一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可对欠压和过热进行保护、在过热等异常情况保护时可自锁、在欠压保护时不震荡的用于新型清洁能源设备中的供电保护系统，其结构包括：主电源、工作电源、隔离电源、多通道数字隔离器及其外围电路、欠压保护电路、关断自锁电路、主电源输出控制电子开关及其驱动电路、至少一个过热保护输入接口、以及与过热保护输入接口一一对应的过热保护控制电子开关；所述的欠压保护电路包括：次低电压保护电路、低电压保护电路、主电源输出驱动电子开关及其驱动电路；主电源输出驱动电子开关与所述的关断自锁电路和主电源输出控制电子开关相连。该供电保护系统尤其适用于分布在城市管网无法铺设到的偏远区域的各种LNG、氢气等新能源设备中。

A power supply protection system for new clean energy equipment

The invention discloses a protection, undervoltage and overheating can be self-locking, in undervoltage protection range for power supply protection system of new clean energy equipment in abnormal conditions such as overheating protection, the structure comprises a main power supply, power supply, power supply isolation, multi channel digital isolator and its peripheral circuit undervoltage protection circuit, turn off the main power output control circuit, a self-locking electronic switch and drive circuit, at least one input interface, overheat protection and overheating protection and corresponding overheating protection input interface control electronic switch; the undervoltage protection circuit includes a low voltage protection circuit, low voltage protection circuit the main power output driven electronic switch and drive circuit; the main power output driven electronic switch and turn off the self-locking circuit and the main power output control electronics The switch is connected. The power supply protection system is especially suitable for all kinds of new energy equipment, such as LNG and hydrogen, which are distributed in remote areas which can not be laid in urban pipe network.

【技术实现步骤摘要】
一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统
本专利技术涉及到一种供电保护系统，具体涉及到一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统。
技术介绍
目前，随着LNG、氢气等新型清洁能源应用以及工业物联网的迅速发展与崛起，对现场电气设备的供电系统提出了越来越严格的保护要求。不仅需要有传统的供电电压、电流保护，还需要根据环境和系统运行状态提供的反馈信号来保护整个系统，使得系统能长期可靠地运行。反观市面上常见的供电保护系统都满足不了清洁能源设备现场应用的需求，通常存在以下缺点：1、无欠压保护或欠压保护时易震荡。由于欠压时，系统往往工作在不正常状态，对系统软硬件都会带来不可控的影响。尤其是系统处于临界点时，非常容易产生震荡。2、无过热保护，当系统某些工作点温度过高时，无法自动断电。3、无燃气硬件保护，清洁能源设备无法有效通过硬件实时切断系统供电并锁定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种可对欠压和过热进行保护、且在过热等保护时可自锁、在欠压保护时不震荡的用于新型清洁能源设备中的供电保护系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统，包括：主电源、工作电源、隔离电源、多通道数字隔离器及其外围电路、欠压保护电路、关断自锁电路、主电源输出控制电子开关及其驱动电路、至少一个过热保护输入接口、以及与过热保护输入接口一一对应的过热保护控制电子开关，主电源输出控制电子开关的上开关端与主电源的正极之间设置有直流输入母线，主电源输出控制电子开关的下开关端上连接有直流输出母线，所述的工作电源和隔离电源的输入端与直流输出母线相连，所述欠压保护电路的具体结构包括：次低电压保护电路、低电压保护电路、主电源输出驱动电子开关及其驱动电路，次低电压保护电路的输入端与直流输入母线相连，低电压保护电路的输入端与直流输出母线相连，次低电压保护电路的输出端和低电压保护电路的输出端与主电源输出驱动电子开关的下开关端相连，主电源输出驱动电子开关的上开关端与主电源输出控制电子开关的控制端相连；所述过热保护输入接口的一端与隔离电源的正极相连，过热保护输入接口的另一端与多通道数字隔离器的输入端相连，多通道数字隔离器的相应输出端与相应过热保护控制电子开关的输入端相连，过热保护控制电子开关的下开关端接地，过热保护控制电子开关的上开关端与关断自锁电路的输入端相连；所述关断自锁电路的具体结构包括：异常一级控制电子开关、异常二级控制电子开关、主电源输入控制开关、关断输出电子开关、以及第一电阻、第九电阻、第十电阻、第十五电阻、第二十三电阻、第二十四电阻和第二十五电阻，异常一级控制电子开关的控制端作为关断自锁电路的输入端与主电源输出驱动电子开关的控制端、以及作为关断自锁电路输出端的关断输出电子开关的上开关端相连，异常一级控制电子开关的上开关端与第二十四电阻和第十五电阻的一端相连，第十五电阻的另一端和主电源输入控制开关的上开关端与直流输入母线相连，第二十四电阻的另一端与主电源输入控制开关的下开关端、第二十三电阻的一端、第二十五电阻的一端相连，第二十五电阻的另一端接地，第二十三电阻的另一端与异常二级控制电子开关的控制端相连，异常二级控制电子开关的上开关端与主电源输入控制开关的控制端相连，异常二级控制电子开关的下开关端与第一电阻的一端和第九电阻的一端相连，第一电阻的另一端与关断输出电子开关的控制端相连，第九电阻的另一端、关断输出电子开关的下开关端、异常一级控制电子开关的下开关端接地。作为一种优选方案，在所述的一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统中，所述的过热保护输入接口的相应端与所述的隔离电源的正极之间串设有一电阻。作为一种优选方案，在所述的一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统中，所述次低电压保护电路的具体结构包括：次低电压稳压管、第七电阻、第十二电阻和次低电压控制电子开关，次低电压稳压管的阴极与直流输入母线相连，次低电压稳压管的阳极与第七电阻的一端相连，第七电阻的另一端与第十二电阻的一端以及次低电压控制电子开关的控制端相连，第十二电阻的另一端和次低电压控制电子开关的下开关端接地；所述低电压保护电路的具体结构包括：低电压稳压管、第八电阻、第十三电阻和低电压控制电子开关，低电压稳压管的阴极与直流输出母线相连，低电压稳压管的阳极与第八电阻的一端相连，第八电阻的另一端与第十三电阻的一端以及低电压控制电子开关的控制端相连，第十三电阻的另一端和低电压控制电子开关的下开关端接地；低电压控制电子开关的上开关端作为低电压保护电路的输出端与作为次低电压保护电路的输出端的次低电压控制电子开关的上开关端相连后、通过第五电阻与所述主电源输出驱动电子开关的下开关端相连。作为一种优选方案，在所述的一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统中，所述的供电保护系统还包括有：燃气开关输入接口和燃气保护控制电子开关，燃气开关输入接口的一端与隔离电源的正极相连，燃气开关输入接口的另一端与多通道数字隔离器的输入端相连，多通道数字隔离器的相应输出端与燃气保护控制电子开关的输入端相连，燃气保护控制电子开关的下开关端接地，燃气保护控制电子开关的上开关端与关断自锁电路的输入端相连。作为一种优选方案，在所述的一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统中，所述燃气开关输入接口的相应端与隔离电源的正极之间串设有第二十一电阻。作为一种优选方案，在所述的一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统中，所述的供电保护系统还包括有：至少一个异常扩展输入接口、以及相对应的异常扩展控制电子开关，异常扩展输入接口的一端与隔离电源的正极相连，异常扩展输入接口的另一端与多通道数字隔离器的输入端相连，多通道数字隔离器的相应输出端与异常扩展控制电子开关的输入端相连，异常扩展控制电子开关的下开关端接地，异常扩展控制电子开关的上开关端与关断自锁电路的输入端相连。作为一种优选方案，在所述的一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统中，所述燃气开关输入接口的相应端与所述的隔离电源的正极之间串设有一电阻。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过设置次低电压保护电路和低电压保护电路与主电源输出驱动电子开关和主电源输出控制电子开关相配合，可以有效地对欠压进行保护并且不震荡，所述的关断自锁电路在与主电源输出驱动电子开关的配合下具备了上电解锁、异常自锁的功能；整个供电保护系统抗干扰能力强，成本低，并实现了电气隔离，满足了日益增长的工业物联网设备供电保护的需求。附图说明图1是本专利技术所述的供电保护系统的电原理结构图。具体实施方式下面结合附图，以12V电池供电为例详细描述本专利技术所述的一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统的具体实施方案：如图1所示，本专利技术所述的用于新型清洁能源设备中的供电保护系统，包括：作为主电源的12V电池、由型号为LM317可调稳压电源提供的隔离电源(其正极为V_5V，负极为VGND)、由型号为B1205的电源模块IC1得到的工作电源(其正极为V_OUT，负极为GND)、型号为ADUM401的四通道数字隔离器U5及其外围电路、欠压保护电路、关断自锁电路、作为主电源输出控制电子开关的N沟道MOS管Q2及其驱动电路、两个过热保护输入接口J4和J5以及与这两个过热保护输入接口J4和J5一一对应的作为过热保护控制电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统，包括：主电源、工作电源、隔离电源、欠压保护电路、多通道数字隔离器及其外围电路、主电源输出控制电子开关及其驱动电路、至少一个过热保护输入接口、以及与过热保护输入接口一一对应的过热保护控制电子开关，主电源输出控制电子开关的上开关端与主电源的正极之间设置有直流输入母线，主电源输出控制电子开关的下开关端上连接有直流输出母线，所述的工作电源和隔离电源的输入端与直流输出母线相连，其特征在于：所述欠压保护电路的具体结构包括：次低电压保护电路、低电压保护电路、主电源输出驱动电子开关及其驱动电路，次低电压保护电路的输入端与直流输入母线相连，低电压保护电路的输入端与直流输出母线相连，次低电压保护电路的输出端和低电压保护电路的输出端与主电源输出驱动电子开关的下开关端相连，主电源输出驱动电子开关的上开关端与主电源输出控制电子开关的控制端相连；所述过热保护输入接口的一端与隔离电源的正极相连，过热保护输入接口的另一端与多通道数字隔离器的输入端相连，多通道数字隔离器的相应输出端与相应过热保护控制电子开关的输入端相连，过热保护控制电子开关的下开关端接地，过热保护控制电子开关的上开关端与关断自锁电路的输入端相连；所述的供电保护系统还包括有：关断自锁电路，该关断自锁电路的具体结构包括：异常一级控制电子开关、异常二级控制电子开关、主电源输入控制开关、关断输出电子开关以及第一电阻、第九电阻、第十电阻、第十五电阻、第二十三电阻、第二十四电阻和第二十五电阻，异常一级控制电子开关的控制端作为关断自锁电路的输入端与主电源输出驱动电子开关的控制端、以及作为关断自锁电路输出端的关断输出电子开关的上开关端相连，异常一级控制电子开关的上开关端与第二十四电阻和第十五电阻的一端相连，第十五电阻的另一端和主电源输入控制开关的上开关端与直流输入母线相连，第二十四电阻的另一端与主电源输入控制开关的下开关端、第二十三电阻的一端、第二十五电阻的一端相连，第二十五电阻的另一端接地，第二十三电阻的另一端与异常二级控制电子开关的控制端相连，异常二级控制电子开关的上开关端与主电源输入控制开关的控制端相连，异常二级控制电子开关的下开关端与第一电阻的一端和第九电阻的一端相连，第一电阻的另一端与关断输出电子开关的控制端相连，第九电阻的另一端、关断输出电子开关的下开关端、异常一级控制电子开关的下开关端接地。...

【技术特征摘要】
1.一种用于新型清洁能源设备中的供电保护系统，包括：主电源、工作电源、隔离电源、欠压保护电路、多通道数字隔离器及其外围电路、主电源输出控制电子开关及其驱动电路、至少一个过热保护输入接口、以及与过热保护输入接口一一对应的过热保护控制电子开关，主电源输出控制电子开关的上开关端与主电源的正极之间设置有直流输入母线，主电源输出控制电子开关的下开关端上连接有直流输出母线，所述的工作电源和隔离电源的输入端与直流输出母线相连，其特征在于：所述欠压保护电路的具体结构包括：次低电压保护电路、低电压保护电路、主电源输出驱动电子开关及其驱动电路，次低电压保护电路的输入端与直流输入母线相连，低电压保护电路的输入端与直流输出母线相连，次低电压保护电路的输出端和低电压保护电路的输出端与主电源输出驱动电子开关的下开关端相连，主电源输出驱动电子开关的上开关端与主电源输出控制电子开关的控制端相连；所述过热保护输入接口的一端与隔离电源的正极相连，过热保护输入接口的另一端与多通道数字隔离器的输入端相连，多通道数字隔离器的相应输出端与相应过热保护控制电子开关的输入端相连，过热保护控制电子开关的下开关端接地，过热保护控制电子开关的上开关端与关断自锁电路的输入端相连；所述的供电保护系统还包括有：关断自锁电路，该关断自锁电路的具体结构包括：异常一级控制电子开关、异常二级控制电子开关、主电源输入控制开关、关断输出电子开关以及第一电阻、第九电阻、第十电阻、第十五电阻、第二十三电阻、第二十四电阻和第二十五电阻，异常一级控制电子开关的控制端作为关断自锁电路的输入端与主电源输出驱动电子开关的控制端、以及作为关断自锁电路输出端的关断输出电子开关的上开关端相连，异常一级控制电子开关的上开关端与第二十四电阻和第十五电阻的一端相连，第十五电阻的另一端和主电源输入控制开关的上开关端与直流输入母线相连，第二十四电阻的另一端与主电源输入控制开关的下开关端、第二十三电阻的一端、第二十五电阻的一端相连，第二十五电阻的另一端接地，第二十三电阻的另一端与异常二级控制电子开关的控制端相连，异常二级控制电子开关的上开关端与主电源输入控制开关的控制端相连，异常二级控制电子开关的下开关端与第一电阻的一端和第九电阻的一端相连，第一电阻的另一端与关断输出电子开关的控制端相连，第九电阻的另一端、关断输出电子开关的下开关端、异常一级控制电子开关的下开关端接地。2.根据权利要求1所述的用于新型清洁能源设备中的供电保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙健，翟小勇，戢汉帮，赵荣，张航，徐鹏飞，
申请(专利权)人：云顶科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32