CN215378425U - 智能直流电源系统 - Google Patents

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马洪亮
任俊辉
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Abstract

本实用新型涉及直流电源技术领域,提出了智能直流电源系统,包括电阻R1、电流检测电路、延迟控制电路和MOS开关管Q1,所述电阻R1串联在直流电源上,所述电流检测电路的输入端并联在所述电阻R1的两端,用于检测直流电源的电流,所述电流检测电路的输出端连接所述延迟控制电路输入端,所述延迟控制电路的输出端连接所述MOS开关管Q1的栅极,所述MOS开关管Q1的源极连接直流电源输入端,所述MOS开关管Q1的漏极连接直流电源输出端,所述MOS开关管Q1的栅极还通过电阻R14连接直流电源输入端。通过上述技术方案,解决了现有技术中直流电源过流的问题,增加了直流电源系统的可靠性,保障了变电站的运行。

Description

智能直流电源系统
技术领域
本实用新型涉及直流电源技术领域,具体的,涉及智能直流电源系统。
背景技术
直流电源系统为变电站内信号及远动设备、保护及自动装置、事故照明、断路器控制回路提供直流电源,一般都包括AC/DC转换模块、储能模块、控制模块和稳压模块。变电站的平稳运行与直流电源的稳定运行有着非常大的联系,只有确保变电站直流电源的稳定性,才可以保证变电站的运行不受影响。
但是,现如今许多变电站的直流电源系统都不完善,无法及时的察觉到变电站直流电源系统自身出现的问题,许多变电站都只能在问题发生后在进行解决,这严重的影响了变电站的工作效率。特别是直流电源中的过流故障,一旦出现问题,不仅影响变电站的正常运行,还会严重导致直流电源系统中器件的损坏。
实用新型内容
本实用新型提出智能直流电源系统,解决了现有技术中的直流电源过流的问题,增加了了直流电源系统的可靠性,保障了变电站的运行。
本实用新型的技术方案如下:
智能直流电源系统,包括电阻R1、电流检测电路、延迟控制电路和MOS开关管Q1,所述电阻R1串联在直流电源上,所述电流检测电路的输入端并联在所述电阻R1的两端,用于检测直流电源的电流,所述电流检测电路的输出端连接所述延迟控制电路输入端,所述延迟控制电路的输出端连接所述MOS开关管Q1的栅极,所述MOS开关管Q1的源极连接直流电源输出端,所述MOS开关管Q1的漏极作为直流电源系统的输出,所述MOS开关管Q1的栅极还通过电阻R14连接直流电源输出端。
进一步,所述延迟控制电路包括三极管Q2、电容C2、比较器U3和三极管Q3,所述三极管Q2的基极作为延迟控制电路的输入端,所述三极管Q2的集电极串联电阻R9后连接电压源VCC,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极串联电阻R8后连接所述电容C2的正极,所述电容C2的负极接地,所述电容C2的正极连接所述比较器U3的反相输入端,所述比较器U3的同向输入端连接基准电压VREF2,所述比较器U3的同向输入端还串联电阻R10后接地,所述比较器U3的输出端连接三极管Q3的基极,所述三极管Q3的发射极接地,所述三极管Q3的集电极串联电阻R11后作为延迟控制电路的输出端。
进一步,所述延迟控制电路还包括二极管D1和电阻R7,所述二极管D1的阳极连接三极管Q2的集电极,所述二极管D1的阴极连接电阻R7的第一端,所述电阻R7的第二端连接电容C2的正极。
进一步,所述电流检测电路包括电流检测放大器U1和比较器U2,所述电流检测放大器U1的RS+和RS-管脚作为电流检测电路的输入端,所述电流检测放大器U1的OUT管脚串联电阻R2后连接所述比较器U2的同向输入端,所述比较器U2的反相输入端串联电阻R4后连接基准电压VREF1,所述比较器U2的同向输入端还串联电阻R3后接地,所述比较器U2的输出端作为电流检测电路的输出端。
进一步,所述比较器U2的输出端通过电阻R6连接电压源VCC,所述比较器U3的输出端通过电阻R13连接电压源VCC。
本实用新型的工作原理及有益效果为:
本实用新型中通过电阻R1和电流检测电路对直流电源输出给负载的电流进行实时监测,当该电流发生过流故障时,通过电流检测电路输出相应的故障信号给延迟控制电路,延迟控制电路通过处理该故障信号,从而控制MOS开关管Q1进入截止状态,使直流电源系统与负载之间停止输出,等到过流故障消除后,进入正常工作导通状态。本实用新型能够实现对直流电源系统的过流故障实时监测的功能,达到过流断开,故障消除自恢复的效果,避免因过流故障造成的器件损坏和变电站运行故障,进一步提高了直流电源系统的可靠性。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型电路原理示意图;
图2为本实用新型延迟控制电路的电路示意图;
图3为本实用新型电流检测电路的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例,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,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。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,都涉及本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1所示,本实施例提出了一种智能直流电源系统,
本实施例中,包括电阻R1、电流检测电路、延迟控制电路和MOS开关管Q1,所述电阻R1串联在直流电源上,所述电流检测电路的输入端并联在所述电阻R1的两端,用于检测直流电源的电流,所述电流检测电路的输出端连接所述延迟控制电路输入端,所述延迟控制电路的输出端连接所述MOS开关管Q1的栅极,所述MOS开关管Q1的源极连接直流电源输入端,所述MOS开关管Q1的漏极连接直流电源输出端,所述MOS开关管Q1的栅极还通过电阻R14连接直流电源输入端。
智能直流系统一般都包括AC/DC转换模块、储能模块、控制模块和稳压模块,将交流电源转换为直流电源后,为变电站控制系统、照明系统等负载提供直流电源,本实施例中的电阻R1和MOS开关管Q1均设置在智能直流系统的直流电源输出线上,用于检测过流从而控制直流电源输出的通断状态。具体过程为先通过电阻R1和电流检测电路对直流电源输出给负载的电流进行实时监测,当该电流发生过流故障时,通过电流检测电路输出相应的故障信号给延迟控制电路,延迟控制电路通过处理该故障信号,从而控制MOS开关管Q1进入截止状态,使直流电源系统与负载之间停止输出,等到过流故障消除后,进入正常工作导通状态。
进一步,
如图2所示,本实施例中的延迟控制电路包括三极管Q2、电容C2、比较器U3和三极管Q3,所述三极管Q2的基极作为延迟控制电路的输入端,所述三极管Q2的集电极串联电阻R9后连接电压源VCC,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极依次串联二极管D1和电阻R7后连接所述电容C2的正极,所述电容C2的负极接地,所述二极管D1和电阻R7上并联有电阻R8,所述电容C2的正极连接所述比较器U3的反相输入端,所述比较器U3的同向输入端连接基准电压VREF2,所述比较器U3的同向输入端还串联电阻R10后接地,所述比较器U3的输出端连接三极管Q3的基极,所述三极管Q3的发射极接地,所述三极管Q3的集电极串联电阻R11后作为延迟控制电路的输出端。
本实施例中的电容C2作为充电电容,电阻R8作为电容C2的放电回路,二极管D1和电阻R7作为电容C2的充电回路,由三极管Q2的通断状态决定电容C2的充放电过程,通过电容C2的充放电达到延迟控制的效果。在具体使用中,当直流电源出现过流故障,经过电流检测电路输出高电平信号,驱动三极管Q2导通,电容C2开始放电,比较器U3的反相输入端电压降低,比较器U3的输出由低电平变为高电平,从而驱动三极管Q3导通,MOS开关管Q1的栅极接地,MOS开关管Q1截止,智能直流电源系统停止供电。当直流电源的过流故障消除后,经过电流检测电路输出低电平信号,三极管Q2截止,电容C2开始充电,比较器U3的反相输入端电压升高,比较器U3的输出由高电平变为低电平,从而三极管Q3截止,MOS开关管Q1的栅极通过电阻R14连接源极,MOS开关管Q1导通,智能直流电源系统正常运行。
延迟控制电路使本实施例中的过流保护有短暂延时。这是因为如直流电源正常工作时,如电源的负载发生突然短路,此时电源输出的瞬间电流是数倍或数十倍的额定电流值,可以认为是一个电流冲击,远远超过流保护的数值,但这时并不希望过流保护起作用。而是在短路解除后,电压自动恢复正常。因此本实施例避开突发短路时的电流冲击,而仅考虑使输出过电流的时长达到一定的值才启动过流保护。
进一步,
如图3所示,本实施例中的电流检测电路包括电流检测放大器U1和比较器U2,所述电流检测放大器U1的RS+和RS-管脚作为电流检测电路的输入端,所述电流检测放大器U1的OUT管脚串联电阻R2后连接所述比较器U2的同向输入端,所述比较器U2的反相输入端串联电阻R4后连接基准电压VREF1,所述比较器U2的同向输入端还串联电阻R3后接地,所述比较器U2的输出端作为电流检测电路的输出端。
本实施例中,电流检测放大器U1通过电阻R1获取直流电源的电流,经过电阻R2转换成相应电压信号输入给比较器U2与基准电压VREF1作比较,其中电容C1为滤波电容,采用低通滤波,防止电路干扰、上下电冲击误动作,且上电时比较器U2的输出信号保持在低电平初态,保证比较器U2不提前动作。当过流时,输出高电平信号,系统电流正常时,输出低电平信号。以此来使延时控制电路执行相应的通断指令,实现过流保护。
进一步,
本实施例中的比较器U2的输出端通过电阻R6连接电压源VCC,比较器U3的输出端通过电阻R13连接电压源VCC。
电阻R6和电阻R13均为上拉电阻,比较器U2和比较器U3的输出端通过上拉电阻连接电压源VCC,无论后级电路工作电压与比较器的供电电压是否一致,都可以保证后级电路获得合适的驱动电平信号。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,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 (5)

1.智能直流电源系统,其特征在于,包括电阻R1、电流检测电路、延迟控制电路和MOS开关管Q1,所述电阻R1串联在直流电源上,所述电流检测电路的输入端并联在所述电阻R1的两端,用于检测直流电源的电流,所述电流检测电路的输出端连接所述延迟控制电路输入端,所述延迟控制电路的输出端连接所述MOS开关管Q1的栅极,所述MOS开关管Q1的源极连接直流电源输出端,所述MOS开关管Q1的漏极作为直流电源系统的输出,所述MOS开关管Q1的栅极还通过电阻R14连接直流电源输出端。
2.根据权利要求1所述的智能直流电源系统,其特征在于,所述延迟控制电路包括三极管Q2、电容C2、比较器U3和三极管Q3,所述三极管Q2的基极作为延迟控制电路的输入端,所述三极管Q2的集电极串联电阻R9后连接电压源VCC,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极串联电阻R8后连接所述电容C2的正极,所述电容C2的负极接地,所述电容C2的正极连接所述比较器U3的反相输入端,所述比较器U3的同向输入端连接基准电压VREF2,所述比较器U3的同向输入端还串联电阻R10后接地,所述比较器U3的输出端连接三极管Q3的基极,所述三极管Q3的发射极接地,所述三极管Q3的集电极串联电阻R11后作为延迟控制电路的输出端。
3.根据权利要求2所述的智能直流电源系统,其特征在于,所述延迟控制电路还包括二极管D1和电阻R7,所述二极管D1的阳极连接三极管Q2的集电极,所述二极管D1的阴极连接电阻R7的第一端,所述电阻R7的第二端连接电容C2的正极。
4.根据权利要求2所述的智能直流电源系统,其特征在于,所述电流检测电路包括电流检测放大器U1和比较器U2,所述电流检测放大器U1的RS+和RS-管脚作为电流检测电路的输入端,所述电流检测放大器U1的OUT管脚串联电阻R2后连接所述比较器U2的同向输入端,所述比较器U2的反相输入端串联电阻R4后连接基准电压VREF1,所述比较器U2的同向输入端还串联电阻R3后接地,所述比较器U2的输出端作为电流检测电路的输出端。
5.根据权利要求4所述的智能直流电源系统,其特征在于,所述比较器U2的输出端通过电阻R6连接电压源VCC,所述比较器U3的输出端通过电阻R13连接电压源VCC。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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