TWM397653U - Voltage abnormality protection system for DC power supply s equipment - Google Patents

Description

M397653 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 [0001] 本創作涉及一種直流供電設備電壓異常保護系統， 尤指一種用以控制直流供電設備於負載電壓之電路。 【先前技術】 [0002] 重要負載所需的直流供電系統之輸出電壓需控制在 一定容許的範圍内，然於直流供電系統於運轉中需供應 負載用電及同時進行對電池的充電動作，系統會提供高 電壓進行快充儲能作業，然這個高電壓一般都會超出負 載側設備能容許範圍，因此需再經數個降壓裝置，來調 • · 整達負載側設備能容許之電壓。 [0003] 上述之直流供電系統若發生外部停電，負載轉由電 池供應用電，讓電池能充分放出其儲存之電力，可於放 電過中適時導通降壓裝置内的旁路開關形成一旁路供應 負載輸出，讓電池經旁路開關直接供應負載用電。然， 該旁路開關如因元件故障或驅動電路失效造成無法導通 ，將使電池仍經降壓裝置降壓供應輸出，造成輸出電壓 偏低，致負載所需電壓品質不良，即縮短電池備援用電 的時間；然當外部市電復電時，電池會重新充電，於電 池趨近飽和時，直流供電系統會由高電壓快充模式轉為 低電壓的浮充模式，於轉換瞬間輸出側的電壓會因降壓 裝置的旁路開關切換反應時間不夠快速，而造成負載設 備的供電有瞬間暫態低電壓，而引起異常當機之虞慮。 【新型内容】 表單編號A0101 第3頁/共14頁 M397653 [0004] 本創作直流供電設備電壓異常保護系統，係為克服 現有直流供電系統不具有對負載輸出用電，有完善的電 壓調整及電壓暫態補償之電路，使負載易因輸出電壓異 常問題造成用電設備的損傷或異常當機。 [0005] 因此，本創作之目的，即在提供整流器輸出側的電 壓調整器之降壓元件並聯數旁路開關，旁路開關具有個 別的驅動電路，可防止單一驅動電路失效無法導通數旁 路開關；電壓調整器與負載間設置的電壓暫態補償器， 當直流供電設備由快速充電模式轉浮動充電模式過程中 ’整流器會將電壓調低，於電壓調低時間其電壓調整器 仍未能即時導通旁路開關，使〈輔出電壓仍經降壓元件輸 读 \ '· 出’造成短暫的電壓不足，'轉:於歹斜—作.設置、的電壓暫態 補償器可提供補償電壓，讓負載不因電壓驟降造成輸出 设備當機，直流供電系統於整流器輸出侧連接有過電壓 監控裝置，可監測整流器輸出側的電壓，若發生電壓過 1¾異常’會損傷到蓄電池及負載的用電設備時，可控制 外部電源上的斷電開關與整流器輸出側的斷電開關形成 不導通狀態，讓負載用電由蓄電池供應，避免過高之電 壓對負載用電的傷害，上述之斷電開關其中一個不導通 即可達到隔離過電壓之功效。 [0006] 综上所述，直流供電設備電壓異常保護系統，具下 列優點： [0007] 1.電壓調整器之數旁路開關，具個別的驅動電路可防 止單一驅動電路失效無法導通數旁路開關。 2.電壓暫態補償器可避免供電設備由快速充電模式轉 表單编號A0101 第4頁/共14頁 M397653 浮動充電模式瞵間過程中，發生輸出電壓驟降造成 負載用電設備的當機。 3. 過電壓監控裝置可有效的預防過電壓對負載週邊設 備及蓄電池的損傷，提升直流供電設備的本質安全 【實施方式】 [0008] 請參照第1圖所示，本創作直流供電設備電壓異常保 護系統包括有一整流器1、一濾波電容器2、一蓄電池3、 一電壓調整器4、一電壓暫態補償器5、一過電壓監控裝 置6及一防逆流裝置9，其中： 1 [麵] 請參照第2圖所示，一整流器1係:真’:..接受.一外部電源7 之電力，並於輸出側11輸出整流電壓供電。 [0010] 一濾波電容器2，係連接於整流器1之輸出側丨丨，為 濾波充電之用。 [0011] 一蓄電池3，該蓄電池3連接於整流器1輸出側u，於 濾波電容器2之輸出位置，與濾波電容器2呈並聯設置。 [0012] 至少一電壓調整器4,係為調整負載8所能容許之電 壓裝置’該電壓調整器4包括至少一降壓元件41及數旁路 開關42 ;該降壓元件41串聯於蓄電池3與負載8之間，該 數旁路開關4 2分別並聯於降壓元件41 一側，而旁路開關 42為如電磁開關》 [0013] 一電壓暫態補償器5係設於電壓調整器4輸出與負載8 之間’為供短暫低電壓補償用，其包括有至少一單向 導通元件51、一儲能元件52及至少一電阻器53 ;該單向 表單編號A0101 第5頁/共14頁 M397653 導通元件51與儲能元件52相互串聯，設於電壓調整器4輸 出與負載8之間’ s亥電阻器53並聯於單向導通元件51之一 側，電阻器5 3係會接受整流電壓對儲能元件5 2進行充電 ，讓儲能元件52可於整流電壓過低時，經單向導通元件 51進行放電，快速輸出電力至負載8，防止負載8因為暫 態的低電壓而導致異常當機的發生。 [0014] 一過電壓監控裝置6,係連接於整流器丨輸出侧u ’為監測整流1輸出側11之電壓，以控制設於外部電源 7上的斷電開關61 ’及整流器1與蓄電池3間的斷電開關6 i 〇 [0015] 一防逆流裝置9 ’係串聯:於蓄電碑》3與電壓暫態補償 ····' …',-'.Κ!'.... 器5之間；可避免電壓暫態捕禮器&的補償I塵逆流至蓄 電池3造成負載8電壓不足而當機。 [0016] 請參照第1及2圖所示’本創作之運作流程由整流器i 接受外部電源7並整流，由整流審1之輸出側11輸出整流 電壓供電，並經由濾波電容器2濾波儲存於蓄電池3，及 供應負載8用電。當外部電源7停止供電，則仍可由蓄電 池3繼續放電供應負載8用電，然，蓄電池3與負載8間的 電壓調整器4之降壓元件41，會造成蓄電池3放電過程中 的電壓過低，使蓄電池3備援時間縮短，所以需適時導通 與降壓元件41並聯的數旁路開關42，提供一旁路效果， 讓蓄電池3的電力不因降壓元件41影響負載8供電，該數 旁路開關42具個別的驅動電路（圖未示出），可防止單一 驅動電路失效無法導通旁路開關42。 表單編號A0101 第6頁/共14頁 [0017] 請參照第2圖所示，上述之外部電源7停電後再回復 供電，整流器1會調高輸出側11之電壓，對蓄電池3進行 快速充電及同時供應負載8電力’快速充電過程中電屋過 高需經由電壓調整器4之降壓元件41，將電壓調整至負載 8容許範圍内輸出；然蓄電池3近充飽電時，會由快速充 電模式轉浮動充電模式，整流器1會將電壓調低，於電壓 調低瞬間’其電壓調整器4因未能即時導通旁路開關42 , 使輸出電壓仍經降壓元件41造成輸出電壓偏低不足，為 避免負載8電壓不足，上述之電壓暫態補償器5可提供快 速的補償效果’讓負載8不因電壓瞬間過低造成輸出設備 當機。 X ' [0018] 請參照第2圖所示，本創作之過*壓監控裝置6，係 可監測整流器1輸出側11與電壓暫態補償器5的節點a之電 壓’若發生電壓過高異常，會損傷到蓄電池3及負載8的 用電設備’該過電壓監控裝置6即控制外部電源7上的斷 電開關61與整流器1輸出侧11的斷電開關61形成不導通狀 態，讓負載8用電由蓄電池3供應，避免過電壓對負載8用 電設備的傷害，上述之斷電開關61只要其中一個不導通 即可達到隔離過電壓之功效，具有對蓄電池3、濾波電容 器2及負載8用電設備的保護功能，提升直流供電設備的 本質安全。 [0019] 請參照第3圖所示，所述之電壓調整器4可由多個串 聯於整流器1輸出側11，達更精準調整負載8容許的電壓 值；該電壓暫態補償器5的單向導通元件51及電阻器53可 並聯數個，可防止單一失效造成電壓暫態補償器5的故障 表單編號A0101 第7頁/共14頁 M397653 【圖式簡單說明】 [0020] 第1圖：係本創作直流供電設備電壓異常保護系統架構 圖。 [0021] 第2圖：係本創作直流供電設備電壓異常保護系統電路 圖。 [0022] 第3圖：係本創作串聯數電壓調整器電路圖。 【主要元件符號說明】 [0023] 1.整流器 11.輸出側 [0024] 2.濾波電容器 3.蓄電本: [0025] 4.電壓調整器 . + · 41.降壓元件 [0026] 42.旁路開關 5.電壓暫態補償器 [0027] 51.單向導通元件 52.儲能元件 [0028] 5 3.電阻器 6.過電壓監控裝置 [0029] 61.斷電開關 7.外部電源 [0030] 8.負載 9.防逆流裝置 [0031] a.節點 表單編號A0101 第8頁/共14頁

Claims (1)

1. M397653 •、申請專利範圍： 1 . 一種直流供電設備電壓異常保護系統，其包括有：一整流 器，、係為接受一外部電源之電力，並於輸出側輸出整流電 壓；一濾波電容器，係連接於整流器之輸出側；一蓄電池 ，該蓄電池連接於整流器輸出側，於濾波電容器之輸出位 置，與濾波電容器呈並聯設置；以及至少一電壓調整器， 該電壓調整器包括至少一降壓元件及數旁路開關；該降壓 元件串聯於蓄電池與負載之間，該數旁路開關分別並聯於 降壓元件一側。 2 .如申請專利範圍第1項所述之直流供電設備電壓異常保護 系統，其中，該整流器輸出側更連接有一過電壓監控裝置 ，為監測整流器輸出側之電壓，以控制設於外部電源上的 斷電開關，及整流器與蓄電池間的斷電開關。 3 .如申請專利範圍第1項所述之直流供電設備電壓異常保護 系統，其中，該降壓元件為二極體。 4 .如申請專利範圍第1項所述之直流供電設備電壓異常保護 系統，其中，該旁路開關為電磁開關。 5 .如申請專利範圍第1項所述之直流供電設備電壓異常保護 系統，其中，該數旁路開關具個別的驅動電路。 6 . —種直流供電設備電壓異常保護系統，其包括有：一整流 器，係為接受一外部電源之電力，並於輸出側輸出整流電 壓；一濾波電容器，係連接於整流器之輸出側；一蓄電池 ，該蓄電池連接於整流器輸出側，於濾波電容器之輸出位 置，與濾波電容器呈並聯設置；至少一電壓調整器，該電 壓調整器包括至少一降壓元件及數旁路開關；該降壓元件 099214044 表單編號A0101 第9頁/共14頁 0992042671-0 ^397653 串聯於蓄電池與負載之間，該數旁路開關分別並聯於降愿 一件側，以及一電壓暫態補償器，係設於電壓調整器輸 出與負載之間，為短暫低電壓補償用。 .如申明專利範圍第6項所述之直流供電設備電壓異常保護 系統，其中，該降壓元件為二極體。 8 .如申6青專利範圍第6項所述之直流供電設備電壓異常保護 系統’其中’該旁路開關為電磁開關。 9 .如申凊專利範圍第6項所述之直流供電設備電壓異常保護 ， 系統，其中，該數旁路開關具個別的驅動電路。 · 】〇.如申清專利範圍第6項所述之直流供電設備電壓異常保護 · 系統，其中，該電壓暫態補償器包括有至少一單向導通元 件、一儲能元件及至少一電阻3;該^淹導^元件與儲能 元件相互串聯，設於電壓調整器輸出與負載之間；該電阻 器並聯於單向導通元件之一側。 11 ·如申清專利範圍第6項所述之直流供電設備電壓異常保護 系統，其中，該蓄電池與電壓暫態補償器之間更串聯有一 防逆流裝置，可防止電壓暫態補償器的補償電壓逆流。 —種直流供電設備電壓異常保護系統，其包括有：一整流 · 器，係為接受一外部電源之電力，並於輸出側輸出整流電 . 壓；一濾波電容器，係連接於整流器之輸出側；一蓄電池 ，忒蓄電池連接於整流器輸出側，於濾波電容器之輸出位 置，與;慮波電容器呈並聯設置；以及一電壓暫態補償器， 係設於蓄電池與負載之間，為短暫低電壓補償用。 099214044 .如申請專利範圍第12項所述之直流供電設備電壓異常保護 系統，其中，該電壓暫態補償器包括有至少一單向導通元 件、一儲能元件及至少一電阻器；該單向導通元件與儲能 0992042671-0 表單編號A0101 第10頁/共14頁 M397653 元件相互串聯，設於蓄電池與負載之間；該電阻器並聯於 單向導通元件之一侧。 14 .如申請專利範圍第12項所述之直流供電設備電壓異常保護 系統，其中，該蓄電池與電壓暫態補償器之間更串聯有一 防逆流裝置，可防止電壓暫態補償器的補償電壓逆流。

   099214044 表單編號A0101 第11頁/共14頁 0992042671-0