[發(fā)明專利]一種溢流儲(chǔ)能式電源電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011184247.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN112310989B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁立波;張世豪;趙蓉;路坦;馬少杰;張合
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/28
• 分類號(hào): H02J3/28;H02J15/00;H02N11/00;H02H3/08
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種溢流儲(chǔ)能式電源電路，其特征在于：包括儲(chǔ)能電路、整流濾波電路、升壓電路、過壓檢測(cè)電路、過流檢測(cè)電路、第一開關(guān)控制電路S1和第二開關(guān)控制電路S2；

發(fā)電機(jī)的輸出端連接至整流濾波電路的輸入端，整流濾波電路的輸出端分為兩路，一路與過流檢測(cè)電路輸入端直接相連，另一路依次通過第一開關(guān)控制電路S1、儲(chǔ)能電路、升壓電路與過流檢測(cè)電路的輸入端相連，過流檢測(cè)電路的輸出端通過第二開關(guān)控制電路S2與負(fù)載相連；過壓檢測(cè)電路的輸入端與過流檢測(cè)電路的輸入端相連，過壓檢測(cè)電路的輸出端與第一開關(guān)控制電路S1的控制端相連，過流檢測(cè)電路的輸出端與第一開關(guān)控制電路S1、第二開關(guān)控制電路S2的控制端相連；

儲(chǔ)能電路將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高或過載時(shí)將多余的電能儲(chǔ)存起來；

升壓電路在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低或停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將之前所儲(chǔ)存的電能升至所需電壓，以延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)的供電時(shí)間，提高效率；

過流檢測(cè)電路在過載時(shí)切斷負(fù)載，將電能存至儲(chǔ)能電路中以供后續(xù)使用；

所述升壓電路包括第四電源管理芯片U4、第四二極管D4、第一三極管Q1、第一電感L1、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9和第十電阻R10；其中，電源管理芯片型號(hào)為L(zhǎng)T1317，該芯片內(nèi)嵌了開關(guān)管，開關(guān)管與第一電感L1、第四二極管D4、第五電容C5、第七電容C7構(gòu)成了Boost電路；第九電阻R9和第十電阻R10是反饋回路中的電壓采樣元件，其比值決定了升壓電路的輸出電壓；第七電阻R7與第六電容C6對(duì)該芯片內(nèi)部誤差放大器進(jìn)行補(bǔ)償，改善其頻率響應(yīng)特性；第四電阻R4和第五電阻R5是濾波后所得直流電壓的采樣元件，當(dāng)濾波后電壓大于所要求輸出電壓時(shí)，欠壓輸出引腳輸出低電平，第一三極管Q1截止，電源管理芯片的升壓功能關(guān)閉，當(dāng)濾波后電壓小于要求的輸出電壓時(shí)，欠壓輸出引腳輸出高電平，第一三極管Q1導(dǎo)通，電源管理芯片的升壓功能開啟，升壓電路開始工作，將儲(chǔ)能電路中的電壓升至要求的電壓；另外第六電阻R6和第八電阻R8作為上拉電阻使用；

在發(fā)電機(jī)工作的前一階段，此時(shí)轉(zhuǎn)速較高，電能經(jīng)整流濾波電路后得到較高的直流電壓，升壓電路不工作，過壓檢測(cè)電路輸出控制信號(hào)使第一開關(guān)控制電路S1中的MOS管導(dǎo)通，此時(shí)一部分電能依次經(jīng)過流檢測(cè)電路和第二開關(guān)控制電路S2中的MOS管送至負(fù)載，另一部分電能經(jīng)第一開關(guān)控制電路S1中的MOS管送至儲(chǔ)能電路；而在發(fā)電裝置工作的后一階段，此時(shí)轉(zhuǎn)速較低或已停止轉(zhuǎn)動(dòng)，整流濾波后所得的直流電壓較低，升壓電路工作，并在其作用下將儲(chǔ)能電路內(nèi)的電能升至所要求的電壓，過壓檢測(cè)電路輸出控制信號(hào)使第一開關(guān)控制電路S1中的MOS管關(guān)斷，電能依次經(jīng)儲(chǔ)能電路、升壓電路、過流檢測(cè)電路和第二開關(guān)控制電路S2中的MOS管送至負(fù)載；此外在負(fù)載過流或短路時(shí)，過流檢測(cè)電路輸出控制信號(hào)使第一開關(guān)控制電路S1中的MOS管導(dǎo)通、第二開關(guān)控制電路S2中的MOS管關(guān)斷，負(fù)載從主電路斷開，電能全部送至儲(chǔ)能電路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溢流儲(chǔ)能式電源電路，其特征在于：所述儲(chǔ)能電路包括第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一基準(zhǔn)源U1、第二基準(zhǔn)源U2、第三基準(zhǔn)源U3、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3；第二電容C2的負(fù)極和第一基準(zhǔn)源U1的陽極的公共端接地，第二電容C2的正極分為兩路，一路連接第一基準(zhǔn)源U1的參考引腳，另一路連接第三電容C3的負(fù)極，第一電阻R1的一端連接第一基準(zhǔn)源U1的陰極，另一端連接第一基準(zhǔn)源U1的參考引腳，第二基準(zhǔn)源U2陽極的公共端連接第一基準(zhǔn)源U1的參考引腳，第三電容C3的正極分為兩路，一路連接第二基準(zhǔn)源U2的參考引腳，另一路連接第四電容C4的負(fù)極，第二電阻R2的一端連接第二基準(zhǔn)源U2的陰極，另一端連接第二基準(zhǔn)源U2的參考引腳，第三基準(zhǔn)源U3陽極的公共端連接第二基準(zhǔn)源U2的參考引腳，第三電阻R3的一端連接第三基準(zhǔn)源U3的陰極，另一端分為三路，第一路連接第四電容C4正極，第二路連接升壓電路，第三路連接第一。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溢流儲(chǔ)能式電源電路，其特征在于：上述三個(gè)電容均為法拉電容，三個(gè)基準(zhǔn)源的型號(hào)均為TL431。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溢流儲(chǔ)能式電源電路，其特征在于：三個(gè)法拉電容依次串聯(lián)所得的儲(chǔ)能電路的耐壓值遠(yuǎn)高于單個(gè)法拉電容，且當(dāng)充電電壓高于TL431內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓值時(shí)，其輸出級(jí)的三極管導(dǎo)通，法拉電容通過TL431所在支路泄流，以確保法拉電容的兩端電壓不會(huì)超過自身的耐壓值。