CN107611984A - 一种智能响应电气负载 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能响应电气负载，在操作上可与供电网络连接，包括耗电装置和向所述耗电装置安全供给电力的电力负载，所述电力负载通过控制配置智能控制，所述控制配置可智能操作为在要求向耗电装置供给电力之前施加可变时间延迟，其中，还包括：保护装置，所述保护装置为所述电力负载提供保护,所述保护装置包括:过流保护装置,所述过流保护装置的两端分别接有第一接线端子和第二接线端子,过流保护装置被配置为中断第一接线端子和第二接线端子之间的电气连接，如果第一接线端子和第二接线端子之间的电流超过预定的极限值,所述过流保护装置即被断，由于采用电路保护装置，使得本发明能够更加安全、智能地运行。

Description

一种智能响应电气负载
技术领域
本发明涉及电气技术领域，具体涉及一种智能响应电气负载。
背景技术
在各类电子产品中,设置过电流保护和过电压保护元件的趋势日益增强,之所以如此,归纳起来主要有以下几个方面的因素:
(1)随着电子产品发展的需求,IC的功能(集成度)也越来越强,其"身价"自然越来越高贵,因而需要加强保护。
为了降低功耗、减少发热、延长使用寿命,半导体元件和IC的工作电压越来越低,据SIA(美国半导体行业协会)统计,目前工作电压在1.5V左右,到2004年将降到1.2V以下,因而其抗过电流/过电压的能力需要适应新的保护要求。
移动式电子产品越来越多,如手持机、PDA、笔记本电脑、摄录机、数码相机、光盘机等,这些电子产品都需要电池组件作为,在电池组件和电池充电器中都必须配备保护元件。
在现代豪华型汽车中,装备的电子设备越来越多,而且工作条件比一般的电子产品更恶劣,如汽车行驶状况和环境瞬息万变、汽车起动时会产生很大的瞬间峰值电压等。因此,在为这些电子设备配套的电源适配器中,一般都需要同时安装过电流和过电压保护元件。
众多电力/电子产品都需要防止雷击以及电源线与电话线的交扰,以保证正常通信和用户人身安全。所以,随着电力/电子产品的发展,过电流/过电压保护元件的需求呈上升趋势。
据统计,在电子产品出现的故障中，有75%是由于过电流/过电压造成的。IBM曾分析过计算机电源的故障原因,其中88.5%是由于过电流/过电压造成的。随着人们对电子产品质量的苛求,制造厂家为了提高市场竞争力,就必须大量采用电路保护元件。
中国专利CN102210079A公开了一种智能响应电气负载,在操作上可与供电网络,连接。智能响应电气负载,包含耗电装置和用于控制从网络向装置供给电力的控制配置。控制配置可操作为在要求向装置提供功率的请求之后在向装置供给电力之前施加可变时间延迟。可变时间延迟是供电网络的状态、例如其频率(f)和/或其电压幅度(V)的函数。任选地，耗电装置装置是例如供可充电电动车辆使用的电池充电器。有益地，从可操作为提供供电网络响应的微型发电装置群向智能响应负载提供电力。
因此急需一种能够为耗电装置提供安全保护和稳定工作电压的智能响应电气负载。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种为耗电装置提供稳定电压的电力负载，并为该电力负载提供安全保护的智能响应电气负载。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能响应电气负载，在操作上可与供电网络连接，包括耗电装置和向所述耗电装置安全供给电力的电力负载，所述电力负载通过控制配置智能控制，所述控制配置可智能操作为在要求向耗电装置供给电力之前施加可变时间延迟，其中，还包括：保护装置，所述保护装置为所述电力负载提供保护,所述保护装置包括:过流保护装置,所述过流保护装置的两端分别接有第一接线端子和第二接线端子,过流保护装置被配置为中断第一接线端子和第二接线端子之间的电气连接，如果第一接线端子和第二接线端子之间的电流超过预定的极限值, 所述过流保护装置即被断开，第二接线端子和参考电位之间设有保护电路，所述保护电路可接受来自所述电力负载的电压反馈。
进一步地，所述保护电路包括二极管和电阻器，还包括一个为所述电阻器降温的冷却装置。
进一步地，所述二极管为稳压二极管或瞬态二极管。
进一步地，所述二极管的击穿电压在反向保护作用下大于所述电力负载的工作电压。
进一步地，所述过流保护装置在过载状态下会自行断开连接。
进一步地，其特征在于，所述第一接线端子耦合于所述供电网络的两端，所述第二接线端子耦合于所述耗电装置的两端。
进一步地，所述保护装置和所述电力负载之间连接有第一电感。
更进一步地，所述电力负载的输入端设有全桥变换器，所述全桥变换器和第一电感之间并有电容，所述全桥变换器包括四个功率晶体管，所述功率晶体管被所述控制配置智能控制，还包括一个转换器和两个二极管，全桥变换器的输出端连接有第二电感和滤波电容器。
从上述的技术方案可以看出，本发明的优点是通过电感反馈作用，使得电路在负载状态下会自动断开，保证了整个电气负载的安全运行。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本发明的整体布局图。
图2是本发明的保护装置和电力负载的示意图。
图中标记为：供电网络-1、智能控制配置-2、保护装置-3、第一接线端子-31、第二接线端子-32、过流保护装置-33、保护电路-34、二极管-341、电阻器-342、冷却装置-343、耗电装置-4、电气负载-5、电容-C1、滤波电容器-C2、全桥变换器-51、功率晶体管-S1、S2、S3、S4、第一电感-L1、第二电感-L2、转换器Tr。
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。
参照图1和图2，如图1所示的一种智能响应电气负载，耗电装置4电气负载5上配置有保护装置3，保护装置2设置在供电网络1和电气负载5之间，优选地，供电网络1可以是任意的直流电压装置，例如：电子能源，光伏装置，亦或是一个简单的电池等。
如图2所示，供电网络1的一端连接保护装置3的第一接线端子31，另一端连接参考电位，在这里包含两种情况：供电网络1的正极连接第一接线端子31,负极连接参考电位；同样的，也可以是供电网络1的负极连接第一接线端子31, 正极连接参考电位。
如图2所示，保护装置3的第二接线端子32连接电气负载5，电气负载5的另一端连接参考电位，这样，就可以源源不断的向电气负载5供电，保护装置3就这样处在了电气负载5和供电网络1之间。
如图2所示，DC/DC转换器首先输入的是第一电感L1，第一电感L1的两端为两个输入端，第一电感L1的下游为电容C1，电容C1连接在第一电感L1的右端，输入第一电感L1的电压随后输入全桥变换器51，全桥变换器51包括四个功率晶体管，分别为S1、S2、S3和S4，功率晶体管S1、S2、S3和S4被智能控制配置2智能控制，还包括一个转换器Tr和两个二极管D1和D2，进一步地，全桥变换器51的输出端还包括一个远端第二电感L2和滤波电容器C2。
优选地，为了获得更好的直流稳定系数，滤波电容器C2必须有足够的电容一般选择在数百微法或数千微法以上，用以降低脉冲波纹系数提升高效平滑直流输出，设置滤波电容会使整个电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。
如图2所示，保护装置3包括过流保护装置33，过流保护装置33设置在第一接线端子31和第二接线端子32之间，过流保护装置33首先是导通连接于第一接线端子31和第二接线端子32之间，如果通过第一接线端子31和第二接线端子32之间的电流超过预定的极限值，过流保护装置33打断第一接线端子31和第二接线端子32之间的连接，优选地，过流保护装置33是一个保险丝或是一个电流传感器控制的断路器，也可以是一个继电器或是一个半导体开关。
如图2所示，保护装置3包括一个保护电路34，保护电路34设置在第二接线端子32和参考电位之间。保护电路34包括二极管341和电阻器342，优选地，为防止电阻器342温度过高，给电阻器342设置一个冷却装置343，当供电网络1存在外加电压时，二极管341反向运行。
如图2所示，电阻器342必须是能够准确调节的欧姆电阻、且有足够高的电阻，当电能转换为热能，电阻器342上的热量急需消散，所以需要给电阻器342增加一个冷却装置343。
如图2所示，电气负载5发生故障时，转转器Tr将达到饱和，全桥变换器51的四个功率晶体管 S1、S2、S3和S4不会立即关闭，这时，一个较高的电流通过转转器Tr，在这种情况下，通过电感作用，一个较高的电流反馈回来并通过过流保护装置33，过流保护装置33将打断第一接线端子31和第二接线端子32之间的导电连接。
如图2所示，电气负载5感应组件之间通过过载电流反馈给过流保护装置33，于是在第一接线端子31和第二接线端子32之间存在一个很高的电压，这个高电压会被保护电路34抵消，由于电气负载5的电感作用，过流保护装置33反馈的电压得以诱导，并流过保护电路34的二极管341和电阻器342，这样，该电压在第二接线端子32处减弱，因此，第一接线端子31和第二接线端子32之间的电压被减弱，并且过流保护装置33切断第一接线端子31和第二接线端子32之间的连接，进一步地，电能储存在了电感原件中，最终通过保护电路34慢慢减弱并在电阻器342转化为热能，然后通过冷却装置343将其冷却，如此电路得以保护。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能响应电气负载，在操作上可与供电网络（1）连接，包括耗电装置（4）和向所述耗电装置（4）安全供给电力的电力负载（5），所述电力负载（5）通过控制配置（2）智能控制，所述控制配置（2）可智能操作为在要求向耗电装置（4）供给电力之前施加可变时间延迟，其特征在于，还包括：保护装置（3），所述保护装置（3）为所述电力负载（5）提供保护,所述保护装置（3）包括:过流保护装置（33）,所述过流保护装置（33）的两端分别接有第一接线端子（31）和第二接线端子（32）,过流保护装置（33）被配置为中断第一接线端子（31）和第二接线端子（32）之间的电气连接，如果第一接线端子（31）和第二接线端子（32）之间的电流超过预定的极限值, 所述过流保护装置（33）即被断开，第二接线端子（32）和参考电位之间设有保护电路（34），所述保护电路（34）可接受来自所述电力负载（5）的电压反馈。
2.根据权利要求1所述的智能响应电气负载，其特征在于，所述保护电路（34）包括二极管(341)和电阻器(342)，还包括一个为所述电阻器(342)降温的冷却装置（343）。
3.根据权利要求2所述的智能响应电气负载，其特征在于，所述二极管(341)为稳压二极管或瞬态二极管。
4.根据权利要求2所述的智能响应电气负载，其特征在于，所述二极管(341)的击穿电压在反向保护作用下大于所述电力负载（5）的工作电压。
5.根据权利要求1所述的智能响应电气负载，其特征在于，所述过流保护装置（33）在过载状态下会自行断开连接。
6.根据权利要求1所述的智能响应电气负载，其特征在于，所述第一接线端子（31）耦合于所述供电网络（1）的两端，所述第二接线端子（32）耦合于所述耗电装置（4）的两端。
7.根据权利要求1所述的智能响应电气负载，其特征在于，所述保护装置（3）和所述电力负载（5）之间连接有第一电感（L1）。
8.根据权利要求7所述的智能响应电气负载，其特征在于，所述电力负载（5）的输入端设有全桥变换器（51），所述全桥变换器（51）和第一电感（L1）之间并有电容（C1），所述全桥变换器51包括四个功率晶体管，分别为S1、S2、S3和S4，所述功率晶体管S1、S2、S3和S4被所述控制配置（2）智能控制，还包括一个转换器（Tr）和两个二极管（D1）和（D2），全桥变换器（51）的输出端连接有第二电感（L2）和滤波电容器（C2）。
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