一种负载可调的直流单线取电保护设备制造技术

本发明专利技术涉及一种负载可调的直流单线取电保护设备，包括电连接的主电路模块、驱动模块及保护模块，主电路模块包括变压器T1与变压器T2，用以产生直流辅助电源为驱动模块供电，还包括场效应管V1、场效应管V2、栅源电阻R1、栅源电阻R2、取样电阻R0与负载电阻RL，驱动模块采用集成电路D1，其具备多个非门构成振荡器，输出不同波形的驱动信号，驱动场效应管V1与场效应管V2导通或截止，保护模块中电容C7由电压基准源N2充电。其单线工作，通过振荡器输出高电平短时重叠的互补的两路驱动信号，控制两个场效应管通断，并在故障时实施“打嗝式”保护，故障消除后则重新恢复通电。障消除后则重新恢复通电。障消除后则重新恢复通电。

【技术实现步骤摘要】
一种负载可调的直流单线取电保护设备


[0001]本专利技术涉及直流电源技术与新能源领域，尤其涉及一种负载可调的直流单线取电保护设备。

技术介绍

[0002]继电器与保险丝均为结构简单、性能可靠的经典产品，广泛应用于各行各业中的电源设备。而随着光伏产业、风电产业与充电桩和储能等新能源产业的迅猛发展，直流供电系统的保有量越来越高，其广泛采用了智能化管理与自动化控制技术，传统的继电器与保险丝仅能提供基础的控制与防护性能，无法胜任针对新一代直流供电系统的智能控制需求，因而厂家需要基于产品需求设计特定规格与特定功能的电源设备，此类电源设备存在通用性不足的问题，且使得生产设计成本过高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种负载可调的直流单线取电保护设备，可直接替换传统的保险丝，兼容原有系统，无需重新布线。其单线工作，通过振荡器输出高电平短时重叠的互补的两路驱动信号，控制两个场效应管通断，并在故障时实施“打嗝式”保护，故障消除后则重新恢复通电。
[0004]本专利技术的第一方面公开了一种负载可调的直流单线取电保护设备，其特征在于，包括：
[0005]电连接的主电路模块、驱动模块及保护模块；
[0006]所述主电路模块包括变压器T1与变压器T2，所述变压器T1具备原边线圈L1
‑
1、原边线圈L1
‑
2与副边线圈L1
‑
3，所述变压器T2具备原边线圈L2
‑
1、原边线圈L2r/>‑
2与副边线圈L2
‑
3，输入电源的正极A+分别连接原边线圈L2
‑
1与原边线圈L2
‑
2，且原边线圈L1
‑
1连接原边线圈L2
‑
1，原边线圈L1
‑
2连接原边线圈L2
‑
2；
[0007]变压器T1用以产生直流辅助电源，为所述驱动模块供电，所述直流辅助电源的正极为B+，负极为B
‑
，且B
‑
接地；
[0008]所述主电路模块还包括场效应管V1、场效应管V2、栅源电阻R1、栅源电阻R2、取样电阻R0与负载电阻RL，场效应管V1的源极连接取样电阻R0一端，取样电阻R0另一端连接负载电阻RL一端；
[0009]所述驱动模块采用集成电路D1，集成电路D1具备非门D1.1、非门D1.2、非门D1.3、非门D1.4、非门D1.5及非门D1.6，并由非门D1.1、非门D1.2、非门D1.3、非门D1.4及非门D1.5构成振荡器，所述振荡器用以输出不同波形的驱动信号，驱动场效应管V1与场效应管V2导通或截止；
[0010]其中，非门1.3经并联的电容C3与电阻R4连接场效应管V1的栅极，向场效应管V1输出驱动信号S(d)，非门1.4经并联的电容C2与电阻R3连接场效应管V2的栅极，向场效应管V2输出驱动信号S(g)；
[0011]以及，变压器T2用以测定负载电阻RL的电流值；
[0012]所述保护模块包括电压基准源N1、电压基准源N2与电容C7，电压基准源N2经非门D1.6输出高电平，经二极管VD5与电阻R12向电容C7充电，电压基准源N1经电阻R15接所述直流辅助电源的正极B+，电压基准源N2经电阻R16接所述直流辅助电源的正极B+。
[0013]优选的，原边线圈L1
‑
1与原边线圈L1
‑
2的线圈匝数相同，原边线圈L2
‑
1与原边线圈L2
‑
2的线圈匝数相同；
[0014]对原边线圈L1
‑
1、原边线圈L1
‑
2、原边线圈L2
‑
1与原边线圈L2
‑
2所具备的两个端子分别标记为*端与+端；
[0015]输入电源的正极A+分别连接原边线圈L1
‑
1与原边线圈L1
‑
2的异名端。
[0016]优选的，取样电阻R0与负载电阻RL组合构成零电位参考点，为所述驱动模块及所述保护模块提供电位参考。
[0017]优选的，电阻R19一端与电容C11一端连接非门D1.1的输入端h，电阻R19另一端连接非门D1.1的输出端a，电容C11另一端接地，组合构成方波振荡器，输出占空比为0.5，频率为100KHz的方波。
[0018]优选的，非门D1.2的输入端接非门D1.1的输出端a，非门D1.2的输出端b与非门D1.5的输入端、电容C10及非门D1.3的输入端连接，非门D1.5的输出端e连接电阻R17一端与二极管VD1的阴极，电阻R17另一端与二极管VD1的阳极连接非门D1.4的输入端f。
[0019]优选的，输出端a的波形与输出端b的波形反相；
[0020]受电阻R18及电容C10积分延迟影响，输入端c的波形的上升沿相对输出端b的波形的上升沿延时；
[0021]输出端d的波形即为驱动信号S(d)，其与输出端c的波形反相；
[0022]输出端e的波形与输出端a的波形相同；
[0023]受电阻R17及电容C9积分延迟影像，输入端f的波形的上升沿相对输出端e的波形的上升沿延时；
[0024]输出端g的波形即为驱动信号S(g)，其与输入端f的波形反相。
[0025]优选的，驱动信号S(d)与驱动信号S(g)的波形互补；
[0026]驱动信号S(d)的下降沿相对驱动信号S(g)的上升沿延时，亦即驱动信号S(d)与驱动信号S(g)在高电平半周期存在重叠区间；
[0027]当驱动信号S(d)处于高电平半周期时，驱动信号S(g)处于低电平半周期，场效应管V2截止，场效应管V1导通，副边线圈L1
‑
3或者副边线圈L2
‑
3产生感生电压；
[0028]当驱动信号S(g)处于高电平半周期时，驱动信号S(d)处于低电平半周期，场效应管V1截止，场效应管V2导通，副边线圈L1
‑
3或者副边线圈L2
‑
3产生方波电压；
[0029]当驱动信号S(d)与驱动信号S(d)处于高电平半周期的重叠区间时，场效应管V1与场效应管V2均导通，副边线圈L1
‑
3或副边线圈L2
‑
3两端输出交变方波电压。
[0030]优选的，整流桥VC1或整流桥VC2对所述交变方波电压进行整流并输出直流辅助电流，用以对所述驱动模块供电，或者作为流过负载电阻RL的检测电流，或者输出作为小功率电源。
[0031]优选的，电容C1、电阻R5、电容C4、电阻R7与稳压管VD0用于配合产生起动电压，所述驱动模块用以在获得起动电压后产生驱动信号；
[0032]其中，电容C1与电阻R4并联，其一端连接输入电源的正极A+，另一端连接电容C4一端、电阻R7一端、电阻R8一端及晶体管V4的发射极；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载可调的直流单线取电保护设备，其特征在于，包括：电连接的主电路模块、驱动模块及保护模块；所述主电路模块包括变压器T1与变压器T2，所述变压器T1具备原边线圈L1
‑
1、原边线圈L1
‑
2与副边线圈L1
‑
3，所述变压器T2具备原边线圈L2
‑
1、原边线圈L2
‑
2与副边线圈L2
‑
3，输入电源的正极A+分别连接原边线圈L2
‑
1与原边线圈L2
‑
2，且原边线圈L1
‑
1连接原边线圈L2
‑
1，原边线圈L1
‑
2连接原边线圈L2
‑
2；变压器T1用以产生直流辅助电源，为所述驱动模块供电，所述直流辅助电源的正极为B+，负极为B
‑
，且B
‑
接地；所述主电路模块还包括场效应管V1、场效应管V2、栅源电阻R1、栅源电阻R2、取样电阻R0与负载电阻RL，场效应管V1的源极连接取样电阻R0一端，取样电阻R0另一端连接负载电阻RL一端；所述驱动模块采用集成电路D1，集成电路D1具备非门D1.1、非门D1.2、非门D1.3、非门D1.4、非门D1.5及非门D1.6，并由非门D1.1、非门D1.2、非门D1.3、非门D1.4及非门D1.5构成振荡器，所述振荡器用以输出不同波形的驱动信号，驱动场效应管V1与场效应管V2导通或截止；其中，非门1.3经并联的电容C3与电阻R4连接场效应管V1的栅极，向场效应管V1输出驱动信号S(d)，非门1.4经并联的电容C2与电阻R3连接场效应管V2的栅极，向场效应管V2输出驱动信号S(g)；以及，变压器T2用以测定负载电阻RL的电流值；所述保护模块包括电压基准源N1、电压基准源N2与电容C7，电压基准源N2经非门D1.6输出高电平，经二极管VD5与电阻R12向电容C7充电，电压基准源N1经电阻R15接所述直流辅助电源的正极B+，电压基准源N2经电阻R16接所述直流辅助电源的正极B+。2.根据权利要求1所述的负载可调的直流单线取电保护设备，其特征在于，包括：原边线圈L1
‑
1与原边线圈L1
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2的线圈匝数相同，原边线圈L2
‑
1与原边线圈L2
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2的线圈匝数相同；对原边线圈L1
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1、原边线圈L1
‑
2、原边线圈L2
‑
1与原边线圈L2
‑
2所具备的两个端子分别标记为*端与+端；输入电源的正极A+分别连接原边线圈L1
‑
1与原边线圈L1
‑
2的异名端。3.根据权利要求1所述的负载可调的直流单线取电保护设备，其特征在于，包括：取样电阻R0与负载电阻RL组合构成零电位参考点，为所述驱动模块及所述保护模块提供电位参考。4.根据权利要求1所述的负载可调的直流单线取电保护设备，其特征在于，包括：电阻R19一端与电容C11一端连接非门D1.1的输入端h，电阻R19另...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐华，何曙光，
申请(专利权)人：深圳市华杰电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：