隔离式直流供电系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种隔离式直流供电系统及方法，该直流供电系统包括多个蓄电单元、检测及控制电路和直流输出端，其中检测及控制电路检测多个蓄电单元的输出电压并根据预定的阈值电压切换直流输出端与多个蓄电单元之间的连接。通过采用上述电路结构，可以将电源适配器和用电设备进行物理隔离，使电源适配器的浪涌电流无法传入用电设备，避免用电设备损坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直流供电系统及方法，特别涉及一种利用蓄电单元将用电设备与电源适配器隔离的直流供电系统及方法。
技术介绍
各种直流供电系统中的浪涌现象主要由两种原因产生外部原因和内部原因。其中，外部原因主要包括直接击中交流电网或供电系统部件的直接雷击和击中附近大地并由电磁感应在交流电网或供电系统部件上感应出较高电流和电压的间接雷击。而内部原因主要是由于设备启停、线路故障以及投切动作等原因产生的内部浪涌，例如在电源适配器的上电过程中会产生较大的浪涌电流。浪涌电流给用电设备带来不利影响。特别是会给计算机、通讯等微电子设备以及一些精密仪表带来致命的冲击。目前解决电路中浪涌现象的主要手段是采用交流过压保护器和直流浪涌抑制器，即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器；在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。交流过压保护器主要包括气体放电管(GDT)、齐纳二极管(Zener diode)、金属氧化物变阻二极管(MOV)以及瞬间电压抑止器(TVS管)等，这类元件的电阻会随电压的升高而迅速降低，以便对瞬时过电流进行分流。在电源适配器中为了减少浪涌电流，通常在在电路中串联一个适当的负温度系数热敏电阻，其电阻值随温度升高而变小，将浪涌电流限制在可接受的范围内。此外，还可以在电路中串联一个电阻和开关的并联组合，在上电时开关断开，电阻连接到电路中起到限流作用，待浪涌电流过后再将电阻短路。在上述结构中，用电设备与电源适配器直接连接，当浪涌电流较大或者防浪涌电路无法完全抑制浪涌电流时，部分浪涌电流仍然会进入用电设备，对其内的电子设备造成损坏。
技术实现思路
为了解决现有技术的用电设备与电源适配器直接连接，当浪涌电流较大或者防浪涌电路无法完全抑制浪涌电流时，部分浪涌电流仍然会进入用电设备对其内的元件造成损坏的技术问题，本专利技术提供了一种利用蓄电单元将用电设备与电源适配器隔离的直流供电系统和方法。本专利技术解决现有技术的用电设备与电源适配器直接连接，当浪涌电流较大或者防浪涌电路无法完全抑制浪涌电流时，部分浪涌电流仍然会进入用电设备对其内的元件造成损坏的技术问题所采用的技术方案是提供一种直流供电系统，该直流供电系统包括多个蓄电单元、检测及控制电路和直流输出端，其中检测及控制电路检测多个蓄电单元的输出电压并根据预定的阈值电压切换直流输出端与多个蓄电单元之间的连接。根据本专利技术的一优选实施例，多个蓄电单元中的第一蓄电单元与直流输出端相连接，检测及控制电路检测第一蓄电单元的输出电压，并且在第一蓄电单元的输出电压低于阈值电压时将直流输出端连接到第二蓄电单元上。根据本专利技术的一优选实施例，检测及控制电路包括用于检测多个蓄电单元的输出电压的检测芯片；用于切换直流输出端与多个蓄电单元之间连接的第一继电器；用于响应检测芯片的控制信号控制第一继电器的单片机。根据本专利技术的一优选实施例，直流供电系统系统还包括交流输入端和与交流输入端相连接的电源适配器，检测及控制电路还将输出电压低于阈值电压的蓄电单元连接到电源适配器。根据本专利技术的一优选实施例，直流供电系统还包括用于切换电源适配器与多个蓄电单元之间连接的第二继电器。根据本专利技术的一优选实施例，当多个蓄电单元的输出电压均低于阈值电压时，第一继电器和第二继电器将电源适配器连接到直流输出端。本专利技术解决现有技术的用电设备与电源适配器直接连接，当浪涌电流较大或者防浪涌电路无法完全抑制浪涌电流时，部分浪涌电流仍然会进入用电设备对其内的元件造成损坏的技术问题所采用的另一技术方案是提供一种隔离式供电方法，该供电方法包括a.将第一蓄电单元连接到直流输出端；b.检测第一蓄电单元的输出电压；c.当第一蓄电单元的输出电压低于预定的阈值电压时，将直流输出端切换为与第二蓄电单元连接。根据本专利技术的一优选实施例，步骤c还包括将第一蓄电单元与电源适配器进行连接。根据本专利技术的一优选实施例，该供电方法还包括步骤d检测第二蓄电单元的输出电压，并当第二蓄电单元的输出电压低于阈值电压时，将直流输出端切换为与第一蓄电单元连接。根据本专利技术的一优选实施例，该供电方法还包括步骤e当第一蓄电单元和第二蓄电单元的输出电压均低于阈值电压时，将直流输出端切换为与电源适配器连接。当采用上述电路结构时，可以通过蓄电单元将电源适配器和用电设备进行物理隔离，使电源适配器的浪涌电流无法传入用电设备，避免用电设备损坏。附图说明图1是本专利技术隔离式直流供电系统一实施例的示意框图；图2是本专利技术隔离式直流供电系统一实施例的电路图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示，图1是本专利技术直流供电系统一实施例的示意框图。在本专利技术的隔离式直流供电系统1中，电源适配器将经交流输入端输入的交流电通过降压以及整流后转换成预定电压的直流电，并通过开关S1、S2为电池A和电池B进行选择性供电。在电源适配器的输出端和开关S1、S2之间连接有放电管和TVS管等防雷器件，以防止由于雷击产生的浪涌电流损坏电池。其中，电池A和电池B中的一块电池为仪表或其它用电设备供电。检测及控制电路检测电池A和电池B的输出电压，当为用电设备供电的电池的电压小于预定的阈值电压V0时，检测及控制电路自动切换到由另一块电池进行供电，而同时控制开关S1或开关S2连接电源适配器对电压小于预定的阈值电压V0的电池进行充电。而当电池A和电池B的电压均低于阈值电压V0时，由电源适配器直接为用电设备供电。当采用上述电路结构时，由电源适配器为多个电池等蓄电单元进行充电，并由检测及控制电路根据预定的阈值电压和电池的输出电压选择性控制不同的电池为用电设备供电，因而将用电设备与电源适配器隔离，当浪涌电流较大或者防浪涌电路无法完全抑制浪涌电流时仅会影响到电池，而不会影响后面的供电设备。参照图2，图2是本专利技术隔离式直流供电系统一实施例的电路图。在本实施例中，电源适配器(未图示)经充电器端口J1提供12.6V的直流电。充电输入端口J1连接有自恢复保险丝、气体放电管(GDP)和瞬间电压抑止器(TVS管)。两个锂离子电池(未图示)分别经电池端口J2、J3进行充电或供电。继电器K1控制电池端口J2、J3与充电器端口J1之间的连接，继电器K2控制电池端口J2、J3与直流输出端口J4的连接。该直流供电系统的工作过程如下例如，起始状态时，继电器K2将电池端口J2与直流输出端口J4连接，由电池端口J2所连接的电池为直流输出端口J4所连接的用电设备供电，而继电器K1将电池端口J3与充电输入端口J1相连接，由电源适配器为电池端口J3所连接的电池充电。芯片12F675检测直流输出端口J4两端电压，即，电池端口J2所连接的电池的输出电压。当检测的输出电压低于阈值电压9V时，芯片12F675向单片机发出控制信号，并由单片机通过三极管Q2控制继电器K2吸合，连接电池端口J3与直流输出端口J4，由电池端口J3所连接的电池为直流输出端口J4所连接的用电设备供电。同时单片机通过三极管Q1控制继电器K1吸合，连接电池端口J2与充电输入端口J1相连接，由电源适配器为电池端口J2所连接的电池充电。如果电池端口J2、J3所连接的电池的输出电压均低于阈值电压9V，则单片单片机通过控制继电器K1、K2为一个电池供电，同时连接充电输入端口J1与直流输出端口J4，由电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流供电系统，其特征在于：所述直流供电系统包括多个蓄电单元、检测及控制电路和直流输出端，其中所述检测及控制电路检测所述多个蓄电单元的输出电压并根据预定的阈值电压切换所述直流输出端与所述多个蓄电单元之间的连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖聪，
申请(专利权)人：深圳市建恒工业自控系统有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]