[發(fā)明專利]一種直流供電接口的交流電接入防護電路

有效

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• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110460031B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 曹學武;江保力;謝龍兵;葛江鋒;陳明中
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十二研究所
• 主分類號: H02H11/00
• 分類號: H02H11/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

1.一種直流供電接口的交流電接入防護電路，所述直流供電接口的交流電接入防護電路用于控制主供電回路的通斷，其特征在于，所述主供電回路包括供電系統(tǒng)正線接入端子(T1)、供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)、用電設備電源正極接入端子(TS1)、用電設備電源負極接入端子(TS2)，所述直流供電接口的交流電接入防護電路，包括：

與所述供電系統(tǒng)正線接入端子(T1)連接的交流半波整流單元(1)、與所述交流半波整流單元(1)連接的電壓選擇開關單元(2)、以及與所述電壓選擇開關單元(2)連接的繼電器控制單元(3)，所述繼電器控制單元(3)連接有第一繼電器(J1)和第二繼電器(J2)；

所述第一繼電器(J1)的線圈(KA1)和第二繼電器(J2)的線圈(KA2)分別接入所述繼電器控制單元(3)，所述第一繼電器(J1)的常開觸點(KA11)的一端與所述供電系統(tǒng)正線接入端子(T1)連接，所述第一繼電器(J1)的常開觸點(KA11)的另一端與所述用電設備電源正極接入端子(TS1)連接，所述第二繼電器(J2)的常開觸點(KA21)的一端與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述第二繼電器(J2)的常開觸點(KA21)的另一端與所述用電設備電源負極接入端子(TS2)連接，所述繼電器控制單元(3)接收所述電壓選擇開關單元(2)的信號，并通過第一繼電器(J1)和第二繼電器(J2)控制所述主供電回路的通斷；

其中，所述交流半波整流單元(1)包括半波整流二極管(D1)、電壓保持電容(C1)和放電電阻(R1)，所述半波整流二極管(D1)的陽極與所述供電系統(tǒng)正線接入端子(T1)連接，所述半波整流二極管(D1)的陰極與所述電壓保持電容(C1)的正極連接，所述電壓保持電容(C1)的正極與所述電壓選擇開關單元(2)連接，所述電壓保持電容(C1)的負極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述放電電阻(R1)與電壓保持電容(C1)并聯連接；

所述電壓選擇開關單元(2)的結構為：所述電壓選擇開關單元(2)包括一級MOSFET晶體管電路、二級MOSFET晶體管電路和三級MOSFET晶體管電路；

所述一級MOSFET晶體管電路包括瞬態(tài)抑制二極管(TVS1)、分壓電阻(R2)、分壓電阻(R3)、穩(wěn)壓二極管(Z1)和NMOSFET晶體管(V1)，所述瞬態(tài)抑制二極管(TVS1)的陰極與所述電壓保持電容(C1)的正極連接，所述瞬態(tài)抑制二極管(TVS1)的陽極與所述分壓電阻(R2)的一端連接，所述分壓電阻(R2)的另一端經分壓電阻(R3)與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述穩(wěn)壓二極管(Z1)與所述分壓電阻(R3)并聯連接，且所述穩(wěn)壓二極管(Z1)的陽極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述NMOSFET晶體管(V1)的柵極與所述穩(wěn)壓二極管(Z1)的陰極連接，所述NMOSFET晶體管(V1)的源極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述NMOSFET晶體管(V1)的漏極與所述二級MOSFET晶體管電路連接；

所述二級MOSFET晶體管電路包括限流電阻(R4)、穩(wěn)壓二極管(Z2)、電容(C2)、電阻(R5)和NMOSFET晶體管(V2)，所述限流電阻(R4)的一端與所述電壓保持電容(C1)的正極連接，所述限流電阻(R4)的另一端與NMOSFET晶體管(V1)的漏極連接，所述穩(wěn)壓二極管(Z2)的陰極與NMOSFET晶體管(V1)的漏極連接，所述穩(wěn)壓二極管(Z2)的陽極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述電容(C2)與所述穩(wěn)壓二極管(Z2)并聯連接，所述NMOSFET晶體管(V2)的柵極經電阻(R5)與所述NMOSFET晶體管(V1)的漏極連接，所述NMOSFET晶體管(V2)的源極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述NMOSFET晶體管(V2)的漏極與所述三級MOSFET晶體管電路連接；

所述三級MOSFET晶體管電路包括電阻(R7)、PMOSFET晶體管(V3)、電阻(R6)、穩(wěn)壓二極管(Z3)和電壓保持電容(C3)，所述電阻(R7)的一端與所述NMOSFET晶體管(V2)的漏極連接，所述電阻(R7)的另一端分別與PMOSFET晶體管(V3)的柵極和穩(wěn)壓二極管(Z3)的陽極連接，所述穩(wěn)壓二極管(Z3)的陰極與所述電壓保持電容(C1)的正極連接，所述電阻(R6)與穩(wěn)壓二極管(Z3)并聯連接，所述PMOSFET晶體管(V3)的漏極與所述電壓保持電容(C1)的正極連接，所述PMOSFET晶體管(V3)的源極分別與電壓保持電容(C3)的正極和繼電器控制單元(3)連接，所述電壓保持電容(C3)的負極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接；

或者，所述電壓選擇開關單元(2)的結構為：所述電壓選擇開關單元(2)包括一級NPN晶體管電路、二級MOSFET晶體管電路和三級MOSFET晶體管電路；

所述一級NPN晶體管電路包括瞬態(tài)抑制二極管(TVS1)、限流電阻(R2)、和NPN晶體管(V1)，所述瞬態(tài)抑制二極管(TVS1)的陰極與所述電壓保持電容(C1)的正極連接，所述瞬態(tài)抑制二極管(TVS1)的陽極與所述限流電阻(R2)的一端連接，所述限流電阻(R2)的另一端與NPN晶體管(V1)的基極，所述NPN晶體管(V1)的發(fā)射極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述NPN晶體管(V1)的集電極與所述二級MOSFET晶體管電路連接；

所述二級MOSFET晶體管電路包括限流電阻(R4)、穩(wěn)壓二極管(Z2)、電容(C2)、電阻(R5)和NMOSFET晶體管(V2)，所述限流電阻(R4)的一端與所述電壓保持電容(C1)的正極連接，所述限流電阻(R4)的另一端與所述NPN晶體管(V1)的集電極連接，所述穩(wěn)壓二極管(Z2)的陰極與所述NPN晶體管(V1)的集電極連接，所述穩(wěn)壓二極管(Z2)的陽極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述電容(C2)與所述穩(wěn)壓二極管(Z2)并聯連接，所述NMOSFET晶體管(V2)的柵極經電阻(R5)與所述NPN晶體管(V1)的集電極連接，所述NMOSFET晶體管(V2)的源極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述NMOSFET晶體管(V2)的漏極與所述三級MOSFET晶體管電路連接；

所述三級MOSFET晶體管電路包括電阻(R7)、PMOSFET晶體管(V3)、電阻(R6)、穩(wěn)壓二極管(Z3)和電壓保持電容(C3)，所述電阻(R7)的一端與所述NMOSFET晶體管(V2)的漏極連接，所述電阻(R7)的另一端分別與PMOSFET晶體管(V3)的柵極和穩(wěn)壓二極管(Z3)的陽極連接，所述穩(wěn)壓二極管(Z3)的陰極與所述電壓保持電容(C1)的正極連接，所述電阻(R6)與穩(wěn)壓二極管(Z3)并聯連接，所述PMOSFET晶體管(V3)的漏極與所述電壓保持電容(C1)的正極連接，所述PMOSFET晶體管(V3)的源極分別與電壓保持電容(C3)的正極和繼電器控制單元(3)連接，所述電壓保持電容(C3)的負極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接。

2.如權利要求1所述的直流供電接口的交流電接入防護電路，其特征在于，所述繼電器控制單元(3)包括NPN晶體管(V4)、電阻(R8)、穩(wěn)壓二極管(Z4)、電容(C4)和二極管(D2)，所述NPN晶體管(V4)的集電極與所述PMOSFET晶體管(V3)的源極連接，所述NPN晶體管(V4)的基極與穩(wěn)壓二極管(Z4)的陰極連接，所述穩(wěn)壓二極管(Z4)的陽極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述電阻(R8)的一端與NPN晶體管(V4)的集電極連接，所述電阻(R8)的另一端與NPN晶體管(V4)的基極連接，所述二極管(D2)的陰極與所述NPN晶體管(V4)的發(fā)射極連接，所述二極管(D2)的陽極與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述電容(C4)和二極管(D2)并聯連接，所述NPN晶體管(V4)的發(fā)射極與所述第一繼電器(J1)的線圈(KA1)的一端連接，所述第一繼電器(J1)的線圈(KA1)的另一端與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接，所述NPN晶體管(V4)的發(fā)射極與所述第二繼電器(J2)的線圈(KA2)的一端連接，所述第二繼電器(J2)的線圈(KA2)的另一端與所述供電系統(tǒng)回線接入端子(T2)連接。