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一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路及方法技术

技术编号：36567686 阅读：13 留言：0更新日期：2023-02-04 17:24
本发明专利技术公开了一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路及方法，包括储能用超级电容、充电回路、第一释放回路和第一电压监测控制电路；储能用超级电容用于储能；充电回路的一端与开关电源的输出端连接，其另一端与储能用超级电容连接，用于对储能用超级电容充电；第一释放回路的一端与开关电源的输出端连接，其另一端与储能用超级电容连接；第一电压监测控制电路与第一释放回路并联，用于对第一释放回路两端的电压值进行监测，该第一电压监测控制电路包括一控制端，控制端用于根据第一释放回路两端的电压值判断开关电源输出是否失电，当开关电源输出失电时，对第一释放回路进行控制，使储能用超级电容通过第一释放回路给负载供能。供能。供能。

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【技术实现步骤摘要】
一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路及方法


[0001]本专利技术属于开关电源输出失电保护
，具体涉及一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路及方法。

技术介绍

[0002]为了提高电力二次设备开关电源的供电可靠性，通过两路或者多路电源进行冗余供电；同时，为了避免二次设备失电时，设备因处于异常供电工况导致功能异常或者破坏数据存储，需要设计专门的失电保护电路保障二次设备在掉电时功能状态的确定性和可预计性。
[0003]多路电源冗余供电时，需要解决某一路异常掉电或损坏时，输出出现暂态倒灌电流或者短路，导致二次设备内部控制系统暂态复位的问题，同时还要保证设备供电的暂态可靠性和稳态可靠性；当设备输入电源失电时，保证设备可靠的关机也是需要解决的技术问题。
[0004]现有开关电源失电保护电路主要有两类：一类是在开关电源输入侧增加储能电容以及相应的控制电路；另一类是在输出侧增加超级电容储能。但采用输入侧增加储能电容及控制电路，增加了电路复杂性，且储能容量增加有限；而采用输出侧增加超级电容及并联电路，存在因超级电容损坏引起电压输出异常和损耗偏大的不足。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了解决某一路异常掉电或损坏时，输出出现暂态倒灌电流或者短路，导致二次设备内部控制系统暂态复位的问题，以及为了解决当设备输入电源失电时，设备无法可靠关机的问题，本专利技术提出了一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路及方法，主要针对输出并联电路中的失电保护，降低失电对输出电压的影响，降低电源切换瞬间的供电稳定性和可靠性，提高二次设备运行的可靠性。
[0006]技术方案：一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路，包括储能用超级电容、充电回路、第一释放回路和第一电压监测控制电路；
[0007]其中，所述储能用超级电容用于储能；
[0008]其中，所述充电回路的一端与开关电源的输出端连接，其另一端与储能用超级电容连接，用于对储能用超级电容充电；
[0009]其中，所述第一释放回路的一端与开关电源的输出端连接，其另一端与储能用超级电容连接；
[0010]其中，所述第一电压监测控制电路与第一释放回路并联，用于对第一释放回路两端的电压值进行监测，该第一电压监测控制电路包括一控制端，所述控制端用于根据第一释放回路两端的电压值判断开关电源输出是否失电，当开关电源输出失电时，对第一释放回路进行控制，使储能用超级电容通过第一释放回路给负载供能。
[0011]进一步的，所述充电回路包括第二二极管，所述第二二极管的正极与开关电源的
输出端连接，第二二极管的负极与储能用超级电容连接。
[0012]进一步的，所述充电回路还包括电阻，所述电阻的一端与开关电源的输出端连接，该电阻的另一端与第二二极管的正极连接，该第二二极管的负极与储能用超级电容连接。
[0013]进一步的，所述第一释放回路包括第一二极管和第一MOS管；所述第一二极管的正极与第一MOS管的漏极连接，第一二极管的负极与第一MOS管的源极连接；所述第一MOS管的栅极与第一电压监测控制电路的控制端连接，用于控制第一MOS管的导通或者不导通。
[0014]进一步的，当第一MOS管不导通时，第一释放回路的压降为V
D1
；当第一MOS管导通时，第一释放回路的压降为V
Q1_ON
，V
D1
和V
Q1_ON
满足V
D1
小于V
Q1_ON
。
[0015]进一步的，所述第一电压监测控制电路包括：电压检测与放大电路和电平比较电路；
[0016]所述电压检测与放大电路用于检测并放大第一释放回路两端的电压；
[0017]所述电平比较电路的输入端连接电压检测与放大电路的输出端，该电平比较电路的输出端为第一电压监测控制电路的控制端；该电平比较电路用于判断第一释放回路两端的电压是否小于等于设定的门槛I
th
，当第一释放回路两端的电压小于等于设定的门槛I
th
时，控制第一MOS管不导通；当第一释放回路两端的电压大于设定的门槛I
th
时，控制第一MOS管导通。
[0018]进一步的，还包括第二释放回路和第二电压监测控制电路；
[0019]所述第二释放回路的一端与开关电源的输出端连接，该第二释放回路的另一端与负载连接；
[0020]所述第二电压监测控制电路与第二释放回路并联，用于对第二释放回路两端的电压值进行监测，该第二电压监测控制电路包括一控制端，所述控制端用于根据第二释放回路两端的电压值判断开关电源输出是否失电，当开关电源输出失电时，对第二释放回路进行控制，使储能用超级电容给负载供能；
[0021]所述第二释放回路包括第三二极管和第二MOS管；所述第三二极管的正极与第二MOS管的漏极连接，第三二极管的负极与第二MOS管的源极连接；所述第二MOS管的栅极与第二电压监测控制电路的控制端连接，用于控制第二MOS管的导通或者不导通。
[0022]本专利技术还公开了一种电力二次设备开关电源输出失电保护方法，包括以下步骤：
[0023]监测第一释放回路两端的电压值I
o
；
[0024]判断第一释放回路两端的的正向压降是否小于等于0，若小于等于，则不导通第一MOS管，由开关电源给负载供能；否则进一步判断第一释放回路两端的电压值I
o
是否小于等于设定的门槛I
th
，若小于等于，则不导通第一MOS管，由储能用超级电容通过第一二极管给负载供能VCC＝V
cap
‑
V
D1
，其中，V
cap
表示储能用超级电容的输出电压，V
D1
为第一二极管的压降；若超过，则通过驱动脉冲导通第一MOS管，由储能用超级电容通过第一MOS管给负载供能VCC＝V
cap
‑
V
Q1_ON
，其中，V
Q1_ON
为第一MOS管的压降。
[0025]进一步的，V
D1
和V
Q1_ON
满足V
D1
小于V
Q1_ON
。
[0026]本专利技术还公开了一种电力二次设备开关电源输出失电保护方法，包括以下步骤：
[0027]通过驱动脉冲，导通第二释放回路中的第二MOS管，由开关电源通过第二MOS管给负载供能；同步监测第二释放回路两端的电压值；
[0028]判断第二释放回路两端的电压值是否小于等于0，当小于等于0，则关闭驱动脉冲，
由储能用超级电容给负载供能。
[0029]有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0030](1)本专利技术的一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路，通过超级电容模块和并联控制及监测电路，能极大的提升掉电保持能力，消除电源失电对输出电压的暂态影响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路，开关电源的输出端连接有负载；其特征在于：包括储能用超级电容、充电回路、第一释放回路和第一电压监测控制电路；其中，所述储能用超级电容用于储能；其中，所述充电回路的一端与开关电源的输出端连接，其另一端与储能用超级电容连接，用于对储能用超级电容充电；其中，所述第一释放回路的一端与开关电源的输出端连接，其另一端与储能用超级电容连接；其中，所述第一电压监测控制电路与第一释放回路并联，用于对第一释放回路两端的电压值进行监测，该第一电压监测控制电路包括一控制端，所述控制端用于根据第一释放回路两端的电压值判断开关电源输出是否失电，当开关电源输出失电时，对第一释放回路进行控制，使储能用超级电容通过第一释放回路给负载供能。2.根据权利要求1所述的一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路，其特征在于：所述充电回路包括第二二极管，所述第二二极管的正极与开关电源的输出端连接，第二二极管的负极与储能用超级电容连接。3.根据权利要求2所述的一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路，其特征在于：所述充电回路还包括电阻，所述电阻的一端与开关电源的输出端连接，该电阻的另一端与第二二极管的正极连接，该第二二极管的负极与储能用超级电容连接。4.根据权利要求1所述的一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路，其特征在于：所述第一释放回路包括第一二极管和第一MOS管；所述第一二极管的正极与第一MOS管的漏极连接，第一二极管的负极与第一MOS管的源极连接；所述第一MOS管的栅极与第一电压监测控制电路的控制端连接，用于控制第一MOS管的导通或者不导通。5.根据权利要求4所述的一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路，其特征在于：当第一MOS管不导通时，第一释放回路的压降为V
D1
；当第一MOS管导通时，第一释放回路的压降为V
Q1_ON
，V
D1
和V
Q1_ON
满足V
D1
小于V
Q1_ON
。6.根据权利要求4所述的一种电力二次设备开关电源输出失电保护电路，其特征在于：所述第一电压监测控制电路包括：电压检测与放大电路和电平比较电路；所述电压检测与放大电路用于检测并放大第一释放回路两端的电压；所述电平比较电路的输入端连接电压检测与放大电路的输出端，该电平比较电路的输出端为第一电压监测控制电路的控制端；该电平比较电路用于判断第一释放回路两端的电压是否小于等于设定的门槛I
th
，当第一释放回路两端的电压小于等于设定的门槛I
th
时，控制第一MOS管不导通；当第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪世平，夏雨，姚刚，王海全，尹大鹏，李吉，徐建松，杨国森，郭耿涛，周辉，刘合金，孙智涛，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司国网电力科学研究院有限公司国网山东省电力公司电力科学研究院国网上海能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：

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