TWM474919U - 直流電容器劣化預警電路 - Google Patents

Description

直流電容器劣化預警電路

本創作涉及一種直流電容器劣化預警電路，尤指一種可在直流供電系統運作中自動檢測電容器迴路電流而判斷電容器是否發生劣化的預警電路。

直流供電系統在輸入交流電源並經整流後，通常皆透過濾波電容將交流訊號濾除，但電容元件會隨時間劣化，而當電容元件劣化，將使濾波效果漸漸下降，造成直流側的漣波電壓提高，進而對儲能裝置造成傷害，然儲能裝置為貴重之裝置，且在不斷電系統中它是重要之設備，因此，對電容的檢測、保養與維護甚是重要；然而，傳統上欲檢測電容元件的劣化狀態，係需將不斷電系統停機，再一一檢測，十分費時。

如中華民國專利證書號M399324一案所揭露的直流電容器劣化預警電路，藉由以並聯方式相互連接的兩濾波電路及電性連接於兩濾波電路之間的一劣化檢知元件，讓直流供電系統於正常運作中即可進行檢測電容器劣化之作業，且不影響不斷電系統輸出側之用電設備，惟，該案所採用的劣化檢知元件應為電壓計，而電壓計係採接觸式的測量，而因其與主電路有電氣連結，必然有受到例如輸入電源之高壓突波的風險，造成劣化檢知元件的損壞。

本創作之目的在於克服習知電容器元件劣化檢測方法的缺失。

根據前述目的，本創作一種直流電容器劣化預警電路，包括將交流電源轉換為直流電的一整流電路、包括至少一電容器元件以供將整流後的直流電進行濾波的濾波電路、將濾波後的直流電進行儲存的一電池單元、串聯於該濾波電路與該電池單元間的一隔離單元，其特徵在於，更包括：至少一電流檢知元件及一導通單元，該電流檢知元件與該濾波電路電性連接，該導通單元並聯於該濾波電路，該導通單元包括一設為常開的開關元件及一放電元件，該電流檢知元件係在該導通單元導通後偵測該電容器元件流往該導通單元的電流，以供人員判斷該濾波電路的電容器元件是否發生電容值劣化衰減。

本創作一種直流電容器劣化預警電路，係具下列優點：

1.可於供電系統正常運作中，即自動檢測電容器元件的電容劣化情況。

2.避免瞬間突波干擾的風險。

1‧‧‧交流電源

2‧‧‧整流電路

3‧‧‧濾波電路

4‧‧‧電池單元

5‧‧‧隔離單元

6‧‧‧負載單元

71‧‧‧電流檢知元件

72‧‧‧導通單元

721‧‧‧開關元件

722‧‧‧放電元件

第1圖：係為本創作之直流電容器元件劣化預警電路示意圖。

請參照第1圖所示，本創作一種直流電容器劣化預警電路，包括將交流電源1轉換為直流電的一整流電路2、包括至少一電容器元件以供將整流後的直流電進行濾波的濾波電路3、將濾波後 的直流電進行儲存的一電池單元4、串聯於該濾波電路3與該電池單元4間的一隔離單元5、由濾波後的直流電驅動的一負載單元6，其特徵在於，更包括：對應該濾波電路3數量而可增設為至少一個以上的電流檢知元件71、並聯於該濾波電路3的一常開的導通單元72及一與該電流檢知元件71電性連接的記錄單元(圖未示出)，該電流檢知元件71可應用霍爾效應原理設置為霍爾元件或應用電磁感應原理設置為電流互感器(Current Transformer，CT)，本實施例中的以一電流互感器為實施，該電流檢知元件71與該濾波電路3電性連接，該導通單元72以包括串聯的一開關元件721及一放電元件722為實施，該開關元件721可為任何可控的開關元件，本實施例以單純的手動開關為實施(但不以此限)，該放電元件722可為如電阻或電感的正阻抗元件，本實施例以電阻為實施(但不以此限)，該記錄單元則以一波形記錄器實施；前述元件中，整流電路2係包括複數可控半導體開關元件(圖未示出)，隔離單元5為一二極體元件。

據此，在平時電路正常運作的狀態下，該電流檢知元件71可粗略地測知該電容器迴路上的電流並存入該記錄單元，而若要精確地以該電流檢知元件71當欲檢測濾波電路3的電容器元件是否發生電容值劣化時，係先控制整流電路2，使提供給濾波電路3的輸出電壓值低於電池單元4的輸出電壓，依此則隔離單元5轉為截止，可防止該電池單元4對該濾波電路3進行放電；接續，即將開關元件721導通，使濾波電路3的電容器元件對 導通單元72放電，此時，電流檢知元件71即可量測到濾波電路3的電容器元件流往導通單元72上的電流，並儲存在記錄單元內。

藉此，由於已知濾波電路3的電容器元件的電容值與整流電路2的輸出電壓，在已知相同的條件下進行檢測時所測出的電流值若是較先前值小，即可供人員判斷該濾波電路3的電容器元件串係有發生電容值劣化的情形。

本創作在改良習知濾波電路中電容器元件劣化的檢測方法，以電流檢知元件檢測電容器元件的電流變化，供人員判斷電容器是否有電容值劣化衰減；該電流檢知元件71可另設置蜂鳴器方式發生預警聲響提醒使用者，達到電容值劣化自動預警之效果，或者，以警示燈號顯示提醒使用者，亦可有效預警，預防劣化影響供電系統所連結的(如電池單元4)的貴重儲能裝置。

1‧‧‧交流電源

2‧‧‧整流電路

3‧‧‧濾波電路

4‧‧‧電池單元

5‧‧‧隔離單元

6‧‧‧負載單元

71‧‧‧電流檢知元件

72‧‧‧導通單元

721‧‧‧開關元件

722‧‧‧放電元件

Claims (5)

1. 一種直流電容器劣化預警電路，包括將交流電源轉換為直流電的一整流電路、包括至少一電容器元件以供將整流後的直流電進行濾波的濾波電路、將濾波後的直流電進行儲存的一電池單元、串聯於該濾波電路與該電池單元間的一隔離單元，其特徵在於，更包括：至少一電流檢知元件及一導通單元，該電流檢知元件與該濾波電路電性連接，該導通單元並聯於該濾波電路，該導通單元包括一設為常開的開關元件及一放電元件，該電流檢知元件係在該導通單元導通後偵測該電容器元件流往該導通單元的電流，以供人員判斷該濾波電路的電容器元件是否發生電容值劣化衰減。
2. 如申請專利範圍第1項所述之直流電容器劣化預警電路，其中，更包括一與該電流檢知元件電性連接的記錄單元。
3. 如申請專利範圍第2項所述之直流電容器劣化預警電路，其中，該記錄單元為波形記錄器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之直流電容器劣化預警電路，其中，該電流檢知元件為霍爾元件或電流互感器(Current Transformer，CT)。
5. 如申請專利範圍第1項所述之直流電容器劣化預警電路，其中，該整流電路係包括複數可控半導體開關元件，該開關元件為可控的開關元件，該隔離單元為一單向導通的元件。