CN104410144A - 用于高压直流供电的电路与设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于高压直流供电的电路和设备，该电路包括：第一支路，包括用于连接电源正极的第一输入端，第一开关器件和第一输出端；第二支路，包括用于连接电源负极的第二输入端，第二开关器件和第二输出端；第三支路，包括串联的电阻和储能电容，与该电阻并联的第三开关器件；第三支路的第一端与第一输出端连接，第二端与第二输出端连接；目标负载支路与第三支路并联；第一开关器件和第二开关器件均在第一输入端到第二输出端的方向上导通，在第一输出端到第一输入端的方向上断开。本发明实施例的用于高压直流供电的电路和设备，能够有效提高采用高压直流供电过程中电路的安全性和可靠性。

Description

用于高压直流供电的电路与设备

技术领域

本发明实施例涉及电路领域，并且更具体地，涉及一种用于高压直流供电的电路与设备。

背景技术

高压直流电流(High Voltage Direct Current，HVDC)供电系统相比于传统48V的直流供电系统，电压较高，例如可以达到240V，甚至高达400V等。目前，HVDC系统主要由交流配电单元、整流模块、蓄电池、直流配电单元、电池管理单元、绝缘监测单元及监控模块组成。正常工作情况下，例如，整流模块将交流配电单元输出的380V交流转换为240V高压直流，240V高压直流经直流配电单元给用电设备供电，同时也给蓄电池充电。当交流输入发生故障时，由蓄电池给用电设备供电。

为了提高用电设备的可靠性和安全性，当前技术中，用电设备通常设计了两路直流输入，并在用电设备内进行合路。用电设备在采用高压直流供电时，摆在第一位的是安全问题，要确保在各种单点故障下人身及设备的安全。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于高压直流供电的电路与设备，能够在降低电路成本的前提下，有效提高高压直流供电设备的可靠性与安全性。

第一方面，提供了一种用于高压直流供电的电路与设备，该电路包括：

第一支路，包括用于连接高压直流电源正极的第一输入端，第一开关器件和第一输出端，该第一开关器件的第一端连接该第一输入端，该第一开关器件的第二端连接该第一输出端；

第二支路，包括用于连接高压直流电源负极的第二输入端，第二开关器件和第二输出端，该第二开关器件的第一端连接该第二输入端，该第二开关器件的第二端连接该第二输出端；

第三支路，包括串联的电阻和储能电容，与该电阻并联的第三开关器件，该第三开关器件在该储能电容充电时断开，在该储能电容充满电时闭合；

该第三支路的第一端与该第一输出端连接，该第三支路的第二端与该第二输出端连接；

目标负载支路与该第三支路并联，该目标负载支路包括目标负载；

该第一开关器件在该第一开关器件的第一端到该第一开关器件的第二端的方向上导通，在该第一开关器件的第二端到该第一开关器件的第一端的方向上断开；

该第二开关器件在该第二开关器件的第二端到该第二开关器件的第一端的方向上导通，在该第二开关器件的第一端到该第二开关器件的第二端的方向上断开。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该第一开关器件与该第二开关器件均为金属氧化物半导体MOS管；

该电路还包括：

作用于该第一开关器件和该第二开关器件的第一控制信号输入端，其中，该第一控制信号输入端输入的控制信号用于控制：

该第一开关器件在该第一开关器件的第一端到该第一开关器件的第二端的方向上导通，在该第一开关器件的第二端到该第一开关器件的第一端的方向上断开；

该第二开关器件在该第二开关器件的第二端到该第二开关器件的第一端的方向上导通，在该第二开关器件的第一端到该第二开关器件的第二端的方向上断开。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，该第一控制信号输入端输入的控制信号具体用于：

在该第一开关器件和该第二开关器件均处于“断开”状态的情况下，当该第一输入端连接高压直流电源的正极，该第二输入端连接高压直流电源的负极时，控制该第一开关器件和该第二开关器件均处于“闭合”状态；

在该第一开关器件和该第二开关器件均处于“闭合”状态的情况下，当该第一输入端与高压直流电源的正极断开，该第二输入端与高压直流电源的负极断开时，控制该第一开关器件和该第二开关器件均处于“断开”状态；

在该第一开关器件和该第二开关器件均处于“闭合”状态的情况下，当电流方向是从该第一开关器件的第二端到该第一开关器件的第一端时，控制该第一开关器件和该第二开关器件均处于“断开”状态。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，该第一开关器件与该第二开关器件均为二极管。

结合第一方面和第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该第三开关器件为继电器或金属氧化物半导体MOS管。

第二方面提供一种用于高压直流供电的设备，该设备包括：目标负载支路和如上述第一方面所述的用于高压直流供电的电路。

基于上述技术方案，根据本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路与设备，通过利用第一开关器件与第二开关器件的开关特性，在降低电路成本的前提下，能够有效保障高压直流供电设备的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例的用于高压直流供电的电路的应用场景的示意图。

图2示出了根据本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路的示意性框图。

图3示出了根据本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路的另一示意性框图。

图4示出了根据本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路的再一示意性框图。

图5示出了根据本发明实施例提供的用于高压直流供电的设备的示意性框图。

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作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。

当前技术中，采用HVDC供电的用电设备通常会设计两路直流输入，并采用二极管或金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，简称为“MOS”)晶体管器件在用电设备内进行合路。具体地，如图1所示，目标负载1分两路(电源输入端口A1和A2所在的支路，与电源输入端口A3和A4所在的支路)分别由高压直流电源Vcc1与Vcc2供电，并采用二极管器件D10、D11、D20和D21进行合路。如果用于合路的二极管发生失效，对操作/维护人员会存在电击危险，例如，如果二极管D10发生短路失效，在高压直流电源Vcc2给电源输入端口A3、A4供电的情况下，端口A3存在的电击危险会通过失效的D10传递到端口A1，这时，如果操作/维护人员正在维修端口A1，则会受到电击危险。

再例如，如图1中所示，高压直流电源Vcc1的供电负载除了目标负载1外，还有目标负载2，如果目标负载2发生短路故障，会导致较大的短路电流，引起供电母线电压(即输入端口A1与A2之间的电压)跌落，从而会导致目标负载1掉电。因此，针对这种电压跌落(Voltage Sag、Dip)现象，负载侧需要具备一定的储能保护功能。

基于上述问题，本发明实施例提供了一种用于高压直流供电的电路，能够在较小电路成本的前提下，同时解决上述问题，从而能够有效保障电路的安全性和可靠性。

图2示出了本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路100，该电路100包括：

第一支路110，包括用于连接高压直流电源(如图1中所示的Vcc)正极的第一输入端A1，第一开关器件Q1和第一输出端B1，该第一开关器件Q1的第一端连接该第一输入端A1，该第二开关器件Q2的第二端连接该第一输出端B1；

第二支路120，包括用于连接高压直流电源(如图1中所示的Vcc)负极的第二输入端A2，第二开关器件Q2和第二输出端B2，该第二开关器件Q2的第一端连接该第二输入端A2，该第二开关器件Q2的第二端连接该第二输出端B2；

第三支路130，包括串联的电阻R和储能电容C，与该电阻R并联的第三开关器件Q3，该第三开关器件Q3在该储能电容C充电时断开，在该储能电容C充满电时闭合；

该第三支路130的第一端与该第一输出端B1连接，该第三支路130的第二端与该第二输出端B2连接；

目标负载支路与该第三支路130并联，该目标负载支路包括目标负载；

该第一开关器件Q1在该第一开关器件Q1的第一端到该第一开关器件Q1的第二端的方向上导通，在该第一开关器件Q1的第二端到该第一开关器件Q1的第一端的方向上断开；

该第二开关器件Q2在该第二开关器件Q2的第二端到该第二开关器件Q2的第一端的方向上导通，在该第二开关器件Q2的第一端到该第二开关器件Q2的第二端的方向上断开。

为了便于理解和说明，图2中的目标负载支路只画出了目标负载，应理解，图2所示的例子作为示例而非限定。在实际中，可以根据具体应用场景，确定该目标负载支路的电路结构。具体地，例如在如图2所示的目标负载利用一个高压直流电源Vcc单独供电的场景下，本发明实施例中涉及的目标负载支路可以只包括目标负载，相当于，第一输出端B1可以直接连接该目标负载的输入端，第二输出端B2可以直接连接该目标负载的输出端。再例如，在如图1所示的目标负载(对应于图1中的目标负载1)利用两个高压直流电源(对应于图1中的Vcc1和Vcc2)合路供电的场景下，本发明实施例中涉及的目标负载支路还需包括二极管或者MOS管等能够实现单向导通的开关器件，具体地，如图1中所示的，该目标负载支路包括串联的二极管D10、目标负载和二极管D11。假设该目标负载支路的结构为，该目标负载支路的第一端连接二极管D10的正极，D10的负极连接目标负载的输入端，该目标负载的输出端连接二极管D11的正极，D11的负极连接该目标负载支路的第二端。则该目标负载支路与第一支路110和第二支路120的连接方式为：第一输出端B1连接该目标负载支路的第一端，第二输出端B2连接该目标负载支路的第二端。

在本发明实施例中，通过第一开关器件Q1和第二开关器件Q2的上述特性，使得电源输入端A1和A2在断电的情况下，能够避免来自负载侧的电击危险。假设本发明实施例中的目标负载为图1中所示的目标负载1，则第一支路110的第一输出端B1连接图1中所示的二极管D10的正极，第二支路120的第二输出端B2连接图1中所示的二极管D11的负极。即使D10发生失效，由于第一开关器件Q1在第一输出端B1到第一输入端A1的方向上不导通，因此与Vcc2正极连接的输入端口A3所存在的电击危险也不会传递到第一输入端A1，从而有效避免了维修或操作该输入端A1的工作人员的人身安全。此外，如果由于其他用电设备发生短路故障，导致电源输入端A1与A2之间的供电母线电压跌落，这时，已经充好电的储能电容C可以继续给目标负载供电，避免了正常供电的目标负载意外掉电。而且由于第一开关器件Q1的上述开关特性，也能够防止储能电容C向电源侧反向放电。

因此，本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路100，在较小电路开销的前提下，通过第一开关器件、第二开关器件以及第三开关器件的上述开关特性，能够有效提高采用高压直流供电过程中电路的安全性和可靠性。

应理解，图2只示意性地表示了第一开关器件Q1和第二开关器件Q2，以及第三开关器件Q3，并非限制本发明实施例的保护范围，例如，Q1和Q2可以是二极管、金属氧化物半导体MOS管或三极管等能够实现单向导通的半导体开关器件，Q3可以是继电器、MOS管或三极管，本发明实施例对此不作限定。

可选地，作为一个实施例，在图2所示的电路100中，该第一开关器件Q1与该第二开关器件Q2均为金属氧化物半导体MOS管；

该电路100还包括：

作用于该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2的第一控制信号输入端E1，其中，该第一控制信号输入端E1输入的控制信号用于控制：

该第一开关器件Q1在该第一开关器件Q1的第一端到该第一开关器件Q1的第二端的方向上导通，在该第一开关器件Q1的第二端到该第一开关器件Q1的第一端的方向上断开；

该第二开关器件Q2在该第二开关器件Q2的第二端到该第二开关器件Q2的第一端的方向上导通，在该第二开关器件Q2的第一端到该第二开关器件Q2的第二端的方向上断开。

可选地，在本发明实施中，该第一控制信号输入端E1输入的控制信号具体用于：

在该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“断开”状态的情况下，当该第一输入端A1连接高压直流电源的正极，该第二输入端A2连接高压直流电源的负极时，控制该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“闭合”状态；

在该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“闭合”状态的情况下，当该第一输入端A1与高压直流电源的正极断开，该第二输入端A2与高压直流电源的负极断开时，控制该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“断开”状态；

在该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“闭合”状态的情况下，当电流方向是从该第一开关器件Q1的第二端到该第一开关器件Q1的第一端时，控制该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“断开”状态。

可选地，作为一个实施例，在图2所示的电路100中，该第三开关器件为继电器或金属氧化物半导体MOS管。

可选地，在本发明实施例中，该电路100还包括：

作用于第三开关器件Q3的第二控制信号输入端，输入到该第二控制信号输入端的控制信号用于控制，该第三开关器件Q3在该储能电容C充电时断开，在该储能电容C充满电时闭合。

具体地，如图3所示，该电路100包括：

第一支路110，包括用于连接高压直流电源(如图3所示的Vcc)正极的第一输入端A1，第一开关器件Q1和第一输出端B1，该第一开关器件Q1为MOS管，且第一输入端A1连接Q1的漏极d，第一输出端B1连接Q1的源极s；

第二支路120，包括用于连接高压直流电源(如图3所示的Vcc)负极的第二输入端A2，第二开关器件Q2和第二输出端B2，该第二开关器件Q2为MOS管，且第二输出端B2连接Q2的漏极d，第二输入端A2连接Q2的源极s；

作用于第一开关器件Q1和第二开关器件Q2的第一控制信号输入端E1，输入到该第一控制信号输入端E1的控制信号用于，控制该第一开关器件Q1在该第一开关器件Q1的第一端到该第一开关器件Q1的第二端的方向上导通，在该第一开关器件Q1的第二端到该第一开关器件Q1的第一端的方向上断开；输入到该第一控制信号输入端E1的控制信号还用于，控制该第二开关器件Q2在该第二开关器件Q2的第二端到该第二开关器件Q2的第一端的方向上导通，在该第二开关器件Q2的第一端到该第二开关器件Q2的第二端的方向上断开；

第三支路130，包括串联的电阻R和储能电容C，与该电阻R并联的第三开关器件Q3，该第三开关器件Q3为继电器；

作用于第三开关器件Q3的第二控制信号输入端E2，输入到该第二信号控制输入端E2的控制信号用于，控制该第三开关器件在该储能电容充电时断开，在该储能电容充满电时闭合；

该第三支路130的第一端与该第一输出端B1连接，该第三支路130的第二端与该第二输出端B2连接；

目标负载支路与该第三支路130并联，该目标负载支路包括目标负载。

具体地，该第一控制信号输入端E1分别作用于Q1和Q2的栅极g，即当该第一控制信号输入端E1输入的控制信号为高电平时，Q1和Q2均导通，当该第一控制信号输入端E1输入的控制信号为低电平时，Q1和Q2均断开。，当该第二控制信号输入端E2输入的控制信号为低电平时，Q3断开，当该第二控制信号输入端E2输入的控制信号为高电平时，Q3导通，应理解，在该第二控制信号输入端E2没有输入任何控制信号时，该第三开关器件Q3也处于“断开”状态。

图3所示的电路100的工作原理如下：

假设初始第一开关器件Q1和第二开关器件Q2均处于“断开”状态，当第一输入端A1与第二输入端A2上电时，即第一输入端A1连接高压直流电源Vcc1的正极、且第二输入端A2连接Vcc1的负极时，该第一控制信号输入端E1输入高电平，控制Q1和Q2均处于“闭合”状态，这时电路导通，Vcc1给目标负载供电。

在Vcc1供电，且Q1和Q2导通的情况下，储能电容C开始通过电阻R充电，当储能电容C充满电后，第二控制信号输入端E2输入高电平，控制第三开关器件Q3闭合，电阻R被短路，电路正常工作。应理解，在储能电容C未充满电时，该第二控制信号输入端E2可以输入低电平，或者还可以不输入任何控制信号，以使该第三开关器件Q3处于“断开”状态。

在该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“闭合”状态的情况下，当第一输入端A1与Vcc1的正极断开、第二输入端A2与Vcc1的负极断开时，该第一控制信号输入端E1输入低电平，控制第一开关器件Q1和第二开关器件Q3断开，实现了第一输入端A1和第二输入端A2与后面负载侧电路的隔离，能够有效保障输入端A1和A2的安全性，例如工作人员在将第一输入端A1断电、且维修该输入端A1时，可以避免如图1所示电路中电源输入端口A1存在的电击危险。

当采用Vcc供电的其他负载发生短路故障、导致第一输入端A1与第二输入端A2之间的供电母线电压跌落时，已经充满电的储能电容C向目标负载放电，避免了在发生电压跌落时正常供电的目标负载发生意外掉电。

在储能电容C向目标负载放电时，当检测该储能电容C向电源侧放电，例如检测到电流方向是从该第一开关器件Q1的第二端(源极s)到该第一开关器件Q1的第一端(漏极d)时，该第一控制信号输入端E1输入低电平，控制第一开关器件Q1和第二开关器件Q3断开，从而避免了储能电容C向电源反向放电。

本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路，通过第一开关器件Q1与第二开关器件Q2，以及第三开关器件Q3的开关特性，实现了电路的上述状态，能够有效保证电源输入端口的安全性，并能够实现电压跌落保护，同时还能够避免在电压跌落保护过程中储能电容对电源反向放电，从而能够有效提高在采用高压直流供电过程中的可靠性和安全性。

应理解，上述作用于第一开关器件Q1和第二开关器件Q2的第一控制信号输入端E1，作用于第三开关器件Q3的第二控制信号输入端E2，仅表示该控制信号输入端具有控制上述3个开关器件的功能，并非表示该控制信号输入端与该3个开关器件一定存在直接的连接关系，实际中，例如，制信号输入端E1可以直接与开关器件Q1和Q2相连，从而直接控制开关器件Q1和Q2；或者，该第一控制信号输入端E1也可以与Q1直接相连，通过控制Q1间接控制Q2，本发明实施例对此不作限定。

可选地，作为一个实施例，图3所示的电路100还包括：

开关控制电路模块140，该模块包括：

信号采集单元141，用于采集信号，该信号采集单元分别连接第一输入端A1、第二输入端A2，第一开关器件Q1的漏极d和源极s，第二开关器件Q2的漏极d和源极s，储能电容C的两端；

开关控制单元142，与第一控制信号输入端E1和第二控制信号输入端E2连接；

其中，当信号采集单元141通过采集的信号确定：在该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“断开”状态的情况下，该第一输入端A1连接高压直流电源Vcc1的正极，该第二输入端A2连接Vcc1的负极时，开关控制单元142在第一控制信号输入端E1输入高电平，以控制该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“闭合”状态；

当信号采集单元141通过采集的信号确定：在该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“闭合”状态的情况下，当该第一输入端A1与高压直流电源的正极断开，该第二输入端A2与高压直流电源的负极断开时，开关控制单元142在第一控制信号输入端E1输入低电平，控制该第一开关器件和该第二开关器件均处于“断开”状态；

当信号采集单元141通过采集的信号确定：在该第一开关器件Q1和该第二开关器件Q2均处于“闭合”状态，该第一输入端A1连接高压直流电源Vcc1的正极，该第二输入端A2连接Vcc1的负极的情况下，当检测到电流方向为从该第一开关器件Q1的源极s到Q2的漏极d时，开关控制单元142在第一控制信号输入端E1输入低电平，以控制该第一开关器件和该第二开关器件均处于“断开”状态；

当信号采集单元141通过采集的信号确定：储能电容C两端的电压达到其阈值电压时(即充满电)，开关控制单元142在第二控制信号输入端E2输入高电平，以控制第三开关器件Q3闭合。

该开关控制模块140可以由高压直流电源Vcc1供电，也可以由储能电容C供电，本发明实施例对此不作限定。

可选地，在本发明实施例中，该第一开关器件Q1和第二开关器件Q2还可以为三极管，例如PNP三极管或者NPN三极管等，应理解，当Q1和Q2为三极管时，应根据三极管的开关特性适应性地确定控制Q1和Q2关断与闭合的控制信号。

可选地，作为一个实施例，在图2所示的电路100中，该第一开关器件Q1与该第二开关器件Q2均为二极管。

具体地，当该第一开关器件Q1与该第二开关器件Q2均为二极管时，该电路100的工作原理类似于上文所述方案，为了简洁，这里不再赘述。

应理解，本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路，可以应用于所有高压直流供电的场景，具体地，可以作为高压直流电源与用电设备之间的连接电路。

图4示出了将本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路应用于如图1所示场景下的示意图。如图4所示，目标负载分两路(第一输入端A1和A2所在的支路，与第三输入端口A3和A4所在的支路)利用高压直流电源Vcc1与Vcc2供电，由第一电源Vcc1供电的电路部分包括：

第一支路110，包括用于连接高压直流电源(如图4所示的Vcc1)正极的第一输入端A1，第一开关器件Q1和第一输出端B1，该第一开关器件Q1为MOS管，且第一输入端A1连接Q1的漏极d，第一输出端B1连接Q1的源极s；

第二支路120，包括用于连接高压直流电源(如图4所示的Vcc1)负极的第二输入端A2，第二开关器件Q2和第二输出端B2，该第二开关器件Q2为MOS管，且第二输出端B2连接Q2的漏极d，第二输入端A2连接Q2的源极s；

作用于第一开关器件Q1和第二开关器件Q2的第一控制信号输入端E1，输入到该第一控制信号输入端E1的控制信号用于，控制该第一开关器件Q1在该第一开关器件Q1的第一端到该第一开关器件Q1的第二端的方向上导通，在该第一开关器件Q1的第二端到该第一开关器件Q1的第一端的方向上断开；输入到该第一控制信号输入端E1的控制信号还用于，控制该第二开关器件Q2在该第二开关器件Q2的第二端到该第二开关器件Q2的第一端的方向上导通，在该第二开关器件Q2的第一端到该第二开关器件Q2的第二端的方向上断开；

第三支路130，包括串联的电阻R1和储能电容C1，与该电阻R1并联的第三开关器件Q3，该第三开关器件Q3为继电器；

作用于第三开关器件Q3的第二控制信号输入端E2，输入到该第二信号控制输入端E2的控制信号用于，控制该第三开关器件在该储能电容充电时断开，在该储能电容充满电时闭合；

该第三支路130的第一端与该第一输出端B1连接，该第三支路130的第二端与该第二输出端B2连接；

第一目标负载支路与该第三支路130并联，该第一目标负载支路包括串联的二极管D10，目标负载和二极管D11。

由第二电源Vcc2供电的电路部分包括：

第四支路140，包括用于连接高压直流电源(如图4所示的Vcc2)正极的第三输入端A3，第四开关器件Q4和第三输出端B3，该第四开关器件Q4为MOS管，且第三输入端A3连接Q4的漏极d，第三输出端B3连接Q4的源极s；

第五支路150，包括用于连接高压直流电源(如图4所示的Vcc2)负极的第四输入端A4，第五开关器件Q5和第四输出端B4，该第五开关器件Q5为MOS管，且第四输出端B4连接Q5的漏极d，第四输入端A4连接Q5的源极s；

作用于第四开关器件Q4和第五开关器件Q5的第三控制信号输入端E3，输入到该第三控制信号输入端E3的控制信号用于，控制该第四开关器件Q4在该第四开关器件Q4的第一端到该第四开关器件Q4的第二端的方向上导通，在该第四开关器件Q4的第二端到该第四开关器件Q4的第一端的方向上断开；输入到该第三控制信号输入端E3的控制信号还用于，控制该第五开关器件Q5在该第五开关器件Q5的第二端到该第五开关器件Q5的第一端的方向上导通，在该第五开关器件Q5的第一端到该第五开关器件Q5的第二端的方向上断开；

第六支路160，包括串联的电阻R2和储能电容C2，与该电阻R2并联的第六开关器件Q6，该第六开关器件Q6为继电器；

作用于第六开关器件Q6的第四控制信号输入端E4，输入到该第二信号控制输入端E2的控制信号用于，控制该第三开关器件在该储能电容充电时断开，在该储能电容充满电时闭合；

该第六支路160的第一端与该第三输出端B3连接，该第六支路160的第二端与该第四输出端B4连接；

第二目标负载支路与该第六支路160并联，该第二目标负载支路包括串联的二极管D20，目标负载和二极管D21。

结合图4可知，目标负载通过第一目标负载支路与第三支路130并联，通过第二目标负载支路与第六支路160并联。应理解，第一电源Vcc1的供电电路与第二电源Vcc2的供电电路，通过二极管D10、D11、D20和D21在负载侧合路，其中，D10在第一输出端B1到目标负载的输入端的方向上单向导通，D11在目标负载的输出端到第二输出端B2的方向上单向导通，D20在第三输出端B3到目标负载的输入端的方向上单向导通，D21在目标负载的输出端到第四输出端B4的方向上单向导通。

可选地，在本发明实施例中，目标负载支路中的二极管D10、D11、D20和D21还可以为MOS管或者三极管，可以通过输入控制信号，实现其单向导通特性，本发明实施例对此不作限定。

图4所示的电路的工作原理为：

假设初始Q1，Q2，Q4和Q5均处于“断开”状态，当Vcc1连接A1与A2，Vcc2连接A3和A4时，第一控制信号输入端E1输入高电平控制信号，控制Q1和Q2处于“闭合”状态，第三控制信号输入端E3输入高电平控制信号，控制Q4和Q5处于“闭合”状态，这时，目标负载分别通过Vcc1和Vcc2供电。

当Vcc1连接A1与A2之后，储能电容C1通过电阻R1充电，当C1充满电后，第二控制信号输入端E2输入高电平，控制第三开关器件Q3导通，电路正常工作。类似的，当Vcc2连接A3与A4之后，储能电容C2通过电阻R2充电，当C2充满电后，第四控制信号输入端E4输入高电平，控制第六开关器件Q6导通，电路正常工作。

在Vcc2连接A3与A4的情况下，Vcc1与A1和A2断开连接，例如工作人员要维修输入端A1，这时，第一控制信号输入端E1输入低电平，控制Q1和Q2由“闭合”状态变换为“断开”状态，应理解，Q1和Q2处于“断开”状态，隔离了第一输入端A1与第二输入端A2与后面负载侧的电路，能够有效保障正在维修输入端A1的工作人员的人身安全。例如，工作人员断开A1与VCC1，对A1进行维修，与此同时，输入端A3与A4通过Vcc2上电，这时，即使半导体器件D10单向导通的功能失效，由于第一开关器件Q1在第一输出端B1到第一输出端A1的电流方向上不导通，因此避免了A3存在的电击危险传递到第一输入端A1，保障了操作/维修人员的人身安全。

在目标负载单独由第一电源Vcc1供电的情况下，当由于其他供电负载支路发生短路故障时，导致A1与A2之间的供电母线电压跌落，这时，充满电的储能电容C1给目标负载供电，实现了电压跌落保护。同时由于第一开关器件Q1在第一输出端B1到第一输出端A1的电流方向上不导通，因此有效避免了储能电容C1对Vcc1的反向放电。

应理解，上述过程同样可以发生在由Vcc2供电的支路(第四支路140，第五支路150，第六支路160和第二目标负载支路)上，本发明实施例对此不作限定。

应理解，上述第一电源Vcc1和第二电源Vcc2可以是同一个高压直流电源，也可以两个独立的高压直流电源。

在本发明实施例中，通过利用第一开关器件Q1，第二开关器件Q2，第三开关器件Q3的上述开关特性，能够有效避免操作/维护人员在维修电源输入端A1时可能存在的电击危险，同时能够实现电压跌落保护，并在电压跌落保护过程中能够避免储能电容反向放电的问题，从而在较小电路成本的前提下，能够有效提高高压直流供电电路的安全性和可靠性。

还应理解，上述作用于第一开关器件Q1和第二开关器件Q2的第一控制信号输入端E1，作用于第三开关器件Q3的第二控制信号输入端E2，作用于第四开关器件Q4与第五开关器件Q5的第三控制信号输入端E3，作用于第六开关器件Q6的第四控制信号输入端E4，仅表示该控制信号输入端具有控制上述6个开关器件的功能，并非表示该控制信号输入端与该6个开关器件一定存在直接的连接关系，实际中，例如，制信号输入端E1可以直接与开关器件Q1和Q2相连，从而直接控制开关器件Q1和Q2；或者，该第一控制信号输入端E1也可以与Q1直接相连，通过控制Q1间接控制Q2。明实施例对此不作限定。

可选地，本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路，可以作为一个独立的电路模块，也可以集成到用电设备内部，本发明实施例对此不作限定。

可选地，本发明实施例还提供一种用于高压直流供电的设备200，该设备200包括目标负载支路和本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路。

具体地，如图5所示，该设备200包括图2所示的用于高压直流供电的电路100和目标负载支路。

可选地，当该设备200内的负载分两路进行高压直流供电时，该设备200可以包括两套图2所示的电路100，具体地，该设备200包括如图4所示的支路110，120，130，140，150、160以及第一目标负载支路和第二目标负载支路。

因此，本发明实施例提供的用于高压直流供电的电路与设备，在较小电路开销的基础上，能够有效提高采用高压直流供电过程中电路的安全性和可靠性。

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于高压直流供电的电路，其特征在于，包括：

第一支路，包括用于连接高压直流电源正极的第一输入端，第一开关器件和第一输出端，所述第一开关器件的第一端连接所述第一输入端，所述第一开关器件的第二端连接所述第一输出端；

第二支路，包括用于连接高压直流电源负极的第二输入端，第二开关器件和第二输出端，所述第二开关器件的第一端连接所述第二输入端，所述第二开关器件的第二端连接所述第二输出端；

第三支路，包括串联的电阻和储能电容，与所述电阻并联的第三开关器件，所述第三开关器件在所述储能电容充电时断开，在所述储能电容充满电时闭合；

所述第三支路的第一端与所述第一输出端连接，所述第三支路的第二端与所述第二输出端连接；

目标负载支路与所述第三支路并联，所述目标负载支路包括目标负载；

所述第一开关器件在所述第一开关器件的第一端到所述第一开关器件的第二端的方向上导通，在所述第一开关器件的第二端到所述第一开关器件的第一端的方向上断开；

所述第二开关器件在所述第二开关器件的第二端到所述第二开关器件的第一端的方向上导通，在所述第二开关器件的第一端到所述第二开关器件的第二端的方向上断开。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关器件与所述第二开关器件均为金属氧化物半导体MOS管；

所述电路还包括：

作用于所述第一开关器件和所述第二开关器件的第一控制信号输入端，其中，所述第一控制信号输入端输入的控制信号用于控制：

所述第一开关器件在所述第一开关器件的第一端到所述第一开关器件的第二端的方向上导通，在所述第一开关器件的第二端到所述第一开关器件的第一端的方向上断开；

所述第二开关器件在所述第二开关器件的第二端到所述第二开关器件的第一端的方向上导通，在所述第二开关器件的第一端到所述第二开关器件的第二端的方向上断开。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一控制信号输入端输入的控制信号具体用于：

在所述第一开关器件和所述第二开关器件均处于“断开”状态的情况下，当所述第一输入端连接高压直流电源的正极，所述第二输入端连接高压直流电源的负极时，控制所述第一开关器件和所述第二开关器件均处于“闭合”状态；

在所述第一开关器件和所述第二开关器件均处于“闭合”状态的情况下，当所述第一输入端与高压直流电源的正极断开，所述第二输入端与高压直流电源的负极断开时，控制所述第一开关器件和所述第二开关器件均处于“断开”状态；

在所述第一开关器件和所述第二开关器件均处于“闭合”状态的情况下，当电流方向是从所述第一开关器件的第二端到所述第一开关器件的第一端时，控制所述第一开关器件和所述第二开关器件均处于“断开”状态。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关器件与所述第二开关器件均为二极管。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电路，其特征在于，所述第三开关器件为继电器或金属氧化物半导体MOS管。

6.一种用于高压直流供电的设备，其特征在于，包括：

目标负载支路和根据权利要求1至5中任一项所述的电路。