CN111030235A - 一种充放同口电源保护电路 - Google Patents

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CN111030235A CN201911354614.9A CN201911354614A CN111030235A CN 111030235 A CN111030235 A CN 111030235A CN 201911354614 A CN201911354614 A CN 201911354614A CN 111030235 A CN111030235 A CN 111030235A
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史银龙
杨冬庆
陈宏�
祁显宽
卞鸿彦
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Abstract

本发明公开了一种充放同口电源保护电路，该电路是由两个开关、两个二极管、一个电阻组成，充电开关并联一个放电二极管、放电开关并联一个充电二极管，在两个二极管共阴极处（电路放置在输出正极）或共阳极处（电路放置在输出负极）串联一个电阻。本发明具有以下效果：可以在电源系统发生故障时断开开关进行保护，提升电源系统的安全性，也可以实现电源在充电和放电共用一路接口时互不干扰、独立控制。

Description

一种充放同口电源保护电路
技术领域
本发明涉及电源保护电路，特别是一种充放同口电源保护电路。
背景技术
目前以电池、电容作为电量载体的充放电系统和AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC等双向电源转换设备在新能源汽车、储能、轨道交通、航空航天等领域有着广泛的应用，受空间限制或特殊的设计需要，要求电源系统的输入、输出端共用一路接口，并要求实现充电、放电独立控制，互不影响。因此，具备充电和放电单独控制、系统异常保护功能已成为充放同口电源必要的配置，是当前此类产品急需解决的。
发明内容
本发明的目的是设计一种结构合理、使用安全的充放同口电源保护电路。
本发明的技术方案是，一种充放同口电源保护电路，其特征在于：该电路是由两个开关、两个二极管、一个电阻组成，充电开关并联一个放电二极管、放电开关并联一个充电二极管，在两个二极管共阴极处（电路放置在输出正极）或共阳极处（电路放置在输出负极）串联一个电阻。
该电路应用在电源系统充放同口输出端，通过电源控制器控制开关吸合、断开，可以实现电源系统在发生放电故障时切断放电开关，电源无法放电但可以充电；在发生充电故障时切断充电开关，电源无法充电但可以放电，从而实现电源充电和放电在共用一路接口时互不干扰、独立控制，同时具备异常保护的功能。
所述的该电路应用在电源系统充放同口输出端，所述电路适用于充放电共用一路接口的电源系统，既可以放置在电源输出的正极端，也可以放置在电源输出的负极端，也可以将电路中的充电开关及其并联的放电二极管与放电开关及其并联的充电二极管分为串联的两大部分，分开放置在电源输出的正极和负极端；需要指出的是，充电开关及其并联的放电二极管和放电开关及其并联的充电二极管这两大部分，在串联时的相对位置可以互换，不受影响。
所述的充电开关并联一个放电二极管，在电源输出端串联一个充电开关，充电开关负载路的正负极方向（如有极性区分）应沿着充电电流方向放置；放电二极管与充电开关并联，二极管的导通方向与放电电流一致，与充电电流方向相反。
放电开关并联一个充电二极管，在电源输出端串联一个放电开关，放电开关负载路的正负极方向（如有极性区分）应沿着放电电流方向放置；充电二极管与放电开关并联，二极管的导通方向与充电电流一致，与放电电流方向相反。
在两个二极管共阴极处（电路放置在输出正极）或共阳极处（电路放置在输出负极）串联一个电阻，电阻的一端与两个二极管的公共端连接，另一端接入充、放电开关之间；
电路应用在电源系统充放同口输出端，该电路适用于充电和放电共用一路正负极的电源系统中，该电源既可以是以电池、电容作为电量载体的充放电设备，也可以是AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC等双向电源转换设备，在双向电源转换设备中，本专利提及的充电电流即是输入电流，放电电流即是输出电流。
本发明技术方案工作原理是：
一种充放同口电源保护电路，该电路由两个开关、两个二极管和一个电阻按照图1或图2的原理图进行组合，通过电源控制器控制两个开关，实现电源充电、放电独立工作、异常保护，实现方法如下：
（1）电源初始上电时，电源控制器检测电池状态，无故障后控制闭合充电开关、放电开关，电源既可以充电，也可以放电。
（2）当电池在充电时发生异常或接到充电关闭指令时，控制器控制断开充电开关，此时充电电流被放电二极管阻断，放电电流可以通过放电二极管、放电开关流出，电源不能充电、可以放电。
（3）当电池在放电时发生异常或接到放电关闭指令时，控制器控制断开放电开关，此时放电电流被充电二极管阻断，充电电流可以通过充电二极管、充电开关流入，电源不能放电、可以充电。
（4）当电池在发生严重故障、影响安全或接到充电和放电同时关闭指令时，控制器控制断开充电开关和放电开关，此时放电电流被充电二极管阻断，充电电流被放电二极管阻断，电源不能充电、也不能放电。
（5）电阻作用：部分型号的二极管内阻会低于开关闭合时的阻值，开关在闭合时被二极管短路，造成二极管长期工作，影响寿命，通过给二极管串联一个电阻，增加阻值，可以使电源在正常状态下通过开关承载长时间的大电流传输，减少二极管的使用时间，延长寿命。
本发明具有以下效果：可以在电源系统发生故障时断开开关进行保护，提升电源系统的安全性，也可以实现电源在充电和放电共用一路接口时互不干扰、独立控制。
附图说明
图1是本发明的一种充放同口电源保护电路放置在电源正极输出端的应用示意图。
图2是本发明的一种充放同口电源保护电路放置在电源负极输出端的应用示意图。
图3是本发明的一种充放同口电源保护电路的充电开关及其并联的放电二极管放置在电源正极输出端、放电开关及其并联的充电二极管放置在电源负极输出端的应用示意图。
图4是本发明的一种充放同口电源保护电路的放电开关及其并联的充电二极管放置在电源正极输出端、充电开关及其并联的放电二极管放置在电源负极输出端的应用示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1、
结合图1描述本实施例，
在电源的正极输出端放置保护电路，当电源开启时，电源控制器上电自检无故障后，控制闭合放电开关和充电开关，此时充电二极管和放电二极管均被短路，充放电电流通过两个开关传输，电源可以充电，也可以放电。
当电源在放电过程中，控制器检测到异常故障，控制器控制放电开关断开，由于充电二极管的阻断作用，电源放电回路被切断，电源无法放电，起到保护作用。此时若需要充电，充电电流沿着充电二极管、电阻、充电开关流入电源，电源可以充电。
当电源在充电过程中，控制器检测到异常故障，控制器控制充电开关断开，由于放电二极管的阻断作用，电源充电回路被切断，电源无法充电，起到保护作用。此时若需要放电，放电电流沿着放电二极管、电阻、放电开关流入电源，电源可以充电。
当电源在运行过程中，控制器检测到严重故障，影响电源安全，控制器控制充电和放电开关同时断开，由于放电二极管和充电二极管的阻断作用，电源既不能充电，也不能放电，起到保护作用。
实施例2，
结合图2描述本实施例，本实施例的两个开关按照放电开关负极（如有极性区分）靠近电源负极、充电开关正极（如有极性区分）靠近电源负极的方向进行串联；两个二极管按照放电二极管阴极靠近电源负极、充电二极管阳极电源负极的方向进行串联。其余工作原理同实施例1。
实施例3，
结合图3描述本实施例，本实施例的开关及二极管应按照如下放置：充电开关负极（如有极性区分）靠近电源正极，与其并联的放电二极管的阳极靠近电源正极，放电开关负极（如有极性区分）靠近电源负极，与其并联的充电二极管阳极靠近电源负极。放电二极管和充电二极管应分别串联一个电阻，防止开关被二极管短路。其余工作原理同实施例1。
实施例4,
结合图4描述本实施例，本实施例的开关及二极管应按照如下放置：充放电开关正极（如有极性区分）靠近电源正极，与其并联的充电二极管的阴极靠近电源正极，充电开关正极（如有极性区分）靠近电源负极，与其并联的放电二极管阴极靠近电源负极。放电二极管和充电二极管应分别串联一个电阻，防止开关被二极管短路。其余工作原理同实施例1。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种充放同口电源保护电路，其特征在于：该电路是由两个开关、两个二极管、一个电阻组成，充电开关并联一个放电二极管、放电开关并联一个充电二极管，在两个二极管共阴极处或共阳极处串联一个电阻。
2.如权利要求1所述的一种充放同口电源保护电路，其特征在于：该电路应用在电源系统充放同口输出端，通过电源控制器控制开关吸合、断开，可以实现电源系统在发生放电故障时切断放电开关，电源无法放电但可以充电；在发生充电故障时切断充电开关，电源无法充电但可以放电，从而实现电源充电和放电在共用一路接口时互不干扰、独立控制。
3.如权利要求1所述的一种充放同口电源保护电路，其特征在于：所述的该电路应用在电源系统充放同口输出端，所述电路适用于充放电共用一路接口的电源系统，既可以放置在电源输出的正极端，也可以放置在电源输出的负极端，也可以将电路中的充电开关及其并联的放电二极管与放电开关及其并联的充电二极管分为串联的两大部分，分开放置在电源输出的正极和负极端。
4.如权利要求1所述的一种充放同口电源保护电路，其特征在于：所述的充电开关并联一个放电二极管，在电源输出端串联一个充电开关，充电开关负载路的正负极方向应沿着充电电流方向放置；放电二极管与充电开关并联，二极管的导通方向与放电电流一致，与充电电流方向相反。
5.如权利要求1所述的一种充放同口电源保护电路，其特征在于：放电开关并联一个充电二极管，在电源输出端串联一个放电开关，放电开关负载路的正负极方向应沿着放电电流方向放置；充电二极管与放电开关并联，二极管的导通方向与充电电流一致，与放电电流方向相反。
6.如权利要求1所述的一种充放同口电源保护电路，其特征在于：在两个二极管共阴极处或共阳极处串联一个电阻，电阻的一端与两个二极管的公共端连接，另一端接入充、放电开关之间。
7.如权利要求1所述的一种充放同口电源保护电路，其特征在于：电路应用在电源系统充放同口输出端，该电路适用于充电和放电共用一路正负极的电源系统中，该电源既可以是以电池、电容作为电量载体的充放电设备，也可以是AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC等双向电源转换设备。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1945924A (zh) * 2005-10-04 2007-04-11 美国凹凸微系有限公司 一种电池充电/放电控制电路
CN103490474A (zh) * 2013-09-26 2014-01-01 无锡中星微电子有限公司 一种电源管理电路
CN106058330A (zh) * 2015-04-10 2016-10-26 三星Sdi株式会社 电池保护电路

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