一种双向恒流转恒压电路及系统技术方案

本申请公开了一种双向恒流转恒压电路及系统，包括电流方向调整电路、电压钳位电路、储能滤波电路和电压转换模块；电流方向调整电路与电压取电模块的输入端相连，电流方向调整电路用于将双向电流转换成单向电流；储能滤波电路与电流方向调整电路相连，储能滤波电路用于交流纹波电流的滤波；电压钳位电路与电流方向调整电路相连，电压钳位电路用于对流过电压转换模块后多余的电流进行分流并且对两端的电压进行稳压；电压转换模块与电流方向调整电路、电压取电模块的输出端相连，用于电压的转换。通过本发明专利技术的一种双向恒流转恒压电路及系统，解决了恒流供电中系统过于复杂且可靠性、可维护性过低等问题。可维护性过低等问题。可维护性过低等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双向恒流转恒压电路及系统


[0001]本专利技术涉及恒流转恒压电路
，具体涉及一种双向恒流转恒压的电路及系统。

技术介绍

[0002]在日常生活和工业系统中，一般的电路和设备都是基于恒压工作的，其输入端为固定电压，此电压可以是交流的电压或者直流的电压，电压固定的工作设备的特点是可以实现多个并联。例如家用电器，其工作电压都是AC220V，此时多个家用电器都是并联在交流220V的电网中，电压是固定的，而系统中的电流会随着用电设备功率的增加而增大。又例如在工业设备中，整个系统中由很多用电设备组成，如各种位置传感器、光电传感器、速度传感器、接触传感器、拍照设备、触发和感应设备等，其工作电压是采用直流DC48V或者直流DC24V，这时相同电压工作的设备均并联在一起。
[0003]然而，并不是所有设备或者系统都是在基于恒压工作的，有些设备和系统是基于恒流工作的，只有在恒流驱动时，设备的工作才更稳定。例如，一种是LED光源，一般LED光源在采用恒流驱动时，其产生的光强才更加稳定，因为LED的伏安特性，如果是电压驱动，微弱的电压波动会产生很大的光强变化，导致电压工作时光强不稳定，而采用电流驱动时，其产生的光强跟电流成比例变化，恒定的电流对应恒定的光强；另一种在恒流工作的设备是固体激光器，也称为LD激光器，LD激光器目前在民用、工业和军事应用中使用非常广泛，是一种非常常见的激光器，其核心激光器的驱动一般都是采用恒流驱动的，恒流驱动使激光器的输出功率更加稳定。
[0004]然后目前市面上，将恒定电流转换成恒定电压的方法较少，可查询到的进行恒流转换成恒压的解决方案之一是采用开关进行电流分流方式，如中国专利技术专利《一种单极供电恒流恒压转换电源及方法》（CN106647908A）和《一种单线恒流转恒压电能转换电路》（CN104967326A）。这些方式将恒定电流通过旁路的开关对电流进行占空比调制并旁路，将与之并联的电压转换电路的多余电流通过开关旁路输出，这样设计的系统会对旁路的开关和匹配电阻的功率消耗较大，并且采用开关调制方式需要涉及新的电路拓扑和结构，元器件多且电路较复杂，同时系统可靠性降低。另一种解决方案是采用功率匹配的方式。在电路中需要设计电压检测模块和电流检测模块分别对电压和电流进行检测，根据系统对恒压输出功率的需求，采用专门的功率匹配器电路进行功率匹配，以使功率变化电路两端的电压维持稳定，这种方案将系统多余的功率转换成功率匹配器电路的热功耗，并且涉及的电压和电流检测相对复杂，系统的可靠性降低。
[0005]这些方案在一定程度上解决了恒定电流转换成恒定电压应用的需求，但是这些方案都是针对恒定电流利用开关进行调制变化，设计了新型的电流型开关电源拓扑结构，而且未能利用现有的成熟电压型开关电源的拓扑结构，因此使系统变得较为复杂，可靠性降低；同时现有的方案也只能工作在单向恒流供电的应用场合，这样限制了恒流供电的应用，因为有些系统的应用中需要产品具有双向恒流供电的功能。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中过于复杂且可靠性、可维护性过低等缺陷，从而提供一种双向恒流转恒压电路及系统。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术第一方面的实施方式提供了一种双向恒流转恒压电路，包括电压取电模块；所述电压取电模块用于将恒定电流转换为恒定电压，所述电压取电模块包括电流方向调整电路、电压钳位电路、储能滤波电路和电压转换模块；所述电流方向调整电路的输入端与恒流电源相连，所述电流方向调整电路用于将双向电流转换成单向电流；所述储能滤波电路与所述电流方向调整电路的输出端相连，所述储能滤波电路用于交流纹波电流的滤波；所述电压钳位电路与所述电流方向调整电路的输出端相连，所述电压钳位电路用于对流过所述电压转换模块后多余的电流进行分流并且对两端的电压进行稳压；所述电压转换模块的输入端与所述电流方向调整电路的输出端相连，所述电压转换模块的输出端与负载相连，所述电压转换模块用于恒定电压的转换。
[0008]在某些实施方式中，所述电压取电模块包括至少2组所述电压转换模块；每组电压转换模块的输入端正极通过对应的保险管并联后与所述电流方向调整电路的输入端相连，每组电压转换模块的输入端负极并联后与所述电流方向调整电路的另一输入端相连；每组电压转换模块的输出端正极通过对应的肖特基二极管并联后用于与负载的正端相连，每组电压转换模块的输出端负极并联后用于与负载的负端相连。
[0009]在某些实施方式中，所述电压取电模块包括至少2组所述电压转换模块；每组电压转换模块的输入端正极通过对应的保险管并联后与所述电流方向调整电路的输入端相连，每组电压转换模块的输入端负极并联后与所述电流方向调整电路的另一输入端相连；每组电压转换模块的输出端正极并联后用于与对应的负载的正端相连，每组电压转换模块的输出端负极并联后用于与对应的负载的负端相连。
[0010]在某些实施方式中，所述电压转换模块包括隔离电源电路、缓启动电路和输出滤波电路；所述隔离电源电路的输入端与所述电流方向调整电路的输出端相连，所述隔离电源电路的输出端与所述输出滤波电路相连，所述隔离电源电路用于将恒流转换成隔离的恒压并输出到所述电压取电模块的输出端；所述缓启动电路与所述电流方向调整电路的输出端相连，所述缓启动电路与所述隔离电源电路的使能端相连，所述缓启动电路用于上电时控制隔离电源电路以实现缓启动；所述输出滤波电路与所述隔离电源电路相连，所述输出滤波电路用于所述隔离电源电路的信号滤波。
[0011]在某些实施方式中，所述电压取电模块还包括低频交流信号电路，所述低频交流信号电路与所述电流方向调整电路的输入端相连，用于检测所述电压取电模块的输入端
和/或输出端短路故障。
[0012]在某些实施方式中，所述低频交流信号电路包括第一电容；所述第一电容为无极性电容，用于隔离直流电通过交流电。
[0013]在某些实施方式中，所述电流方向调整电路为全桥整流电路，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一二极管的阴极作为所述电流方向调整电路的输出端与第二二极管的阳极相连，所述第二二极管的阴极与所述第四二极管的阳极、所述电流方向调整电路的输入端相连，所述第四二极管的阴极与所述第三二极管的阳极、所述电流方向调整电路的输出端相连，所述第三二极管的阴极作为所述电流方向调整电路的输入端与所述第一二极管的阳极相连在某些实施方式中，所述电压钳位电路包括N个稳压电路，每个稳压电路包括稳压二极管；第1稳压电路中的稳压二极管的阴极与所述电压钳位电路的端子一相连，第n
‑
1稳压电路中的稳压二极管的阳极与第n稳压电路中的稳压二极管的阴极相连，第N稳压电路中的稳压二极管的阳极所述电压钳位电路的端子二相连；其中，N为不小于2的正整数，n=2,3...N
‑
1,N。
[0014]在某些实施方式中，所述储能滤波电路包括第七二极管、第三电阻、第二电容和第三电容；所述第七二极管的阳极与所述第二电容的端子一相连，所述第二电容的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向恒流转恒压电路，其特征在于，包括电压取电模块；所述电压取电模块用于将恒定电流转换为恒定电压，所述电压取电模块包括电流方向调整电路、电压钳位电路、储能滤波电路和电压转换模块；所述电流方向调整电路的输入端与恒流电源相连，所述电流方向调整电路用于将双向电流转换成单向电流；所述储能滤波电路与所述电流方向调整电路的输出端相连，所述储能滤波电路用于交流纹波电流的滤波；所述电压钳位电路与所述电流方向调整电路的输出端相连，所述电压钳位电路用于对流过所述电压转换模块后多余的电流进行分流并且对两端的电压进行稳压；所述电压转换模块的输入端与所述电流方向调整电路的输出端相连，所述电压转换模块的输出端与负载相连，所述电压转换模块用于恒定电压的转换。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压取电模块包括至少2组所述电压转换模块；每组电压转换模块的输入端正极通过对应的保险管并联后与所述电流方向调整电路的输入端相连，每组电压转换模块的输入端负极并联后与所述电流方向调整电路的另一输入端相连；每组电压转换模块的输出端正极通过对应的肖特基二极管并联后用于与负载的正端相连，每组电压转换模块的输出端负极并联后用于与负载的负端相连。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压取电模块包括至少2组所述电压转换模块；每组电压转换模块的输入端正极通过对应的保险管并联后与所述电流方向调整电路的输入端相连，每组电压转换模块的输入端负极并联后与所述电流方向调整电路的另一输入端相连；每组电压转换模块的输出端正极并联后用于与对应的负载的正端相连，每组电压转换模块的输出端负极并联后用于与对应的负载的负端相连。4.根据权利要求1或2或3所述的电路，其特征在于，所述电压转换模块包括隔离电源电路、缓启动电路和输出滤波电路；所述隔离电源电路的输入端与所述电流方向调整电路的输出端相连，所述隔离电源电路的输出端与所述输出滤波电路相连，所述隔离电源电路用于将恒流转换成隔离的恒压并输出到负载；所述缓启动电路与所述电流方向调整电路的输出端相连，所述缓启动电路与所述隔离电源电路的使能端相连，所述缓启动电路用于上电时控制隔离电源电路以实现缓启动；所述输出滤波电路与所述隔离电源电路相连，所述输出滤波电路用于所述隔离电源电路的信号滤波。5.根据权利要求1或2或3所述的电路，其特征在于，所述电压取电模块还包括低频交流信号电路，所述低频交流信号电路与所述电流方向调整电路的输入端相连，用于检测所述电压取电模块的输入端和/或输出端短路故障。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述低频交流信号电路包括第一电容；所述第一电容为无极性电容，用于隔离直流电通过交流电。
7.根据权利要求1或2或3所述的电路，其特征在于，所述电流方向调整电路为全桥整流电路，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一二极管的阴极作为所述电流方向调整电路的输出端与第二二极管的阳极相连，所述第二二极管的阴极与所述第四二极管的阳极、所述电流方向调整电路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡肖松，
申请(专利权)人：中科慧远视觉技术洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：