CN103633744A - 供电电源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种供电电源，包括：储能设备、充电控制电路、防抖动切换电路以及供电分配电路；所述储能设备用于通过所述供电分配电路将12V直流电转化为220V交流电；所述充电控制电路用于在检测到所述储能设备的电压值小于预设值时对所述储能设备进行充电；所述防抖动切换电路用于根据预设规则选择所述储能设备的导通路径，使所述第一储能设备和第二储能设备交替供电。实现了两组储能设备交替通过逆变器对外做功，同时所述供电电源产生的220V交流电可以对储能设备充电，有效的解决了无电地区的用电问题。

Description

供电电源
技术领域
本发明涉及电源领域，更具体的说，是涉及一种供电电源。
背景技术
随着社会的发展，电能已经成为人们日常生活的一部分，比如，日常用的电子产品，如手机、电脑、电视等等，都需要接外接的市电或者安装有储能器件，如电池。
目前，针对我国现阶段的能源结构，决定了我国的电力建设仍以常规燃煤的火电为主。但产生的电能仍然不能满足所有用户的需求，故存在很多无电和缺电的地区，如何为无电或缺电的地区提供电能，是亟待研究的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种供电电源，以克服现有技术中无电或缺电地区电能供给困难的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种供电电源，包括：储能设备、充电控制电路、防抖动切换电路、供电分配电路以及逆变器；
所述储能设备包括第一储能设备以及第二储能设备，所述第一储能设备以及所述第二储能设备用于通过所述逆变器将12V直流电转化为220V交流电；
所述充电控制电路包括第一控制电路以及第二控制电路，所述第一控制电路以及第二控制电路用于在检测到所述储能设备的电压值小于预设值时对所述储能设备进行充电；
所述防抖动切换电路用于根据预设规则选择所述储能设备的导通路径，使所述第一储能设备和第二储能设备交替供电。
优选的，所述第一控制电路包括：第一充电设备、第一电阻、第一555芯片、第一电容、第一继电器、第一开关管以及第一滞回比较电路；
所述第一充电设备的输出正端分别与所述第一电阻的第一端以及所述第一继电器的线圈的第一端相连，所述第一充电设备的输出负端分别与所述第一电容的第一端、所述第一555芯片的第四管脚、所述第一开关管的发射极以及所述第一储能设备的负端相连，所述第一电阻的第二端分别与所述第一555芯片的第一管脚以及第二管脚相连，所述第一555芯片的第三管脚与所述第一开关管的控制端相连，所述第一555芯片的第五管脚以及第六管脚通过所述第一滞回比较电路与所述第一储能设备的正端相连，所述第一555芯片的第七管脚与所述第一电容的第二端相连，所述第一开关管的集电极与所述第一继电器的线圈的第二端相连。
优选的，所述防抖动切换电路包括：双D触发器、第三电容、第三电阻、二极管、第三继电器的线圈以及第三开关管；
所述双D触发器的VDD端分别与所述双D触发器的1D端、所述二极管的阴极以及所述第三继电器的线圈的第一端相连，所述双D触发器的VDD端通过串接的所述第一继电器的动合触点以及所述第二继电器的动合触点与所述双D触发器的1CP端相连，所述双D触发器的1Q端分别与所述第三电阻的第一端以及所述双D触发器的2CP端相连，所述双D触发器的1R端分别与所述第三电阻的第二端以及所述第三电容的第一端相连，所述双D触发器的2Q端与所述第三开关管的控制端相连，所述第三开关管的集电极分别与所述二极管的阳极以及所述第三继电器的线圈的第二端相连，所述第三开关管的发射极、所述双D触发器的2S端、2R端、1S端以及所述第三电容的第二端均接地。
优选的，所述供电分配电路包括：第三继电器的第二动断触点、第三继电器的第四动合触点；
所述第一储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第二动断触点与所述逆变器的正端相连，所述第二储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第四动合触点与所述逆变器的正端相连，所述逆变器的负端分别与所述第一储能设备的输出负端以及所述第二储能设备的输出负端相连。
优选的，所述供电分配电路还包括第一供电指示电路和第二供电指示电路；
所述第一供电指示电路包括第四电阻、第二发光二极管以及第三继电器的第一动断触点，所述第一储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第一动断触点、所述第四电阻、第二发光二极管与所述第一储能设备的输出负端相连；
所述第二供电指示电路包括第五电阻、第三发光二极管以及第三继电器的第三动断触点，所述第二储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第三动合触点、所述第五电阻、第三发光二极管与所述第二储能设备的输出负端相连。
优选的，所述逆变器为输出功率不小于600W的纯正正弦波逆变器。
优选的，所述储能器件为法拉电容或蓄电池。
优选的，所述双D触发器为CD4013触发器。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种供电电源，包括：储能设备、充电控制电路、防抖动切换电路以及供电分配电路；所述储能设备用于通过所述供电分配电路将12V直流电转化为220V交流电；所述充电控制电路用于在检测到所述储能设备的电压值小于预设值时对所述储能设备进行充电；所述防抖动切换电路用于根据预设规则选择所述储能设备的导通路径，使所述第一储能设备和第二储能设备交替供电。实现了两组储能设备交替通过逆变器对外做功，同时所述供电电源产生的220V交流电可以对储能设备充电，有效的解决了无电地区或缺电地区用电难的问题，满足了家庭用电的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种供电电源的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种供电电源中充电控制电路的电路图；
图3为双D触发器的管脚图；
图4为本发明实施例提供的一种供电电源中防抖动切换电路的电路图；
图5为本发明实施例提供的一种供电电源中供电分配电路的电路图；
图6为本发明实施例提供的一种供电电源的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了包括：储能设备、充电控制电路、防抖动切换电路以及供电分配电路，所述储能设备包括第一储能设备以及第二储能设备，所述防抖动切换电路用于根据预设规则选择所述储能设备的导通路径，使所述第一储能设备和第二储能设备交替通过所述逆变器将12V直流电转化为220V交流电，所述充电控制电路包括第一控制电路以及第二控制电路，所述供电分配电路用于在检测到所述储能设备的电压值小于预设值时对所述储能设备进行充电。实现了两组储能设备交替通过逆变器对外做功，同时所述供电电源产生的220V交流电可以对储能设备充电，有效的解决了无电地区或缺电地区用电难的问题，满足了家庭用电的需求。
请参阅附图1，为本发明提供的一种供电电源的结构示意图，包括：储能设备10、充电控制电路20、防抖动切换电路30以及供电分配电路40；
所述储能设备10包括第一储能设备101以及第二储能设备102；所述防抖动切换电路30用于根据预设规则选择所述储能设备10的导通路径，使所述第一储能设备101和第二储能设备102交替通过所述逆变器将12V直流电转化为220V交流电；
所述充电控制电路20包括第一控制电路201以及第二控制电路202；所述供电分配电路40用于在检测到所述储能设备10的电压值小于预设值时对所述储能设备10进行充电。
请参阅图2，为本发明实施例提供的一种供电电源中充电控制电路的一种具体实现的电路图，其中，充电控制电路包括两组控制电路，分别为第一控制电路以及第二控制电路，二者的结构相同，现以第一控制电路为例，进行详细介绍。所述第一控制电路包括：第一充电设备、第一电阻、第一555芯片、第一电容、第一继电器、第一开关管以及第一滞回比较电路。
各个器件的连接关系为：所述第一充电设备的输出正端分别与所述第一电阻的第一端以及所述第一继电器的线圈的第一端相连，所述第一充电设备的输出负端分别与所述第一电容的第一端、所述第一555芯片的第四管脚、所述第一开关管的发射极以及所述第一储能设备的负端相连，所述第一电阻的第二端分别与所述第一555芯片的第一管脚以及第二管脚相连，所述第一555芯片的第三管脚与所述第一开关管的控制端相连，所述第一555芯片的第五管脚以及第六管脚通过所述第一滞回比较电路与所述第一储能设备的正端相连，所述第一555芯片的第七管脚与所述第一电容的第二端相连，所述第一开关管的集电极与所述第一继电器的线圈的第二端相连。
请参阅图3，为双D触发器的管脚图，其中，图4为本发明实施例提供的一种供电电源中防抖动切换电路的电路图，所述防抖动切换电路包括：双D触发器、第三电容、第三电阻、二极管、第三继电器以及第三开关管。
各个器件的连接关系为：所述双D触发器的VDD端分别与所述双D触发器的1D端、所述二极管的阴极以及所述第三继电器的线圈的第一端相连，所述双D触发器的VDD端通过串接的所述第一继电器的动合触点以及所述第二继电器的动合触点与所述双D触发器的1CP端相连，所述双D触发器的1Q端分别与所述第三电阻的第一端以及所述双D触发器的2CP端相连，所述双D触发器的1R端分别与所述第三电阻的第二端以及所述第三电容的第一端相连，所述双D触发器的2Q端与所述第三开关管的控制端相连，所述第三开关管的集电极分别与所述二极管的阳极以及所述第三继电器的线圈的第二端相连，所述第三开关管的发射极、所述双D触发器的2S端、2R端、1S端以及所述第三电容的第二端均接地。
请参阅图5，为本发明实施例提供的一种供电电源中供电分配电路的电路图，所述供电分配电路包括：逆变器；
各个器件的连接关系为：所述第一储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第二动断触点与所述逆变器的正端相连，所述第二储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第四动合触点与所述逆变器的正端相连，所述逆变器的负端分别与所述第一储能设备的输出负端以及所述第二储能设备的输出负端相连。
优选的，可以在供电分配电路中进一步设置第一供电指示电路和第二供电指示电路。其中，第一供电指示电路包括第四电阻R4和第二发光二极管VD2，所述第一储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第一动断触点、第四电阻R4、第二发光二极管VD2与所述第一储能设备的输出负端相连。第二供电指示电路包括第五电阻R5和第三发光二极管VD3，所述第二储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第三动合触点、第五电阻R5、第三发光二极管VD3与所述第二储能设备的输出负端相连。当采用第一储能设备供电时，第二发光二极管VD2被点亮。当采用第二储能设备供电时，第三发光二极管VD3被点亮。
需要说明的是，在本实施例中，优选的，所述逆变器可以为输出功率不小于600W的纯正正弦波逆变器。所述储能器件可以为法拉电容或蓄电池。所述双D触发器可以为CD4013触发器。上述仅为本申请的最优实施例，但并不局限于上述器件的型号。
图6示出了本发明提供的供电电源的电路图。
现结合附图以及电路的连接关系，对本发明提供的供电电源的工作原理进行介绍：
本发明提供的供电电源由三部分组成，其中，第一部分为充电控制电路，其中，充电控制电路分为第一控制电路和第二控制电路，现定义第一控制电路为A组充电控制电路，第二控制电路为B组充电控制电路。用A组来说明，当第一充电设备的电压降至10.5V左右时，第一电阻上的取样电压即第一555芯片的1、2管脚的电压低于第一555芯片的5、6管脚的电压（即第一滞回比较电路的电压下限），此时第一555芯片的3管脚输出一高电平，控制第一开关管VT1导通，第一继电器K1导通，本发明提供的供电电源经内部的第一充电设备向第一储能设备充电，经过一定时间，第一储能设备上的电压随充电过程逐渐升高，当高于预先设定的电压值13.7V左右时，第一电阻上的采样电压高于第一555芯片的5、6管脚的电压（即第一滞回比较电路的电压上限），此时第一555芯片的3脚输出一低电平，控制第一开关管VT1截止，第一继电器释放，不再对第一储能设备进行充电。若将第一储能设备（电瓶）放电，则当第一储能设备的电压再次低于预设电压下限时，电路才再次翻转为充电状态。
第二部分为防抖动切换电路。该电路通过第一继电器K1和第二继电器K2的动断来触发所述防抖动切换电路中的第三继电器的动作，产生正跳触发脉冲。
其中，CD4013是一块双D触发器，具体为CMOS集成电路的一种。它的第一个触发器D/FF-1和第三电阻R3、第三电容C3组成了防抖动电路。当A组或B组充电控制电路中的继电器断开时，D/FF-1的1CP端得到正跳触发脉冲，D/FF-1被触发。因为1D端接12V高电平，所以1Q端输出一高电平，此时，1Q端通过第三电阻R3为第三电容C3充电，经过约0.7s后，第三电容C3上的电压达到所述触发器D/FF-1的复位端1R的转换电平，则触发器D/FF-1复位，1Q端输出一低电平，在这期间，如果充电控制电路的继电器断开时有抖动，其产生的抖动触发脉冲将会转换为一具有固定宽度的单个脉冲，这样就可以保证不因继电器释放时的抖动而错误动作。CD4013的第二触发器D/FF-2和第三电阻R3、第三电容C3、二极管VD1、三极管VT3、继电器K3组成了一个带记忆功能的供电自动切换电路。其中，触发器D/FF-2在接通电源瞬间2Q端输出一低电平。
第三部分为供电分配电路。假设对A组蓄电池开始充电，与此对应的A组的第一继电器的线圈吸合，B组的第二继电器断开，此时，在触发器D/FF-1的1CP端得到正跳触发脉冲，经防抖动切换电路触发D/FF-2翻转，2Q端输出一高电平，第三开关管VT3导通，防抖动切换电路中的第三继电器K3的线圈吸合，动断触点K3-1、K3-2断开，切断A组蓄电池供电，供电指示电路（图5中的电阻R4和发光二极管VD2构成的电路）断开，此时，第一控制电路为A组储能设备充电。动合触点K3-3、K3-4闭合，接通B组蓄电池供电回路和供电指示电路，即A组充电时由B组放电。当A组储能设备（蓄电池或电瓶）充电停止时K1-3闭合，在1CP端产生一负跳触发脉冲，由于双D触发器不识别负脉冲，故电路不翻转，此时，第三触发器的线圈K3仍处于吸合状态，使B组蓄电池继续供电。当B组蓄电池放电到需要充电时，B组自动充电检测控制电路开始工作，B组继电器吸合，使K2-3断开，1CP得到正跳触发脉冲，又经防抖动自动切换电路D/FF-2翻转，2Q输出变为低电平，第三开关管VT3（开关管可以为晶体管）变为截止，第三继电器K3的线圈失电释放，动断触点K3-1、K3-2闭合，动合触点K3-3、K3-4断开，使A组蓄电池开始供电，B组蓄电池转为充电，如此周而复始，自动循环工作，从而达到自动充供电的目的。
需要说明的是，本发明提供的供电电源采用的逆变器不停地工作，且本实施例采用的逆变器为纯正正弦波逆变器，输出电压为220V，功率为600W以上。
综上所述：本发明提供了一种供电电源，包括：储能设备、充电控制电路、防抖动切换电路以及供电分配电路；所述储能设备用于通过所述供电分配电路将12V直流电转化为220V交流电；所述充电控制电路用于在检测到所述储能设备的电压值小于预设值时对所述储能设备进行充电；所述防抖动切换电路用于根据预设规则选择所述储能设备的导通路径，使所述第一储能设备和第二储能设备交替供电。实现了两组储能设备交替通过逆变器对外做功，同时所述供电电源产生的220V交流电可以对储能设备充电，有效的解决了无电地区或缺电地区用电难的问题，满足了家庭用电的需求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种供电电源，其特征在于，包括：储能设备、充电控制电路、防抖动切换电路、供电分配电路以及逆变器；
所述储能设备包括第一储能设备以及第二储能设备，所述第一储能设备以及所述第二储能设备用于通过所述逆变器将12V直流电转化为220V交流电；
所述充电控制电路包括第一控制电路以及第二控制电路，所述第一控制电路以及第二控制电路用于在检测到所述储能设备的电压值小于预设值时对所述储能设备进行充电；
所述防抖动切换电路用于根据预设规则选择所述储能设备的导通路径，使所述第一储能设备和第二储能设备交替供电。
2.根据权利要求1所述的供电电源，其特征在于，所述第一控制电路包括：第一充电设备、第一电阻、第一555芯片、第一电容、第一继电器、第一开关管以及第一滞回比较电路；
所述第一充电设备的输出正端分别与所述第一电阻的第一端以及所述第一继电器的线圈的第一端相连，所述第一充电设备的输出负端分别与所述第一电容的第一端、所述第一555芯片的第四管脚、所述第一开关管的发射极以及所述第一储能设备的负端相连，所述第一电阻的第二端分别与所述第一555芯片的第一管脚以及第二管脚相连，所述第一555芯片的第三管脚与所述第一开关管的控制端相连，所述第一555芯片的第五管脚以及第六管脚通过所述第一滞回比较电路与所述第一储能设备的正端相连，所述第一555芯片的第七管脚与所述第一电容的第二端相连，所述第一开关管的集电极与所述第一继电器的线圈的第二端相连。
3.根据权利要求1所述的供电电源，其特征在于，所述防抖动切换电路包括：双D触发器、第三电容、第三电阻、二极管、第三继电器的线圈以及第三开关管；
所述双D触发器的VDD端分别与所述双D触发器的1D端、所述二极管的阴极以及所述第三继电器的线圈的第一端相连，所述双D触发器的VDD端通过串接的所述第一继电器的动合触点以及所述第二继电器的动合触点与所述双D触发器的1CP端相连，所述双D触发器的1Q端分别与所述第三电阻的第一端以及所述双D触发器的2CP端相连，所述双D触发器的1R端分别与所述第三电阻的第二端以及所述第三电容的第一端相连，所述双D触发器的2Q端与所述第三开关管的控制端相连，所述第三开关管的集电极分别与所述二极管的阳极以及所述第三继电器的线圈的第二端相连，所述第三开关管的发射极、所述双D触发器的2S端、2R端、1S端以及所述第三电容的第二端均接地。
4.根据权利要求1所述的供电电源，其特征在于，所述供电分配电路包括：第三继电器的第二动断触点、第三继电器的第四动合触点；
所述第一储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第二动断触点与所述逆变器的正端相连，所述第二储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第四动合触点与所述逆变器的正端相连，所述逆变器的负端分别与所述第一储能设备的输出负端以及所述第二储能设备的输出负端相连。
5.根据权利要求4所述的供电电源，其特征在于，所述供电分配电路还包括第一供电指示电路和第二供电指示电路；
所述第一供电指示电路包括第四电阻、第二发光二极管以及第三继电器的第一动断触点，所述第一储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第一动断触点、所述第四电阻、第二发光二极管与所述第一储能设备的输出负端相连；
所述第二供电指示电路包括第五电阻、第三发光二极管以及第三继电器的第三动断触点，所述第二储能设备的输出正端通过所述第三继电器的第三动合触点、所述第五电阻、第三发光二极管与所述第二储能设备的输出负端相连。
6.根据权利要求4或5所述的供电电源，其特征在于，所述逆变器为输出功率不小于600W的纯正正弦波逆变器。
7.根据权利要求1所述的供电电源，其特征在于，所述储能器件为法拉电容或蓄电池。
8.根据权利要求3所述的供电电源，其特征在于，所述双D触发器为CD4013触发器。
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