CN101630855B - 一种供电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种供电装置，包括串联在交流市电和负载之间的滤波电路和整流电路、与交流市电电连接的市电检测电路、电连接所述市电检测电路的逻辑处理电路、电连接所述逻辑处理电路的直流升压电路，所述市电检测电路检测市电掉电信号，所述逻辑处理电路接收到市电掉电信号后启动所述直流升压电路为所述负载供电。实施本发明的供电装置，具有以下有益效果：将电池电压经升压后直接与负载相连，省去了现有技术中的直流变交流的逆变电路和转换开关，使得电路更为简单可靠，并且降低了反应时间，也降低了电路成本和简化了装配的工艺，同时也节省了由于直流变交流逆变电路所带来的20％左右的损耗，使得电路效率提高。

Description

一种供电装置
技术领域
本发明涉及一种电源电路，更具体地说，涉及一种交流市电断电时，可向设备提供应急供电的供电装置。
背景技术
在一些需要不间断供电的设备中，常常设置有后备电池，以便在交流市电突然断电的情况下为设备供电。图1示出了一种现有技术的在交流市电和后备电池间切换的电源切换电路。如图1所示，通过对交流市电进行检测，逻辑处理判断交流市电是否掉电，如判定交流市电掉电，则启动直流升压电路，由后备电池供电。经交流逆变电路将电池提供的直流转变成交流，同时转换开关(继电器装置)切换到逆变的交流电。该逆变的交流电经滤波电路滤波并送到整流电路再次转换成直流电，以向负载供电。
这样的设计存在以下缺陷：
1、采用交直流逆变电路将直流转换成交流电，并且又通过滤波电路将交流电转换成可供给负载的直流电，其中损耗超过20％。
2、电路设计复杂、成本较高。
因此，需要一种电路损耗小、设计简单、成本较低的可向设备提供应急供电的供电装置
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的电源切换电路的电路损耗大、电路设计复杂、成本较高的缺陷，提供一种电路损耗小、设计简单、成本较低的可向设备提供应急供电的供电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种供电装置，包括串联在交流市电和负载之间的滤波电路和整流电路、与交流市电电连接的市电检测电路、电连接所述市电检测电路的逻辑处理电路、电连接所述逻辑处理电路的直流升压电路，所述市电检测电路检测市电掉电信号，所述逻辑处理电路接收到市电掉电信号后启动所述直流升压电路为所述负载供电；
其中所述直流升压电路包括电池、将电池提供的直流电转换成交流电的升压单元和用于将所述交流电转换成提供给负载的直流电的滤波整流单元；
所述市电检测电路包括电阻R1、R2和光电耦合器U1，所述光电耦合器U1的发射端阳极经电阻R1、R2连接到滤波电路的第一输出端、所述光电耦合器U1的发射端阴极连接到所述滤波电路的第二输出端所述光电耦合器U1的接收端集电极连接到所述电池的正极、接收端发射极连接到逻辑处理电路。
在本发明所述的供电装置中，所述供电装置还包括与交流市电相连接以为电池充电的电池充电板。
在本发明所述的供电装置中，所述逻辑处理电路包括三极管Q1、Q2，电阻R3、R7，其中所述三极管Q1的基极经电阻R3连接到所述光电耦合器U1的接收端发射极，所述三极管Q1的发射极接地、集电极经电阻R7连接到所述电池的正极，所述三极管Q2的集电极连接所述电池的正极，所述三极管Q2的基极连接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q2的发射极连接到所述直流升压电路的升压单元。
在本发明所述的供电装置中，所述三极管Q1的基极和发射极之间还连接有电阻R6和电容C3，所述电阻R6和电容C3并联。
在本发明所述的供电装置中，所述升压单元包括双诊断芯片U2、开关管Q3、Q4和升压变压器T4，其中，所述双诊断芯片U2的电源脚连接到所述三极管Q2的发射极，所述双诊断芯片U2的第二输出脚和第一输出脚分别连接到所述开关管Q3和Q4的栅极，所述开关管Q3的源极接地、漏极连接到升压变压器T4第一原边的A端，所述开关管Q4的源极接地、漏极连接到升压变压器T4第二原边的D端，所述升压变压器T4第一原边的B端和第二原边的C端连接到电池的正极，所述升压变压器T4的副边输出连接到所述滤波整流单元。
在本发明所述的供电装置中，所述滤波整流单元包括二极管D2、D3、D4和电感L1，其中，所述二极管D3和D4的阴极相连，所述二极管D3的阳极连接到所述升压变压器T4的副边第一输出端，所述二极管D4的阳极连接到所述升压变压器T4的副边第二输出端，所述二极管D3的阴极经电感L1连接到二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极连接到负载。
在本发明所述的供电装置中，所述开关管Q3的栅极和漏极之间串联电阻R4，所述开关管Q4的栅极和漏极之间串联电阻R5。
实施本发明的供电装置，具有以下有益效果：将电池电压经升压后直接与负载相连.省去了原有技术的直流变交流的逆变电路和转换开关，使得电路更为简单可靠，并且降低了反应时间，也降低了电路成本和简化了装配的工艺，同时也节省了由于直流变交流逆变电路所带来的20％左右的损耗，使得电路效率提高。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术的电源切换电路；
图2是本发明的供电装置的第一实施例的原理框图；
图3是本发明的供电装置的第二实施例的原理框图；
图4是本发明的供电装置的第三实施例的电路原理图。
具体实施方式
图2是本发明的供电装置的第一实施例的原理框图。如图2所示，本发明的供电装置包括串联在交流市电和负载104之间的滤波电路105和整流电路106，与交流市电电连接的市电检测电路101、电连接所述市电检测电路101的逻辑处理电路102、电连接所述逻辑处理电路102的直流升压电路103，所述市电检测电路101检测市电掉电信号，所述逻辑处理电路102接收到市电掉电信号后启动所述直流升压电路103为所述负载104供电。
图3是本发明的供电装置的第二实施例的原理框图。如图3所示，本发明的供电装置包括串联在交流市电和负载104之间的滤波电路105和整流电路106，与交流市电电连接的市电检测电路101、电连接所述市电检测电路101的逻辑处理电路102、电连接所述逻辑处理电路102的直流升压电路103，所述市电检测电路101检测市电掉电信号，所述逻辑处理电路102接收到所述市电掉电信号后启动所述直流升压电路103为所述负载104供电。其中，所述直流升压电路103包括电池302、将电池302提供的直流电转换成交流电的升压单元303和用于将所述交流电转换成提供给负载104的直流电的滤波整流单元304。
在本实施例中，当所述市电检测电路101检测到交流市电发生掉电时，将掉电信号提供给逻辑处理电路102。所述市电检测电路101可以是连接到交流市电的电压感应器、电流感应器，也可以是任何可完成掉电检测功能的电路、元件或是模块。所述逻辑处理电路102接收到掉电信号后，启动直流升压电路103为所述负载104供电。所述逻辑处理电路102可以是比较器、控制器或是任何可以完成上述接收掉电信号和发出控制信号以启动直流升压电路103的电路、元件或是模块。当市电检测电路101没有检测到掉电信号时，逻辑处理电路102并不启动直流升压电路103，因此，交流市电经滤波电路105滤除杂波，再经整流电路106整流后直接提供给负载104。当直流升压电路103被启动之后，升压单元303将电池302提供的低压直流电转换成高压高频的交流电，滤波整流单元304将所述高压高频的交流电整流滤波，转换成可供负载104使用的高压直流电。
在图3示出的本发明的第二实施例中，所述供电装置还包括与交流市电相连接以为电池302充电的电池充电板301。当没有采用直流升压电路103供电时，电池充电板301接收交流市电，并为电池302充电。
图4是本发明的供电装置的第三实施例的电路原理图。在图4的实施例中，所述市电检测电路101包括电阻R1、R2和光电耦合器U1，逻辑处理电路102包括三极管Q1、Q2，电阻R7、R6、R3，电容C3，直流升压电路103主要包括双诊断芯片U2，开关管Q3、Q4，升压变压器T4，二极管D3、D4、D2。该实施例中的连接关系为所述光电耦合器U1的发射端阳极经电阻R1、R2连接到滤波电路105的第一输出端、所述光电耦合器U1的发射端阴极连接到所述滤波电路105的第二输出端所述光电耦合器U1的接收端集电极连接到所述电池302的正极、接收端发射极经电阻R3连接到逻辑处理电路102中的三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地、集电极经电阻R7连接到所述电池302的正极、并与所述三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q2的基极连接所述三极管Q1的集电极。所述三极管Q1的基极和发射极之间还连接有电阻R6和电容C3，所述电阻R6和电容C3并联。所述三极管Q2的发射极连接到双诊断芯片U2的电源脚13脚，所述双诊断芯片U2的第二输出脚14脚和第一输出脚11脚分别连接到开关管Q3和Q4的栅极。所述开关管Q3的源极接地、漏极连接到升压变压器T4第一原边的A端。所述开关管Q4的源极接地、漏极连接到升压变压器T4第二原边的D端。所述开关管Q3的栅极和漏极之间串联电阻R4，所述开关管Q4的栅极和漏极之间串联电阻R5。所述升压变压器T4第一原边的B端和第二原边的C端连接到电池302的正极。所述升压变压器T4的副边第一输出端与二极管D3的阳极相连、第二输出端与二极管D4的阳极相连。所述二极管D3和D4的阴极相连后经电感L1连接到二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极连接到负载104。
本电路的工作原理如下：当市电输入正常时，交流市电经滤波电路105滤除杂波后送给整流电路106，整流电路106把交流电转换成直流电，输入给负载104工作。同时市电检测电路102上的R1、R2上有电流经过，光耦合器U1工作。电池电压经光耦合器U1导通，并将电压送至电阻R3，为三极管Q1的基极和发射极之间提供压降，从而导通三极管Q1。这样三极管Q2截止，使得双诊断芯片U2的电源脚13上没有电压，双诊断芯片U2不工作，因而并不启动直流升压电路103，此时负载104是由交流市电直接供电。
当交流市电掉电时，市电输入没有交流输入时，市电检测电路102上的电阻R1、R2上无电流经过。光电耦合器U1停止工作。电阻R3上没有电压，三极管Q1截止，三极管Q2导通。使得电池电压经开关管Q2送到双诊断芯片U2的电源脚13，双诊断芯片U2开始工作，同时在第一输出脚11和第二输出脚14上交替输出高低电平，使得开关管Q4、Q3交替导通和截止。这样，在升压变压器T4的原边上产生高频振荡，使升压变压器T4的副边耦合输出高频高压交流电。该高频高压交流电经给二极管D3、D4整流后，由电感L1滤波并由二极管D2隔离后送到负载104。此时，负载104是由电池升压后供电。
实施本发明的供电装置，具有以下有益效果：将电池电压经升压后直接与负载相连.省去了原有技术的直流变交流的逆变电路和转换开关，使得电路更为简单可靠，并且降低了反应时间，也降低了电路成本和简化了装配的工艺，同时也节省了由于直流变交流逆变电路所带来的20％左右的损耗，使得电路效率提高。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (7)

1.一种供电装置，包括串联在交流市电和负载(104)之间的滤波电路(105)和整流电路(106)，其特征在于，还包括市电检测电路(101)、电连接所述市电检测电路(101)的逻辑处理电路(102)、电连接所述逻辑处理电路(102)的直流升压电路(103)，所述市电检测电路(101)检测市电掉电信号，所述逻辑处理电路(102)接收所述市电掉电信号后启动所述直流升压电路(103)为所述负载(104)供电；
其中所述直流升压电路(103)包括电池(302)、将电池(302)提供的直流电转换成交流电的升压单元(303)和用于将所述交流电转换成提供给负载(104)的直流电的滤波整流单元(304)；
所述市电检测电路(101)包括电阻R1、R2和光电耦合器U1，所述光电耦合器U1的发射端阳极经电阻R1、R2连接到滤波电路(105)的第一输出端、所述光电耦合器U1的发射端阴极连接到所述滤波电路(105)的第二输出端，所述光电耦合器U1的接收端集电极连接到所述电池(302)的正极、接收端发射极连接到逻辑处理电路(102)。
2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括与交流市电相连接并为电池(302)充电的电池充电板(301)。
3.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述逻辑处理电路(102)包括三极管Q1、Q2，电阻R3、R7，其中所述三极管Q1的基极经电阻R3连接到所述光电耦合器U1的接收端发射极，所述三极管Q1的发射极接地、所述三极管Q1的集电极经电阻R7连接到所述电池(302)的正极，所述三极管Q2的集电极连接所述电池(302)的正极，所述三极管Q2的基极连接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q2的发射极连接到所述直流升压电路(103)的升压单元(303)。
4.根据权利要求3所述的供电装置，其特征在于，所述三极管Q1的基极和发射极之间还连接有电阻R6和电容C3，所述电阻R6和电容C3并联。
5.根据权利要求3所述的供电装置，其特征在于，所述升压单元(303)包括双诊断芯片U2、开关管Q3、Q4和升压变压器T4，其中，所述双诊断芯片U2的电源脚连接到所述三极管Q2的发射极，所述双诊断芯片U2的第二输出脚和第一输出脚分别连接到所述开关管Q3和Q4的栅极，所述开关管Q3的源极接地、漏极连接到升压变压器T4第一原边的A端，所述开关管Q4的源极接地、漏极连接到升压变压器T4第二原边的D端，所述升压变压器T4第一原边的B端和第二原边的C端连接到电池(302)的正极，所述升压变压器T4的副边输出端连接到所述滤波整流单元(304)。
6.根据权利要求5所述的供电装置，其特征在于，所述滤波整流单元(304)包括二极管D2、D3、D4和电感L1，其中，所述二极管D3和D4的阴极相连，所述二极管D3的阳极连接到所述升压变压器T4的副边第一输出端，所述二极管D4的阳极连接到所述升压变压器T4的副边第二输出端，所述二极管D3的阴极经电感L1连接到二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极连接到负载(104)。
7.根据权利要求5所述的供电装置，其特征在于，所述开关管Q3的栅极和漏极之间串联电阻R4，所述开关管Q4的栅极和漏极之间串联电阻R5。
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