CN209250324U - 充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电电路，包括电容；直流电源，直流电源的负极与电容的一端相连；单向导通单元，单向导通单元的输出端与直流电源的正极相连，单向导通单元的输入端与电容的另一端相连；直流开关电源，直流开关电源与电容并联连接，直流开关电源用于对直流电源进行充电。该电路在电容和直流电源正极之间串联一个单向导通单元，单向导通单元的输入端接电容，输出端接直流电源正极，由此能够防止直流电源电能灌入电容，避免了电容两端因大压差引起的冲击，防止电容炸裂或其他元器件损坏，且该电路简单可靠。

Description

充电电路

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，特别涉及一种充电电路。

背景技术

在一般的电路中，如图1所示，与电容并联的电路通常设置预充电回路，以对电容进行充电，防止电容投入电路时，电容两端产生巨大的电压压差，形成很大的冲击，使得电容炸裂或者损坏其他元器件。

然而，上述预充回路形式的充电电路存在如下问题：

1)电路结构复杂，控制复杂；

2)需要两个器件来实现电容的防冲击功能，体积较大，成本较高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种充电电路，该电路能够避免电容两端因大压差引起的冲击，防止电容炸裂或其他元器件损坏，且该电路简单可靠。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种充电电路，包括电容，还包括：直流电源，所述直流电源的负极与所述电容的一端相连；单向导通单元，所述单向导通单元的输出端与所述直流电源的正极相连，所述单向导通单元的输入端与所述电容的另一端相连；直流开关电源，所述直流开关电源与所述电容并联连接，所述直流开关电源用于对所述直流电源进行充电。

根据本实用新型的充电电路，在电容和直流电源正极之间串联一个单向导通单元，单向导通单元的输入端接电容，输出端接直流电源正极，由此利用单向导通单元的反向截止功能，能够防止直流电源电能灌入电容，避免了电容两端因大压差引起的冲击，防止电容炸裂或其他元器件损坏，且该电路简单可靠，保证了直流电源充电控制的简单高效，同时提高了经济效益。

另外，根据本实用新型的充电电路还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述充电电路，还包括：控制器，所述控制器与所述直流开关电源相连，所述控制器用于控制所述直流开关电源调整输出电压。

在一些示例中，所述充电电路，还包括：可控开关，所述可控开关与所述单向导通单元串联连接；其中，所述控制器还与所述可控开关相连，所述控制器用于控制所述可控开关的闭合和断开。

在一些示例中，所述充电电路，还包括：第一电压采样电路，所述第一电压采样电路与所述直流电源并联连接，所述第一电压采样电路用于采集所述直流电源两端的电压；第二电压采样电路，所述第二电压采样电路与所述电容并联连接，所述第二电压采样电路用于采集所述电容两端的电压；其中，所述控制器还分别与所述第一电压采样电路和所述第二电压采样电路相连，所述控制器用于根据所述直流电源两端的电压和所述电容两端的电压对所述直流开关电源和所述可控开关进行控制。

在一些示例中，所述直流开关电源包括交流电源和整流电路，其中，所述交流电源与所述整流电路的输入端相连，所述整流电路的输出端与所述电容相连。

在一些示例中，所述整流电路采用桥式整流电路。

在一些示例中，述桥式整流电路包括4个IGBT管，其中，所述控制器分别与所述4个IGBT管的控制端相连，以控制所述直流开关电源输出端的电压。

在一些示例中，所述单向导通单元包括二极管，所述二极管的阴极与所述直流电源的正极相连，所述二极管的阳极与所述电容的另一端相连。

在一些示例中，所述直流电源为电容器或者可充电电池。

在一些示例中，所述可控开关为接触器、断路器或者继电器。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是相关技术中的充电电路的结构示意图；

图2是根据本实用新型第一个实施例的充电电路的结构示意图；

图3是根据本实用新型第二个实施例的充电电路的结构示意图；

图4是根据本实用新型第三个实施例的充电电路的结构示意图；

图5是根据本实用新型第四个实施例的充电电路的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的充电电路。

图2是根据本实用新型一个实施例的充电电路的结构示意图。如图2所示，该充电电路，包括电容C、直流电源10、单向导通单元30和直流开关电源20。

其中，直流电源10的负极与电容C的一端相连；单向导通单元30的输出端与直流电源10的正极相连，单向导通单元30的输入端与电容C的另一端相连；直流开关电源20与电容C并联连接，直流开关电源20用于对直流电源10进行充电。

在该实施例中，当直流开关电源20和/或电容C放电时，单向导通单元30的输入端至输出端导通，当直流电源10放电时，单向导通单元30的输出端至输入端截止。其中，直流电源10可为电容器或者可充电电池。

该充电电路，在电容和直流电源正极之间串联一个单向导通单元，单向导通单元的输入端接电容，输出端接直流电源正极，由此利用单向导通单元的反向截止功能，能够防止直流电源电能灌入电容，避免了电容两端因大压差引起的冲击，防止电容炸裂或其他元器件损坏，且该电路简单可靠，保证了直流电源充电控制的简单高效，同时提高了经济效益。

在本实用新型的一个实施中，如图3所示，该充电电路还可以包括控制器40，控制器40与直流开关电源20相连，控制器40用于控制直流开关电源20调整输出电压。

进一步地，如图4所示，该充电电路还包括可控开关K，可控开关K与单向导通单元30串联连接。其中，可控开关K可以但不限于为接触器、断路器或者继电器。

在该实施例中，控制器40还与可控开关K相连，控制器40用于控制可控开关K的闭合和断开。

更进一步地，如图5所示，该充电电路还可包括：第一电压采样电路50和第二电压采样电路60。其中，第一电压采样电路50与直流电源10并联连接，第一电压采样电路50用于采集直流电源10两端的电压；第二电压采样电路60与电容C并联连接，第二电压采样电路60用于采集电容C两端的电压。

在该实施例中，控制器40还分别与第一电压采样电路50和第二电压采样电路60相连，控制器40用于根据直流电源10两端的电压和电容C两端的电压对直流开关电源20和可控开关K进行控制。

参见图5，直流开关电源20包括交流电源AC和整流电路(如桥式整流电路)，其中，桥式整流电路由多个(图5示出了4个)IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)组成，控制器40与各IGBT管的控制端相连，以通过IGBT管的通断控制直流开关电源20输出端的电压。

在本实用新型的一个实施例中，如图5所示，单向导通单元30可包括二极管D，二极管D的阴极与直流电源10的正极相连，二极管D的阳极与电容C的另一端相连。

为便于理解，下面结合图5所示的示例对充电电路进行详细的描述。

如图5所示，直流开关电源20输出端与电容C并联，电容C两端并联第二电压采样电路60，电容C的正极与单向导通单元30的阳极相连，单向导通单元30的阴极与可控开关K的一端相连，可控开关K的另一端与直流电源10的正极相连，直流电源10的负极与电容C的负极相连，直流电源10两端并联第一电压采样电路50。

该充电电路的具体工作过程如下：

直流开关电源20启动后，电容C开始充电，第一电压采样电路50和第二电压采样电路60开始工作，分别采集直流电源10两端的电压以及电容C两端的电压，然后进行比较。

如果初始状态下，电容C两端的电压小于等于直流电源10两端的电压，由于二极管D的单向导电性，直流电源10的电能不会灌入电容C，此时，控制器40可以直接控制可控开关K闭合，电容C上不会有冲击，整个电路处于一个较为稳定的状态。然后，控制器40根据直流开关电源20输出端的电压(即电容C两端的电压)以及直流电源10两端的电压，控制直流开关电源20提升输出电压，控制输出电流，即可对直流电源10进行充电。

如果初始状态下，电容C两端的电压大于直流电源10两端的电压，控制器40可控制直流开关电源20调整输出电压，使得电容C两端的电压小于或者等于直流电源10两端的电压，然后再控制可控开关K闭合，由于二极管D的单向导电性，直流电源10的电能不会灌入电容C，即电容C上不会有冲击，整个电路处于一个较为稳定的状态。然后，控制器40根据直流开关电源20输出端的电压以及直流电源10两端的电压，提升输出电压，控制输出电流，即可对直流电源10进行充电。

综上所述，相较于图1所示的现有技术，本实用新型的充电电路，采用可控开关和二极管串联的回路，结构设计更为简单，控制方式也比较简单，同时成本也较低，体积较小，可靠性更高，能够实现更好的经济效益和空间效益。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种充电电路，包括电容，其特征在于，还包括：

直流电源，所述直流电源的负极与所述电容的一端相连；

单向导通单元，所述单向导通单元的输出端与所述直流电源的正极相连，所述单向导通单元的输入端与所述电容的另一端相连；

直流开关电源，所述直流开关电源与所述电容并联连接，所述直流开关电源用于对所述直流电源进行充电。

2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器与所述直流开关电源相连，所述控制器用于控制所述直流开关电源调整输出电压。

3.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，还包括：

可控开关，所述可控开关与所述单向导通单元串联连接；

其中，所述控制器还与所述可控开关相连，所述控制器用于控制所述可控开关的闭合和断开。

4.如权利要求3所述的充电电路，其特征在于，还包括：

第一电压采样电路，所述第一电压采样电路与所述直流电源并联连接，所述第一电压采样电路用于采集所述直流电源两端的电压；

第二电压采样电路，所述第二电压采样电路与所述电容并联连接，所述第二电压采样电路用于采集所述电容两端的电压；

其中，所述控制器还分别与所述第一电压采样电路和所述第二电压采样电路相连，所述控制器用于根据所述直流电源两端的电压和所述电容两端的电压对所述直流开关电源和所述可控开关进行控制。

5.如权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述直流开关电源包括交流电源和整流电路，其中，所述交流电源与所述整流电路的输入端相连，所述整流电路的输出端与所述电容相连。

6.如权利要求5所述的充电电路，其特征在于，所述整流电路采用桥式整流电路。

7.如权利要求6所述的充电电路，其特征在于，所述桥式整流电路包括4个IGBT管，其中，所述控制器分别与所述4个IGBT管的控制端相连，以控制所述直流开关电源输出端的电压。

8.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述单向导通单元包括二极管，所述二极管的阴极与所述直流电源的正极相连，所述二极管的阳极与所述电容的另一端相连。

9.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述直流电源为电容器或者可充电电池。

10.如权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述可控开关为接触器、断路器或者继电器。