于第一三极管Q1的发射极与输入侧电源负极之间。
工作原理：当输入侧电源输入时，利用二极管的单向导电性，输入侧电源经第一二极管D1给储能电路的超级电容C充电，同时由于第二二极管D2的钳位作用，放电开关关断，输出侧负载与储能电路断开，能量只能从输入侧电源传递到储能电路；当输入侧电源断开时，由于放电开关中，PNP三极管Q1基极连接的下拉电阻R作用，放电开关导通，由于第一二极管D1和第二二极管D2的单向导电特性，能量只能经放电开关传递到输出侧负载，由此实现了断电自启动功能。
实施例二
一种断电自启动电路，包括充放电控制电路1、储能电路2和放电开关3，充放电控制电路1与输入侧电源连接，放电开关3与输出侧负载连接；充放电控制电路1包括第一二极管D1、第二二极管D2和与第一二极管D1并联的二极管D3-DN，第一二极管D1、第二二极管D2和二极管D3-DN均采用锗二级管；储能电路2包括超级电容C，放电开关3包括第一三极管Q1、下拉电阻R、第一电容C1以及与第一三极管Q1并联的三极管Q2-QN，即第一三极管的基极、发射极、集电极分别与三极管Q2-QN的基极、发射极、集电极连接。第一三极管Q1和三极管Q2-QN均为PNP型锗三极管；第一二极管D1、第二二极管D2的阳极接至输入侧电源正极，第一二极管D1的阴极接至第一三极管Q1的发射极，第二二极管D2的阴极接至第一三极管Q1的基极且第一三极管Q1的基极经下拉电阻R接至输入侧电源负极，下拉电阻R与第一电容C1并联。输出侧负载接至第一三极管Q1的集电极与输入侧电源负极之间，超级电容C接于第一三极管Q1的发射极与输入侧电源负极之间。
实施例二与实施例一工作原理相同，增加与第一二极管D1并联的二极管D3-DN，采用多管并联的形式，可以提高超级电容的最大电压和提高***充电速度，同时，可减小电路损耗，改善***效率。采用导通压降低的三极管并采用多管并联，增加与第一三极管Q1并联的三极管Q2-QN，可以减少放电开关压降和增大放电电流，减小开关损耗，增大输出功率。另外在下拉电阻R旁并联第一电容C1，加快三极管导通速度。

Claims (5)

1.一种断电自启动电路，其特征在于：包括充放电控制电路(1)、储能电路(2)和放电开关(3)，充放电控制电路(1)与输入侧电源连接，放电开关(3)与输出侧负载连接；充放电控制电路(1)包括第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，储能电路(2)包括超级电容(C)，放电开关(3)包括第一三极管(Q1)和下拉电阻(R)；第一二极管(D1)和第二二极管(D2)的阳极接至输入侧电源正极，第一二极管(D1)的阴极接至第一三极管(Q1)的发射极，第二二极管(D2)的阴极接至第一三极管(Q1)的基极且第一三极管(Q1)的基极经下拉电阻(R)接至输入侧电源负极，输出侧负载接至第一三极管(Q1)的集电极与输入侧电源负极之间，超级电容(C)接于第一三极管(Q1)的发射极与输入侧电源负极之间。
2.根据权利要求1所述的断电自启动电路，其特征在于：充放电控制电路(1)还包括与第一二极管(D1)并联的至少一个二极管，放电开关(3)还包括与第一三极管(Q1)并联的至少一个三极管。
3.根据权利要求2所述的断电自启动电路，其特征在于：所述的第一二极管(D1)、第二二极管(D2)及与第一二极管(D1)并联的二极管均采用锗二级管。
4.根据权利要求1所述的断电自启动电路，其特征在于：所述的下拉电阻(R)并联有第一电容(C1)。
5.根据权利要求2所述的断电自启动电路，其特征在于：第一三极管(Q1)及与第一三极管(Q1)并联的三极管均为PNP型三极管。
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