CN112736855B - 一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路、装置及方法，所述电路包括所述电路包括温度检测控制电路、稳压电路和过流欠压保护电路；温度检测控制电路，对逆变器电源输出路径中的温度进行检测，控制电源通断；稳压电路，在所述温度检测电路的安全稳定下，调节输出电源电压；过流欠压保护电路，接收稳压电路输出电压，完成欠压检测保护和过流检测保护；所述装置包括壳体、PCB板、缓冲组件，壳体采用O型圆柱结构，提高散热面积，降低热量集中，本发明通过逆变电源工作状态下的温度变化，实时监测电路安全，采用直流电转交流电，直流电相对交流电而言不存在周期性的变化，保证输出逆变电源的稳定。

Description

一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护 电路、装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电源保护技术，尤其是一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路、装置及方法。

背景技术

随着逆变电源的广泛应用,它的可靠性和可用性一致收到消费者的普遍关注，观景灯、街道路灯大量使用的逆变器电源结构简单、价格低廉,过载保护措施不够完善,使其使用寿命受到严重的限制；二逆变电源过载保护通过对电源传输路径的电源电压、电流进行检测，一旦发生故障电源故障就会切断，阻止电源电压的传递。

现有的逆变电源过载保护电路，是通过检测逆变电源传输导线中的电源电压，实现传输电源的保护，而这种保护放方式，是在线路发生故障时通过切换电源的传输来达到保护的目的，在对于一些影响电路元间的电压无法做到自我调整，修复小故障点；在受到输出端持续放电时，会加速直流电源设备出现亏点现象，不仅会影响直流电源设备的损伤还会加速线路的老化。

发明内容

本发明实施例提供一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路、装置及方法，通过多组式调节电路，保证逆变电源输出的稳定，以及多组电源检测保护输出逆变电源的安全。

第一方面，提供了一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路，包括：所述保护电路包括：

温度检测控制电路，对逆变器电源输出路径中的温度进行检测，控制电源通断；

稳压电路，在所述温度检测控制电路的安全稳定下，调节输出电源电压；

过流欠压保护电路，接收稳压电路输出电压，完成欠压检测保护和过流检测保护。

在第一方面的一些可实现方式中，所述温度检测控制电路包括热敏电阻V1、电阻R1、电阻R2、比较器U1、电阻R3、二极管D1、三极管Q1、继电器T、触发开关S1，其中所述热敏电阻V1一端分别与电阻R1一端、继电器T一端、触发开关S1一端、电源输入端IN连接；所述热敏电阻V1另一端分别与电阻R2一端、二极管D1正极端、地线GND和三极管Q1发射极端连接；

所述电阻R2另一端分别与比较器U1引脚1、引脚2和电阻R1另一端连接；所述比较器U1引脚3与电阻R3一端、电阻R3另一端分别与二极管D1负极端和三极管Q1基极端连接；所述三极管Q1集电极端与继电器T另一端连接；所述触发开关S1另一端与端口in连接；

所述继电器T与触发开关S1属于联动装置，其继电器T得电带动触发开关S1闭合。

在第一方面的一些可实现方式中，所述稳压电路包括电容C1、稳压器U2、电容C2，其中所述电容C1一端分别与稳压器U2引脚1、端口in连接；所述电容C1另一端分别与地线GND、稳压器U2引脚2和电容C2一端连接；所述电容C2另一端分别与稳压器U2引脚3和端口on连接。

在第一方面的一些可实现方式中，所述过流欠压保护电路包括欠压保护电路和过流保护电路，其中，

所述欠压保护电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8，所述电阻R4一端与端口on、电阻R7一端、电阻R8一端连接；所述电阻R4另一端与电阻R5一端连接；所述电阻R5另一端分别与电阻R6一端连接；所述电阻R6另一端与电阻R7另一端连接；

所述电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8均为固定电阻值。

在第一方面的一些可实现方式中，所述过流保护电路包括电感L1、电容C3、电感L2、运算放大器U3、可变电阻RT1、电感L3、二极管D2、二极管D3、电容C4、运算放大器U4、二极管D4，其中所述电感L1一端与端口on连接；所述电感L1另一端分别与电容C3一端和运算放大器U3引脚1连接；所述运算放大器U3引脚2分别与电感L2一端和可变电阻RT1引脚1连接；所述电感L2另一端分别与电容C3另一端、地线GND和运算放大器U3引脚5连接；

所述运算放大器U3引脚4分别与电感L3一端、可变电阻RT1引脚2和引脚3连接；所述电感L3另一端与二极管D2正极端连接；所述二极管D2负极端分别与二极管D3负极端、电容C4正极端、运算放大器U4引脚1和二极管D4负极端连接；所述二极管D3正极端与电阻R5一端连接；所述电容C4负极端与电阻R6一端连接；所述运算放大器U4引脚3与电阻R8另一端连接；所述运算放大器U4引脚2与电阻R7另一端连接。

第二方面，提供了一种逆变电源过载保护装置，所述装置包括壳体、PCB板、缓冲组件，所述壳体两侧开设有U型滑轨、所述U型滑轨用于放置PCB板、所述U型滑轨与PCB板卡槽固定；所述壳体呈O型圆柱，所述缓冲组件包括第一组件和第二组件；

所述第一组件和第二组件均由弹簧和支杆构成，所述弹簧螺钉连接在支杆表面，且弹簧轴线垂直支杆轴线；所述第一组件和第二组件通过支杆无弹簧的一面与PCB板上下表面进行螺钉固定；所述第一组件和第二组件通过弹簧无支杆的一面与壳体内部上下表面进行间隙配合，并将所述的逆变电源过载保护电路镶嵌在PCB板上。

第三方面，提供了一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护方法，所述保护方法具体如下：

当逆变电源输出时，继电器T一端获取输出电压，电阻R1降低输出电压值，进而满足比较器U1的安全运行电压；通过电阻R3再次降低传输电压值，进而满足三极管Q1导通电压，进而使继电器T得电，吸附触发开关S1闭合，稳压电路接收闭合电压，通过电容C1调制输入电压、电容C2调制输出电压，稳压器U2调制输入到输出中不稳定电压；在通过过流欠压保护电路输出安全逆变电源；

当逆变电源欠压时，通过电阻R4、电阻R8和电阻R7对传输的电压进行检测，检测经过电阻输出端电压是否满足过流保护电路的工作电压，不满足时，过流保护处于低电压状态无法运行，且阻止欠压状态下的逆变电源传输；

当逆变电源过流时，过流保护电路在欠压保护电路的正常运行下，才能执行电流保护，使过流保护电路运行，检测经过稳压电路输出的逆变电源是否出现过电流现象，在超出设定电流则停止输出，其中过流检测保护电路中电感L1用于稳定电流，对变化浮动小的电流进行调整，电容C3和电容C4避免运算放大器U3和运算放大器U4相互间的耦合干扰，可变电阻RT1通过阻值的调节，改变运算放大器U3输出的路径；形成多多通道输出的选择，二极管D2和二极管D3限定逆变电源的单向传输；

当逆变电源电路温度超出热敏电阻V1范围时，其内部阻值变小，导通电压选择低阻值路径传输，使继电器T无法获取运行电压，阻断温度升高状态下逆变电源的输出，以实现第一方面所述的逆变电源过载保护电路。

有益效果：本发明设计一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路、装置及方法，通过在温度检测控制电路和过流欠压保护电路中设置稳压电路，通过稳压电路中，稳压器U2的前置滤波电容C1和后置滤波电容C2，对温度检测控制电路输出端电压进行调节，在对稳压器U2的输出的电压再次进行调节，形成多组式调节电路，保证每个并列的灯具处于独立运行；再通过热敏电阻V1检测逆变电源工作状态下的温度变化，实时监测电路安全；

采用直流电转交流电，直流电相对交流电而言不存在周期性的变化，保证输出逆变电源的稳定，对于半导体电子电路的供电，交流电产生的电弧比直流电产生的电弧更加容易熄灭；

再通过过流欠压保护电路中的欠压和过流的结合，在逆变电源处于欠压状态下时过流保护电路不工作，减少多次检测，带来电源的流失；且欠压保护电路和过流保护电路，采用递进方式进行电路检测，在满足欠压保护电路的运行条件，才能够使过流保护电路运行；在逆变电源装置中，采用缓冲组件，降低保护电路在掉落时PCB中部出现断裂以及元器件松动，壳体采用O型圆柱结构，提高散热面积，降低热量集中；

电路结构简单,有较强的可移植性,可适用于大多数的逆变电路开关的保护；

附图说明

图1是本发明的逆变电源过载保护电路流程图。

图2是本发明的温度检测控制电路图。

图3是本发明的稳压电路图。

图4是本发明的过流欠压保护电路图。

图5是本发明的保护装置示意图。

附图标记：壳体1、U型滑轨2、PCB板3、弹簧4、支杆5。

具体实施方式

本发明通过一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路、装置及方法，通过多组式调节电路，保证逆变电源输出的稳定，以及多组电源检测保护输出逆变电源的安全，下面通过实施例，并结合附图对本方案做进一步具体说明。

逆变电源的广泛应用,它的可靠性和可用性一致收到消费者的普遍关注，观景灯、街道路灯大量使用的逆变器电源结构简单、价格低廉,过载保护措施不够完善,使其使用寿命受到严重的限制；二逆变电源过载保护通过对电源传输路径的电源电压、电流进行检测，一旦发生故障电源故障就会切断，阻止电源电压的传递。

现有的逆变电源过载保护电路，是通过检测逆变电源传输导线中的电源电压，实现传输电源的保护，而这种保护放方式，是在线路发生故障时通过切换电源的传输来达到保护的目的，在对于一些影响电路元间的电压无法做到自我调整，修复小故障点；在受到输出端持续放电时，会加速直流电源设备出现亏点现象，不仅会影响直流电源设备的损伤还会加速线路的老化。

综上，在本申请中，申请人认为传统的灯具供电采用独立电源供电方式，而独立供电方式，满足不了不同环境下的用电需求。

在一个实施例中，一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路，包括：所述保护电路包括：

温度检测控制电路，对逆变器电源输出路径中的温度进行检测，控制电源通断；

稳压电路，在所述温度检测控制电路的安全稳定下，调节输出电源电压；

过流欠压保护电路，接收稳压电路输出电压，完成欠压检测保护和过流检测保护。

在一个实施例中，温度检测控制电路包括热敏电阻V1、电阻R1、电阻R2、比较器U1、电阻R3、二极管D1、三极管Q1、继电器T、触发开关S1，在温度检测控制电路中，通过热敏电阻V1检测逆变电源工作状态下的温度变化，实时监测电路安全；电阻R1降低输出电压值，进而满足比较器U1的安全运行电压；通过电阻R3再次降低传输电压值，进而满足三极管Q1导通电压，进而使继电器T得电，吸附触发开关S1闭合；

所述热敏电阻V1一端分别与电阻R1一端、继电器T一端、触发开关S1一端、电源输入端IN连接；所述热敏电阻V1另一端分别与电阻R2一端、二极管D1正极端、地线GND和三极管Q1发射极端连接；

所述电阻R2另一端分别与比较器U1引脚1、引脚2和电阻R1另一端连接；所述比较器U1引脚3与电阻R3一端、电阻R3另一端分别与二极管D1负极端和三极管Q1基极端连接；所述三极管Q1集电极端与继电器T另一端连接；所述触发开关S1另一端与端口in连接；

所述继电器T与触发开关S1属于联动装置，其继电器T得电带动触发开关S1闭合。

在一个实施例中，稳压电路包括电容C1、稳压器U2、电容C2，在稳压电路中，电容C1调制输入电压、电容C2调制输出电压，稳压器U2调制输入到输出中不稳定电压；

其中所述电容C1一端分别与稳压器U2引脚1、端口in连接；所述电容C1另一端分别与地线GND、稳压器U2引脚2和电容C2一端连接；所述电容C2另一端分别与稳压器U2引脚3和端口on连接。

在一个实施例中，过流欠压保护电路包括欠压保护电路和过流保护电路， 所述欠压保护电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8，在过流欠压保护电路中，电阻R4、电阻R8和电阻R7对传输的电压进行检测，检测经过电阻输出端电压是否满足过流保护电路的工作电压，不满足时，过流保护处于低电压状态无法运行，且阻止欠压状态下的逆变电源传输；

所述电阻R4一端与端口on、电阻R7一端、电阻R8一端连接；所述电阻R4另一端与电阻R5一端连接；所述电阻R5另一端分别与电阻R6一端连接；所述电阻R6另一端与电阻R7另一端连接；

所述电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8均为固定电阻值。

在一个实施例中，过流保护电路包括电感L1、电容C3、电感L2、运算放大器U3、可变电阻RT1、电感L3、二极管D2、二极管D3、电容C4、运算放大器U4、二极管D4，在过流保护电路中，电感L1用于稳定电流，对变化浮动小的电流进行调整，电容C3和电容C4避免运算放大器U3和运算放大器U4相互间的耦合干扰，可变电阻RT1通过阻值的调节，改变运算放大器U3输出的路径；形成多多通道输出的选择，二极管D2和二极管D3限定逆变电源的单向传输；

电感L1一端与端口on连接；所述电感L1另一端分别与电容C3一端和运算放大器U3引脚1连接；所述运算放大器U3引脚2分别与电感L2一端和可变电阻RT1引脚1连接；所述电感L2另一端分别与电容C3另一端、地线GND和运算放大器U3引脚5连接；

所述运算放大器U3引脚4分别与电感L3一端、可变电阻RT1引脚2和引脚3连接；所述电感L3另一端与二极管D2正极端连接；所述二极管D2负极端分别与二极管D3负极端、电容C4正极端、运算放大器U4引脚1和二极管D4负极端连接；所述二极管D3正极端与电阻R5一端连接；所述电容C4负极端与电阻R6一端连接；所述运算放大器U4引脚3与电阻R8另一端连接；所述运算放大器U4引脚2与电阻R7另一端连接。

在一个实施例中，一种逆变电源过载保护装置，所述装置包括壳体、PCB板、缓冲组件，所述壳体两侧开设有U型滑轨、所述U型滑轨用于放置PCB板、所述U型滑轨与PCB板卡槽固定；所述壳体呈O型圆柱，所述缓冲组件包括第一组件和第二组件；

所述第一组件和第二组件均由弹簧和支杆构成，所述弹簧螺钉连接在支杆表面，且弹簧轴线垂直支杆轴线；所述第一组件和第二组件通过支杆无弹簧的一面与PCB板上下表面进行螺钉固定；所述第一组件和第二组件通过弹簧无支杆的一面与壳体内部上下表面进行间隙配合，并将所述的逆变电源过载保护电路镶嵌在PCB板上。

在一个实施例中，一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护方法，所述保护方法具体如下：

当逆变电源输出时，继电器T一端获取输出电压，电阻R1降低输出电压值，进而满足比较器U1的安全运行电压；通过电阻R3再次降低传输电压值，进而满足三极管Q1导通电压，进而使继电器T得电，吸附触发开关S1闭合，稳压电路接收闭合电压，通过电容C1调制输入电压、电容C2调制输出电压，稳压器U2调制输入到输出中不稳定电压；在通过过流欠压保护电路输出安全逆变电源；

当逆变电源欠压时，通过电阻R4、电阻R8和电阻R7对传输的电压进行检测，检测经过电阻输出端电压是否满足过流保护电路的工作电压，不满足时，过流保护处于低电压状态无法运行，且阻止欠压状态下的逆变电源传输；

当逆变电源过流时，过流保护电路在欠压保护电路的正常运行下，才能执行电流保护，使过流保护电路运行，检测经过稳压电路输出的逆变电源是否出现过电流现象，在超出设定电流则停止输出，其中过流检测保护电路中电感L1用于稳定电流，对变化浮动小的电流进行调整，电容C3和电容C4避免运算放大器U3和运算放大器U4相互间的耦合干扰，可变电阻RT1通过阻值的调节，改变运算放大器U3输出的路径；形成多多通道输出的选择，二极管D2和二极管D3限定逆变电源的单向传输；

当逆变电源电路温度超出热敏电阻V1范围时，其内部阻值变小，导通电压选择低阻值路径传输，使继电器T无法获取运行电压，阻断温度升高状态下逆变电源的输出，以实现所述的逆变电源过载保护电路。

在一个实施例中，逆变电源过流保护电路中，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4型号均为稳压二极管；三极管Q1型号为NPN；电容C4型号为电解电容。

在一个实施例中，逆变电源过流保护镶嵌在PCB板3上，所述壳体1两侧开设有U型滑轨2、所述U型滑轨2用于放置PCB板3、所述U型滑轨2与PCB板3卡槽固定；所述壳体1呈O型圆柱，所述缓冲组件包括第一组件和第二组件；

所述第一组件和第二组件均由弹簧4和支杆5构成，所述弹簧4螺钉连接在支杆5表面，且弹簧4轴线垂直支杆5轴线；所述第一组件和第二组件通过支杆5无弹簧4的一面与PCB板3上下表面进行螺钉固定；所述第一组件和第二组件通过弹簧4无支杆5的一面与壳体1内部上下表面进行间隙配合，壳体采用O型圆柱结构，提高散热面积，降低热量集中。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的装置描述一些方法。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解,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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路，其特征在于，所述保护电路包括：

温度检测控制电路，对逆变器电源输出路径中的温度进行检测，控制电源通断；

稳压电路，在所述温度检测控制电路的安全稳定下，调节输出电源电压；

过流欠压保护电路，接收稳压电路输出电压，完成欠压检测保护和过流检测保护；

所述过流欠压保护电路包括欠压保护电路和过流保护电路，其中：

所述欠压保护电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8，所述电阻R4一端与端口on、电阻R7一端、电阻R8一端连接；所述电阻R4另一端与电阻R5一端连接；所述电阻R5另一端分别与电阻R6一端连接；所述电阻R6另一端与电阻R7另一端连接；

所述电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8均为固定电阻值；

所述过流保护电路包括电感L1、电容C3、电感L2、运算放大器U3、可变电阻RT1、电感L3、二极管D2、二极管D3、电容C4、运算放大器U4、二极管D4，其中所述电感L1一端与端口on连接；所述电感L1另一端分别与电容C3一端和运算放大器U3引脚1连接；所述运算放大器U3引脚2分别与电感L2一端和可变电阻RT1引脚1连接；所述电感L2另一端分别与电容C3另一端、地线GND和运算放大器U3引脚5连接；

所述运算放大器U3引脚4分别与电感L3一端、可变电阻RT1引脚2和引脚3连接；所述电感L3另一端与二极管D2正极端连接；所述二极管D2负极端分别与二极管D3负极端、电容C4正极端、运算放大器U4引脚1和二极管D4负极端连接；所述二极管D3正极端与电阻R5一端连接；所述电容C4负极端与电阻R6一端连接；所述运算放大器U4引脚3与电阻R8另一端连接；所述运算放大器U4引脚2与电阻R7另一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路，其特征在于，所述温度检测控制电路包括热敏电阻V1、电阻R1、电阻R2、比较器U1、电阻R3、二极管D1、三极管Q1、继电器T、触发开关S1，其中所述热敏电阻V1一端分别与电阻R1一端、继电器T一端、触发开关S1一端、电源输入端IN连接；所述热敏电阻V1另一端分别与电阻R2一端、二极管D1正极端、地线GND和三极管Q1发射极端连接；

所述电阻R2另一端分别与比较器U1引脚1、引脚2和电阻R1另一端连接；所述比较器U1引脚3与电阻R3一端、电阻R3另一端分别与二极管D1负极端和三极管Q1基极端连接；所述三极管Q1集电极端与继电器T另一端连接；所述触发开关S1另一端与端口in连接；

所述继电器T与触发开关S1属于联动装置，其继电器T得电带动触发开关S1闭合。

3.根据权利要求1所述的一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护电路，其特征在于，所述稳压电路包括电容C1、稳压器U2、电容C2，其中所述电容C1一端分别与稳压器U2引脚1、端口in连接；所述电容C1另一端分别与地线GND、稳压器U2引脚2和电容C2一端连接；所述电容C2另一端分别与稳压器U2引脚3和端口on连接。

4.一种逆变电源过载保护装置，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的逆变电源过载保护电路，所述装置包括壳体、PCB板、缓冲组件，所述壳体两侧开设有U型滑轨、所述U型滑轨用于放置PCB板、所述U型滑轨与PCB板卡槽固定；所述壳体呈O型圆柱，所述缓冲组件包括第一组件和第二组件；

所述第一组件和第二组件均由弹簧和支杆构成，所述弹簧螺钉连接在支杆表面，且弹簧轴线垂直支杆轴线；所述第一组件和第二组件通过支杆无弹簧的一面与PCB板上下表面进行螺钉固定；所述第一组件和第二组件通过弹簧无支杆的一面与壳体内部上下表面进行间隙配合。

5.一种用于并列式路灯的直流电转交流电的逆变电源过载保护方法，所述保护方法具体如下：

当逆变电源输出时，继电器T一端获取输出电压，电阻R1降低输出电压值，进而满足比较器U1的安全运行电压；通过电阻R3再次降低传输电压值，进而满足三极管Q1导通电压，进而使继电器T得电，吸附触发开关S1闭合，稳压电路接收闭合电压，通过电容C1调制输入电压、电容C2调制输出电压，稳压器U2调制输入到输出中不稳定电压；在通过过流欠压保护电路输出安全逆变电源；

当逆变电源欠压时，通过电阻R4、电阻R8和电阻R7对传输的电压进行检测，检测经过电阻输出端电压是否满足过流保护电路的工作电压，不满足时，过流保护处于低电压状态无法运行，且阻止欠压状态下的逆变电源传输；

当逆变电源过流时，过流保护电路在欠压保护电路的正常运行下，才能执行电流保护，使过流保护电路运行，检测经过稳压电路输出的逆变电源是否出现过电流现象，在超出设定电流则停止输出，其中过流检测保护电路中电感L1用于稳定电流，对变化浮动小的电流进行调整，电容C3和电容C4避免运算放大器U3和运算放大器U4相互间的耦合干扰，可变电阻RT1通过阻值的调节，改变运算放大器U3输出的路径；形成多通道输出的选择，二极管D2和二极管D3限定逆变电源的单向传输；

当逆变电源电路温度超出热敏电阻V1范围时，其内部阻值变小，导通电压选择低阻值路径传输，使继电器T无法获取运行电压，阻断温度升高状态下逆变电源的输出，以实现如权利要求1-3中任一项所述的逆变电源过载保护电路。

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