CN206697934U - 交直流供电设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种交直流供电设备及系统，属于电力电子设备技术领域。交直流供电设备包括：直流供电装置、交流供电装置和控制保护装置。直流供电装置、交流供电装置和控制保护装置均用于与直流电源耦合，控制保护装置与交流供电装置耦合。通过控制保护装置的控制，使得交直流供电系统能够同时为适配直流的负载和适配交流的负载提供供电，有效的提高了供电设备在实际应用中的适用性。

Description

交直流供电设备及系统

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备技术领域，具体而言，涉及一种交直流供电设备及系统。

背景技术

随着科学技术的发展，电力电子设备得到了长足的发展的提高，各种供电设备也得到了广泛的应用。

现有技术中，供电设备能够为用户的各种电子设备，例如，手机、平板电脑(Pad)或便携式游戏机(PSP)等提供电能，以保证各种电子设备能够在停电时还能够正常使用。但供电设备由于其功能性单一，导致其绝大多数仅应用在小型的电子设备。进而也极大的影响了供电设备实际应用的适用性。

因此，如何有效的提高了供电设备在实际应用中的适用性是目前业界一大难题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种交直流供电设备及系统，以改善上述缺陷。

本实用新型的实施例通过以下方式实现：

第一方面，本实用新型实施例提供一种交直流供电设备，应用于交直流供电系统，所述交直流供电系统包括：直流电源，所述交直流供电设备包括：直流供电装置、交流供电装置和控制保护装置。所述直流供电装置、所述交流供电装置和所述控制保护装置均用于与所述直流电源耦合，所述控制保护装置与所述交流供电装置耦合。所述控制保护装置，用于生成控制信号，将所述控制信号输出至所述交流供电装置，以使所述交流供电装置将获取的直流信号转换为交流信号，并将所述交流信号输出至外部负载；还用于在检测到所述交流供电装置故障时，关断所述交流供电装置的交流信号输出。

进一步的，所述交直流供电装置包括：升压整流模块和全桥逆变模块。所述升压整流模块和所述全桥逆变模块均用于与所述直流电源耦合，所述升压整流模块和所述全桥逆变模块均与所述控制保护装置耦合，所述升压整流模块与所述全桥逆变模块耦合。所述控制信号包括：第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号。所述升压整流模块，用于根据所述第一脉宽调制信号将获取的所述直流信号升压并整流，将升压并整流后的所述直流信号输出至所述全桥逆变模块。所述全桥逆变模块，用于根据所述第二脉宽调制信号将获取的所述直流信号逆变为所述交流信号，并将所述交流信号输出至外部负载。

进一步的，所述升压整流模块包括：放大电路、推挽升压电路和整流电路。所述放大电路的输入端用于与所述直流电源耦合，所述放大电路的控制端与所述控制保护装置耦合，所述放大电路的输出端与所述推挽升压电路的输入端耦合，所述整流电路的输入端与所述推挽升压电路的输出端耦合，所述整流电路的输出端与所述全桥逆变模块耦合。

进一步的，所述推挽升压电路包括：第一场效应管、第二场效应管和变压器。所述第一场效应管的栅极和所述第二场效应管的栅极均与所述放大电路的输出端耦合，所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极耦合，所述第一场效应管的漏极和所述变压器一次侧绕组的一端耦合，所述第二场效应管的漏极和所述变压器一次侧绕组的另一端耦合。所述变压器一次侧绕组的耦合点还用于与所述直流电源耦合，所述变压器的二次侧绕组与所述整流电路的输入端耦合。

进一步的，所述控制保护装置包括：第一控制保护模块和第二控制保护模块。所述第一控制保护模块和所述第二控制保护模块均用于与所述直流电源耦合，所述第一控制保护模块和所述第二控制保护模块耦合，所述第一控制保护模块与所述升压整流模块耦合，所述第二控制保护模块与所述全桥逆变模块耦合。

进一步的，所述交直流供电设备还包括：温度检测装置，所述温度检测装置和所述控制保护装置耦合。

进一步的，所述温度检测装置和所述第二控制保护模块耦合。

进一步的，所述直流供电装置包括：直流供电模块和USB接口模块，所述直流供电模块的输入端用于与所述直流电源耦合，所述直流供电模块的输出端与所述USB接口模块耦合。

进一步的，所述交直流供电设备还包括：电量指示装置，所述电量指示装置的输入端用于与所述直流电源耦合。

第二方面，本实用新型实施例提供一种交直流供电系统，所述交直流供电系统包括：直流电源和所述的交直流供电设备，所述直流电源和所述交直流供电设备耦合。

本实用新型实施例的有益效果是：

通过直流供电装置与直流电源耦合，交直流供电设备通过直流电源便能够直接提供直流信号给适配直流的外部负载，为外部负载进行供电。通过控制保护装置生成控制信号至交流供电装置，以使所述交流供电装置将获取的直流信号转换为交流信号，并将交流信号输出至外部负载，便还能够为适配交流的外部负载供电。此外，当控制保护装置检测到交流供电装置故障时，控制保护装置关断交流供电装置的交流信号输出来实现交直流供电装置的自我保护。因此，通过控制保护装置的控制，使得交直流供电系统能够同时为适配直流的负载和适配交流的负载提供供电，有效的提高了供电设备在实际应用中的适用性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种交直流供电系统的结构框图；

图2示出了本实用新型实施例提供的一种交直流供电设备的第一结构框图；

图3示出了本实用新型实施例提供的一种交直流供电设备的第二结构框图；

图4示出了本实用新型实施例提供的一种交直流供电设备中升压整流模块的电路图；

图5示出了本实用新型实施例提供的一种交直流供电设备中全桥逆变模块的电路图。

图标：10-交直流供电系统；11-直流电源；100-交直流供电设备；110-直流供电装置；111-直流供电模块；112-USB接口模块；120-交流供电装置；121-升压整流模块；1211-放大电路；1212-推挽升压电路；1213-整流电路；122-全桥逆变模块；130-温度检测装置；140-电量指示装置；150-控制保护装置；151-第一控制保护模块；152-第二控制保护模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型实施例提供了一种交直流供电系统10，该交直流供电系统10包括：直流电源11和交直流供电设备100。

直流电源11用于通过与交直流供电设备100的耦合，为交直流供电设备100的正常工作提供电能。本实施例中，直流电源11可以为：可充电电源。当然，直流电源11也可以为：不可充电电源、直流发电机或电源适配器等，其实际种类可根据交直流供电设备100的实际应用环境进行选择。

本实施例中，交直流供电设备100需要保证工作的稳定性和延长工作时间，直流电源11可具体为可充电的锂电池，例如：蓄电池或充电宝等。根据实际应用的需求，直流电源11可为单个蓄电池或充电宝，也可以为多个蓄电池串联或并联，或可以为多个充电宝串联或并联构成，以产生交直流供电设备100所需的DC12V的直流信号。直流电源11的可充电效果能够在供电状态下，直流电源11进行充电储能的同时，也提供电能保证交直流供电设备100的正常工作。而在断电的状态下，直流电源11便能够提供其自身存储的电能，保证交直流供电设备100在较长时间内也能够进行正常工作。此外，直流电源11所输出的直流信号包括：直接输出的第一直流信号和经过直流电源11的保险管后输出的第二直流信号，通过分别输出第一直流信号和第二直流信号，有效保证交直流供电设备100工作的稳定性和安全性。

交直流供电设备100可以为多个装置所集成的设备。交直流供电设备100获取到直流电源11所输出的直流信号后，交直流供电设备100将该直流信号降压输出，以提供给适配直流的负载。此外，交直流供电设备100还将获取的该直流信号转换为交流信号输出，以提供给适配交流的负载。并且，交直流供电设备100还能够根据获取的直流信号检测该直流电源11的电量，并在检测该直流电源11的电量过低时，关断自身的输出，以实现直流电源11的保护。

请参阅图2，本实用新型实施例提供了一种交直流供电设备100，该交直流供电设备100包括：直流供电装置110、交流供电装置120、温度检测装置130、电量指示装置140和控制保护装置150。

直流供电装置110用于获取耦合的直流电源11输出的直流信号，将该直流电源11降压至适配外部负载所需的电压，并将该直流信号输出至适配直流的外部负载。

交流供电装置120用于获取耦合直流电源11输出的直流信号，根据由耦合的控制保护装置150输出的控制信号来将获取的直流信号转换为交流信号，并将该交流信号输出至适配交流的外部负载。

温度检测装置130用于通过热敏电阻获取交流供电装置120在工作时的温度信号，并将该温度信号输出至耦合的控制保护装置150。

电量指示装置140用于获取耦合的直流电源11输出的直流信号，并通过直流信号驱动发光二极管(Light Emitting Diode、LED)的发光亮度来表示直流电源11的电量剩余。

控制保护装置150用于生成控制信号，将控制信号输出至交流供电装置120。还用于根据获取的温度信号判断交流供电装置120是否过温，根据获取的直流信号检测耦合的直流电源11的电量是否过低，以及检测和检测交流供电装置120是否故障。当判定过温、电量过低或故障时，则控制关断交流供电装置120的交流信号输出。

请参阅图3，直流供电装置110包括：直流供电模块111和USB接口模块112。其中，直流供电模块111的输入端与直流电源11耦合，直流供电模块111的输出端与USB接口模块112耦合。

直流供电模块111用于将获取的直流信号降压后输出至USB接口模块112，其中，直流供电模块111可以为7512USB快速充电控制芯片。直流供电模块111的VCC管脚能够与直流电源11耦合，以获取直流电源11输出的DC12V直流信号。直流供电模块111通过的DP1管脚、DP2管脚、DM1管脚和DM2管脚均与USB接口模块112耦合，直流供电模块111便通过USB接口模块112与耦合该USB接口模块112的负载形成交互，以通过USB充电协议与耦合的负载形成握手，获得适配该负载的最大充电电流。直流供电模块111将直流信号降压至适配负载的最大充电电流后输出至USB接口模块112。

USB接口模块112用于为外部负载的充电提供供电接口，其中，USB接口模块112可以为YL-3.1-019型。USB接口模块112D+线路与流供电模块的DP1管脚和DP2管脚耦合，USB接口模块112D-线路与流供电模块的DM1管脚和DM2管脚耦合。USB接口模块112与直流供电模块111耦合后，USB接口模块112能够实现直流供电模块111与耦合该USB接口模块112的负载之间的握手交互，并将由直流供电模块111获取的直流信号输出至耦合的负载。

如图3所示，交直流供电装置110包括：升压整流模块121和全桥逆变模块122。其中，升压整流模块121和全桥逆变模块122均与直流电源11耦合，升压整流模块121和全桥逆变模块122均与控制保护装置150耦合，升压整流模块121还与全桥逆变模块122耦合。控制保护装置150所输出至交直流供电装置110的控制信号包括：第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号。

请参阅图3和图4，升压整流模块121用于根据获取第一脉宽调制信号，将获取的直流信号进行升压并整流，并将升压整流后的直流信号输出至全桥逆变模块122。

具体的，升压整流模块121包括：放大电路1211、推挽升压电路1212和整流电路1213。

在本实施例的放大电路1211中：

第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的基极耦合，并设有和控制保护装置150耦合的连接端口A1。第一三极管Q1的集电极与第一电阻R1的一端耦合，第一电阻R1的另一端与直流电源11耦合，以获取第二直流信号。第一三极管Q1的发射极与第二三极管Q2的发射极耦合。第二电阻R2的一端与第二三极管Q2的基极耦合，第二电阻R2的另一端与第二三极管Q2的集电极耦合并接地。第三三极管Q3的基极和第四三极管Q4的基极耦合，并设有和控制保护装置150耦合的连接端口A2。第三三极管Q3的集电极与第一电阻R1的一端耦合，第三三极管Q3的发射极和第四三极管Q4的发射极耦合。第四电阻R4的一端与第四三极管Q4的基极耦合，第四电阻R4的另一端则分别与第二三极管Q2的集电极和第四三极管Q4的集电极耦合。

本实施例中，第一电阻R1的另一端作为放大电路1211的输入端。连接端口A1和连接端口A2作为放大电路1211的控制端。第一三极管Q1的发射极与第二三极管Q2的发射极耦合的一端和第三三极管Q3的发射极和第四三极管Q4的发射极耦合的一端均作为放大电路1211的输出端与推挽升压电路1212的输入端耦合。

通过上述耦合关系，放大电路1211能够获取直流信号。通过连接端口A1获取第一脉宽调制信号中的高频脉冲，第一三极管Q1和第二三极管Q2将直流信号转换为高频脉冲信号，并放大输出至推挽升压电路1212。通过连接端口A2获取第一脉宽调制信号中的低频脉冲，第三三极管Q3和第四三极管Q4将直流信号转换为低频脉冲信号，并也放大输出至推挽升压电路1212。

在本实施例的推挽升压电路1212中：

第五电阻R5的一端与第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极耦合的一端耦合，第五电阻R5的另一端与第一场效应管MOS1的栅极耦合。第六电阻R6的一端与第三三极管Q3的发射极和第四三极管Q4的发射极耦合的一端耦合，第六电阻R6的另一端与第二场效应管MOS2的栅极耦合。第一场效应管MOS1的源极和第二场效应管MOS2的源极耦合并接地。第一场效应管MOS1的漏极和变压器T1一次侧绕组的一端耦合，第二场效应管MOS2的漏极和变压器T1一次侧绕组的另一端耦合。变压器T1一次侧绕组的一端与第七电阻R7的一端耦合，第七电阻R7的另一端与第一电容C1的一端耦合，第一电容C1的另一端与变压器T1一次侧绕组的另一端耦合。变压器一次侧绕组中还设有的耦合点B1，耦合点B1与直流电源11耦合，以获取第二直流信号。耦合点B1还分别与第一保险丝F1的一端和第二电容C2的一端耦合，第二电容C2的另一端接地。第一保险丝F1的另一端则与直流电源11耦合，以获取第一直流信号。变压器T1的二次侧绕组则与整流电路1213的输入端耦合。

本实施例中，第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端均为推挽升压电路1212的输入端，变压器T1的二次侧绕组的两端则作为推挽升压电路1212的输出端。

通过上述耦合关系，第五电阻R5获取的高频脉冲信号控制第一场效应管MOS1以高频间隙式导通，而第六电阻R6获取的低频脉冲信号控制第二场效应管MOS2以低频间隙式导通。再通过变压器T1所形成的推挽结构，故变压器T1将第一场效应管MOS1以高频间隙式导通后的信号和第二场效应管MOS2以低频间隙式导通的信号进行推挽升压，产生频率为35KHZ、电压为300V的脉冲信号，再通过二次侧绕组将升压后的脉冲信号输出至整流电路1213。

在本实施例的整流电路1213中：

第一二极管D1的阴极端和第二二极管D2阳极端均与变压器T1二次侧绕组的一端耦合。第一二极管D1的阳极端接地。第二二极管D2的阴极端与第三二极管D3的阴极端耦合。第三二极管D3的阳极端和第四二极管D4的阴极端均与变压器T1二次侧绕组的另一端耦合。第四二极管D4的阳极端也接地。第三电容C3的一端与第二二极管D2的阴极端与第三二极管D3的阴极端耦合的一端耦合，并设有连接端口C1，第三电容C3的另一端接地。

本实施例中，第一二极管D1的阴极端和第二二极管D2阳极端均与变压器T1二次侧绕组的一端耦合的一端和第三二极管D3的阳极端和第四二极管D4的阴极端均与变压器T1二次侧绕组的另一端耦合的一端均作为整流电路1213的输入端。连接端口C1则作为整流电路1213的输出端。

通过上述耦合关系，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4构成桥式整流电路1213能够将获取的脉冲信号整流为直流信号，并将整流后直流信号输出至全桥逆变模块122。其中，该直流信号的电压可以为300V。

请参阅图3和图5，

在本实施例的全桥逆变模块122中：

第五二极管D5的阳极端耦合直流电源11，以获取第一直流信号。第五二极管D5的阴极端分别与第四电容C4的一端和第八电阻R8的一端耦合。第八电阻R8的另一端与第九电阻R9的一端耦合，第九电阻R9的另一端则分别与第六二极管D6的阴极端和第三场效应管MOS3的栅极耦合。第六二极管D6的阳极端则分别与第四电容C4的另一端和第三场效应管MOS3的源极耦合，且还与输出接口AC-OUT的1引脚耦合。第三场效应管MOS3的漏极还与连接端口D1耦合。

第七二极管D7的阳极端耦合直流电源11，以获取第一直流信号。第七二极管D7的阴极端分别与第五电容C5的一端和第十电阻R10的一端耦合。第十电阻R10的另一端与第十一电阻R11的一端耦合，第十一电阻R11的另一端则分别与第八二极管D8的阴极端和第四场效应管MOS4的栅极耦合。第八二极管D8的阳极端则分别与第五电容C5的另一端和第四场效应管MOS4的源极耦合，且还与输出接口AC-OUT的2引脚耦合。第四场效应管MOS4的漏极还与连接端口D1耦合。

第十二电阻R12的一端和第十三电阻R13的一端均与第五三极管Q5的基极耦合。第十二电阻R12的另一端耦合连接端口D2。第十三电阻R14的另一端与第五三极管Q5的发射极耦合并接地。第五三极管Q5的集电极则与第八电阻R8的另一端耦合。第十四电阻R14的一端和第九二极管D9的阳极端均与第五场效应管MOS5的栅极耦合。第十四电阻R14的另一端和第九二极管D9的阴极端耦合后还与连接端口D2耦合。第五场效应管MOS5的漏极还与输出接口AC-OUT的1引脚耦合。

第十五电阻R15的一端和第十六电阻R16的一端均与第六三极管Q6的基极耦合。第十五电阻R15的另一端耦合连接端口D3。第十六电阻R16的另一端与第六三极管Q6的发射极耦合并接地。第六三极管Q6的集电极则与第十电阻R10的另一端耦合。第十七电阻R17的一端和第十二极管D10的阳极端均与第六场效应管MOS6的栅极耦合。第十七电阻R17的另一端和第十二极管D10的阴极端耦合后还与连接端口D3耦合。第六场效应管MOS6的漏极还与输出接口AC-OUT的2引脚耦合。第五场效应管MOS5的源极还与第六场效应管MOS6的源极耦合。第十八电阻R18的一端和第六电容C6的一端均与第六场效应管MOS6的源极耦合，并设置连接端口D4，第十八电阻R18的另一端和第六电容C6的另一端均接地。

第十九电阻R19的一端和第四场效应管MOS4的源极耦合，第二十电阻R20的一端和第三场效应管MOS3的源极耦合。第十九电阻R19的另一端、第二十电阻R20的另一端、第七电容C7的一端、第二十一电阻R21的一端、第二十二电阻R22的一端和第二十三电阻R23的一端均与第一稳压二极管D11的阴极端耦合。第七电容C7的另一端、第二十一电阻R21的另一端和第二十二电阻R22的另一端均接地。第二十三电阻R23的另一端和直流电源11耦合，以获取第一直流信号。第一稳压二极管D11的阳极端分别与第九电容C9的一端和第八电容C8的一端耦合，并设有连接端口D5。第八电容C8的另一端分别与第二十四电阻R24的一端和连接端口D2耦合。第九电容C9的另一端分别与第二十五电阻R25的一端和连接端口D3耦合。第二十四电阻R24的另一端和第二十五电阻R25的另一端均与直流电源11耦合，以获取第一直流信号。

本实施例中，连接端口D1为全桥逆变模块122的输入端，连接端口D2和连接端口D3均为全桥逆变模块122的控制端，输出接口AC-OUT则为全桥逆变模块122的输出端，连接端口D4和连接端口D5均为全桥逆变模块122的反馈端。

通过上述耦合关系，控制保护装置150通过连接端口D2和连接端口D3均输出第二脉宽调制信号。第二脉宽调制信号作用到第三场效应管MOS3和第五场效应管MOS5时，使得第三场效应管MOS3和第五场效应管MOS5间歇式导通。进而使得由连接端口D1输入到第三场效应管MOS3和第五场效应管MOS5的直流信号被转换为交流信号，并通过第三场效应管MOS3和第五场效应管MOS5的拓流而输出至输出接口AC-OUT的1引脚。此外，第二脉宽调制信号作用到第四场效应管MOS4和第六场效应管MOS6时，使得第四场效应管MOS4和第六场效应管MOS6时间歇式导通。进而使得由连接端口D1输入到第四场效应管MOS4和第六场效应管MOS6时的直流信号也被转换为交流信号，并通过第四场效应管MOS4和第六场效应管MOS6时的拓流而输出至输出接口AC-OUT的2引脚。进而通过输出接口AC-OUT实现了将电压为220V，频率为50HZ的交流信号输出至外部负载。

另外，通过第十八电阻R18采集的全桥逆变模块122的工作电压信号能够由连接端口D4输出至控制保护装置150，而第一稳压二极管D11阳极端采集的工作电流信号能够和通过连接端口D5输出至控制保护装置150，进而控制保护装置150实现了对自身工作状态信号的采集并输出至控制保护装置150。

请参阅图3，温度检测装置130可以为热敏电阻NTC，该热敏电阻NTC的阻值随着温度的变化而线性变化，并产生变化的电信号，该电信号即可以为交流供电装置120在工作时的温度信号。热敏电阻NTC的一端接地，而热敏电阻NTC的另一端通过与三级管的基极耦合。通过三级管将温度信号放大，并通过三级管的集电极与控制保护装置150的耦合，以将该放大的温度信号持续的输出至控制保护装置150。

电量指示装置140可以包括多个发光二极管，且每个发光二极管的驱动电压不同。当发光二极管的阳极端均与直流电源11耦合后，直流电源11输出的电压能够加载到每个发光二极管。但由每个发光二极管驱动电压不同，每个发光二极管获取到电压后，其亮灭和亮度也不同。具体的，当直流电源11的电量充足，则多个发光二极管均被点亮。随着直流电源11电量的逐渐减小，直流电源11的加载到每个发光二极管的电压也逐步减小，进而驱动电压的高发光二极管的亮度随着电压的减小而变暗，并直至熄灭。当驱动电压高的发光二极管熄灭后，若直流电源11电量的还在逐渐减小，则驱动电压低的发光二极管的亮度也随着电压的持续减小而变暗，并直至熄灭。因此，通过多个发光二极管中发光二极管点亮的个数，以及每个发光二极管的亮度，电量指示装置140能够准确的显示直流电源11的电量剩余。

如图3、图4和图5所示，控制保护装置150包括：第一控制保护模块151和第二控制保护模块152。其中，第一控制保护模块151和第二控制保护模块152均与直流电源11耦合，第一控制保护模块151和第二控制保护模块152耦合，第一控制保护模块151与升压整流模块121耦合，第二控制保护模块152与全桥逆变模块122耦合。

本实施例中，第一控制保护模块151可以为脉宽调制芯片，例如TL494型脉宽调制芯片。第一控制保护模块151VCC引脚、第二同相输入+引脚和C1引脚均与直流电源11，以通过获取第一直流信号来进行正常工作。第一控制保护模块151的E1引脚和连接端口A1耦合。第一控制保护模块151的E2引脚和连接端口A2耦合。第一控制保护模块151的第一同相输入+引脚还与连接端口D4耦合，以获取工作电压信号，并根据工作电压信号来判断交流供电装置120是否欠压。此外，第一控制保护模块151的DT引脚和COMP引脚均和第二控制保护模块152耦合，以实现交互。

作为一种实施方式，第一控制保护模块151可通过内部的触发器生成第一脉宽调制信号。第一控制保护模块151将第一脉宽调制信号中的高频脉冲输出至连接端口A1，并将第一脉宽调制信号中的低频脉冲输出至连接端口A2，以保证升压整流模块121的正常工作。当第一控制保护模块151将获取工作电压信号通过内部的比较器判断交流供电装置120欠压时，第一控制保护模块151中断将第一脉宽调制信号输出至升压整流模块121，以通过中断交直流供电装置110的输出来对交直流供电装置110进行欠压保护。

本实施例中，第二控制保护模块152也可以为脉宽调制芯片，例如TL494型脉宽调制芯片。第二控制保护模块152VCC引脚与直流电源11，以通过获取第一直流信号来进行正常工作。第二控制保护模块152的C1引脚与连接端口D3耦合，第二控制保护模块152的C2引脚与连接端口D2耦合。第二控制保护模块152的第一同相输入+引脚也与连接端口D4耦合，以获取工作电压信号，并根据工作电压信号来判断交流供电装置120是否过压。此外，第二控制保护模块152的第一同相输入+引脚还与温度检测装置130耦合，以根据获取的温度信号来判断交流供电装置120是否过温。另外，第二控制保护模块152的DT引脚还与连接端口D5耦合，以根据获取的工作电流信号来判断交流供电装置120是否过流。再者，第二控制保护模块152的COMP和第一控制保护模块151的DT引脚耦合，第二控制保护模块152的第一同相输入+引脚还与第一控制保护模块151的COMP引脚耦合，进而实现第二控制保护模块152和第一控制保护模块151交互。

作为另一种实施方式，第二控制保护模块152可通过内部的触发器生成第二脉宽调制信号。第二控制保护模块152将第二脉宽调制信号分别输出至连接端口D2和连接端口D3，以保证全桥逆变模块122的正常工作。当第二控制保护模块152将获取工作电压信号通过内部的比较器判断全桥逆变模块122过压时，或当第二控制保护模块152将获取温度信号通过内部的比较器判断全桥逆变模块122过温时，或当第二控制保护模块152将获取工作电流信号通过内部的比较器判断全桥逆变模块122过流时。第二控制保护模块152均中断将第二脉宽调制信号输出至全桥逆变模块122，以中断交直流供电装置110的输出来对交直流供电装置110进行过压保护、过温保护或过流保护。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种交直流供电设备及系统，交直流供电系统包括：直流电源，交直流供电设备包括：直流供电装置、交流供电装置和控制保护装置。直流供电装置、交流供电装置和控制保护装置均用于与直流电源耦合，控制保护装置与交流供电装置耦合。

通过直流供电装置与直流电源耦合，交直流供电设备通过直流电源便能够直接提供直流信号给适配直流的外部负载，为外部负载进行供电。通过控制保护装置生成控制信号至交流供电装置，以使所述交流供电装置将获取的直流信号转换为交流信号，并将交流信号输出至外部负载，便还能够为适配交流的外部负载供电。此外，当控制保护装置检测到交流供电装置故障时，控制保护装置关断交流供电装置的交流信号输出来实现交直流供电装置的自我保护。因此，通过控制保护装置的控制，使得交直流供电系统能够同时为适配直流的负载和适配交流的负载提供供电，有效的提高了供电设备在实际应用中的适用性。

对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交直流供电设备，其特征在于，应用于交直流供电系统，所述交直流供电系统包括：直流电源，所述交直流供电设备包括：直流供电装置、交流供电装置和控制保护装置；所述直流供电装置、所述交流供电装置和所述控制保护装置均用于与所述直流电源耦合，所述控制保护装置与所述交流供电装置耦合；

所述控制保护装置，用于生成控制信号，将所述控制信号输出至所述交流供电装置，以使所述交流供电装置将获取的直流信号转换为交流信号，并将所述交流信号输出至外部负载；还用于在检测到所述交流供电装置故障时，关断所述交流供电装置的交流信号输出。

2.根据权利要求1所述的交直流供电设备，其特征在于，所述交直流供电装置包括：升压整流模块和全桥逆变模块；所述升压整流模块和所述全桥逆变模块均用于与所述直流电源耦合，所述升压整流模块和所述全桥逆变模块均与所述控制保护装置耦合，所述升压整流模块与所述全桥逆变模块耦合，所述控制信号包括：第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；

所述升压整流模块，用于根据所述第一脉宽调制信号将获取的所述直流信号升压并整流，将升压并整流后的所述直流信号输出至所述全桥逆变模块；

所述全桥逆变模块，用于根据所述第二脉宽调制信号将获取的所述直流信号逆变为所述交流信号，并将所述交流信号输出至外部负载。

3.根据权利要求2所述的交直流供电设备，其特征在于，所述升压整流模块包括：放大电路、推挽升压电路和整流电路，所述放大电路的输入端用于与所述直流电源耦合，所述放大电路的控制端与所述控制保护装置耦合，所述放大电路的输出端与所述推挽升压电路的输入端耦合，所述整流电路的输入端与所述推挽升压电路的输出端耦合，所述整流电路的输出端与所述全桥逆变模块耦合。

4.根据权利要求3所述的交直流供电设备，其特征在于，所述推挽升压电路包括：第一场效应管、第二场效应管和变压器，所述第一场效应管的栅极和所述第二场效应管的栅极均与所述放大电路的输出端耦合，所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极耦合，所述第一场效应管的漏极和所述变压器一次侧绕组的一端耦合，所述第二场效应管的漏极和所述变压器一次侧绕组的另一端耦合，所述变压器一次侧绕组的耦合点还用于与所述直流电源耦合，所述变压器的二次侧绕组与所述整流电路的输入端耦合。

5.根据权利要求2所述的交直流供电设备，其特征在于，所述控制保护装置包括：第一控制保护模块和第二控制保护模块，所述第一控制保护模块和所述第二控制保护模块均用于与所述直流电源耦合，所述第一控制保护模块和所述第二控制保护模块耦合，所述第一控制保护模块与所述升压整流模块耦合，所述第二控制保护模块与所述全桥逆变模块耦合。

6.根据权利要求5所述的交直流供电设备，其特征在于，所述交直流供电设备还包括：温度检测装置，所述温度检测装置和所述控制保护装置耦合。

7.根据权利要求6所述的交直流供电设备，其特征在于，所述温度检测装置和所述第二控制保护模块耦合。

8.根据权利要求1所述的交直流供电设备，其特征在于，所述直流供电装置包括：直流供电模块和USB接口模块，所述直流供电模块的输入端用于与所述直流电源耦合，所述直流供电模块的输出端与所述USB接口模块耦合。

9.根据权利要求1所述的交直流供电设备，其特征在于，所述交直流供电设备还包括：电量指示装置，所述电量指示装置的输入端用于与所述直流电源耦合。

10.一种交直流供电系统，其特征在于，所述交直流供电系统包括：直流电源和如权利要求1-9任一项所述的交直流供电设备，所述直流电源和所述交直流供电设备耦合。