CN203086168U

CN203086168U - 直流电源输出防反灌电路

Info

Publication number: CN203086168U
Application number: CN 201220676155
Authority: CN
Inventors: 焦朋朋; 宾文武
Original assignee: SHIJIAZHUANG TONHE ELECTRONICS TECHNOLOGIES Co Ltd
Current assignee: SHIJIAZHUANG TONHE ELECTRONICS TECHNOLOGIES Co Ltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2022-12-11

Abstract

本实用新型提供一种直流电源输出防反灌电路，包括充电控制器、NPN型的三极管、光隔离器件、二极管、消磁二极管、以及用于短路该二极管的开关；其中所述充电控制器的第一开关控制信号管脚连接所述光隔离器件的阴极，且第二开关控制信号管脚连接所述光隔离器件的阳极；所述光隔离器件的集电极连接输入电压以及消磁二极管的阴极；所述第二开关控制信号管脚的发射极连接所述三极管的基极，所述三极管的集电极连接所述消磁二极管的阳极，且所述三极管的发射极接地。本实用新型在二极管充分导通后吸合开关导致二极管短路以消除通态损耗，而二极管截止或将要截止时断开该开关使得二极管的防止电流反灌功能得以利用。

Description

直流电源输出防反灌电路

技术领域

本实用新型涉及电路安全技术领域，特别是涉及一种直流电源输出防反灌电路。

背景技术

近年来利用直流充电机给蓄电池充电的应用越来越广泛。现有的直流充电机在给蓄电池充电时，其输出的正负母线需要同蓄电池连接。这样当蓄电池的电压高于直流充电机时，蓄电池会反向对充电机内部的电容进行充电，长时间容易造成充电机的失效。尤其是在直流充电机与蓄电池连接时，会导致蓄电池瞬间产生极大的电流或产生电弧，严重时可能导致发生火灾，因此需要在充电机的输出端增加防反灌电路以杜绝此类隐患。

传统的直流充电机防反灌电路的工作原理如图1所示，包括充电控制器IC1，该充电控制器IC1的管脚3、4都空置，通过电流采样管脚1、2来实现充电机的充电控制功能。其中如图1所示的，电流采样管脚1、2连接有电容C1、电流采样电阻R1、二极管D1、蓄电池BT1。如图1所示的，电容C1与电流采样电阻R1的一端相连，再与充电控制器IC1的管脚1相连，电流采样电阻R1的另一端与蓄电池BT1的负极相连，并与充电控制器IC1的管脚2相连，电容C1的另一端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与蓄电池BT1的正极相连。其中电容C1为充电机内部的输出电容，功能为储存充电机的充电能量，并滤除母线上的纹波电压。电流采样电阻R1为充电机内部的电流采样电阻，功能为采集充电机的输出电流。二极管D1为充电机内部的输出防反灌功率二极管，功能为防止蓄电池对充电机的反灌。

其工作时，当蓄电池电压高于充电机电压时，二极管D1截止，蓄电池不能反灌到充电机中，当蓄电池电压低于充电机电压时，二极管D1导通，充电机通过D1对蓄电池充电。但是当充电机通过D1对蓄电池的充电时，二极管D1存在体压降会有很大的功率损耗，直接影响充电机的散热和充电机的效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉且功率损耗小的直流电源输出防反灌电路。

为解决上述技术问题，本实用新的实施例提供一种直流电源输出防反灌电路，包括充电控制器IC1、NPN型的三极管Q、光隔离器件IC2、二极管D1、消磁二极管D2、以及用于短路该二极管D1的开关K1；其中所述

其中所述充电控制器IC1的第一电流采样管脚1通过电容C1连接二极管D1的阳极，且该二极管D1的阴极连接蓄电池BT1的正极；所述第一电流采样管脚1还通过电流采样电阻R1连接所述蓄电池BT1的负极；所述二极管D1并联有开关K1，所述开关K1具有用于控制开关开启/关闭的控制回路，所述控制回路与所述消磁二极管D2并联；

所述充电控制器IC1的第二电流采样管脚2连接所述蓄电池BT1的负极；

所述充电控制器IC1的第一开关控制信号管脚3连接所述光隔离器件IC2的阴极，且第二开关控制信号管脚4连接所述光隔离器件IC2的阳极；所述光隔离器件IC2的集电极c连接输入电压VCC以及消磁二极管D2的阴极；所述光隔离器件IC2的发射极e连接所述三极管Q的基极B，所述三极管Q的集电极C连接所述消磁二极管D2的阳极，且所述三极管Q的发射极E接地。

作为上述技术方案的优选，所述第二开关控制信号管脚4通过第二电阻R2连接所述光隔离器件IC2的阳极。

作为上述技术方案的优选，所述光隔离器件IC2的集电极C通过第三电阻R3连接输入电压VCC以及消磁二极管D2的阴极。

作为上述技术方案的优选，所述电容C1为直流充电机的输出电容。

作为上述技术方案的优选，所述电流采样电阻R1为直流充电机的电流采样电阻。

作为上述技术方案的优选，所述二极管D1为直流充电机的功率二极管。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述的方案通过简单检测充电机的电流，以使二极管D1充分导通后吸合开关K1以消除通态损耗。而当二极管D1截止或将要截止时则断开开关K1，使得二极管D1的防止电流反灌功能得以利用。这样既实现了防止电流反灌的功能，又能降低二极管D1的导通损耗，实现了高效率的防止直流充电机电流反灌的功能。

附图说明

图1为现有的直流电源输出防反灌电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的直流电源输出防反灌电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型实施例提出了一种直流电源输出防反灌电路，其工作原理为：充电控制器IC1的第一电流采样管脚1和第二电流采样管脚2采集直流充电机的充电电流，并根据充电电流依靠第一开关控制信号管脚3和第二开关控制信号管脚4通过光隔离器件IC2和三极管Q来控制开关K1的开启/关闭。

本实用新型实施例的直流电源输出防反灌电路，其结构如图2所示的，包括充电控制器IC1、NPN型的三极管Q、光隔离器件IC2、二极管D1、消磁二极管D2、以及用于短路该二极管D1的开关K1。其中所述充电控制器IC1的第一电流采样管脚1通过电容C1连接二极管D1的阳极相连，且该二极管D1的阴极连接蓄电池BT1的正极；所述第一电流采样管脚1还通过电流采样电阻R1连接所述蓄电池BT1的负极；所述二极管D1并联有开关K1，所述开关K1具有用于控制开关开启/关闭的控制回路，所述控制回路与所述消磁二极管D2并联。所述充电控制器IC1的第二电流采样管脚2连接所述蓄电池BT1的负极。所述充电控制器IC1的第一开关控制信号管脚3连接所述光隔离器件IC2的阴极，且第二开关控制信号管脚4连接所述光隔离器件IC2的阳极；所述光隔离器件IC2的集电极c连接输入电压VCC以及消磁二极管D2的阴极；所述光隔离器件IC2的发射极e连接所述三极管Q的基极B，所述三极管Q的集电极C连接所述消磁二极管D2的阳极，且所述三极管Q的发射极E接地。如图2所示的，所述第二开关控制信号管脚4通过第二电阻R2连接所述光隔离器件IC2的阳极。如图2所示的，所述光隔离器件IC2的集电极C通过第三电阻R3连接输入电压VCC以及消磁二极管D2的阴极。其中，所述电容C1为直流充电机的输出电容；所述电流采样电阻R1为直流充电机的电流采样电阻；所述二极管D1为直流充电机的功率二极管。

本实用新型实施例的直流电源输出防反灌电路工作原理为：

其详细原理为，当充电机采集到该电流大于设定的机械开关通断电流时（也可以延时一段时间），在充电控制器IC1的第二开关控制信号管脚4输出一个高电平，第一开关控制信号管脚3输出一个低电平，从而通过第二电阻R2使光隔离组件IC2导通。此时光隔离组件IC2的集电极C和发射极E呈现短路态，输入电压VCC通过第三电阻R3和光隔离组件IC2的CE结使三极管Q的基极B与发射极E结导通。三极管Q的CE结进入饱和区，呈现短路态。输入电压VCC通过三极管Q1的CE结驱动开关K1的控制回路，从而使开关K1吸合，将二极管D1短路。

当充电机采集到该电流小于设定的机械开关通断电流时（同样的，也可以延时一段时间），在充电控制器IC1的第二开关控制信号管脚4输出一个低电平，第一开关控制信号管脚3输出一个高电平，从而通过第二电阻R2使光隔离组件IC2关断。此时光隔离组件IC2的集电极C和发射极E呈现开路态，输入电压VCC通过第三电阻R3和光隔离组件IC2的CE结使三极管Q的基极B与发射极E结断开。三极管Q的CE结进入截止区，呈现开路态。此时开关K1的控制回路断路，开关K1断开。

当直流充电机通过二极管D1对蓄电池的充电时，由于二极管D1的体压降导致很大的功率损耗，直接影响充电机的散热和充电机的效率。本实用新型中的电路通过简单的控制思想检测充电机的电流，使得二极管D1充分导通后吸合开关K1导致二极管D1短路以消除通态损耗。而当D1截止或将要截止时断开该开关K1，使得二极管D1的防止电流反灌功能得以利用。这样既可以实现了防止电流反灌的功能，又能够避免工作时电流经过二极管D1导致的功率损耗。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.直流电源输出防反灌电路，其特征在于，包括充电控制器（IC1）、NPN型的三极管（Q）、光隔离器件（IC2）、二极管（D1）、消磁二极管（D2）、以及用于短路该二极管（D1）的开关（K1）；

其中所述充电控制器（IC1）的第一电流采样管脚（1）通过电容（C1）连接二极管（D1）的阳极，且该二极管（D1）的阴极连接蓄电池（BT1）的正极；所述第一电流采样管脚（1）还通过电流采样电阻（R1）连接所述蓄电池（BT1）的负极；所述二极管（D1）并联有开关（K1），所述开关（K1）具有用于控制开关开启/关闭的控制回路，所述控制回路与所述消磁二极管（D2）并联；

所述充电控制器（IC1）的第二电流采样管脚（2）连接所述蓄电池（BT1）的负极；

所述充电控制器（IC1）的第一开关控制信号管脚（3）连接所述光隔离器件（IC2）的阴极，且第二开关控制信号管脚（4）连接所述光隔离器件（IC2）的阳极；

所述光隔离器件（IC2）的集电极（c）连接输入电压（VCC）以及消磁二极管（D2）的阴极；所述光隔离器件（IC2）的发射极（e）连接所述三极管（Q）的基极（B），所述三极管（Q）的集电极（C）连接所述消磁二极管（D2）的阳极，且所述三极管（Q）的发射极（E）接地。

2.根据权利要求1所述的直流电源输出防反灌电路，其特征在于，所述第二开关控制信号管脚（4）通过第二电阻（R2）连接所述光隔离器件（IC2）的阳极。

3.根据权利要求2所述的直流电源输出防反灌电路，其特征在于，所述光隔离器件（IC2）的集电极（c）通过第三电阻（R3）连接输入电压（VCC）以及消磁二极管（D2）的阴极。

4.根据权利要求3所述的直流电源输出防反灌电路，其特征在于，所述电容（C1）为直流充电机的输出电容。

5.根据权利要求4所述的直流电源输出防反灌电路，其特征在于，所述电流采样电阻（R1）为直流充电机的电流采样电阻。

6.根据权利要求5所述的直流电源输出防反灌电路，其特征在于，所述二极管（D1）为直流充电机的功率二极管。