CN204103608U - 一种电容快速充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于航空电子技术领域，涉及到一种电容快速充电电路。本实用新型由飞机28V电源正端[1]、飞机28V电源地[2]、隔离二极管[3]、储能电容电压监控电路[4]、储能电容[5]、限流电路[6]、放电二极管[7]、电源28V输出正端[8]、电源28V输出地[9]组成。储能电容[5]充电过程中，本实用新型利用储能电容电压监控电路[4]监控储能电容[5]的电压，当储能电容[5]的电压上升到设定值后控制限流电路[6]限流电阻减小，从而加快储能电容[5]的充电速度。储能电容[5]放电时通过放电二极管[7]旁路限流电路[6]，通过隔离二极管[3]防止电流倒灌。本实用新型采用可变限流电阻给储能电容充电，相比通常使用固定电阻为储能电容充电的方式，既保证了充电电流的限制，又加快了充电速度。

Description

一种电容快速充电电路

技术领域

本实用新型属于航空电子技术领域，涉及一种电容快速充电电路。

背景技术

飞机飞行过程中，给机载设备的供电可能会瞬间中断，在此期间，机载设备必须能够正常工作。这就要求，机载设备必须要有足够的储能以保证供电中断期间正常工作，目前，机载设备通常用大容量的电容来进行储能，电容储能需要飞机在正常供电时为其不断充电来完成，供电中断时间一定的情况下，机载设备的功耗越大，维持机载设备继续工作所需储能电容的容值就越大，而电容容值越大，对电容的充电时间就越长，如果在电容充电过程中，机上电源突然断电，电容的充电电压未达到规定值，电容所储存的能量可能无法满足要求，这样可能无法保证机上电源瞬时断电时，产品继续正常工作，为了尽量避免此情况发生，必须加快电容的充电速度。一般地，电容充电需要在充电回路中串接限流电阻，串接限流电阻有两方面原因：第一、防止机载设备出现大的冲击电流；第二、防止大的充电电流损坏电容。电容的充电速度与时间常数τ＝RC成反比，电容容值一定的情况下，限流电阻的大小决定着电容充电速度的快慢。如图1所示，机载设备通常使用固定阻值的电阻为电容充电，然而这种充电方式有如下缺点：限流电阻一旦选定，电容的充电速度不可控；限流电阻值越大，电容的充电速度越慢，限流电阻过小，将会引入较大的冲击电流。

发明内容

发明目的：为了解决目前机载设备储能电容充电时间不可控的缺点，本实用新型提供一种可靠性高、充电限流电阻动态可调的电容快速充电电路。

技术方案：一种电容快速充电电路，飞机28V电源正端1与飞机28V电源地2进行28V电源输入，电源28V输出正端8与电源28V输出地9进行28V供电输出，还包括隔离二极管3，储能电容电压监控电路4，储能电容5，限流电路6，放电二极管7，所述飞机28V电源正端1与隔离二极管3的正端连接，所述隔离二极管3的负端、限流电路6的高端、放电二极管7的负端并联后与电源28V输出正端8连接，所述限流电路6的中端与储能电容电压监控电路4的高端连接，所述储能电容电压监控电路4的中端、限流电路6的低端、放电二极管7的正端、储能电容5的高端并联，所述飞机28V电源地2、储能电容5的下端、电源28V输出地9并联；限流电路6对储能电容5的充电电流进行限流，储能电容电压监控电路4通过实时采集储能电容5的充电电压对限流电路6中的电阻值进行控制，通过放电二极管7旁路限流电路6对储能电容5进行放电。

有益效果：本实用新型采用可变限流电阻给储能电容充电，相比通常使用固定电阻为储能电容充电的方式，既保证了充电电流的限制，又加快了充电速度。

附图说明

图1为现有电容充电电路示意图；

图2本实用新型电容快速充电电路原理框图

图3本实用新型实施方式的电路图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，请参阅图1至图3。

参阅图1，机载设备通常使用固定阻值的电阻为电容充电，然而这种充电方式有如下缺点：限流电阻一旦选定，电容的充电速度不可控；限流电阻值越大，电容的充电速度越慢，限流电阻过小，将会引入较大的冲击电流。

参阅图2，本实用新型电容快速充电电路由飞机28V电源正端1，飞机28V电源地2，隔离二极管3，储能电容电压监控电路4，储能电容5，限流电路6，放电二极管7，电源28V输出正端8，电源28V输出地9组成。

本实用新型的工作过程如下：

(1)输入电源上电过程。

飞机电源上电后，飞机28V电源正端1通过防隔离二极管3，一方面利用限流电路6给储能电容5充电，另一方面给电源28V输出正端8提供输出。储能电容电压监控电路4实时监控储能电容5的电压，当储能电容5的电压上升到不同的设定值时，储能电容电压监控电路4控制限流电路6将限流电阻减小，从而提升电容的充电速度。隔离二极管3起到防止电源输入反接而造成后继负载设备损坏的目的。

(2)输入电源断电过程。

飞机电源断电后，储能电容5通过放电二极管7给电源28V输出正端8提供输出，为后续电路供电。飞机电源断电后，隔离二极管3起到防止储能电容5将能量通过放电二极管7回灌到电源输入端的作用。

参阅图3：

飞机28V电源正端1与飞机28V电源地2直接连接直流28V电源的正负端即可为整个电路供电。

隔离二极管3由二极管D2来实现。当电源输入正常时，D2作为电源输入通路；当电源断电时，D2起到储能电容C1的能量通过放电二极管7回灌到28V电源正端1的作用；当电源输入反接时，D2起到防止飞机28V电源正端1与飞机28V电源地2反接而造成后继电路损坏。

储能电容电压监控电路4由电阻R3、R4、R5、R6、R8、R9、R13，三极管Q1，稳压管D1，比较器U2构成。其中，电阻R9、三极管Q1、稳压管D1构成稳压电路负责为比较器U2供电，电阻R3、R4、R5、R6负责采集储能电容5的电压，电阻R8、R13为比较器U2的输出上拉电阻。比较器U2自带4mV基准源。当储能电容5的电压上升到8V时，比较器U2的A端输出高电平，当储能电容5的电压上升到12V时，比较器U2的B端输出高电平。

储能电容5由电容C1构成。负责为后继电路储存能量，当机上28V电源断电后，由储能电容5为后继电路正常供电。

限流电路6由电阻R1、R2、R7，NMOS管M1、M2构成。在储能电容5充电过程中对充电电流进行限流。

放电二极管7由二极管D3构成。二极管D3在储能电容5充电过程中处于断路状态，储能电容5放电时旁路限流电路6，为储能电容5提供放电通路。

电源28V输出正端8与电源28V输出地9负责为后继电路供电。

电源上电后，储能电容5充电过程中，限流电路6限流电阻的控制过程：电源上电后，限流电路6中的电阻R1为储能电容5限流，储能电容5的电压不断上升，储能电容电压监控电路4中的电阻R3、R4、R5、R6实时采集储能电容5的电压，当储能电容5的电压上升到8V时，比较器U2的A端输出高电平，限流电路6中的NMOS管M1导通，此时电阻R7将与R1并联，为储能电容5进行限流，当储能电容5的电压上升到12V时，比较器U2的B端输出高电平，限流电路6中的NMOS管M2导通，此时电阻R2、R7、R1并联，为储能电容5进行限流，由上述过程可见，储能电容5的限流电阻在充电过程中不断减小，此操作加快了储能电容5的充电速度。

Claims (1)

1.一种电容快速充电电路，飞机28V电源正端[1]与飞机28V电源地[2]进行28V电源输入，电源28V输出正端[8]与电源28V输出地[9]进行28V供电输出，其特征在于，还包括隔离二极管[3]，储能电容电压监控电路[4]，储能电容[5]，限流电路[6]，放电二极管[7]，所述飞机28V电源正端[1]与隔离二极管[3]的正端连接，所述隔离二极管[3]的负端、限流电路[6]的高端、放电二极管[7]的负端并联后与电源28V输出正端[8]连接，所述限流电路[6]的中端与储能电容电压监控电路[4]的高端连接，所述储能电容电压监控电路[4]的中端、限流电路[6]的低端、放电二极管[7]的正端、储能电容[5]的高端并联，所述飞机28V电源地[2]、储能电容[5]的下端、电源28V输出地[9]并联；限流电路[6]对储能电容[5]的充电电流进行限流，储能电容电压监控电路[4]通过实时采集储能电容[5]的充电电压对限流电路[6]中的电阻值进行控制，通过放电二极管[7]旁路限流电路[6]对储能电容[5]进行放电。