一种基于可调直流稳压电源的动态电容放电器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电路装置，尤其是用于给可调直流稳压电源输出端电容器放电的电容放电器。
【背景技术】
[0002]众所周知，随着我国电子电力技术的不断发展，可调直流稳压电源已经被广泛应用于工业、农业、军事、医疗等各个领域。随其应用越来越广泛，对其提出的要求也越来越高，如大功率，小体积，高功率密度等，这就需要可调直流稳压电源有更高的转换效率，更小的功率损耗，在转换效率一定的情况下，降低输出端的功率损耗尤为重要。
[0003]当可调直流稳压电源输出端处于空载状态时，由于其输出端有较大容量的电容器，此时，如果从高输出电压向低输出电压快速调节，输出端电压将会因为输出端电容器的存在而不能迅速响应至预设值，这种状态有可能导致系统闭环紊乱，严重时会直接导致系统瘫痪，这种状态是坚决不允许发生的。所以，为避免这种状态发生，就必须对输出端电容器进行放电，以使输出端电压快速响应至电压预置值，以保证系统闭环稳定。现在普遍采用的方法是在输出端的电容器上并联一只功率电阻器，用这只功率电阻器对电容器进行放电，这种方法达到了对电容器放电的目的，但其有两个缺点:一是无论可调直流稳压电源输出端处于空载或是带载状态，这只功率电阻器始终并联在输出端电容器的两端并对电容器进行放电，这加大了输出端的功率损耗；二是功率电阻器的阻值是固定不变的，根据欧姆定律的推导公式P=U2/R可知，当输出电压调节越高，在电阻不变的情况下功率损耗越大。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于可调直流稳压电源的动态电容放电器。当可调直流稳压电源输出端带载工作时，放电器不工作。当可调直流稳压电源输出端空载工作时，放电器将在可调直流稳压电源的整个输出调节范围内以恒功率的方式对输出端电容器进行放电。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:放电器包括动态电流监测单元、控制单元和放电单元。动态电流监测单元主要由监测电阻器和信号放大器等组成，控制单元主要由比较器和积分缓冲网络等组成，放电单元由放电开关和恒功率控制电阻器组成。放电器并联在可调直流稳压电源的输出端电容器两端，当可调直流稳压电源输出端带载工作时，监测电阻器上有电流流过，随之产生相应的电压信号(根据公式U=IR)，该电压信号经信号放大器(同相比例运算放大器)处理后经隔离二极管送至控制单元比较器的反相输入端，比较器的同相端接基准电压，此时，比较器的反相输入端电压高于同相端的基准电压(基准电压可设置满足此条件)，比较器输出低电平，控制放电单元的放电开关关闭，从而保证了在可调直流稳压电源输出端带载工作时，无额外的功率损耗产生。当可调直流稳压电源输出端空载工作时，监测电阻器上无电流流过，信号放大器输出零电压信号，由于有隔离二极管的存在，信号放大器的输出相当于被隔离。此时，比较器的反相输入端电压低于同相端的基准电压，比较器输出高电平，控制放电单元的放电开关开通，对输出端电容器进行放电，恒功率控制电阻器上流过放电电流，随之产生相应的电压信号(根据公式U=IR)，该电压信号送至控制单元比较器的反相输入端，当该电压信号高于基准电压时，比较器输出低电平，控制放电单元的放电开关关闭，恒功率控制电阻器无电流流过，失去电压信号，此时，比较器的反相输入端电压再次低于同相端的基准电压，比较器输出高电平，至此完成一个循环过程。这个循环过程将由于积分缓冲网络的存在而稳定的闭环工作，并在可调直流稳压电源的整个输出调节范围内以恒功率的方式对输出端电容器放电，放电电流由基准电压和恒功率控制电阻器共同决定，改变两者之间的任意一个参数都可以控制放电电流的大小，从而可灵活的设置放电功率。
[0006]有益效果是:
[0007]在可调直流稳压电源输出端带载工作时，放电器的放电开关关闭，保证了输出端无额外的功率损耗产生，提高了输出端的使用效率；在可调直流稳压电源输出端空载工作时，放电器将在可调直流稳压电源的整个输出调节范围内以恒功率的方式对输出端电容器进行放电，在保证系统闭环稳定的同时，大大降低了在使用功率电阻器放电时产生的功率损耗。
【附图说明】
[0008]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0009]图1是可调直流稳压电源功率电路原理简图。
[0010]图2是本实用新型电路原理框图。
[0011]图3是本实用新型电路原理图。
【具体实施方式】
[0012]图1所示为可调直流稳压电源功率电路原理简图。控制电路未给出，其工作原理为:输入端电压经输入电容器Cin滤波后送至全桥电路(由Q1~Q4组成)，控制电路通过PWM控制信号来控制Q1~Q4的开通和关闭，以调节输出电压值，并将电能通过隔离功率电压器T传送至输出端，经由D1~D4组成的全桥整流、电感L和输出端电容器Cout组成的LC滤波网络后输出。Rj为现在普遍采用的放电用功率电阻器，其并联在输出端电容器Cout的两端。RS为本实用新型使用的监测电阻器。
[0013]图2是本实用新型电路原理框图。A为动态电流监测单元，B为控制单元，C为放电单元。
[0014]图3是本实用新型电路原理图。A中RS为监测电阻器，电阻器Rl、R2、R3、R4、电容器C2和运算放大器UB共同组成信号放大器，放大倍数为1+R3/R2，D0为隔离二极管。B中UA为比较器，C1与R6组成积分缓冲网络，REF为基准电压，R8、R5为偏置电阻，R7、R9为放电开关的栅极限流电阻和加速电阻。C中Q为放电开关用M0S管，R10为恒功率控制电阻器。放电器的Vout+端即为输出端电容器Cout的正端，放电器的CS-/GND端即为输出端电容器Cout的负端。具体工作过程为:当可调直流稳压电源输出端带载工作时，RS上有电流流过，随之产生相应的电压信号(根据公式U=IR)，该电压信号经UB以1+R3/R2的倍数放大后经隔离二极管D0送至UA反相输入端，UA同相端接REF，此时，UA的反相输入端电压高于同相端电压(REF可设置满足此条件)，UA输出低电平，Q关闭，从而保证了在可调直流稳压电源输出端带载工作时，无额外的功率损耗产生。当可调直流稳压电源输出端空载工作时，RS上无电流流过，UB输出零电压信号，由于有隔离二极管DO的存在，UB输出相当于被隔离。此时，UA的反相输入端电压低于同相端电压，UA输出高电平，Q开通，对输出端电容器Cout进行放电，R10上流过放电电流，随之产生相应的电压信号(根据公式U=IR)，该电压信号送至UA的反相输入端，当该电压信号高于基准电压时，UA输出低电平，Q关闭，R10无电流流过，失去电压信号，此时，UA的反相输入端电压再次低于同相端电压，UA输出高电平，至此完成一个循环过程。这个循环过程将由于C1与R6积分缓冲网络的存在而稳定的闭环工作，并在可调直流稳压电源的整个输出调节范围内以恒功率的方式对输出端电容器Cout放电，放电电流由基准电压REF和R10共同决定，改变两者之间的任意一个参数都可以控制放电电流的大小，从而可灵活的设置放电功率。
[0015]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
【主权项】
1.一种基于可调直流稳压电源的动态电容放电器，放电器由动态电流监测单元、控制单元和放电单元组成，动态电流监测单元主要由监测电阻器和信号放大器组成，控制单元主要由比较器和积分缓冲网络组成，放电单元由放电开关和恒功率控制电阻器组成，放电器并联在可调直流稳压电源的输出端电容器两端，其特征是:当可调直流稳压电源输出端带载工作时，放电器不工作，当可调直流稳压电源输出端空载工作时，放电器将在可调直流稳压电源的整个输出调节范围内对输出端电容器进行放电，使输出电压快速响应至电压预置值。2.根据权利要求1所述的动态电容放电器，其特征是:放电器在工作时，是以恒功率的方式对可调直流稳压电源的输出端电容器进行放电。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于可调直流稳压电源的动态电容放电器。放电器包括动态电流监测单元、控制单元和放电单元。动态电流监测单元主要由监测电阻器和信号放大器等组成，控制单元主要由比较器和积分缓冲网络等组成，放电单元由放电开关和恒功率控制电阻器组成。放电器并联在可调直流稳压电源的输出端电容器两端，当可调直流稳压电源输出端带载工作时，放电器不工作。当可调直流稳压电源输出端空载工作时，放电器将在可调直流稳压电源的整个输出调节范围内以恒功率的方式对输出端电容器进行放电，使输出电压快速响应至电压预置值。
【IPC分类】H02M3/335
【公开号】CN205039708
【申请号】CN201520722664
【发明人】董铁鑫, 李凤军, 许艳华, 马强, 曹超
【申请人】航天长峰朝阳电源有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年9月17日