CN211557136U - 恒流放电电路及保护装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种恒流放电电路及保护装置，包括：开关电路、吸收电路、恒流源电路、稳压电路以及控制开关电路。所述开关电路的第一端用于分别电连接电容的第一端和电源。所述吸收电路的第一端与所述开关电路的第二端电连接。所述吸收电路的第二端和所述电容的第二端均接地。所述恒流源电路的第一端与所述开关电路的第一端电连接。所述恒流源电路的第二端与所述开关电路的第三端电连接。所述稳压电路的第一端与所述开关电路的第三端电连接。所述稳压电路的第二端与所述电容的第二端电连接。所述控制开关电路的第一端与所述恒流源电路的第二端电连接。所述控制开关电路的第二端与所述稳压电路的第二端电连接。

Description

恒流放电电路及保护装置

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及恒流放电电路及保护装置。

背景技术

在大功率电子系统模块中，会有较大容量的储能电容作为大脉冲电流的能量源。一般情况下这种功能模块会在整机系统中有插拔动作，如果模块自身电容放电时间较长，可能造成人身接触的生命危险，以及模块本身带电插拔损伤器件的风险。因此需要在停机掉电后快速泄放掉储能电容的电荷，通常在2S到10S内放电完成。

为了泄放大容量储能电容的电荷，目前采用的方式是在电容的两端并联大功率电阻，并在电阻支路上串入一个常闭继电器。在上电后，继电器开关断开，此时功率电阻无功耗；在掉电后，继电器开关闭合，此时通过功率电阻泄放电荷。采用上述这种方式使得继电器触点容易损坏，存在安全隐患。

实用新型内容

基于此，有必要针对储能电容的电荷泄放，采用继电器配合大功率电阻的方式，使得继电器触点容易损坏，存在安全隐患的问题，提供一种恒流放电电路及保护装置。

一种恒流放电电路，包括：

开关电路，所述开关电路的第一端用于分别电连接电容的第一端和电源；

吸收电路，所述吸收电路的第一端与所述开关电路的第二端电连接，所述吸收电路的第二端和所述电容的第二端均接地；

恒流源电路，所述恒流源电路的第一端与所述开关电路的第一端电连接，所述恒流源电路的第二端与所述开关电路的第三端电连接；

稳压电路，所述稳压电路的第一端与所述开关电路的第三端电连接，所述稳压电路的第二端与所述电容的第二端电连接；以及

控制开关电路，所述控制开关电路的第一端与所述恒流源电路的第二端电连接，所述控制开关电路的第二端与所述稳压电路的第二端电连接。

在其中一个实施例中，所述控制开关电路上电导通时，所述开关电路处于断开状态；

所述控制开关电路掉电断开时，所述开关电路处于导通状态。

在其中一个实施例中，所述开关电路包括：

第一开关管，所述第一开关管的第一端分别与所述电容的第一端和所述电源电连接，所述第一开关管的第二端与所述吸收电路的第一端电连接，所述第一开关管的控制端分别与所述恒流源电路的第二端、所述稳压电路的第一端和所述控制开关电路的第一端电连接。

在其中一个实施例中，所述恒流源电路包括：

第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述开关电路的第一端电连接，所述第二开关管的控制端与所述开关电路的第三端电连接；

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第二开关管的第二端电连接，所述第一电阻的第二端与所述开关电路的第三端电连接。

在其中一个实施例中，所述稳压电路包括：

稳压二极管，所述稳压二极管的阴极与所述恒流源电路的第二端电连接，所述稳压二极管的阳极与所述电容的第二端电连接。

在其中一个实施例中，所述控制开关电路包括：

继电器开关，所述继电器开关的第一输入端与所述恒流源电路的第二端电连接，所述继电器开关的第二输入端用于电连接电源，所述继电器开关的第一输出端和第二输出端均与所述稳压电路的第二端电连接。

在其中一个实施例中，所述的恒流放电电路还包括：

分压电路，所述分压电路的第一端分别与所述恒流源电路的第一端和所述电容的第一端电连接，所述分压电路的第二端与所述开关电路的第一端电连接。

在其中一个实施例中，所述分压电路包括：

分压电阻，所述分压电阻的第一端与所述恒流源电路的第一端电连接，所述分压电阻的第二端与所述开关电路的第一端电连接。

在其中一个实施例中，所述吸收电路包括：

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述开关电路的第二端电连接，所述第二电阻的第二端接地。

一种保护装置，包括上述任一项实施例所述的恒流放电电路。

与现有技术相比，上述恒流放电电路及保护装置，当系统掉电时，所述控制开关电路断开，此时所述恒流源电路配合所述稳压电路，输出稳定的电压以驱动所述开关电路导通，并与所述吸收电路配合形成恒流放电电路，从而将所述电容储存的电荷恒流泄放到大地，进而提高放电的安全性以及可靠性。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的恒流放电电路的原理框图；

图2为本申请一实施例提供的恒流放电电路的电路示意图；

图3为本申请一实施例提供的保护装置的电路示意图。

10 恒流放电电路

100 开关电路

101 电容

102 电源

110 第一开关管

20 保护装置

200 吸收电路

210 第二电阻

300 恒流源电路

310 第二开关管

320 第一电阻

400 稳压电路

410 稳压二极管

500 控制开关电路

510 继电器开关

600分压电路

610 分压电阻

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，本申请一实施例提供一种恒流放电电路10，包括：开关电路100、吸收电路200、恒流源电路300、稳压电路400以及控制开关电路500。所述开关电路100的第一端用于分别电连接电容101的第一端和电源102。所述吸收电路200的第一端与所述开关电路100的第二端电连接。所述吸收电路200的第二端和所述电容101的第二端均接地。所述恒流源电路300的第一端与所述开关电路100的第一端电连接。所述恒流源电路300的第二端与所述开关电路100的第三端电连接。所述稳压电路400的第一端与所述开关电路100的第三端电连接。所述稳压电路400的第二端与所述电容101的第二端电连接。所述控制开关电路500的第一端与所述恒流源电路300的第二端电连接。所述控制开关电路500的第二端与所述稳压电路400的第二端电连接。

可以理解，所述开关电路100的具体电路结构不做限制，只要具有基于所述恒流源电路300输出的稳定电压导通即可。所述开关电路100的具体电路结构，可根据实际需求进行选择。在一个实施例中，所述开关电路100可以是IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)。在一个实施例中，所述开关电路100也可以是MOS管。

可以理解，所述吸收电路200的具体电路结构不做限制，只要具有与所述开关电路100配合组成恒流放电电路的功能即可。在一个实施例中，所述吸收电路200可以是大功率电阻。在一个实施例中，所述吸收电路200也可以是非线性电阻元件(如压敏电阻等)。

可以理解，所述恒流源电路300的具体电路结构不做限制，只要具有与所述稳压电路400配合输出稳定的电压驱动所述开关电路100导通的功能即可。在一个实施例中，所述恒流源电路300可以是恒流源。在一个实施例中，所述恒流源电路300也可以通过耗尽型MOS管搭配电阻构成。当系统掉电时，所述恒流源电路300输出恒定的电流作为所述稳压电路400的激励电流，使得所述恒流源电路300与所述稳压电路400配合，产生稳定的电压以驱动所述开关电路100导通，同时与所述吸收电路200配合，可使得所述电容101储存的电荷进行恒流泄放，从而可提高放电的安全性以及可靠性。

可以理解，所述稳压电路400的具体电路结构不做限制，只要具有与所述恒流源电路300配合产生稳定的电压以驱动所述开关电路100导通的功能即可。在一个实施例中，所述稳压电路400可以是稳压器。在一个实施例中，所述稳压电路400也可以是稳压二极管等其它稳压器件。

可以理解，所述控制开关电路500的电路结构不做限制，只要具有在系统上电时所述控制开关电路500导通，并在系统掉电时所述控制开关电路500断开的功能即可。在一个实施例中，所述控制开关电路500可以采用具有隔离功能的继电器开关(如电磁继电器、光继电器等)。在一个实施例中，所述控制开关电路500也可以是三极管等开关管。

具体的，当系统上电(即所述电源102正常工作)时，所述控制开关电路500闭合导通，此时所述开关电路100处于断开状态。同时所述吸收电路200和所述稳压电路400不工作，而所述恒流源电路300被所述控制开关电路500短接至地。当系统掉电(即所述电源102断电)时，所述控制开关电路500自动断开，此时所述稳压电路400工作，并与所述恒流源电路300配合产生一个稳定的电压，并将该电压输出至所述开关电路100。使得所述开关电路100导通，此时所述吸收电路200工作。通过所述吸收电路200与所述开关电路100配合，可使得所述电容101储存的电荷得到恒流泄放，从而可提高放电的安全性以及可靠性。

本实施例中，当系统掉电时，所述控制开关电路500断开，此时所述恒流源电路300配合所述稳压电路400，输出稳定的电压以驱动所述开关电路100导通，并与所述吸收电路200配合形成恒流放电电路，从而将所述电容101储存的电荷进行恒流泄放到大地，进而提高放电的安全性以及可靠性。

请参见图2，在一个实施例中，所述开关电路100包括：第一开关管110。所述第一开关管110的第一端分别与所述电容101的第一端和所述电源102电连接。所述第一开关管110的第二端与所述吸收电路200的第一端电连接。所述第一开关管110的控制端分别与所述恒流源电路300的第二端、所述稳压电路400的第一端和所述控制开关电路500的第一端电连接。

在一个实施例中，所述第一开关管110可以采用IGBT管或MOS管。在一个实施例中，所述第一开关管110的控制端(即栅极)在系统掉电时基于所述恒流源电路300和所述稳压电路400配合产生的稳定电压导通，可使得所述电容101储存的电荷沿所述吸收电路200进行恒流泄放，从而可提高放电的安全性以及可靠性。

在一个实施例中，所述恒流源电路300包括：第二开关管310和第一电阻320。所述第二开关管310的第一端与所述开关电路100的第一端电连接。所述第二开关管310的控制端与所述开关电路100的第三端电连接。所述第一电阻320的第一端与所述第二开关管310的第二端电连接。所述第一电阻320的第二端与所述开关电路100的第三端电连接。

在一个实施例中，所述第二开关管310可以采用耗尽型MOS管。在一个实施例中，所述第二开关管310也可以采用其它的开关管(如三极管、IGBT管等)。在一个实施例中，所述第一电阻320可以采用固定阻值的电阻。当系统掉电时，通过所述第二开关管310、所述第一电阻320以及所述稳压电路400配合，产生稳定的电压以驱动所述开关电路100适当导通，并与所述吸收电路200配合形成恒流放电电路，从而使得所述电容101储存的电荷进行恒流放电。

在一个实施例中，所述稳压电路400包括：稳压二极管410。所述稳压二极管410的阴极与所述恒流源电路300的第二端电连接。所述稳压二极管410的阳极与所述电容101的第二端电连接。在一个实施例中，所述稳压二极管410可以替换成其它的稳压器件，例如稳压器等。通过所述稳压二极管410与所述恒流源电路300配合，可产生一个稳定的电压以驱动所述开关电路100适当导通，并与所述吸收电路200配合形成恒流放电电路，从而使得所述电容101储存的电荷进行恒流放电。

在一个实施例中，所述控制开关电路500包括：继电器开关510。所述继电器开关510的第一输入端与所述恒流源电路300的第二端电连接。所述继电器开关510的第二输入端用于电连接电源102。所述继电器开关510的第一输出端和第二输出端均与所述稳压电路400的第二端电连接。在一个实施例中，所述继电器开关510可以是光继电器，也可以是其它类型的继电器(如电磁继电器等)。在一个实施例中，所述电源102可以是与所述继电器开关510同步断开的电源。即当系统掉电时，所述电源102也同步断开。在一个实施例中，所述继电器开关510与所述电容101也可以共用一个电源，即所述电源102可同时给所述继电器开关510和所述电容101供电。

在一个实施例中，所述的恒流放电电路10还包括：分压电路600。所述分压电路600的第一端分别与所述恒流源电路300的第一端和所述电容101的第一端电连接。所述分压电路600的第二端与所述开关电路100的第一端电连接。

可以理解，所述分压电路600的具体电路结构不做限制，只要具有与分压的功能即可。在一个实施例中，所述分压电路600可以包括：分压电阻610。具体的，所述分压电阻610的第一端与所述恒流源电路300的第一端电连接。所述分压电阻610的第二端与所述开关电路100的第一端电连接。通过所述分压电阻610可在系统掉电时给所述恒流源电路300提供分压，避免损坏。

在一个实施例中，所述吸收电路200包括：第二电阻210。所述第二电阻210的第一端与所述开关电路100的第二端电连接。所述第二电阻210的第二端接地。在一个实施例中，所述第二电阻210可以是固定阻值的电阻。在一个实施中，所述第二电阻210也可以采用非线性电阻元件(如压敏电阻等)。

在一个实施例中，所述第二电阻210的数量可以是多个。即所述吸收电路200可包括多个依次串联的所述第二电阻210。通过所述第二电阻210与所述第一开关管110配合形成恒流放电电路，从而可使得所述电容101在掉电时，能够将其剩余的电荷进行恒流放电，提高放电的安全性以及可靠性。

请参见图3，本申请一实施例提供一种保护装置20，包括上述任一项实施例所述的恒流放电电路10。本实施例所述的保护装置20，可在系统掉电时，所述控制开关电路500断开，此时所述恒流源电路300配合所述稳压电路400，输出稳定的电压以驱动所述开关电路100导通，并与所述吸收电路200配合形成恒流放电电路，从而将所述电容101储存的电荷进行恒流泄放到大地，进而提高放电的安全性以及可靠性。

综上所述，本申请在系统掉电时，所述控制开关电路500断开，此时所述恒流源电路300配合所述稳压电路400，输出稳定的电压以驱动所述开关电路100导通，并与所述吸收电路200配合形成恒流放电电路，从而将所述电容101储存的电荷进行恒流泄放到大地，进而提高放电的安全性以及可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种恒流放电电路，其特征在于，包括：

开关电路(100)，所述开关电路(100)的第一端用于分别电连接电容(101)的第一端和电源(102)；

吸收电路(200)，所述吸收电路(200)的第一端与所述开关电路(100)的第二端电连接，所述吸收电路(200)的第二端和所述电容(101)的第二端均接地；

恒流源电路(300)，所述恒流源电路(300)的第一端与所述开关电路(100)的第一端电连接，所述恒流源电路(300)的第二端与所述开关电路(100)的第三端电连接；

稳压电路(400)，所述稳压电路(400)的第一端与所述开关电路(100)的第三端电连接，所述稳压电路(400)的第二端与所述电容(101)的第二端电连接；以及

控制开关电路(500)，所述控制开关电路(500)的第一端与所述恒流源电路(300)的第二端电连接，所述控制开关电路(500)的第二端与所述稳压电路(400)的第二端电连接。

2.如权利要求1所述的恒流放电电路，其特征在于，所述控制开关电路(500)上电导通时，所述开关电路(100)处于断开状态；

所述控制开关电路(500)掉电断开时，所述开关电路(100)处于导通状态。

3.如权利要求1所述的恒流放电电路，其特征在于，所述开关电路(100)包括：

第一开关管(110)，所述第一开关管(110)的第一端分别与所述电容(101)的第一端和所述电源(102)电连接，所述第一开关管(110)的第二端与所述吸收电路(200)的第一端电连接，所述第一开关管(110)的控制端分别与所述恒流源电路(300)的第二端、所述稳压电路(400)的第一端和所述控制开关电路(500)的第一端电连接。

4.如权利要求1所述的恒流放电电路，其特征在于，所述恒流源电路(300)包括：

第二开关管(310)，所述第二开关管(310)的第一端与所述开关电路(100)的第一端电连接，所述第二开关管(310)的控制端与所述开关电路(100)的第三端电连接；

第一电阻(320)，所述第一电阻(320)的第一端与所述第二开关管(310)的第二端电连接，所述第一电阻(320)的第二端与所述开关电路(100)的第三端电连接。

5.如权利要求1所述的恒流放电电路，其特征在于，所述稳压电路(400)包括：

稳压二极管(410)，所述稳压二极管(410)的阴极与所述恒流源电路(300)的第二端电连接，所述稳压二极管(410)的阳极与所述电容(101)的第二端电连接。

6.如权利要求1所述的恒流放电电路，其特征在于，所述控制开关电路(500)包括：

继电器开关(510)，所述继电器开关(510)的第一输入端与所述恒流源电路(300)的第二端电连接，所述继电器开关(510)的第二输入端用于电连接电源(102)，所述继电器开关(510)的第一输出端和第二输出端均与所述稳压电路(400)的第二端电连接。

7.如权利要求1所述的恒流放电电路，其特征在于，还包括：

分压电路(600)，所述分压电路(600)的第一端分别与所述恒流源电路(300)的第一端和所述电容(101)的第一端电连接，所述分压电路(600)的第二端与所述开关电路(100)的第一端电连接。

8.如权利要求7所述的恒流放电电路，其特征在于，所述分压电路(600)包括：

分压电阻(610)，所述分压电阻(610)的第一端与所述恒流源电路(300)的第一端电连接，所述分压电阻(610)的第二端与所述开关电路(100)的第一端电连接。

9.如权利要求1-8任一项所述的恒流放电电路，其特征在于，所述吸收电路(200)包括：

第二电阻(210)，所述第二电阻(210)的第一端与所述开关电路(100)的第二端电连接，所述第二电阻(210)的第二端接地。

10.一种保护装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的恒流放电电路(10)。

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