变电站二次设备直流电源及其控制电路的制作方法

本实用新型涉及变电站设备的保护装置领域,用于保护变电站二次设备，具体地说是一种变电站二次设备直流电源及其控制电路。

背景技术：

变电站二次设备供电电压长时间的变化会导致设备、导线慢慢受损，而导线断裂会形成电弧电压，损害设备。尤其是变电站种的蓄电池等设备。

因此提供一种能够稳定二次设备供电电压、电流的设备成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型旨在提供一种变电站二次设备直流电源及其控制电路。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种变电站二次设备直流电源及其控制电路，它包括直流电源电路和控制电路；

所述直流电源电路包括第一电容、第二电容、功率器件集成模块和电感；

所述第一电容是电解电容，其正极与所述功率器件集成模块的正输入端连接，作为直流电源电路的正输入端，负极与功率器件集成模块的负输入端连接作为直流电源电路的公共端；

所述功率器件集成模块内部集成有功率管、驱动单元和控制单元；

所述功率器件集成模块的输出端连接电感的一端，电感的另一端作为直流电源电路的正输出端；

所述直流电源电路的正输出端和公共端之间并接有第二电容和负载电路；

所述控制电路包括第一电阻～第五电阻、第一差分放大器、第二差分放大器、第三电容、第一二极管～第三二极管；

所述第一电阻接在电感与直流电源电路的正输出端之间，第二电阻、第三电阻串接于直流电源电路的正输出端和公共端之间；

所述第二差分放大器的正负输入端分别接直流电源电路的正输出端和公共端，输出端通过第二二极管和第三二极管连接第一差分放大器的正输入端，第二二极管的阴极连接第一差分放大器的输入端、阳极连接第三二极管的阳极，第三二极管的阴极连接第二差分放大器的输出端；

所述第一差分放大器的正输入端通过第四电阻连接内部基准电压，其负输入端连接第二电阻和第三电阻的连接端，第一差分放大器的输出端通过第五电阻串接第三电容后连接其负输入端，且第一差分放大器的输出端连接直流电源电路中功率器件集成模块的第一开关脚位、通过第一二极管连接直流电源电路中功率器件集成模块的第二开关脚位，其中第一二极管的阳极连接第一差分放大器的输出端。

作为限定：所述第二二极管是额定电压为10V的齐纳二极管。

本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

（1）本实用新型通过直流电源电路稳定输出；

（2）通过控制电路抑制负载电路端导线突然断裂产生的电弧电压，提高负载电路的可靠性以及使用寿命；

（3）本实用新型的直流电源电路采用功率器件集成模块，其内部寄生参数较小，减小对器件的损害，提高电源的运行可靠性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例中的直流电源电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图中：Q、功率器件集成模块，V、负载电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种变电站二次设备直流电源及其控制电路，如图1与图2所示，它包括直流电源电路和控制电路。其中：

直流电源电路如图1所示，包括第一电容C1、第二电容C2、功率器件集成模块Q（图1和图2中只给出其内部部分结构）和电感L1；

第一电容C1是电解电容，其正极与所述功率器件集成模块Q的正输入端连接，作为直流电源电路的正输入端，负极与功率器件集成模块Q的负输入端连接作为直流电源电路的公共端；

功率器件集成模块Q内部集成有功率管、驱动单元和控制单元；

功率器件集成模块Q的输出端连接电感L1的一端，电感L1的另一端作为直流电源电路的正输出端；

所述直流电源电路的正输出端和公共端之间并接有第二电容C2和负载电路V。

如图2所示，控制电路包括第一～第五电阻R1～R5、第一差分放大器X1、第二差分放大器X2、第三电容C3、第一～第三二极管D1～D3；

第一电阻R1接在电感L1与直流电源电路的正输出端之间，第二电阻R2和第三电阻R3串接于直流电源电路的正输出端和公共端之间；

第二差分放大器X2的正负输入端分别接直流电源电路的正输出端和公共端，输出端通过第二二极管D2和第三二极管D3连接第一差分放大器X1的正输入端，第二二极管D2的阴极连接第一差分放大器X1的正输入端、阳极连接第三二极管D3的阳极，第三二极管D3的阴极连接第二差分放大器X2的输出端；

第一差分放大器X1的正输入端通过第四电阻R4连接内部基准电压REF，第一差分放大器X1的负输入端连接第二电阻R2和第三电阻R3的连接端，第一差分放大器X1的输出端通过第五电阻R5串接第三电容C3后连接其负输入端，且第一差分放大器X1的输出端直接连接直流电源电路中功率器件集成模块Q的第一开关脚位、并通过第一二极管D1连接电源电路中功率器件集成模块Q的第二开关脚位，其中第一二极管D1的阳极连接第一差分放大器X1的输出端。

作为优化：第二二极管D2是额定电压为10V的齐纳二极管。

下面简单说明本实施例的工作原理，负载电路V以蓄电池为例，假设蓄电池是一个电压在120V的放电电压与180V的充电电压之间变化的电池组，如图2所示控制电路包括180V的内部参考电压REF和第一差分放大器X1生成控制电路的开关模式电源的PWM信号，其中传感部分是第二电阻R2（起分压作用）、第三电阻R3（起分压作用）以及第二差分放大器X2。第一差分放大器X1的正输入端与180V参考电压REF连接，并且通过定额电压10V的齐纳二极管D2与第二差分放大器X2的输出端相连，因此第一差分放大器X1的正输入是180V的最大电压加上用作分压的第三电阻R3（第四电阻R4起限流电阻作用，第三电阻R3起分压电阻作用）检测到10V电压，充电电压不会超过负载电路电压10V，如果直流电源电路的正输出端和负载电路之间有导线断裂，瞬间会产生电弧，控制电路的第二差分放大器X2的输出电压会提高，即第一差分放大器X1的正输入电压会提高，这时候第一差分放大器X1就会调节输出来调节功率器件集成模块Q的开关脚的开通或是关闭，从而可以抑制电弧电压，不会超过负载电路V的额定电压。

如果电压波动发生在直流电源电路的输入端，直流电源电路通过功率器件集成模块Q内部集成的驱动单元和控制单元就可以将输出电压稳定。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。但凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护的范围之内。