CN106160482A - 供电设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种供电设备。所述供电设备可包括：转换单元，转换输入电压；输出单元，对由转换单元输出的电压进行稳压并输出经稳压的电压；过电流检测单元，通过感测在输出单元中流动的纹波电流来检测过电流状态的发生。

Description

供电设备

本申请要求于2014年10月14日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0138591号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国申请的公开通过引用包含于此。

技术领域

本公开涉及一种供电设备。

背景技术

在供电设备领域，过电流检测是重要的问题。

通常的过电流检测方案的示例包括使用在变压器的初级侧流动的电流来检测过电流的方案。然而，根据上述方案，当变压器具有多个次级侧时，会设置高过电流参考值，并且当所述多个次级侧中的一些次级侧不操作时，过电流可能不被检测。

过电流检测方案的另一示例包括使用在变压器的次级侧流动的电流来检测过电流的方案。根据上述方案，通过感测实际具有的输出电流来检测过电流。因此，供电设备的输出电流具有相对较高的值，因此，为了感测输出电流，应使用具有高瓦特的电阻器，这可能导致因电阻器的尺寸引起的设备的整体尺寸的增加。

此外，由于输出电流的电平可能高，因此还需要用于将检测到的输出电流的电平降低至预定电平的单独的集成电路。

参照第1998-086004号韩国专利公开可理解与以上发明相关联的现有技术。

[现有技术文档]

(专利文档1)韩国第1998-086004号韩国专利公开

发明内容

根据本公开的一方面可提供一种能够在具有简单构造的同时检测过电流的供电设备。

根据本公开的一方面，一种供电设备可包括：转换单元，转换输入电压；输出单元，对由转换单元输出的电压进行稳压，并输出经稳压的电压；过电流检测单元，通过感测在输出单元中流动的纹波电流来检测过电流状态。

根据本公开的另一方面，一种供电设备可包括：转换单元，转换输入电压；第一输出单元和第二输出单元，对转换单元输出的电压进行稳压，并输出经稳压的电压；过电流检测单元，通过分别感测在第一输出单元和第二输出单元中流动的纹波电流来分别检测第一输出单元和第二输出单元中的过电流状态。

附图说明

从以下结合附图的详细描述将更清楚地理解本公开的以上和其他方面，特征和其他优点，在附图中：

图1是描述根据本公开的示例性实施例的供电设备的构造图；

图2是示出图1的转换单元和输出单元的示例的电路图；

图3是示出图2的过电流检测单元的示例的电路图；

图4是示出图1的转换单元和输出单元的另一示例的电路图；

图5是示出图4的过电流检测单元的示例的电路图；

图6A至图6D是示出电流和纹波电压的曲线图；

图7是示出电流和纹波电压之间的关系的曲线图；

具体实施方式

现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。

然而，可以以很多不同的形式实施本公开，并且本公开不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是充分且完整的，并将本公开的范围完全传达给本领域的技术人员。

在附图中，为了清楚，元素的形状和尺寸可被夸大，并且相同的标号将始终用于指定相同或相似的元素。

图1是描述根据本公开的示例性实施例的供电设备的构造图。

参照图1，根据本公开的示例性实施例的供电设备100可包括转换单元140、输出单元150和过电流检测单元160。根据本公开的示例性实施例，供电设备100还可包括整流单元110、功率因素校正单元120、开关单元130和控制单元170中的至少一个。

整流单元110可对输入到输入端(in)的交流电力进行整流，并将整流的交流电力传输到功率因素校正单元120。根据本公开的示例性实施例，整流单元110还可执行平滑功能。

功率因素校正单元120可通过调节从整流单元110传输的电力的电压和电流之间的相位差来校正功率因素。

开关单元130可包括连接在输入有来自功率因素校正单元120的直流电力的节点和地之间的开关。作为示例，开关单元130可包括相互串联连接的两个开关，并可通过所述两个开关的交替开关操作来执行电力转换操作。

开关单元130可响应于控制单元170的控制信号而执行开关操作。

转换单元140可对输入到其的输入电压进行转换。

根据本公开的示例性实施，转换单元140可包括变压器。谐振回路可以由电感器-电感器-电容器(LLC)电路或电感器-电容器(LC)电路构造，以执行谐振操作。

变压器可包括初级绕组和次级绕组，其中，初级绕组和次级绕组可相互电绝缘。即，初级绕组和次级绕组可具有不同电气性质的地。初级绕组和次级绕组可形成预设匝数比，其中，次级绕组可根据匝数比来改变电压电平，并且输出具有改变的电压电平的电力。

此外，整流单元110、功率因素校正单元120、开关单元130、谐振回路和变压器的初级绕组可形成在初级侧，变压器的次级绕组和输出单元150可形成在次级侧。

输出单元150可对来自转换单元140的次级绕组的电力进行稳压，并将稳压后的电力输出到输出端子。根据本公开的示例性实施例，输出单元150还可执行整流功能。

根据本公开的示例性实施例，输出单元150可包括相互并联连接的多个电容器。根据本公开的本示例性实施例，相互并联连接的多个电容器仅需要具有连接关系(诸如并联连接关系)，而不管各个电容器的功能如何。即，构造滤波器的电容器和输出电容器可构造并联连接关系。可选地，整流单元的电容器、构造滤波器的电容器和输出电容器可构造并联连接关系。

过电流检测单元160可通过感测在输出单元150中流动的纹波电流，来检测过电流是否发生。

根据本公开的示例性实施例，过电流检测单元160可通过检测包括在输出单元150中的多个电容器中的至少一个电容器中流动的纹波电流，来检测过电流是否发生。例如，过电流检测单元160可通过感测对在相互并联连接的多个电容器中的任意一个容器进行充电和放电时产生的纹波电流，来检测过电流状态的发生。

根据本公开的上述示例性实施例，由于纹波电流具有与输出电流成比例的特性，因此使用在过电流发生时纹波电流的大小也增加的事实。此外，在本公开的上述示例性实施例的情况下，由于纹波电流具有比输出电流小的值，因此用于检测纹波电流的电阻元件的尺寸可被减小。

以下将参照图2至图5更详细地描述输出单元150和过电流检测单元160的各种示例性实施例。

控制单元170可控制供电设备100的操作。

如果控制单元170从过电流检测单元160接收到过电流检测信号，则控制单元170可执行过电流保护操作。例如，控制单元170可执行过电流保护操作，即，控制单元170可停止供电设备100的操作，将过电流释放至地等等。

图2是示出图1的转换单元和输出单元的示例的电路图，图3是示出图2的过电流检测单元的示例的电路图。

图2和图3示出与具有单个输出电路的输出单元相关的示例。

图2示出转换单元140和输出单元150的示例。

输出单元150可连接到转换单元140的次级侧，并可包括滤波电路153和输出电容器C2。

滤波电路153可包括与转换单元140的次级线圈串联连接的二极管以及并联连接到次级线圈的滤波电容器C1。

输出电容器C2可并联连接到滤波电容器C1。

感测电容器Rs可连接到包括在输出单元150中的多个并联电容器中的至少一个电容器，以检测对应电容器的纹波电流。

根据图2中示出的示例，感测电阻器Rs可串联连接到输出电容器C2，但这仅仅是示意性的。根据本公开的示例性实施例，感测电阻器Rs可连接到相互并联连接的其他电容器。

过电流检测单元160可通过使用由感测电阻器Rs检测的纹波电流来确定是否检测到过电流。

根据本公开的示例性实施例，在与由感测电阻器Rs检测到的输出电容器C2的纹波电流对应的纹波电压具有参考值或更大值的情况下，过电流检测单元160可输出过电流检测信号。

图3示出上述过电流检测单元160的示例。参照图3，过电流检测单元160可包括比较器161。

比较器161可接收纹波电压值并将纹波电压值与参考电压值进行比较，以输出过电流检测信号。这里，纹波电压值可以是与由感测电阻器检测的纹波电流对应的值。

根据本公开的本示例性实施例，可使用如示出的简单比较器来检测过电流。原因在于：由于检测过电流的感测电阻器Rs串联连接在电容器和地端子之间，因此基于地测量由感测电阻器Rs检测的纹波电流。因此，可以不需要单独的计算来计算纹波电压值，而可通过简单的比较来检测过电流。

图4是示出图1的转换单元和输出单元的另一示例的电路图，图5是示出图4的过电流检测单元的示例的电路图。

图4和图5示出与具有两个输出电路的输出单元相关的示例。在下文中，将描述具有两个输出电路的示例，但根据以下描述还可理解具有两个输出电路或更多输出电路的情况。

参照图4，第一输出单元151和第二输出单元152可分别连接到转换单元140。转换单元140的连接到第一输出单元151和第二输出单元152的次级绕组可分别具有不同的匝数。

第一输出单元151和第二输出单元152可分别包括相互并联连接的多个电容器。

根据示出的示例，第一输出单元151和第二输出单元152可分别包括滤波电路153和154以及输出电容器C2和C4。

滤波电路153和154可包括与转换单元140的次级线圈串联连接的二极管以及并联连接到次级线圈的滤波电容器C1和C3。输出电容器C2和C4可分别并联连接到滤波电容器C1和C3。

感测电阻器Rs1和Rs2可连接到包括在第一输出单元151和第二输出单元152中的多个并联电容器中的至少一个电容器，以检测对应的电容器的纹波电流。根据图4中示出的示例，感测电阻器Rs1和Rs2分别串联连接到输出电容器C2和C4，但这仅仅是示意性的。根据本公开的示例性实施例，感测电阻器Rs1和Rs2可分别连接到相互并联连接的其他电容器。

过电流检测单元160可通过使用由感测电阻器Rs1和Rs2检测的纹波电流，来确定是否检测到过电流。

过电流检测单元160可分别确定在各个第一输出单元151和第二输出单元152中是否发生过电流。例如，过电流检测单元160可通过分别感测在第一输出单元151和第二输出单元152中流动的纹波电流，来分别检测第一输出单元151和第二输出单元152中的过电流状态的发生。

图5示出上述过电流检测单元160的示例。参照图5，过电流检测单元160可包括第一比较器161和第二比较器162。

第一比较器161可接收与由第一感测电阻器Rs1检测的纹波电流对应的第一纹波电压值，并将第一纹波电压值与第一参考值进行比较。第二比较器162可接收与由第二感测电阻器Rs2检测的纹波电流对应的第二纹波电压值，并将第二纹波电压值与第二参考值进行比较。

因此，即使在多个输出单元150的情况下，过电流检测单元160也可通过使用简单的构造来分别确定过电流是否发生。因此，根据本公开，可以更精确、单独地实现过电流检测。

图6A至图6D是示出电流和纹波电压的曲线图，图7是示出电流和纹波电压之间的关系的曲线图。

在图6A至图6D中，由粗直线表示的部分示出从输出单元(图1中的150、图2中的150以及图4中的151和152)输出到负载(未示出)的电流，实线示出由感测电阻器(图2中的Rs以及图4中的Rs1和Rs2)检测的纹波电压。如图6A至图6D示出的，可以看出：随着电流(粗直线)的大小增大，纹波电压(实线)的大小也增大。即，当假设图6A至图6C示出正常状态并且图6示出过电流状态时，可从图6D理解：过电流状态下的纹波电压的最大值大于图6A至图6C的纹波电压的最大值。

因此，过电流检测单元160可通过将与过电流状态对应的纹波电压的最大值设置为参考电压值，来检测过电流状态的发生。

还可从图7确认电流和纹波电压之间的比例关系。在图7中，电流示出从输出单元(图1中的150、图2中的150以及图5中的151和152)输出到负载(未示出)的电流，电压示出由感测电阻器(图2中的Rs、图4中的Rs1和Rs2)检测的纹波电压的最大值。如图7中示出的，可以理解：纹波电压的大小与电流的大小成比例。

如上所述，根据本公开的示例性实施例，可通过简单的构造获得反馈电力。

可通过简单构造来检查压电变压器是否被损坏。

虽然以上已示出和描述了示例性实施例，但对于本领域的技术人员而言明显的是，可在不脱离由本发明的权利要求限定的范围的情况下，做出各种修改和改变。

Claims (13)

1.一种供电设备，包括：

转换单元，将输入电压转换成输出电压；

输出单元，对来自转换单元的输出电压进行稳压并输出经稳压的电压；

过电流检测单元，通过感测在输出单元中流动的纹波电流，来检测过电流状态的发生。

2.如权利要求1所述的供电设备，其中，所述输出单元包括相互并联连接的多个电容器。

3.如权利要求2所述的供电设备，其中，所述过电流检测单元通过感测在所述多个电容器中的至少一个电容器中流动的纹波电流，来检测过电流状态的发生。

4.如权利要求1所述的供电设备，其中，所述输出单元包括：

滤波电路，包括滤波电容器；

输出电容器，并联连接到滤波电容器。

5.如权利要求4所述的供电设备，其中，所述过电流检测单元包括：感测电阻器，串联连接到输出电容器。

6.如权利要求5所述的供电设备，其中，当与由感测电阻器检测的输出电容器的纹波电流对应的纹波电压具有等于或大于参考值的电平时，所述过电流检测单元输出过电流检测信号。

7.如权利要求5所述的供电设备，其中，所述过电流检测单元还包括：比较器，接收与由感测电阻器检测的纹波电流对应的纹波电压值，并将所述纹波电压值与参考值进行比较。

8.一种供电设备，包括：

转换单元，将输入电压转换成输出电压；

第一输出单元和第二输出单元，对来自转换单元的输出电压进行稳压，并输出经稳压的电压；

过电流检测单元，通过分别感测在第一输出单元和第二单元中流动的纹波电流，来分别检测第一输出单元和第二输出单元的过电流状态的发生。

9.如权利要求8所述的供电设备，其中，第一输出单元和第二输出单元分别包括相互并联连接的多个电容器。

10.如权利要求9所述的供电设备，其中，所述过电流检测单元通过分别感测在第一输出单元的多个电容器中的至少一个电容器和第二输出单元的多个电容器中的至少一个电容器中流动的纹波电流，来检测第一输出单元和第二输出单元中的过电流状态的发生。

11.如权利要求8所述的供电设备，其中，第一输出单元包括：

第一滤波电路，包括第一滤波电容器；

第一输出电容器，并联连接到第一滤波电路，

第二输出单元包括：

第二滤波电路，包括第二滤波电容器；

第二输出电容器，并联连接到第二滤波电路。

12.如权利要求11所述的供电设备，其中，所述过电流检测单元包括：

第一感测电阻器，串联连接到第一输出电容器；

第二感测电阻器，串联连接到第二输出电压器。

13.如权利要求12所述的供电设备，其中，所述过电流检测单元还包括：

第一比较器，接收与由第一感测电阻器检测的纹波电流对应的第一纹波电压值，并将第一纹波电压值与第一参考值进行比较；

第二比较器，接收与由第二感测电阻器检测的纹波电流对应的第二纹波电压值，并将第二纹波电压值与第二参考值进行比较。