CN216216055U - 储能供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种储能供电电路，包括供电电路、充电电路、储能电路、开关电路和供电判断电路；供电电路的输入端与供电电源端电连接，供电电路的输出端与负载电连接；供电电路用于将供电电源端的电源信号传输至负载；充电电路的输入端与供电电源端电连接，充电电路的输出端与储能电路电连接，充电电路用于控制供电电源端的电源信号为储能电路充电；储能电路通过开关电路与负载电连接；供电判断电路的第一输入端与供电电源端电连接，供电判断电路的第二输入端与储能电路电连接，供电判断电路的输出端与开关电路的控制端电连接；供电判断电路用于根据供电电源端的电源信号和储能电路中存储的电能，控制开关电路导通或关断。

Description

储能供电电路

技术领域

本实用新型实施例涉及供电电路技术领域，尤其涉及一种储能供电电路。

背景技术

在软水机控制电路中，用户电网掉电后因无法预知停电时长，且有可能掉电时机器正在执行某个状态动作中，或在某个状态不宜工作时间太长，所以在掉电后需要有一定电能量控制某些电磁阀动作，对水路进行切换。

现有技术在用户电网掉电后无法继续供电以使软水机控制电路完成应急动作，使得软水机可靠性差，维护成本高。

实用新型内容

本实用新型提供一种储能供电电路，以在电源端掉电后继续为负载供电。

本实用新型实施例提供一种储能供电电路，包括：供电电路、充电电路、储能电路、开关电路和供电判断电路；

所述供电电路的输入端与供电电源端电连接，所述供电电路的输出端与负载电连接；所述供电电路用于将所述供电电源端的电源信号传输至所述负载；

所述充电电路的输入端与所述供电电源端电连接，所述充电电路的输出端与所述储能电路电连接，所述充电电路用于控制所述供电电源端的电源信号为所述储能电路充电；

所述储能电路通过所述开关电路与所述负载电连接；

所述供电判断电路的第一输入端与所述供电电源端电连接，所述供电判断电路的第二输入端与所述储能电路电连接，所述供电判断电路的输出端与所述开关电路的控制端电连接；所述供电判断电路用于根据所述供电电源端的电源信号和所述储能电路中存储的电能，控制所述开关电路导通或关断。

可选的，所述供电电路包括第一二极管；

所述第一二极管的阳极与所述供电电源端电连接，所述第一二极管的阴极与负载电连接。

可选的，所述充电电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻和第二电阻；

所述第一三极管的第一端与所述供电电源端电连接，所述第一三极管的第二端与所述第二三极管的控制端电连接，所述第二三极管的控制端还通过所述第一电阻与第二端电连接，所述第二三极管的第一端与所述第一三极管的控制端电连接，所述第一三极管的控制端还通过所述第二电阻与所述供电电源端电连接。

可选的，所述充电电路包括至少一个第三电阻；各所述第三电阻串接于所述供电电源端和所述储能电路之间。

可选的，所述储能供电电路还包括第二二极管；所述第二二极管的阳极与所述充电电路的输出端电连接，所述第二二极管的阴极与所述储能电路电连接。

可选的，所述储能电路包括至少一个第一电容。

可选的，所述供电判断电路包括电压比较器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻；

所述第五电阻的一端与所述供电电源端电连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端电连接于第一节点，所述第六电阻的另一端接地；

所述第七电阻的一端与所述储能电路电连接，所述第七电阻的另一端与所述第八电阻的一端电连接于第二节点，所述第八电阻的另一端接地；

所述电压比较器的电源端分别与所述储能电路和所述供电电源端电连接，所述电压比较器的同相输入端通过所述第四电阻电连接于所述第一节点；所述电压比较器的反相输入端电连接于所述第二节点；所述电压比较器的输出端通过所述第九电阻与所述开关电路的控制端电连接。

可选的，所述供电判断电路还包括第三二极管和第四二极管；

所述第三二极管串接于所述供电电源端与所述电压比较器的电源端之间，且所述第三二极管的阳极与所述供电电源端电连接，所述第三二极管的阴极与所述电压比较器的电源端电连接；

所述第四二极管串接于所述储能电路与所述电压比较器的电源端之间，且所述第四二极管的阳极与所述储能电路电连接，所述第四二极管的阴极与所述电压比较器的电源端电连接。

可选的，所述供电判断电路还包括第二电容、第三电容和第四电容；

所述第二电容与所述第六电阻并联连接；所述第三电容的一端与所述电压比较器的电源端电连接，所述第三电容的另一端通过所述第四电容与第二节点电连接。

可选的，所述开关电路包括第一晶体管、第二晶体管和第十电阻；

所述第一晶体管的第一端与所述储能电路电连接，所述第一晶体管的控制端与所述供电判断电路的输出端、所述第十电阻的第一端和所述第二晶体管的控制端电连接，所述第一晶体管的第二端与所述第十电阻的第二端和所述第二晶体管的第二端电连接，所述第二晶体管的第一端与所述负载电连接。

本实用新型实施例提供的储能供电电路，在供电电源端连接的供电电源正常供电时，通过供电电路为负载供电，并同时通过充电电路为储能电路充电，在供电电源端连接的供电电源掉电时，通过充电完成的储能电路为负载供电，如此，可在供电电源掉电后能够通过储能电路进行短暂的供电以作为应急使用，在软水机的应用领域，当负载为软水机控制电路时，软水机控制电路可在供电异常时通过储能电路提供的电能控制各电磁阀动作，以完成水路的切换或结束当前的任务或状态，能够降低软水机的维护成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种储能供电电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种储能供电电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种储能供电电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种储能供电电路的结构示意图，如图1所示，该储能供电电路包括：供电电路10、充电电路20、储能电路30、开关电路40和供电判断电路50；供电电路10的输入端与供电电源端a电连接，供电电路10的输出端与负载60电连接；供电电路10用于将供电电源端a的电源信号传输至负载60；充电电路20的输入端与供电电源端a电连接，充电电路20的输出端与储能电路30电连接，充电电路20用于控制供电电源端a的电源信号为储能电路30充电；储能电路30通过开关电路40与负载60电连接；供电判断电路50的第一输入端与供电电源端a电连接，供电判断电路50的第二输入端与储能电路30电连接，供电判断电路50的输出端与开关电路40的控制端电连接；供电判断电路50用于根据供电电源端a的电源信号和储能电路30中存储的电能，控制开关电路40导通或关断。

具体的，当供电电源端a上电时，供电电源端a的电源信号通过供电电路10传输至负载60，为负载60供电，同时，该电源信号还通过充电电路20传输至储能电路30，以为储能电路30充电，使得电源信号存储于存储电路30中，此时供电判断电路50根据供电电源端a提供的电源信号和储能电路30提供的电信号控制开关电路40处于断开状态，储能电路30与负载60之间未形成通路，储能电路30不会向负载60释放电能；当供电电源端a掉电时，供电电路10不再传输电源信号，供电判断电路50根据供电电源端a提供的电源信号和储能电路30提供的电信号控制开关电路40处于导通状态，从而储能电路30通过开关电路40向负载60供电，如此，可在供电电源端a掉电后能够通过储能电路30进行短暂的供电以作为应急使用，在软水机的应用领域，当负载60为软水机控制电路时，软水机控制电路可在供电异常时通过储能电路30提供的电能控制各电磁阀动作，以完成水路的切换或结束当前的任务或状态。

本实用新型实施例提供的储能供电电路，在供电电源端连接的供电电源正常供电时，通过供电电路为负载供电，并同时通过充电电路为储能电路充电，在供电电源端连接的供电电源掉电时，通过充电完成的储能电路为负载供电，如此，可在供电电源掉电后能够通过储能电路进行短暂的供电以作为应急使用，在软水机的应用领域，当负载为软水机控制电路时，软水机控制电路可在供电异常时通过储能电路提供的电能控制各电磁阀动作，以完成水路的切换或结束当前的任务或状态，能够降低软水机的维护成本。

可选的，图2是本实用新型实施例提供的另一种储能供电电路的结构示意图，如图2所示，供电电路10包括第一二极管D1；第一二极管D1的阳极与所供电电源端a电连接，第一二极管D1的阴极与负载60电连接。

具体的，当供电电源端a端上电时，供电电源端a的电源信号通过第一二极管D1传输至负载60，为负载60供电，当供电电源端a掉电时，由于此时由储能电路30为负载60继续供电，使得供电电源端a的电位低于负载60端的电位，此时第一二极管D1反偏截止，相当于断路，避免负载60端的电信号通过供电电路10反向传输至供电电源端a而影响供电判断电路50对开关电路40的控制，使得储能电路30能够及时为负载60供电。

可选的，继续参考图2，充电电路20包括第一三极管T1、第二三极管T2、第一电阻R1和第二电阻R2；第一三极管T1的第一端与供电电源端a电连接，第一三极管T1的第二端与第二三极管T2的控制端电连接，第二三极管T2的控制端还通过第一电阻R1与第二端电连接，第二三极管T2的第一端与第一三极管T1的控制端电连接，第一三极管T1的控制端还通过第二电阻R2与供电电源端a电连接。

具体的，第二电阻R2作为启动电阻，为第一三极管T1提供启动电压，以保证第一三极管T1导通，此时电流通过第一三极管T1流经第一电阻R1，若电流在第一电阻R1上产生的压降增大至满足第二三极管T2的导通条件时，第二三极管T2导通，从而流经第二电阻R2提供至第一三极管T1的控制端的电流由于第二三极管T2的分流作用而减小，从而第一电阻R1上产生的压降减小，使得第二三极管T2的导通减弱，此时第二三极管T2的分流作用减弱，使得第一三极管T1的导通再次增强，从而形成一个平衡点，使得充电电路20对储能电路30进行恒流充电，使得储能电路30充电后的电压与供电电源的电压相等。本实用新型实施例提供的储能供电电路可以应用于储能电路30的容量较大的情况，在满足充电速率的同时降低成本。示例性的，第一三极管T1的第一端为集电极，第一三极管T1的第二端为发射极，第一三极管T1的控制端为基极；第二三极管T2的第一端为集电极，第二三极管T2的第二端为发射极，第二三极管T2的控制端为基极；第一电阻R1的阻值优选为2Ω；第二电阻R2的阻值优选为120Ω。

可选的，在本实用新型提供的另一实施例中，充电电路20也可为简易限流电路，图3是本实用新型实施例提供的又一种储能供电电路的结构示意图，如图3所示，充电电路20包括至少一个第三电阻R3；各第三电阻R3串接于供电电源端a和储能电路30之间。

具体的，当储能电路30的容量过大时，采用至少一个第三电阻R3串接于电电源端a和储能电路30之间，若第三电阻R3的阻值较小，则第三电阻R3的功率必须较大才能满足需求；或者，若选用的第三电阻R3的阻值较大，则对储能电路30的充电过程会很慢，因此本实用新型实施例提供的储能供电电路，可以应用于储能电路30的容量较小的情况，可以在满足充电速率的同时选用功率较为合适的电阻以降低成本。

可选的，参考图2或图3，储能供电电路还包括第二二极管D2；第二二极管D2的阳极与充电电路20的输出端电连接，第二二极管D2的阴极与储能电路30电连接。

具体的，当供电电源端a正常上电时，供电电源端a的电源信号通过第二二极管D2传输至储能电路30，为储能电路30进行充电；当供电电源端a掉电时，供电电源端a的电位低于储能电路30输入端的电位，此时第二二极管D2相当于开路，可以避免储能电路30向供电电源a端反向充电，如此一方面可以使储能电路30仅向负载60供电，另一方面可以避免供电电源端a的电位升高影响供电判断模块50的判断，以至于不能及时控制开关电路40导通为负载60供电。

可选的，继续参考图2或图3，储能电路30包括至少一个第一电容C1，可根据容量需求选择第一电容C1，例如若容量需求较大可选用超级电容，而对于容量需求较小的应用可选用电解电容，在满足电池容量需求的同时降低电容的使用成本，并且电容可以重复充放电，对于使用寿命较长的设备(例如软水机)能够降低维护费用。示例性的，本实用新型实施例以储能电路30包括2个第一电容C1为例，各第一电容C1的一端均与充电电路20的输出端和开关电路40的输出端电连接，且各第一电容C1的另一端均接地，可根据需要调节电容的容值。

可选的，继续参考图2或图3，供电判断电路50包括电压比较器51、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9；第五电阻R5的一端与供电电源端a电连接，第五电阻R5的另一端与第六电阻R6的一端电连接于第一节点b，第六电阻R6的另一端接地；第七电阻R7的一端与储能电路30电连接，第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端电连接于第二节点c，第八电阻R8的另一端接地；电压比较器51的电源端+VS分别与储能电路30和供电电源端a电连接，电压比较器51的同相输入端+IN通过第四电阻R4电连接于第一节点b；电压比较器51的反相输入端-IN电连接于第二节点c；电压比较器51的输出端OUT通过第九电阻R9与开关电路40的控制端电连接。

具体的，当供电电源端a正常上电时，供电电源端a的电源信号通过第五电阻R5和第六电阻R6的分压，使得第一节点b处产生电压Vb，该电压Vb通过第四电阻R4传输至电压比较器51的同相输入端+IN；同时储能电路30输入端的电压通过第七电阻R7和第八电阻R8的分压在第二节点c出产生电压Vc，该电压Vc传输至电压比较器51的反相输入端-IN；由于供电电源端a的电压通过第五电阻R5和第六电阻R6的分压后，由第一节点b通过第四电阻R4传输至电压比较器51的同相输入端+IN，储能电路30提供的电压通过第七电阻R7和第八电阻R8的分压，由第二节点c传输至电压比较器51的反相输入端-IN；其中，第四电阻R4的阻值优选为1KΩ，第五电阻R5的阻值优选为20KΩ，第六电阻R6的阻值优选为5.6KΩ，第七电阻R7的阻值优选为20KΩ，第八电阻R8的阻值优选为3.3KΩ，因此，在供电电源端a正常上电的阶段，第一节点b的电压大于第二节点c的电压，即电压比较器51同相输入端+IN接收的电压信号大于反相输入端-IN接收的电压信号，因此此时电压比较器51输出第一电位的控制信号，该控制信号通过第九电阻R9传输至开关电路40，以控制开关电路40处于断开状态，避免储能电路30放电至负载60。当供电电源端a掉电时，供电电源端a提供至电压比较器51同相输入端+IN的电源信号为0，则此时电压比较器51同相输入端+IN接收的电压信号小于反相输入端-IN接收的电压信号，电压比较器51输出第二电位的控制信号至开关电路40，以控制开关电路40处于导通状态，使得储能电路30放电至负载60，为负载60供电。示例性的，电压比较器51的另一电源端-VS接地，第九电阻R9的阻值优选为1KΩ。

可选的，继续参考图2或图3，供电判断电路50还包括第三二极管D3和第四二极管D4；第三二极管D3串接于供电电源端a与电压比较器51的电源端+VS之间，且第三二极管当的阳极与供电电源端a电连接，第三二极管D3的阴极与电压比较器51的电源端+VS电连接；第四二极管D4串接于储能电路30与电压比较器51的电源端+VS之间，且第四二极管D4的阳极与储能电路30电连接，第四二极管D4的阴极与电压比较器51的电源端+VS电连接。

具体的，假设第三二极管D3、第四二极管D4与电压比较器51的电源端+VS的连接节点为第三节点d，第四二极管D4与储能电路30输入端的连接节点为第四节点e；则当供电电源端a正常上电时，第三节点d的电位等于供电电源端a的电位，高于第四节点e的电位，使得第四二极管D4处于开路状态，此时由供电电源为电压比较器51供电，如此一方面可以避免储能电路30在此阶段放电，另一方面可以避免第四节点e的电位与第三节点d相等，使得供电电源无法通过充电电路20为储能电路30充电；而当供电电源端a掉电时，第三节点d的电位等于第四节点e的电位，高于供电电源端a的电位，使得第三二极管D3处于开路状态，此时由储能电路30为电压比较器51供电，同时能够避免储能电路30提供的电信号通过第三节点d向供电电源端a反向传输，进而影响电压比较器51同相输入端+IN接收的电信号，以避免电压比较器51输出错误的控制信号控使关电路40断开，从而储能电路30与无法及时为负载60供电。

可选的，继续参考图2或图3，供电判断电路50还包括第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；第二电容C2与第六电阻R6并联连接；第三电容C3的一端与电压比较器51的电源端+VS电连接，第三电容C3的另一端通过第四电容C4与第二节点c电连接。

具体的，第二电容C2用于对传输至电压比较器51同相输入端+IN的电压信号进行滤波，第四电容C4用于对传输至电压比较器51反相输入端-IN的电压信号进行滤波，避免电压比较器51误动作；第三电容C3用于对传输至电压比较器51电源端+VS信号进行滤波，保护电压比较器51不受噪声电压的冲击而损坏。示例性的，第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4的容值可以相同，优选为0.1μF。

可选的，继续参考图2或图3，开关电路40包括第一晶体管T3、第二晶体管T4和第十电阻R10；第一晶体管T3的第一端与储能电路30电连接，第一晶体管T3的控制端与供电判断电路50的输出端、第十电阻R10的第一端和第二晶体管T4的控制端电连接，第一晶体管T3的第二端与第十电阻R10的第二端和第二晶体管T4的第二端电连接，第二晶体管T4的第一端与负载60电连接。

具体的，假设第十电阻R10与第一晶体管T3的第二端和第二晶体管T4的第二端的连接节点为第五节点f，第十电阻R10与第一晶体管T3和第二晶体管T4控制端的连接节点为第六节点g；第十电阻R10用于在控制第一晶体管T3和第二晶体管T4导通时，为第一晶体管T3和第二晶体管T4提供导通电压，或者在控制第一晶体管T3和第二晶体管T4断开时，使得第五节点f和第六节点g电位相等，使第一晶体管T3和第二晶体管T4断开。其中，第十电阻R10的阻值优选为20KΩ。

示例性的，第一晶体管T3和第二晶体管T4优选为P型场效应管；第一晶体管T3的第一端为漏极，第二端为源极，控制端为栅极；第二晶体管T4的第一端为漏极，第二端为源极，控制端为栅极；则控制开关电路40的断开的第一电平的控制信号为高电平，控制开关电路40的导通的第二电平的控制信号为低电平。

具体的，通常为了避免场效应管静电损坏，会在场效应管中设置体二极管，以本实用新型实施例采用的P型场效应管为例，场效应管中的体二极管的阳极与场效应管的漏极电连接，阴极与场效应管的源极电连接。当供电电源端a连接的供电电源正常供电时，第一晶体管T3和第二晶体管T4处于断开状态，此时存在较小的电信号从储能电路30通过第一晶体管T3的体二极管流向负载60，则第二晶体管T4中的体二极管能够阻止该电信号流向负载60；或者此时存在较小的电信号从负载60端通过第二晶体管T4的体二极管流向储能电路30，则第一晶体管T3的体二极管能够阻止该电信号流向储能电路30。

可选的，继续参考图2或图3，储能供电电路还包括第五电容C5和第六电容C6；供电电源端a还通过第五电容C5接地，开关电路40的输出端还通过第六电容C6接地。其中，第五电容C5和第六电容C6用于滤波。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种储能供电电路，其特征在于，包括：供电电路、充电电路、储能电路、开关电路和供电判断电路；

所述供电电路的输入端与供电电源端电连接，所述供电电路的输出端与负载电连接；所述供电电路用于将所述供电电源端的电源信号传输至所述负载；

所述充电电路的输入端与所述供电电源端电连接，所述充电电路的输出端与所述储能电路电连接，所述充电电路用于控制所述供电电源端的电源信号为所述储能电路充电；

所述储能电路通过所述开关电路与所述负载电连接；

所述供电判断电路的第一输入端与所述供电电源端电连接，所述供电判断电路的第二输入端与所述储能电路电连接，所述供电判断电路的输出端与所述开关电路的控制端电连接；所述供电判断电路用于根据所述供电电源端的电源信号和所述储能电路中存储的电能，控制所述开关电路导通或关断。

2.根据权利要求1所述的储能供电电路，其特征在于，所述供电电路包括第一二极管；

所述第一二极管的阳极与所述供电电源端电连接，所述第一二极管的阴极与负载电连接。

3.根据权利要求1所述的储能供电电路，其特征在于，所述充电电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻和第二电阻；

所述第一三极管的第一端与所述供电电源端电连接，所述第一三极管的第二端与所述第二三极管的控制端电连接，所述第二三极管的控制端还通过所述第一电阻与第二端电连接，所述第二三极管的第一端与所述第一三极管的控制端电连接，所述第一三极管的控制端还通过所述第二电阻与所述供电电源端电连接。

4.根据权利要求1所述的储能供电电路，其特征在于，所述充电电路包括至少一个第三电阻；各所述第三电阻串接于所述供电电源端和所述储能电路之间。

5.根据权利要求1所述的储能供电电路，其特征在于，还包括第二二极管；所述第二二极管的阳极与所述充电电路的输出端电连接，所述第二二极管的阴极与所述储能电路电连接。

6.根据权利要求1所述的储能供电电路，其特征在于，所述储能电路包括至少一个第一电容。

7.根据权利要求1所述的储能供电电路，其特征在于，所述供电判断电路包括电压比较器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻；

所述第五电阻的一端与所述供电电源端电连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端电连接于第一节点，所述第六电阻的另一端接地；

所述第七电阻的一端与所述储能电路电连接，所述第七电阻的另一端与所述第八电阻的一端电连接于第二节点，所述第八电阻的另一端接地；

所述电压比较器的电源端分别与所述储能电路和所述供电电源端电连接，所述电压比较器的同相输入端通过所述第四电阻电连接于所述第一节点；所述电压比较器的反相输入端电连接于所述第二节点；所述电压比较器的输出端通过所述第九电阻与所述开关电路的控制端电连接。

8.根据权利要求7所述的储能供电电路，其特征在于，所述供电判断电路还包括第三二极管和第四二极管；

所述第三二极管串接于所述供电电源端与所述电压比较器的电源端之间，且所述第三二极管的阳极与所述供电电源端电连接，所述第三二极管的阴极与所述电压比较器的电源端电连接；

所述第四二极管串接于所述储能电路与所述电压比较器的电源端之间，且所述第四二极管的阳极与所述储能电路电连接，所述第四二极管的阴极与所述电压比较器的电源端电连接。

9.根据权利要求7所述的储能供电电路，其特征在于，所述供电判断电路还包括第二电容、第三电容和第四电容；

所述第二电容与所述第六电阻并联连接；所述第三电容的一端与所述电压比较器的电源端电连接，所述第三电容的另一端通过所述第四电容与第二节点电连接。

10.根据权利要求1所述的储能供电电路，其特征在于，所述开关电路包括第一晶体管、第二晶体管和第十电阻；

所述第一晶体管的第一端与所述储能电路电连接，所述第一晶体管的控制端与所述供电判断电路的输出端、所述第十电阻的第一端和所述第二晶体管的控制端电连接，所述第一晶体管的第二端与所述第十电阻的第二端和所述第二晶体管的第二端电连接，所述第二晶体管的第一端与所述负载电连接。

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