专利名称：粗纱机后备电源控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制电路，具体涉及一种后备电源的控制电路。
背景技术：
目前，所应用的粗纱机系统中，为了便于多电机速度的调控和相对机构运转稳定， 往往配套有变频电源，也称变频器。粗纱的质量与变频器的作用和正常工作关系极大。实际应用时，一个粗纱机组由多台粗纱机组成，由一台计算机实现群控，每台粗纱机单独配套变频器，以实现和保证粗纱机主机稳定转速和各传动机构之间的严格配合，用以保证粗纱的纺织质量。然而在机组工作期间会遇见供电总电源或各粗纱机分电源的突然中断，变频器所控的电机会产生不受控自由停转，从而造成某个甚至全部机组粗纱机无法执行计算机发出的紧急停车指令。该指令下达后的执行过程中各机构中原有严格的停车次序被打乱， 从而造成粗纱机全台面断纱或打卷，使恢复供电后很难马上恢复工作状态，造成质量事故。基于上述情况，有人做了一些改进，增设了一个粗纱机断电紧急补充电源，它的工作原理如下由备用直流电瓶和与直流电瓶相连的输入、输出开关电路组成，电瓶的输入与输出开关电路是受控开关电路，控制电路由以中央处理器为核心的微处理单元、与该单元输入接口相连的粗纱机断电状态传感器和与该单元输出接口相连的开关触发电路组成，电瓶的输出端通过开关接到粗纱机变频控制器的直流电源外部端子上；直流电瓶输出端是通过双向二极管和受控继电器接在粗纱机组变频器外部直流电源端子的公共母线上，受控继电器串联在电瓶迥路中或串联在电瓶供电支路之中；粗纱机断电状态传感器为感应线圈式的断相，断电保护继电器，设定在粗纱机组的主供电线路或各独立运行的粗纱机供电线支路或两处均设置，所采集的状态信号，经模数转换器变为数字信号，再送至微处理单元的输入端口 ；微处理单元的结构中，有中央处理器，其外围芯片为设在状态传感器和串行接口之间的模数转换器设在输出端口和开关电路之间的数模转换器，和与暂存器相连并存有判断与过程控制软件的存贮器，微处理单元配有独立供电的不停电电源。但是，使用效果也不是很好，而且成本较高。
发明内容
发明目的本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种使用效果好，成本较低，能解决粗纱机控制器在电网掉电时执行掉电保护期间所需电源维持供电问题的后备电源控制电路。技术方案为了解决上述技术问题，本发明所述的粗纱机后备电源控制电路，它包括超级电容预充电电路和两个以上串联的超级电容均压保护电路组成；所述超级电容预充电电路包括电阻Rl、R2，电容Cl和功率MOS管Ql，所述电阻Rl和电容Cl构成RC充电电路；所述超级电容均压保护电路包括超级电容C2，电阻R3、R4，精密稳压管Dl和功率三极管Q2，所述电阻R3、R4，精密稳压管Dl和功率三极管Q2构成均压保护电路，对所述超级电容C2提供均压保护。
在所述超级电容预充电电路中，所述功率MOS管Ql的栅极和漏极之间通过电阻R2 连接，在所述功率MOS管Ql的栅极和源极之间通过电容Cl连接，所述功率MOS管Ql的源极通过电阻Rl接地连接。在所述超级电容均压保护电路中，所述功率三极管Q2的发射极和集电极之间通过电阻R4与超级电容C2形成回路，在所述超级电容C2 —端通过电阻R3和精密稳压管Dl 与另一端连接，所述功率三极管Q2的基极连接在所述电阻R3和精密稳压管Dl中间。所述精密稳压管Dl的参考输入端连接在超级电容C2 —端。本发明所述超级电容预充电电路包括外围RC电路和MOS管，利用外围RC电路控制MOS管的打开时间和程度对超级电容做小电流的充电，防止外部输入电源出现过流保护；所述超级电容均压保护电路用于超级电容串联应用时，保护因单个超级电容的性能特性差异而出现过压损坏，超级电容均压保护电路包括一个大电流稳压电路。本发明进一步改进是利用其他时延电路代替RC电路控制MOS管的打开，使超级电容预充控制更加符合不同的应用场合。有益效果本发明与现有技术相比，其显著优点是本发明通过利用超级电容的大电量储能、高放电能力的特性，减化了后备电源的设计，降低了电路成本，提高了后备电源的可靠性，解决了粗纱机控制器在电网掉电时执行掉电保护期间所需电源维持供电问题。
图1是本发明中超级电容预充电电路的电路图；图2是本发明中超级电容均压保护电路的电路图；图3是本发明的实施电路图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图1、图2和图3所示，本发明所述的粗纱机后备电源控制电路，它包括超级电容预充电电路和两个以上串联的超级电容均压保护电路组成；所述超级电容预充电电路包括电阻Rl、R2，电容Cl和功率MOS管Ql，所述电阻Rl和电容Cl构成RC充电电路；所述超级电容均压保护电路包括超级电容C2，电阻R3、R4，精密稳压管Dl和功率三极管Q2，所述电阻R3、R4，精密稳压管Dl和功率三极管Q2构成均压保护电路，对所述超级电容C2提供均压保护；在所述超级电容预充电电路中，所述功率MOS管Ql的栅极和漏极之间通过电阻R2 连接，在所述功率MOS管Ql的栅极和源极之间通过电容Cl连接，所述功率MOS管Ql的源极通过电阻Rl接地连接；在所述超级电容均压保护电路中，所述功率三极管Q2的发射极和集电极之间通过电阻R4与超级电容C2形成回路，在所述超级电容C2 —端通过电阻R3和精密稳压管Dl与另一端连接，所述功率三极管Q2的基极连接在所述电阻R3和精密稳压管 Dl中间；所述精密稳压管Dl的参考输入端连接在超级电容C2—端。本发明利用超级电容的大电量储能、高放电能力的特性，通过预充电电路及均压保护电路，实现对超级电容的循环充放电，并在外部电源掉电时作为后备电源对粗纱机控制器供电，完成粗纱机的掉电保护动作。
电容预充电电路包括电阻Rl、R2，电容Cl和功率MOS管Ql，Rl和Cl构成RC充电电路，用于逐步打开MOS管对超级电容预充电，超级电容预充电时间可以通过调整Rl和 Cl的大小进行；R2用于提供超级电容预充电时的电流通路及限流，超级电容预充电完成后及放电时的主要通路由MOS管提供；电容预充电电路在超级电容上电时，MOS管关闭，超级电容经过R2充电，R2确定了初始充电的电流大小，随着Cl上充电电压的增大，MOS管逐渐打开，超级电容的主充电通路缓慢的变换到MOS管，减小了对外电源的冲击；在超级电容充电完成后，当外电源掉电时，由于Cl已充足电能，此时Cl维持MOS管完全打开，超级电容经过MOS管对粗纱机控制器供电，实现超级电容作为后备电源的需求。超级电容均压保护电路，Dl的一端为参考输入端，当超级电容C2两端电压低于Dl 的内部精密参考电压，Dl不工作，电容均压保护电路不工作，当Dl的参考输入端电压高于 Dl的内部精密参考电压时，Dl导通并打开Q2，形成大电流稳压电路，对超级电容C2放电， 使其两端电压稳压在限定范围内。本发明通过利用超级电容的大电量储能、高放电能力的特性，减化了后备电源的设计，降低了电路成本，提高了后备电源的可靠性，解决了粗纱机控制器在电网掉电时执行掉电保护期间所需电源维持供电问题。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.粗纱机后备电源控制电路，其特征在于它包括超级电容预充电电路和两个以上串联的超级电容均压保护电路组成；所述超级电容预充电电路包括电阻Rl、R2，电容Cl和功率MOS管Ql，所述电阻Rl和电容Cl构成RC充电电路；所述超级电容均压保护电路包括超级电容C2，电阻R3、R4，精密稳压管Dl和功率三极管Q2，所述电阻R3、R4，精密稳压管Dl和功率三极管Q2构成均压保护电路，对所述超级电容C2提供均压保护。
2.根据权利要求1所述的粗纱机后备电源控制电路，其特征在于在所述超级电容预充电电路中，所述功率MOS管Ql的栅极和漏极之间通过电阻R2连接，在所述功率MOS管Ql 的栅极和源极之间通过电容Cl连接，所述功率MOS管Ql的源极通过电阻Rl接地连接。
3.根据权利要求1所述的粗纱机后备电源控制电路，其特征在于在所述超级电容均压保护电路中，所述功率三极管Q2的发射极和集电极之间通过电阻R4与超级电容C2形成回路，在所述超级电容C2 —端通过电阻R3和精密稳压管Dl与另一端连接，所述功率三极管Q2的基极连接在所述电阻R3和精密稳压管Dl中间。
4.根据权利要求3所述的粗纱机后备电源控制电路，其特征在于所述精密稳压管Dl 的参考输入端连接在超级电容C2 —端。
全文摘要
本发明涉及一种粗纱机后备电源控制电路，它包括超级电容预充电电路和两个以上串联的超级电容均压保护电路组成；所述超级电容预充电电路包括电阻R1、R2，电容C1和功率MOS管Q1，所述电阻R1和电容C1构成RC充电电路；所述超级电容均压保护电路包括超级电容C2，电阻R3、R4，精密稳压管D1和功率三极管Q2，所述电阻R3、R4，精密稳压管D1和功率三极管Q2构成均压保护电路，对所述超级电容C2提供均压保护。本发明使用效果好，成本较低。
文档编号H02J9/00GK102570576SQ20121004327
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者匡莹, 徐高祝, 陆石 申请人:江苏中晖纺织机械有限公司, 陆石