專利名稱：直流電源輸出防反灌電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電路安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種直流電源輸出防反灌電路。
背景技術(shù)：
近年來(lái)利用直流充電機(jī)給蓄電池充電的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?，F(xiàn)有的直流充電機(jī)在給蓄電池充電時(shí)，其輸出的正負(fù)母線需要同蓄電池連接。這樣當(dāng)蓄電池的電壓高于直流充電機(jī)時(shí)，蓄電池會(huì)反向?qū)Τ潆姍C(jī)內(nèi)部的電容進(jìn)行充電，長(zhǎng)時(shí)間容易造成充電機(jī)的失效。尤其是在直流充電機(jī)與蓄電池連接時(shí)，會(huì)導(dǎo)致蓄電池瞬間產(chǎn)生極大的電流或產(chǎn)生電弧，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)，因此需要在充電機(jī)的輸出端增加防反灌電路以杜絕此類隱患。傳統(tǒng)的直流充電機(jī)防反灌電路的工作原理如圖1所示，包括充電控制器IC1，該充電控制器ICl的管腳3、4都空置，通過(guò)電流采樣管腳1、2來(lái)實(shí)現(xiàn)充電機(jī)的充電控制功能。其中如圖1所示的，電流采樣管腳1、2連接有電容Cl、電流采樣電阻R1、二極管Dl、蓄電池BT1。如圖1所示的，電容Cl與電流采樣電阻Rl的一端相連，再與充電控制器ICl的管腳I相連，電流采樣電阻Rl的另一端與蓄電池BTl的負(fù)極相連，并與充電控制器ICl的管腳2相連，電容Cl的另一端與二極管Dl的陽(yáng)極相連，二極管Dl的陰極與蓄電池BTl的正極相連。其中電容Cl為充電機(jī)內(nèi)部的輸出電容，功能為儲(chǔ)存充電機(jī)的充電能量，并濾除母線上的紋波電壓。電流采樣電阻Rl為充電機(jī)內(nèi)部的電流采樣電阻，功能為采集充電機(jī)的輸出電流。二極管Dl為充電機(jī)內(nèi)部的輸出防反灌功率二極管，功能為防止蓄電池對(duì)充電機(jī)的反灌。其工作時(shí)，當(dāng)蓄電池電壓高于充電機(jī)電壓時(shí)，二極管Dl截止，蓄電池不能反灌到充電機(jī)中，當(dāng)蓄電池電壓低于充電機(jī)電壓時(shí)，二極管Dl導(dǎo)通，充電機(jī)通過(guò)Dl對(duì)蓄電池充電。但是當(dāng)充電機(jī)通過(guò)Dl對(duì)蓄電池的充電時(shí)，二極管Dl存在體壓降會(huì)有很大的功率損耗，直接影響充電機(jī)的散熱和充電機(jī)的效率。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉且功率損耗小的直流電源輸出防反灌電路。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新的實(shí)施例提供一種直流電源輸出防反灌電路，包括充電控制器ICUNPN型的三極管Q、光隔離器件IC2、二極管D1、消磁二極管D2、以及用于短路該二極管Dl的開(kāi)關(guān)Kl ;其中所述其中所述充電控制器ICl的第一電流采樣管腳I通過(guò)電容Cl連接二極管Dl的陽(yáng)極，且該二極管Dl的陰極連接蓄電池BTl的正極；所述第一電流采樣管腳I還通過(guò)電流采樣電阻Rl連接所述蓄電池BTl的負(fù)極；所述二極管Dl并聯(lián)有開(kāi)關(guān)Kl，所述開(kāi)關(guān)Kl具有用于控制開(kāi)關(guān)開(kāi)啟/關(guān)閉的控制回路，所述控制回路與所述消磁二極管D2并聯(lián)；所述充電控制器ICl的第二電流采樣管腳2連接所述蓄電池BTl的負(fù)極；所述充電控制器ICl的第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳3連接所述光隔離器件IC2的陰極，且第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳4連接所述光隔離器件IC2的陽(yáng)極；所述光隔離器件IC2的集電極c連接輸入電壓VCC以及消磁二極管D2的陰極；所述光隔離器件IC2的發(fā)射極e連接所述三極管Q的基極B，所述三極管Q的集電極C連接所述消磁二極管D2的陽(yáng)極，且所述三極管Q的發(fā)射極E接地。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳4通過(guò)第二電阻R2連接所述光隔離器件IC2的陽(yáng)極。 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述光隔離器件IC2的集電極C通過(guò)第三電阻R3連接輸入電壓VCC以及消磁二極管D2的陰極。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述電容Cl為直流充電機(jī)的輸出電容。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述電流采樣電阻Rl為直流充電機(jī)的電流采樣電阻。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述二極管Dl為直流充電機(jī)的功率二極管。本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下:上述的方案通過(guò)簡(jiǎn)單檢測(cè)充電機(jī)的電流，以使二極管Dl充分導(dǎo)通后吸合開(kāi)關(guān)Kl以消除通態(tài)損耗。而當(dāng)二極管Dl截止或?qū)⒁刂箷r(shí)則斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K1，使得二極管Dl的防止電流反灌功能得以利用。這樣既實(shí)現(xiàn)了防止電流反灌的功能，又能降低二極管Dl的導(dǎo)通損耗，實(shí)現(xiàn)了高效率的防止直流充電機(jī)電流反灌的功能。
圖1為現(xiàn)有的直流電源輸出防反灌電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的直流電源輸出防反灌電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種直流電源輸出防反灌電路，其工作原理為:充電控制器ICl的第一電流采樣管腳I和第二電流采樣管腳2采集直流充電機(jī)的充電電流，并根據(jù)充電電流依靠第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳3和第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳4通過(guò)光隔離器件IC2和三極管Q來(lái)控制開(kāi)關(guān)Kl的開(kāi)啟/關(guān)閉。本實(shí)用新型實(shí)施例的直流電源輸出防反灌電路，其結(jié)構(gòu)如圖2所示的，包括充電控制器ICUNPN型的三極管Q、光隔離器件IC2、二極管D1、消磁二極管D2、以及用于短路該二極管Dl的開(kāi)關(guān)K1。其中所述充電控制器ICl的第一電流采樣管腳I通過(guò)電容Cl連接二極管Dl的陽(yáng)極相連，且該二極管Dl的陰極連接蓄電池BTl的正極；所述第一電流采樣管腳I還通過(guò)電流采樣電阻Rl連接所述蓄電池BTl的負(fù)極；所述二極管Dl并聯(lián)有開(kāi)關(guān)K1，所述開(kāi)關(guān)Kl具有用于控制開(kāi)關(guān)開(kāi)啟/關(guān)閉的控制回路，所述控制回路與所述消磁二極管D2并聯(lián)。所述充電控制器ICl的第二電流采樣管腳2連接所述蓄電池BTl的負(fù)極。所述充電控制器ICl的第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳3連接所述光隔離器件IC2的陰極，且第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳4連接所述光隔離器件IC2的陽(yáng)極；所述光隔離器件IC2的集電極c連接輸入電壓VCC以及消磁二極管D2的陰極；所述光隔離器件IC2的發(fā)射極e連接所述三極管Q的基極B，所述三極管Q的集電極C連接所述消磁二極管D2的陽(yáng)極，且所述三極管Q的發(fā)射極E接地。如圖2所示的，所述第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳4通過(guò)第二電阻R2連接所述光隔離器件IC2的陽(yáng)極。如圖2所示的，所述光隔離器件IC2的集電極C通過(guò)第三電阻R3連接輸入電壓VCC以及消磁二極管D2的陰極。其中，所述電容Cl為直流充電機(jī)的輸出電容；所述電流采樣電阻Rl為直流充電機(jī)的電流采樣電阻；所述二極管Dl為直流充電機(jī)的功率二極管。本實(shí)用新型實(shí)施例的直流電源輸出防反灌電路工作原理為:其詳細(xì)原理為，當(dāng)充電機(jī)采集到該電流大于設(shè)定的機(jī)械開(kāi)關(guān)通斷電流時(shí)(也可以延時(shí)一段時(shí)間)，在充電控制器ICl的第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳4輸出一個(gè)高電平，第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳3輸出一個(gè)低電平，從而通過(guò)第二電阻R2使光隔離組件IC2導(dǎo)通。此時(shí)光隔離組件IC2的集電極C和發(fā)射極E呈現(xiàn)短路態(tài)，輸入電壓VCC通過(guò)第三電阻R3和光隔離組件IC2的CE結(jié)使三極管Q的基極B與發(fā)射極E結(jié)導(dǎo)通。三極管Q的CE結(jié)進(jìn)入飽和區(qū)，呈現(xiàn)短路態(tài)。輸入電壓VCC通過(guò)三極管Ql的CE結(jié)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Kl的控制回路，從而使開(kāi)關(guān)Kl吸合，將二極管Dl短路。當(dāng)充電機(jī)采集到該電流小于設(shè)定的機(jī)械開(kāi)關(guān)通斷電流時(shí)(同樣的，也可以延時(shí)一段時(shí)間)，在充電控制器ICl的第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳4輸出一個(gè)低電平，第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳3輸出一個(gè)高電平，從而通過(guò)第二電阻R2使光隔離組件IC2關(guān)斷。此時(shí)光隔離組件IC2的集電極C和發(fā)射極E呈現(xiàn)開(kāi)路態(tài)，輸入電壓VCC通過(guò)第三電阻R3和光隔離組件IC2的CE結(jié)使三極管Q的基極B與發(fā)射極E結(jié)斷開(kāi)。三極管Q的CE結(jié)進(jìn)入截止區(qū)，呈現(xiàn)開(kāi)路態(tài)。此時(shí)開(kāi)關(guān)Kl的控制回路斷路，開(kāi)關(guān)Kl斷開(kāi)。當(dāng)直流充電機(jī)通過(guò)二極管Dl對(duì)蓄電池的充電時(shí)，由于二極管Dl的體壓降導(dǎo)致很大的功率損耗，直接影響充電機(jī)的散熱和充電機(jī)的效率。本實(shí)用新型中的電路通過(guò)簡(jiǎn)單的控制思想檢測(cè)充電機(jī)的電流，使得二極管Dl充分導(dǎo)通后吸合開(kāi)關(guān)Kl導(dǎo)致二極管Dl短路以消除通態(tài)損耗。而當(dāng)Dl截止或?qū)⒁刂箷r(shí)斷開(kāi)該開(kāi)關(guān)K1，使得二極管Dl的防止電流反灌功能得以利用。這樣既可以實(shí)現(xiàn)了防止電流反灌的功能，又能夠避免工作時(shí)電流經(jīng)過(guò)二極管Dl導(dǎo)致的功率損耗。以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.直流電源輸出防反灌電路，其特征在于，包括充電控制器(ici)、NPN型的三極管(Q)、光隔離器件(IC2)、二極管(D1)、消磁二極管(D2)、以及用于短路該二極管(Dl)的開(kāi)關(guān)(Kl)； 其中所述充電控制器(ICl)的第一電流采樣管腳(I)通過(guò)電容(Cl)連接二極管(Dl)的陽(yáng)極，且該二極管(Dl)的陰極連接蓄電池(BTl)的正極；所述第一電流采樣管腳(I)還通過(guò)電流采樣電阻(Rl)連接所述蓄電池(BTl)的負(fù)極；所述二極管(Dl)并聯(lián)有開(kāi)關(guān)(K1)，所述開(kāi)關(guān)(Kl)具有用于控制開(kāi)關(guān)開(kāi)啟/關(guān)閉的控制回路，所述控制回路與所述消磁二極管(D2)并聯(lián)； 所述充電控制器(ICl)的第二電流采樣管腳(2)連接所述蓄電池(BTl)的負(fù)極； 所述充電控制器(ICl)的第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳(3)連接所述光隔離器件(IC2)的陰極，且第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳(4)連接所述光隔離器件(IC2)的陽(yáng)極； 所述光隔離器件(IC2)的集電極(c)連接輸入電壓(VCC)以及消磁二極管(D2)的陰極；所述光隔離器件(IC2)的發(fā)射極(e)連接所述三極管(Q)的基極(B)，所述三極管(Q)的集電極(C)連接所述消磁二極管(D2)的陽(yáng)極，且所述三極管(Q)的發(fā)射極(E)接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源輸出防反灌電路，其特征在于，所述第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳(4)通過(guò)第二電阻(R2)連接所述光隔離器件(IC2)的陽(yáng)極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電源輸出防反灌電路，其特征在于，所述光隔離器件(IC2)的集電極(c)通過(guò)第三電阻(R3)連接輸入電壓(VCC)以及消磁二極管(D2)的陰極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電源輸出防反灌電路，其特征在于，所述電容(Cl)為直流充電機(jī)的輸出電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流電源輸出防反灌電路，其特征在于，所述電流采樣電阻(Rl)為直流充電機(jī)的電流采樣電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流電源輸出防反灌電路，其特征在于，所述二極管(Dl)為直流充電機(jī)的功率二極管。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種直流電源輸出防反灌電路，包括充電控制器、NPN型的三極管、光隔離器件、二極管、消磁二極管、以及用于短路該二極管的開(kāi)關(guān)；其中所述充電控制器的第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳連接所述光隔離器件的陰極，且第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳連接所述光隔離器件的陽(yáng)極；所述光隔離器件的集電極連接輸入電壓以及消磁二極管的陰極；所述第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)管腳的發(fā)射極連接所述三極管的基極，所述三極管的集電極連接所述消磁二極管的陽(yáng)極，且所述三極管的發(fā)射極接地。本實(shí)用新型在二極管充分導(dǎo)通后吸合開(kāi)關(guān)導(dǎo)致二極管短路以消除通態(tài)損耗，而二極管截止或?qū)⒁刂箷r(shí)斷開(kāi)該開(kāi)關(guān)使得二極管的防止電流反灌功能得以利用。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203086168SQ20122067615
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者焦朋朋, 賓文武 申請(qǐng)人:石家莊通合電子科技股份有限公司