专利名称：利用电感储能的多等级直流电源的制作方法
技术领域：
本发明利用电感储能的多等级直流电源涉及一种储能电源，特别是一种利用电感储能的多等级直流电源。
背景技术：
市面上常见的储能电源大多采用干电池、铅酸蓄电池、电容储能，干电池和铅酸蓄电池在使用中需要经常更换，既不经济也不环保，电容储能的缺点是储能密度相对较低，体积较大要高很多。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种利用电感储能的多等级直流电源，利用电感储能，并设置了多级直流电源输出，满足了不同电路对电源电压的要求。利用电感储能的多等级直流电源是采取以下技术方案实现的利用电感储能的多等级直流电源具有电源插头、电源盒体、转换开关Sl和电子线路，电子线路安装在电源盒体内的电路板上，电源插头通过电线与电源盒体内部的电子线路相连，在电源盒体上安装有转换开关Si，可以选择需要输出的等级电压，在盒体后部设有直流输出端；所述的电子线路具有充电电源VCC、变压器T、整流器、电容Cl、稳压器IC，电容C2、电感Li、电感L2、转换开关Si、转换电容C3、二极管D5、二极管D6和负载开关S2，变压器T的输入端与充电电源VCC相连，变压器T的输出端与整流器相连，整流器由二极管DfD4组成桥式整流电路， 电容Cl并联在整流器的2端和4端，所述的稳压器IC采用三端集成稳压器7拟6，稳压器 IC的Pl端与电容Cl 一端相连，稳压器IC的P2端与电容Cl的另一端相连，电容C2并联在稳压器IC的P2端和P3端之间，电感Ll和电感L2串联后与电容C2并联，转换电容C3与转换开关Sl串联后与电感Ll和电感L2并联，在电感L2与转换开关Sl之间连接有二极管 D6，在电感L2上设置有抽头，抽头与转换开关相连，负载开关S2与转换开关Sl并联，在转换电容C3与负载连接处设置有二极管D5。其中电容Cl和电容C2为滤波电容。所述的转换开关Sl采用至少三位转换开关，利用储能电感线圈匝数不同输出电量不同的特点，实现了多等级直流电源的输出。如果是三位转换开关，采用型号为 WR225-STY-E13的三位转换开关，可以提供MV、12V、5V三种等级的直流电源。所述的变压器T采用BK100型的变压器。所述的二极管D1 D4采用1N4007型二极管。所述的电容Cl和电容C2为滤波电容，采用CDll型的电解电容，标称值为 2200μ F/35V。所述的电感Ll和电感L2采用储能电感线圈，可以为市售的MC34063型扁平截面的铜漆包线制作的螺纹管线圈，里面的铁芯规格为ΜΡΡ-Ρ1004/125Ε。由于电感储能型电源对充电电源要求高，且断路开关(充电插头)和负载开关(用电设备自身开关)断开时将产生高电压。为降低对充电电源的要求和解决短路开关断开产生的高电压，在电感储能电源的充电过程中增加了大电感L1、L2，将充电电感L1、L2串联，利用电感间的互感逐级消去断路开关断开时产生的高电压，可以在放电时实现电流倍增，以满足负载的需要。所述的二极管D5和二极管D6采用N拟60N12K型的二极管，额定容量为 ^0A/1200V。二极管D5和二极管D6可以防止负载R上的电流对转换电容C3反向充电，保证转换电容C3不会出现反向电压。所述的转换电容C3采用标称值为100yF/35V的转换电容。为解决负载开关S2 断路时产生的高电压，采用了电容C3使断路开关在零电压或低电压状态下关断，既可降低对充电电源的要求，获得负载电流倍增的效果，又可以减少对开关容量的要求。工作原理电感是由绕了多圈导线的柱芯构成，是一种以磁场的形式储存能量的无源器件，在有需要的时候，电感能够把储存的能量释出至电路。当电感连接到直流电源的电路时，在特定的情况下，有两个过程会发生，分别是电感“储能”和“放能”。当电感与直流电源相接，突然增加的电流使电感产生自感电动势vemf，这阻止了电流的改变，这一改变使电感两端出现一电压，八=-vemf.这个-vemf会减慢电流的改变，然而减慢电流的改变会使\变小。当电流变得稳定时，电感不再产生阻抗，VJ華至0 V， 而电感的储能过程完成。由于电感的储能过程完成后，流过电感的电流k是稳定的，k = V / R，没有自感电动势产生，&为0 V，所以在直流电路中，电感可等效为短路。电感就像普通的导线，它的电阻值为零，而流过电感的电流k不能突变。当电感与电源断开后，八改变极性，电压瞬间由零降至一负值，但同时，id呆持同一流动方向和大小。电感通过电阻Rd放能，\逐渐上升至零，而k逐渐下降至零。电容储能充放电时间短，虽然可以在短时间内获得很大的能量，但储能密度较低， 有漏电，所以不适合长时间储存等缺点，而采用电感储能。相对电容储能而言，电感储能有储能密度高、传输功率大、体积小成本低的优点。本发明利用电感储能的多等级直流电源工作时，接上220V交流电，经过变压器降压，整流滤波后的不稳定直流电压加至三端集成稳压器IC的输入端Pl和公共端P2之间， 则在输出端P3和公共端P2输出直流^^，给储能电感线圈Ll和L2充电，在充电结束后，拔掉电源插头，此时二极管D5截止，D6导通。电感Ll中的储能给电容C3充电，电感L2中的储能向负载释放。由于转换电容C3的作用，负载开关S2断开瞬间不会产生高电压。当电感Ll放电至OV且电容电压uc达到最大值时，电容向电感Ll反向充电。电感L2作为给负载供电的储能电感，电感L2上设有3 (η个)个抽头，通过三(η)位转换开关Sl切换，可以提供MV、12V、5V三种(η )等级的直流电源。本发明利用电感储能的多等级直流电源不仅采用了电感储能，改变了传统的充电电池储能的方式，而且利用一个三位转换开关可以实现输出多等级直流电压。方便实用、利于推广。
以下将结合附图对本发明作进一步说明 图1是本发明的电子线路原理图。图2是本发明的结构示意图。
具体实施例方式参照附图广2，本发明利用电感储能的多等级直流电源具有电源插头1、电源盒体 2、转换开关Sl和电子线路，电子线路安装在电源盒体2内的电路板上，电源插头1通过电线与电源盒体2内部的电子线路相连，在电源盒体2上安装有转换开关Sl，可以选择需要输出的电压，在电源盒体2后部设有直流输出端3 ；所述的电子线路具有充电电源VCC、变压器 T、整流器、电容Cl、稳压器IC，电容C2、电感Li、电感L2、转换开关Si、转换电容C3、二极管 D5、二极管D6和负载开关S2，变压器T的输入端与充电电源VCC相连，变压器T的输出端与整流器相连，整流器由二极管DfD4组成桥式整流电路，电容Cl并联在整流器的2端和4 端，所述的稳压器IC采用三端集成稳压器7拟6，稳压器IC的Pl端与电容Cl 一端相连，稳压器IC的P2端与电容Cl的另一端相连，电容C2并联在稳压器IC的P2端和P3端之间， 电感Ll和电感L2串联后与电容C2并联，转换电容C3与转换开关Sl串联后与电感Ll和电感L2并联，在电感L2与转换开关Sl之间连接有二极管D6，在电感L2上设置有抽头，抽头与转换开关相连，负载开关S2与转换开关Sl并联，在转换电容C3与负载连接处设置有二极管D5。其中电容Cl和电容C2为滤波电容。所述的转换开关Sl采用至少三位转换开关，利用储能电感线圈匝数不同输出电量不同的特点，实现了多等级直流电源的输出。如果是三位转换开关，采用型号为 WR225-STY-E13的三位转换开关，可以提供MV、12V、5V三种等级的直流电源。所述的变压器T采用BK100型的变压器。所述的二极管D1 D4采用1N4007型二极管。所述的电容Cl和电容C2为滤波电容，采用CDll型的电解电容，标称值为 2200μ F/35V。所述的电感Ll和电感L2采用储能电感线圈，可以为市售的MC34063型扁平截面的铜漆包线制作的螺纹管线圈，里面的铁芯规格为ΜΡΡ-Ρ1004/125Ε。由于电感储能型电源对充电电源要求高，且断路开关(充电插头)和负载开关(用电设备自身开关)断开时将产生高电压。为降低对充电电源的要求和解决短路开关断开产生的高电压，在电感储能电源的充电过程中增加了大电感L1、L2，将充电电感L1、L2串联，利用电感间的互感逐级消去断路开关断开时产生的高电压，可以在放电时实现电流倍增，以满足负载的需要。所述的二极管D5和二极管D6采用N拟60N12K型的二极管，额定容量为 ^0A/1200V。二极管D5和二极管D6可以防止负载R上的电流对转换电容C3反向充电，保证转换电容C3不会出现反向电压。所述的转换电容C3采用标称值为100yF/35V的转换电容。为解决负载开关S2 断路时产生的高电压，采用电容C3使断路开关在零电压或低电压状态下关断，既可降低对充电电源的要求，获得负载电流倍增的效果，又可以减少对开关容量的要求。
权利要求
1.一种利用电感储能的多等级直流电源，其特征在于具有电源插头、电源盒体、转换开关Sl和电子线路，电子线路安装在电源盒体内的电路板上，电源插头通过电线与电源盒体内部的电子线路相连，在电源盒体上安装有转换开关Si，在盒体后部设有直流输出端；所述的电子线路具有充电电源VCC、变压器T、整流器、电容Cl、稳压器IC，电容C2、电感Li、电感L2、转换开关Si、转换电容C3、二极管D5、二极管D6和负载开关S2，变压器T的输入端与充电电源VCC相连，变压器T的输出端与整流器相连，整流器由二极管DfD4组成桥式整流电路，电容Cl并联在整流器的2端和4端，所述的稳压器IC采用三端集成稳压器 7拟6，稳压器IC的Pl端与电容Cl 一端相连，稳压器IC的P2端与电容Cl的另一端相连， 电容C2并联在稳压器IC的P2端和P3端之间，电感Ll和电感L2串联后与电容C2并联， 转换电容C3与转换开关Sl串联后与电感Ll和电感L2并联，在电感L2与转换开关Sl之间连接有二极管D6，在电感L2上设置有抽头，抽头与转换开关相连，负载开关S2与转换开关Sl并联，在转换电容C3与负载连接处设置有二极管D5。
2.根据权利要求1所述的利用电感储能的多等级直流电源，其特征在于所述的转换开关Sl采用至少三位转换开关。
3.根据权利要求1所述的利用电感储能的多等级直流电源，其特征在于所述的变压器 T采用BK100型的变压器。
4.根据权利要求1所述的利用电感储能的多等级直流电源，其特征在于所述的二极管 D1 D4采用1N4007型二极管。
5.根据权利要求1所述的利用电感储能的多等级直流电源，其特征在于所述的电容Cl 和电容C2为滤波电容，采用⑶11型的电解电容，标称值为2200yF/35V。
6.根据权利要求1所述的利用电感储能的多等级直流电源，其特征在于所述的电感Ll 和电感L2采用储能电感线圈。
7.根据权利要求1所述的利用电感储能的多等级直流电源，其特征在于所述的二极管 D5和二极管D6采用ND^ONlI型的二极管，额定容量为^0A/1200V。
8.根据权利要求1所述的利用电感储能的多等级直流电源，其特征在于所述的转换电容C3采用标称值为100 μ F/35V的转换电容。
全文摘要
本发明利用电感储能的多等级直流电源涉及一种储能电源，特别是一种利用电感储能的多等级直流电源。具有电源插头、电源盒体、转换开关S1和电子线路，电子线路安装在电源盒体内的电路板上，电源插头通过电线与电源盒体内部的电子线路相连，在电源盒体上安装有转换开关S1，在盒体后部设有直流输出端；所述的电子线路具有充电电源VCC、变压器T、整流器、电容C1、稳压器IC，电容C2、电感L1、电感L2、转换开关S1、转换电容C3、二极管D5、二极管D6和负载开关S2。本发明利用电感储能的多等级直流电源不仅采用了电感储能，改变了传统的充电电池储能的方式，而且利用一个多位转换开关可以实现输出多等级直流电压。
文档编号H02M7/04GK102185494SQ201110136949
公开日2011年9月14日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者杨小平 申请人:无锡职业技术学院