本发明涉及充电电源领域,特别是涉及一种具有隔离模块的直流电源。
背景技术:
电容储能装置,一般会有重复频率放电的需求,其充电如果采用一般直流电源,由于其主要目标是电阻负载,在应用到电容充电上时,由于本身内部有较大的电容,该电容往往会参与到负载电容的放电中,导致放电电流偏大从而影响负载的放电效果,而且,电容上的电压降如果太多,会影响下一次的充电。
如果采用简单的串联电阻方法,会增加额外损耗。而常用的继电器开关由于是机械机构,不能满足负载电容重复放电的时间要求。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种具有隔离模块的直流电源,实现了直流电源中的自身电容和负载电容的自动隔离和自动导通,在负载电容放电之前断开直流电源与负载电容的连接,并且在负载电容放电完成后重新将直流电源和负载电容导通,实现再次充电。
为解决上述技术问题,本发明采用的具体技术方案是:
本发明提供了一种具有隔离模块的直流电源,包括直流电流源ps1和内部并联输出电容c2以及负载电容c1;
其改进之处是:
还包括隔离模块,所述隔离模块包括电感l1,电阻r1,二极管d1,晶闸管t1及其触发控制器trig1;
电感l1一端连接负载电容c1的正极,另一端连接二极管d1的阴极;电阻r1的一端连接二极管d1的阴极,另外一端连接晶闸管t1的阴极;晶闸管t1的阳极连接输出电容c2的正极,输出电容c2的负极与负载电容c1的负极和二极管d1的阳极连接;
触发控制器trig1用于检测二极管d1的电流信号,控制晶闸管t1隔离或导通。
进一步,所述电感l1的电感值由负载电容c1的容值以及负载电容c1的充电时间决定,具体关系式为:
其中,l1为电感l1的电感量;
t为负载电容c1的充电时间;
c1为负载电容c1的容值。
进一步地,所述电阻r1的阻值由电感l1的电感值、负载电容c1的容值、输出电容c2的容值决定,具体关系式为:
当c1>c2时,电阻r1的阻值为零,
当c1≤c2时,电阻r1的阻值为
其中,c2为输出电容c2的容值;
r1为电阻r1的阻值。
进一步地,为了对在初始放电时对晶闸管t1进行保护,上述直流电源中还包括限流电阻r2,所述限流电阻r2并联在晶闸管t1阴极和阳极两端。
本发明的有益效果是:
1、本发明通过设置隔离模块,通过触发控制器trig1接收二极管的电流信号,可以控制断开晶闸管t1断开,使得直流电源中的电容不参与负载电容的放电过程,实现了负载电路放电过程的隔离,并且在负载电容放电完成后,触发控制器trig1接收二极管的电流信号重新将直流电源和负载电容导通,实现再次充电,从而实现了负载电容的自动的、重复的充放电过程。
2、本发明的直流电源由于其内部的电容本身有一定的储能,在充电过程中可以缩短负载电容的充电时间。
附图说明
图1是实施例1的电路原理图;
图2是实施例2的电路原理图;
附图中各部件的标记如下:
c1、负载电容;c2、输出电容;d1、二极管;l1、电感;ps1、直流电流源;t1、晶闸管;trig1、触发控制器;r1、电阻;r2、限流电阻。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
请参阅图1,一种具有隔离模块的直流电源,包括直流电流源ps1、内部并联输出电容c2、隔离模块以及负载电容c1;
隔离模块包括电感l1,电阻r1,二极管d1,晶闸管t1及其触发控制器trig1;
电感l1一端连接负载电容c1的正极,另一端连接二极管d1的阴极;电阻r1的一端连接二极管d1的阴极,另外一端连接晶闸管t1的阴极;晶闸管t1的阳极连接输出电容c2的正极,输出电容c2的负极与负载电容c1的负极和二极管d1的阳极连接;触发控制器trig1用于检测二极管d1的电流信号,控制晶闸管t1隔离或导通。
该直流电源的工作原理是:
初始状态下,直流电源与负载电容通过晶闸管t1隔离;
首先,触发控制器trig1触发晶闸管t1导通,电容c2向负载电容c1充电,负载电容c1充电结束后,由于晶闸管t1通过电流为零,因此晶闸管t1断开,直流电源和负载电容c1断开,负载电容c1向外部放电;
之后,当负载电容c1放电结束后,负载电容c1上的反向电压通过二极管d1和电感l1进行回收,二极管d1上的电流为正弦波形,触发控制器trig1检测该电流信号的下降沿(也就是负载电容回收完成后),在下降沿结束后产生一个晶闸管t1触发信号(该触发信号由电路自身产生,不用额外的信号产生电路),晶闸管t1再次导通,电容c2再次向负载电容c1充电。
该直流电源的电压1000v,电流5a,内部电容c2的容值为300uf,负载电容c1的容值为50uf,因为负载电容c1、输出电容c2为串联结构,因此回路中等效电容的电容值为
实施例2
请参阅图2,其电路结构与实施例1基本相同,但是在该实施例中晶闸管阴阳极两端并联了限流电阻r2,该限流电阻r2的阻值为200kω,这样就可以保证在初始状态下,没有触发脉冲时,也能保持负载电容上的电压,而且当负载电容工作时,因为该限流电阻的阻值较大,也能起到隔离作用。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。