防止电流反灌和输出电容放电的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及防止电流反灌和输出电容放电的装置，整流单元输出端与滤波单元相连，滤波单元输出正端接防反灌二极管和输出控制开关，输出控制开关接降压电路，防反灌二极管阴极接电压检测支路、开关和大容性负载，电压检测支路一端位于大容性负载前端，采样支路一端连接大容性负载后端，电压检测支路另一端和采样支路另一端接至控制电路单元，控制电路单元与开关和输出控制开关控制连接，开关另一端连接升压电路，升压电路和降压电路均连接高压储能电容，控制电路单元、滤波单元、升压电路、降压电路和高压储能电容接地。快速吸收并储存从负载电容倒灌回的能量，在需要充电时快速释放能量至输出电容，MCU同步控制主电路和储能电路通断状态。
【专利说明】防止电流反灌和输出电容放电的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及大电容负载电源快速开关机时输出电容能量回收装置，尤其涉及防止电流反灌和输出电容放电的装置。
【背景技术】
[0002]目前，直流电源会将市电转换为一个恒定或者变化的直流电压，并可以调整输出的电压值和电流限值给负载供电。为维持输出电压的稳定，一般会并联很多大容量的电解电容在输出端。在负载电流很小时，输出电容储存的能量需很长时间才能释放。如果需要快速开关电源以得到方波输出电压，则需要电源内部元器件消耗电容上的能量。一般情况下，电源的输出端还会接一个防反接二极管以阻止电流倒灌，这样则不能通过电源内部元器件消耗电容上的能量，结果是电容上电压不能释放，不能得到一个方波的输出，另外，很多设备还有关机放电时间的要求，这样的设计也不能满足这一要求。也有的设计采用死负载来消耗能量，这样不但损失的能量大，而且在电容大时效果很差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种防止电流反灌和输出电容放电的装置，在各种负载情况下都可以快速为电容放电，从而得到方波输出电压，同时消耗的能量最小，不增加产品的散热负担。
[0004]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
防止电流反灌和输出电容放电的装置，特点是:包括整流单元和滤波单元，整流单元的输出端与滤波单元相连，滤波单元的输出正端接防反灌二极管和输出控制开关，输出控制开关连接降压电路，防反灌二极管的阴极接电压检测支路、开关和大容性负载，电压检测支路的一端位于大容性负载的前端，采样支路的一端连接大容性负载的后端，电压检测支路的另一端和采样支路的另一端连接至控制电路单元，控制电路单元与开关和输出控制开关控制连接，开关的另一端连接升压电路，升压电路和降压电路均连接高压储能电容，控制电路单元、滤波单元、升压电路、降压电路和高压储能电容接地。
[0005]再进一步地，上述的防止电流反灌和输出电容放电的装置，所述控制电路单元为MCU控制单元。
[0006]本发明技术方案的实质性特点和进步主要体现在:
本发明可快速吸收并储存从负载电容倒灌回来的能量，在需要充电时快速释放能量至输出电容，MCU同步控制主电路和储能电路的通断状态。解决了较大容性负载产生的关机速度问题，既保护了电源自身的输出部分，又提供了快速开关的方波。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
图1:本发明的构造示意图。【具体实施方式】
[0008]如图1所示，防止电流反灌和输出电容放电的装置，包括整流单元I和滤波单元2，整流单元I的输出端与滤波单元2相连，滤波单元2的输出正端接防反灌二极管3和输出控制开关4，输出控制开关4连接降压电路5，防反灌二极管3的阴极接电压检测支路6、开关11和大容性负载9,电压检测支路6的一端位于大容性负载9的前端,米样支路7的一端连接大容性负载9的后端，电压检测支路6的另一端和采样支路7的另一端连接至控制电路单元8，控制电路单元8为MCU控制单元，控制电路单元8与开关11和输出控制开关4控制连接，开关11的另一端连接升压电路10，升压电路10和降压电路5均连接高压储能电容12，控制电路单元8、滤波单元2、升压电路10、降压电路5和高压储能电容12接地。
[0009]整流单元I将变压器输出的脉冲整流成正向的电压(或者是脉冲)；滤波单元2将整流后的电压滤成干净的直流电压；防反灌二极管3能够防止电流在外部储能设备(比如大容性负载9)电流快速反向流动并且不阻碍电流往外流动；当MCU发出信号关断电源输出，控制电路单元8打开开关11，关断输出控制开关4，输出电容能量传送至高压储能电容12储存。当MCU发出信号打开电源输出时，控制电路单元8打开输出控制开关4，关断开关11，储存在高压储能电容12的能量又通过防反灌二极管3送至输出，使能量循环利用。
[0010]外部大容性负载9在连接到充电电源时，防反灌二极管3会阻断瞬间过大的电流从外部负载流向内部滤波单元2的电容，由于防反灌二极管3的存在，当负载关机时，输出电容放电没有回路，会导致负载电压释放很慢，有时达数分钟之久，这样既影响设备的安全性，又不能提空频率较高的方波输出电压。为了解决这一问题，必须提供合适的通路给输出电容。开关11、升压电路10、高压储能电容12、降压电路5则应运而生，为输出提供出口。能量在需要关断输出时暂时储存在这个通道中，等再次开机时，输出到负载中。在保护电源滤波部分不受反灌电流侵害的同时，也提供了电容能量转移通路。
[0011]MCU的逻辑根据输出电压开关的频率而确定,在打开主电路为输出电容充电同时，打开输出控制开关4，关断开关11，将储存的能量释放到输出电容；在关闭主电路的同时，打开开关11，关断输出控制开关4，将输出电容上的能量转移至高压储能电容12，在这一过程中，输出电压迅速下降，所以升压电路的工作范围需要设置到较低输入电压，以便把输出电容上大部分能量转移。另外，升降压电路的控制电路始终保持工作状态，以缩短响应时间，尽快完成能量转换。
[0012]高压储能电容12上的电压精度不需要很高，只要保证能储存足够的能量并且电容本身不会被损坏，这样升压电路10和降压电路5不必使用昂贵的控制电路，只需保持最基本的电压变换功能即可。
[0013]本发明快速吸收并储存从负载电容倒灌回来的能量，在需要充电时快速释放能量至输出电容，MCU同步控制主电路和储能电路的通断状态。解决了较大容性负载产生的关机速度问题，既保护了电源自身的输出部分，又提供了快速开关的方波。
[0014]需要强调的是:以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.防止电流反灌和输出电容放电的装置，其特征在于:包括整流单元和滤波单元，整流单元的输出端与滤波单元相连，滤波单元的输出正端接防反灌二极管和输出控制开关，输出控制开关连接降压电路，防反灌二极管的阴极接电压检测支路、开关和大容性负载，电压检测支路的一端位于大容性负载的前端，采样支路的一端连接大容性负载的后端，电压检测支路的另一端和采样支路的另一端连接至控制电路单元，控制电路单元与开关和输出控制开关控制连接，开关的另一端连接升压电路，升压电路和降压电路均连接高压储能电容，控制电路单元、滤波单元、升压电路、降压电路和高压储能电容接地。
2.根据权利要求1所述的防止电流反灌和输出电容放电的装置，其特征在于:所述控制电路单元为MCU控制单元。
【文档编号】H02M1/34GK103683885SQ201310672507
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】周军, 王素得, 徐文君 申请人:安伏（苏州）电子有限公司