CN113595172A - 一种瞬态响应时间快速的户外电源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种瞬态响应时间快速的户外电源，包括本体，本体内设置有锂电池和集成电路板，锂电池与集成电路板相连接，集成电路板通过稳压升压线路连接有外部供电接口，集成电路板上设置有处理器模块、稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块，稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块均受到处理器模块的控制，并用于监测和管理稳压升压线路的电流、电压输出值，且三者在集成电路板上采用并行连接方式，处理器模块与外部供电口之间还连接有用电器检测模块；本发明的户外电源有效降低了瞬态响应的时间，进一步提高了电源转换率，提高了户外电源的续航时间。

Description

一种瞬态响应时间快速的户外电源
技术领域
本发明涉及户外电源技术领域，具体涉及一种瞬态响应时间快速的户外电源。
背景技术
如今人们在享受到都市电能带来便利的同时，越来越来年轻人在户外运动时同样希望享受电能的便利性，此时户外电源应运而生。户外电源作为专业的储能设备，但是在使用时，由于内部结构特性及安全保障的需求，一般采用软启动方式，即输出电压需要在一定时间内才可达到最大输出稳定值。
瞬态响应是指系统在某一典型信号输入作用下，其系统输出量从初始状态到稳定状态的变化过程，提高户外电源的瞬态响应时间，有助于提升户外电源的输出效率，满足在急切使用中的迫切需求，如在急救或应急时，如果户外电源的瞬态响应时间过长，则会影响人们的最佳抢救时间。
户外电源在每一次的启动过程中，均会出现瞬态响应过程，一旦户外电源的瞬态响应时间过长，当启动次数过多时，会导致电源转换率过低，严重造成电量虚耗，导致户外电源的续航显著降低，达不到户外电源容量的正常使用时间，影响户外使用。
发明内容
本发明目的就是针对现有技术中的不足，提供一种瞬态响应时间快速的户外电源，本发明的户外电源通过在内部设计多种保护电路，提升电压和电流输出的稳定性，并防止电压输出过程中外部电器供电电压对户外电源的电压反冲击，提升了户外电源输出电压的平稳性及瞬态响应性，为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种瞬态响应时间快速的户外电源，包括本体，所述本体内设置有锂电池和集成电路板，所述锂电池与集成电路板相连接，所述集成电路板通过稳压升压线路连接有外部供电接口，所述集成电路板上设置有处理器模块、稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块，所述稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块均受到处理器模块的控制，并用于监测和管理稳压升压线路的电流、电压输出值，所述稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块三者在集成电路板上采用并行连接方式，所述处理器模块与外部供电口之间还连接有用电器检测模块。
优选的，所述处理器模块包括DC-DC电源管理模块，所述DC-DC电源管理模块的调制方式采用PWM与PFM混合方式，所述DC-DC电源管理模块电路内设计有误差放大单元、温度保护单元及限流保护单元。
优选的，所述DC-DC电源管理模块的控制芯片为DPA426。
优选的，所述集成电路板上设计有不低于50颗的陶瓷电容，所述陶瓷电容的容量不低于22μF。
优选的，在所述集成电路板设计陶瓷电容的位置处还设置有不低于20颗的电解电容，所述电解电容采用三洋公司OSCON和POSCAP及松下公司SP具有极低ESR阻值的高容量电解电容。
优选的，所述稳压器模块包括稳压器，所述稳压器的输入端设计有不低于5颗具有高ESR阻值的铝电解质电容，所述稳压器采用线性稳压器，所述线性稳压器的单位增益带宽大于500kHz。
优选的，所述用电器检测模块设计有用电检测单元，所述用电检测单元可实时监测外部供电接口的用电状况。
优选的，所述误差放大器模块包括误差放大电路，所述误差放大电路中设置有多个MOS管和二级管。
优选的，所述电阻分压器模块包括电阻分压电路，所述电阻分压电路内设置有多个分压电阻。
优选的，所述稳压升压线路中设置有整流桥、逆变器、滤波器及变压器。
本发明的有益效果：
1、本发明的户外电源通过设计处理器模块、稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块，通过各个模块的配合，有效对稳压升压线路的电流电压输出值起到良好的调节作用，并在用电器检测模块的监测下，可及时将用电情况反馈给处理器模块，通过处理器模块随时调节内部电流和电压，对降低瞬态响应时间奠定了技术基础。
2、本发明的户外电源通过利用各个模块的连接，在内部设计多种保护电路，有效提升电压和电流输出的稳定性，并防止电压输出过程中外部电器供电电压对户外电源的电压反冲击作用，提升了户外电源输出电压的平稳性及瞬态响应时间，对提升户外电源续航时间、提高内部电源转换效率、防止电量虚耗具备显著的成效。
附图说明
图1为本发明户外电源的装置结构示意图；
图2为本发明户外电源的左视图；
图3为本发明户外电源的误差放大电路的结构示意图；
图4为本发明户外电源的电阻分压电路的结构示意图；
图5为本发明户外电源的稳压升压线路电路结构示意图。
图中：1、本体；2、提手；3、外部供电接口。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
实施例1：
如图1至图5所示，一种瞬态响应时间快速的户外电源，包括本体1，在本体1内设置锂电池和集成电路板，通过本体1将其包裹保护，将锂电池与集成电路板相连接，利用集成电路板对锂电池的充放电进行监测和保护，所设计的集成电路板再通过稳压升压线路连接有外部供电接口3，外部供电接口3直接设计在本体1外侧面，并且为了搬运，设计提手2在本体上端；在集成电路板上设置有处理器模块、稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块，通过各个模块对整个户外电源的电路进行控制，稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块还需要受到处理器模块的控制，并用于监测和管理稳压升压线路的电流、电压输出值，三者在集成电路板上还采用并行连接方式，处理器模块与外部供电口之间连接有用电器检测模块。
本发明集成电路板上的处理器模块包括DC-DC电源管理模块，其中DC-DC电源管理模块的调制方式采用PWM与PFM混合方式，在DC-DC电源管理模块电路内设计有误差放大单元、温度保护单元及限流保护单元，从而起到良好的电路保护作用，DC-DC电源管理模块的控制芯片可采用为DPA426；所设置的稳压器模块包括稳压器，稳压器的输入端设计有不低于5颗具有高ESR阻值的铝电解质电容，稳压器采用线性稳压器，且线性稳压器的单位增益带宽大于500kHz；所设置的误差放大器模块包括误差放大电路，误差放大电路中设置有多个MOS管和二级管；设置的电阻分压器模块包括电阻分压电路，电阻分压电路内设置有多个分压电阻，稳压升压线路中设置有整流桥、逆变器、滤波器及变压器。
在集成电路板上还设计有不低于50颗的陶瓷电容，陶瓷电容的容量不低于22μF；在集成电路板设计陶瓷电容的位置处还设置有不低于20颗的电解电容，电解电容采用三洋公司OSCON和POSCAP及松下公司SP具有极低ESR阻值的高容量电解电容。
用电器检测模块设计有用电检测单元，用电检测单元可实时监测外部供电接口的用电状况。
特别的，对附图3-5作进一步的解释：
附图3-5仅作为实现本发明的基本组成电路，对本发明的技术方案起到更好的解释说明作用，当实现同样功能时，部分元器件和电路可做替换修改。
本发明的户外电源由于利用各个模块的配合，降低了瞬时相应的时间，故在使用时，可直接将用电器插入外部供电接口中，当用电器检测模块检测到用电器插入需要供电时，便会立即下发信息给处理器模块，在处理器模块的协同处理下，伴随着稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块等模块的工作，可立即实时利用稳压升压线路为外部用电器提供电力输出，无需等待电压达到峰值才可使用，并在输出过程中实时保护电路，维护电路输出电力安全。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种瞬态响应时间快速的户外电源，包括本体，其特征在于，所述本体内设置有锂电池和集成电路板，所述锂电池与集成电路板相连接，所述集成电路板通过稳压升压线路连接有外部供电接口，所述集成电路板上设置有处理器模块、稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块，所述稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块均受到处理器模块的控制，并用于监测和管理稳压升压线路的电流、电压输出值，所述稳压器模块、误差放大器模块及电阻分压器模块三者在集成电路板上采用并行连接方式，所述处理器模块与外部供电口之间还连接有用电器检测模块。
2.根据权利要求1所述的一种瞬态响应时间快速的户外电源，其特征在于，所述处理器模块包括DC-DC电源管理模块，所述DC-DC电源管理模块的调制方式采用PWM与PFM混合方式，所述DC-DC电源管理模块电路内设计有误差放大单元、温度保护单元及限流保护单元。
3.根据权利要求2所述的一种瞬态响应时间快速的户外电源，其特征在于，所述DC-DC电源管理模块的控制芯片为DPA426。
4.根据权利要求1所述的一种瞬态响应时间快速的户外电源，其特征在于，所述集成电路板上设计有不低于50颗的陶瓷电容，所述陶瓷电容的容量不低于22μF。
5.根据权利要求4所述的一种瞬态响应时间快速的户外电源，其特征在于，在所述集成电路板设计陶瓷电容的位置处还设置有不低于20颗的电解电容，所述电解电容采用三洋公司OSCON和POSCAP及松下公司SP具有极低ESR阻值的高容量电解电容。
6.根据权利要求1所述的一种瞬态响应时间快速的户外电源，其特征在于，所述稳压器模块包括稳压器，所述稳压器的输入端设计有不低于5颗具有高ESR阻值的铝电解质电容，所述稳压器采用线性稳压器，所述线性稳压器的单位增益带宽大于500kHz。
7.根据权利要求1所述的一种瞬态响应时间快速的户外电源，其特征在于，所述用电器检测模块设计有用电检测单元，所述用电检测单元可实时监测外部供电接口的用电状况。
8.根据权利要求1所述的一种瞬态响应时间快速的户外电源，其特征在于，所述误差放大器模块包括误差放大电路，所述误差放大电路中设置有多个MOS管和二级管。
9.根据权利要求1所述的一种瞬态响应时间快速的户外电源，其特征在于，所述电阻分压器模块包括电阻分压电路，所述电阻分压电路内设置有多个分压电阻。
10.根据权利要求1所述的一种瞬态响应时间快速的户外电源，其特征在于，所述稳压升压线路中设置有整流桥、逆变器、滤波器及变压器。
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