用于高壓直流供電的電路與設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種用于高壓直流供電的電路和設(shè)備，該電路包括：第一支路，包括用于連接電源正極的第一輸入端，第一開關(guān)器件和第一輸出端；第二支路，包括用于連接電源負極的第二輸入端，第二開關(guān)器件和第二輸出端；第三支路，包括串聯(lián)的電阻和儲能電容，與該電阻并聯(lián)的第三開關(guān)器件；第三支路的第一端與第一輸出端連接，第二端與第二輸出端連接；目標負載支路與第三支路并聯(lián)；第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件均在第一輸入端到第二輸出端的方向上導(dǎo)通，在第一輸出端到第一輸入端的方向上斷開。本發(fā)明實施例的用于高壓直流供電的電路和設(shè)備，能夠有效提高采用高壓直流供電過程中電路的安全性和可靠性。
【專利說明】用于高壓直流供電的電路與設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實施例涉及電路領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種用于高壓直流供電的電路與設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓直流電流(High Voltage Direct Current, HVDC)供電系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)48V的直流供電系統(tǒng)，電壓較高，例如可以達到240V，甚至高達400V等。目前，HVDC系統(tǒng)主要由交流配電單元、整流模塊、蓄電池、直流配電單元、電池管理單元、絕緣監(jiān)測單元及監(jiān)控模塊組成。正常工作情況下，例如，整流模塊將交流配電單元輸出的380V交流轉(zhuǎn)換為240V高壓直流，240V高壓直流經(jīng)直流配電單元給用電設(shè)備供電，同時也給蓄電池充電。當交流輸入發(fā)生故障時，由蓄電池給用電設(shè)備供電。
[0003]為了提高用電設(shè)備的可靠性和安全性，當前技術(shù)中，用電設(shè)備通常設(shè)計了兩路直流輸入，并在用電設(shè)備內(nèi)進行合路。用電設(shè)備在采用高壓直流供電時，擺在第一位的是安全問題，要確保在各種單點故障下人身及設(shè)備的安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例提供了一種用于高壓直流供電的電路與設(shè)備，能夠在降低電路成本的前提下，有效提高高壓直流供電設(shè)備的可靠性與安全性。
[0005]第一方面，提供了一種用于高壓直流供電的電路與設(shè)備，該電路包括:
[0006]第一支路，包括用于連接高壓直流電源正極的第一輸入端，第一開關(guān)器件和第一輸出端，該第一開關(guān)器件的第一端連接該第一輸入端，該第一開關(guān)器件的第二端連接該第一輸出端；
[0007]第二支路，包括用于連接高壓直流電源負極的第二輸入端，第二開關(guān)器件和第二輸出端，該第二開關(guān)器件的第一端連接該第二輸入端，該第二開關(guān)器件的第二端連接該第二輸出端；
[0008]第三支路，包括串聯(lián)的電阻和儲能電容，與該電阻并聯(lián)的第三開關(guān)器件，該第三開關(guān)器件在該儲能電容充電時斷開，在該儲能電容充滿電時閉合；
[0009]該第三支路的第一端與該第一輸出端連接，該第三支路的第二端與該第二輸出端連接；
[0010]目標負載支路與該第三支路并聯(lián)，該目標負載支路包括目標負載；
[0011]該第一開關(guān)器件在該第一開關(guān)器件的第一端到該第一開關(guān)器件的第二端的方向上導(dǎo)通，在該第一開關(guān)器件的第二端到該第一開關(guān)器件的第一端的方向上斷開；
[0012]該第二開關(guān)器件在該第二開關(guān)器件的第二端到該第二開關(guān)器件的第一端的方向上導(dǎo)通，在該第二開關(guān)器件的第一端到該第二開關(guān)器件的第二端的方向上斷開。
[0013]結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，該第一開關(guān)器件與該第二開關(guān)器件均為金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管；
[0014]該電路還包括:
[0015]作用于該第一開關(guān)器件和該第二開關(guān)器件的第一控制信號輸入端，其中，該第一控制信號輸入端輸入的控制信號用于控制:
[0016]該第一開關(guān)器件在該第一開關(guān)器件的第一端到該第一開關(guān)器件的第二端的方向上導(dǎo)通，在該第一開關(guān)器件的第二端到該第一開關(guān)器件的第一端的方向上斷開；
[0017]該第二開關(guān)器件在該第二開關(guān)器件的第二端到該第二開關(guān)器件的第一端的方向上導(dǎo)通，在該第二開關(guān)器件的第一端到該第二開關(guān)器件的第二端的方向上斷開。
[0018]結(jié)合第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中，該第一控制信號輸入端輸入的控制信號具體用于:
[0019]在該第一開關(guān)器件和該第二開關(guān)器件均處于“斷開”狀態(tài)的情況下，當該第一輸入端連接高壓直流電源的正極，該第二輸入端連接高壓直流電源的負極時，控制該第一開關(guān)器件和該第二開關(guān)器件均處于“閉合”狀態(tài)；
[0020]在該第一開關(guān)器件和該第二開關(guān)器件均處于“閉合”狀態(tài)的情況下，當該第一輸入端與高壓直流電源的正極斷開，該第二輸入端與高壓直流電源的負極斷開時，控制該第一開關(guān)器件和該第二開關(guān)器件均處于“斷開”狀態(tài)；
[0021]在該第一開關(guān)器件和該第二開關(guān)器件均處于“閉合”狀態(tài)的情況下，當電流方向是從該第一開關(guān)器件的第二端到該第一開關(guān)器件的第一端時，控制該第一開關(guān)器件和該第二開關(guān)器件均處于“斷開”狀態(tài)。
[0022]結(jié)合第一方面，在第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中，該第一開關(guān)器件與該第二開關(guān)器件均為二極管。
[0023]結(jié)合第一方面和第一方面的第一種至第三種可能的實現(xiàn)方式中的任一種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中，該第三開關(guān)器件為繼電器或金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管。
[0024]第二方面提供一種用于高壓直流供電的設(shè)備，該設(shè)備包括:目標負載支路和如上述第一方面所述的用于高壓直流供電的電路。
[0025]基于上述技術(shù)方案，根據(jù)本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路與設(shè)備，通過利用第一開關(guān)器件與第二開關(guān)器件的開關(guān)特性，在降低電路成本的前提下，能夠有效保障高壓直流供電設(shè)備的安全性和可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1示出了本發(fā)明實施例的用于高壓直流供電的電路的應(yīng)用場景的示意圖。
[0028]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路的示意性框圖。
[0029]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路的另一示意性框圖。
[0030]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路的再一示意性框圖。
[0031]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的設(shè)備的示意性框圖。

【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033]當前技術(shù)中，采用HVDC供電的用電設(shè)備通常會設(shè)計兩路直流輸入，并采用二極管或金屬氧化物半導(dǎo)體(Metal Oxide Semiconductor,簡稱為“MOS”)晶體管器件在用電設(shè)備內(nèi)進行合路。具體地，如圖1所示，目標負載I分兩路(電源輸入端口 Al和A2所在的支路，與電源輸入端口 A3和A4所在的支路)分別由高壓直流電源Vccl與Vcc2供電，并采用二極管器件D10、D11、D20和D21進行合路。如果用于合路的二極管發(fā)生失效，對操作/維護人員會存在電擊危險，例如，如果二極管DlO發(fā)生短路失效，在高壓直流電源Vcc2給電源輸入端口 A3、A4供電的情況下，端口 A3存在的電擊危險會通過失效的DlO傳遞到端口 Al，這時，如果操作/維護人員正在維修端口 Al，則會受到電擊危險。
[0034]再例如，如圖1中所示，高壓直流電源Vccl的供電負載除了目標負載I夕卜，還有目標負載2，如果目標負載2發(fā)生短路故障，會導(dǎo)致較大的短路電流，引起供電母線電壓(即輸入端口 Al與A2之間的電壓)跌落，從而會導(dǎo)致目標負載I掉電。因此，針對這種電壓跌落(Voltage Sag、Dip)現(xiàn)象,負載側(cè)需要具備一定的儲能保護功能。
[0035]基于上述問題，本發(fā)明實施例提供了一種用于高壓直流供電的電路，能夠在較小電路成本的前提下，同時解決上述問題，從而能夠有效保障電路的安全性和可靠性。
[0036]圖2示出了本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路100，該電路100包括:
[0037]第一支路110，包括用于連接高壓直流電源(如圖1中所示的Vcc)正極的第一輸入端Al,第一開關(guān)器件Ql和第一輸出端BI,該第一開關(guān)器件Ql的第一端連接該第一輸入端Al，該第二開關(guān)器件Q2的第二端連接該第一輸出端BI ；
[0038]第二支路120，包括用于連接高壓直流電源(如圖1中所示的Vcc)負極的第二輸入端A2，第二開關(guān)器件Q2和第二輸出端B2，該第二開關(guān)器件Q2的第一端連接該第二輸入端A2，該第二開關(guān)器件Q2的第二端連接該第二輸出端B2 ；
[0039]第三支路130，包括串聯(lián)的電阻R和儲能電容C，與該電阻R并聯(lián)的第三開關(guān)器件Q3，該第三開關(guān)器件Q3在該儲能電容C充電時斷開，在該儲能電容C充滿電時閉合；
[0040]該第三支路130的第一端與該第一輸出端BI連接，該第三支路130的第二端與該第二輸出端B2連接；
[0041]目標負載支路與該第三支路130并聯(lián)，該目標負載支路包括目標負載；
[0042]該第一開關(guān)器件Ql在該第一開關(guān)器件Ql的第一端到該第一開關(guān)器件Ql的第二端的方向上導(dǎo)通，在該第一開關(guān)器件Ql的第二端到該第一開關(guān)器件Ql的第一端的方向上斷開；
[0043]該第二開關(guān)器件Q2在該第二開關(guān)器件Q2的第二端到該第二開關(guān)器件Q2的第一端的方向上導(dǎo)通，在該第二開關(guān)器件Q2的第一端到該第二開關(guān)器件Q2的第二端的方向上斷開。
[0044]為了便于理解和說明，圖2中的目標負載支路只畫出了目標負載，應(yīng)理解，圖2所示的例子作為示例而非限定。在實際中，可以根據(jù)具體應(yīng)用場景，確定該目標負載支路的電路結(jié)構(gòu)。具體地，例如在如圖2所示的目標負載利用一個高壓直流電源Vcc單獨供電的場景下，本發(fā)明實施例中涉及的目標負載支路可以只包括目標負載，相當于，第一輸出端BI可以直接連接該目標負載的輸入端，第二輸出端B2可以直接連接該目標負載的輸出端。再例如，在如圖1所示的目標負載(對應(yīng)于圖1中的目標負載I)利用兩個高壓直流電源(對應(yīng)于圖1中的Vccl和Vcc2)合路供電的場景下，本發(fā)明實施例中涉及的目標負載支路還需包括二極管或者MOS管等能夠?qū)崿F(xiàn)單向?qū)ǖ拈_關(guān)器件，具體地，如圖1中所示的，該目標負載支路包括串聯(lián)的二極管D10、目標負載和二極管D11。假設(shè)該目標負載支路的結(jié)構(gòu)為，該目標負載支路的第一端連接二極管DlO的正極，DlO的負極連接目標負載的輸入端，該目標負載的輸出端連接二極管Dll的正極，Dll的負極連接該目標負載支路的第二端。則該目標負載支路與第一支路110和第二支路120的連接方式為:第一輸出端BI連接該目標負載支路的第一端，第二輸出端B2連接該目標負載支路的第二端。
[0045]在本發(fā)明實施例中，通過第一開關(guān)器件Ql和第二開關(guān)器件Q2的上述特性，使得電源輸入端Al和A2在斷電的情況下，能夠避免來自負載側(cè)的電擊危險。假設(shè)本發(fā)明實施例中的目標負載為圖1中所示的目標負載1，則第一支路110的第一輸出端BI連接圖1中所示的二極管DlO的正極，第二支路120的第二輸出端B2連接圖1中所示的二極管Dll的負極。即使DlO發(fā)生失效，由于第一開關(guān)器件Ql在第一輸出端BI到第一輸入端Al的方向上不導(dǎo)通，因此與Vcc2正極連接的輸入端口 A3所存在的電擊危險也不會傳遞到第一輸入端Al，從而有效避免了維修或操作該輸入端Al的工作人員的人身安全。此外，如果由于其他用電設(shè)備發(fā)生短路故障，導(dǎo)致電源輸入端Al與A2之間的供電母線電壓跌落，這時，已經(jīng)充好電的儲能電容C可以繼續(xù)給目標負載供電，避免了正常供電的目標負載意外掉電。而且由于第一開關(guān)器件Ql的上述開關(guān)特性，也能夠防止儲能電容C向電源側(cè)反向放電。
[0046]因此，本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路100，在較小電路開銷的前提下，通過第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件以及第三開關(guān)器件的上述開關(guān)特性，能夠有效提高采用高壓直流供電過程中電路的安全性和可靠性。
[0047]應(yīng)理解，圖2只示意性地表示了第一開關(guān)器件Ql和第二開關(guān)器件Q2，以及第三開關(guān)器件Q3，并非限制本發(fā)明實施例的保護范圍，例如，Ql和Q2可以是二極管、金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管或三極管等能夠?qū)崿F(xiàn)單向?qū)ǖ陌雽?dǎo)體開關(guān)器件，Q3可以是繼電器、MOS管或三極管，本發(fā)明實施例對此不作限定。
[0048]可選地，作為一個實施例，在圖2所示的電路100中，該第一開關(guān)器件Ql與該第二開關(guān)器件Q2均為金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管；
[0049]該電路100還包括:
[0050]作用于該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2的第一控制信號輸入端El,其中，該第一控制信號輸入端El輸入的控制信號用于控制:
[0051]該第一開關(guān)器件Ql在該第一開關(guān)器件Ql的第一端到該第一開關(guān)器件Ql的第二端的方向上導(dǎo)通，在該第一開關(guān)器件Ql的第二端到該第一開關(guān)器件Ql的第一端的方向上斷開；
[0052]該第二開關(guān)器件Q2在該第二開關(guān)器件Q2的第二端到該第二開關(guān)器件Q2的第一端的方向上導(dǎo)通，在該第二開關(guān)器件Q2的第一端到該第二開關(guān)器件Q2的第二端的方向上斷開。
[0053]可選地，在本發(fā)明實施中，該第一控制信號輸入端El輸入的控制信號具體用于:
[0054]在該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“斷開”狀態(tài)的情況下，當該第一輸入端Al連接高壓直流電源的正極，該第二輸入端A2連接高壓直流電源的負極時，控制該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“閉合”狀態(tài)；
[0055]在該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“閉合”狀態(tài)的情況下，當該第一輸入端Al與高壓直流電源的正極斷開，該第二輸入端A2與高壓直流電源的負極斷開時，控制該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“斷開”狀態(tài)；
[0056]在該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“閉合”狀態(tài)的情況下，當電流方向是從該第一開關(guān)器件Ql的第二端到該第一開關(guān)器件Ql的第一端時，控制該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“斷開”狀態(tài)。
[0057]可選地，作為一個實施例，在圖2所示的電路100中，該第三開關(guān)器件為繼電器或金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管。
[0058]可選地，在本發(fā)明實施例中，該電路100還包括:
[0059]作用于第三開關(guān)器件Q3的第二控制信號輸入端，輸入到該第二控制信號輸入端的控制信號用于控制，該第三開關(guān)器件Q3在該儲能電容C充電時斷開，在該儲能電容C充滿電時閉合。
[0060]具體地，如圖3所示，該電路100包括:
[0061]第一支路110，包括用于連接高壓直流電源(如圖3所示的Vcc)正極的第一輸入端Al,第一開關(guān)器件Ql和第一輸出端BI,該第一開關(guān)器件Ql為MOS管,且第一輸入端Al連接Ql的漏極山第一輸出端BI連接Ql的源極s ；
[0062]第二支路120，包括用于連接高壓直流電源(如圖3所示的Vcc)負極的第二輸入端A2，第二開關(guān)器件Q2和第二輸出端B2，該第二開關(guān)器件Q2為MOS管，且第二輸出端B2連接Q2的漏極d，第二輸入端A2連接Q2的源極s ；
[0063]作用于第一開關(guān)器件Ql和第二開關(guān)器件Q2的第一控制信號輸入端El,輸入到該第一控制信號輸入端El的控制信號用于，控制該第一開關(guān)器件Ql在該第一開關(guān)器件Ql的第一端到該第一開關(guān)器件Ql的第二端的方向上導(dǎo)通，在該第一開關(guān)器件Ql的第二端到該第一開關(guān)器件Ql的第一端的方向上斷開；輸入到該第一控制信號輸入端El的控制信號還用于，控制該第二開關(guān)器件Q2在該第二開關(guān)器件Q2的第二端到該第二開關(guān)器件Q2的第一端的方向上導(dǎo)通，在該第二開關(guān)器件Q2的第一端到該第二開關(guān)器件Q2的第二端的方向上斷開；
[0064]第三支路130，包括串聯(lián)的電阻R和儲能電容C，與該電阻R并聯(lián)的第三開關(guān)器件Q3，該第三開關(guān)器件Q3為繼電器；
[0065]作用于第三開關(guān)器件Q3的第二控制信號輸入端E2,輸入到該第二信號控制輸入端E2的控制信號用于，控制該第三開關(guān)器件在該儲能電容充電時斷開，在該儲能電容充滿電時閉合；
[0066]該第三支路130的第一端與該第一輸出端BI連接，該第三支路130的第二端與該第二輸出端B2連接；
[0067]目標負載支路與該第三支路130并聯(lián)，該目標負載支路包括目標負載。
[0068]具體地，該第一控制信號輸入端El分別作用于Ql和Q2的柵極g，即當該第一控制信號輸入端El輸入的控制信號為高電平時，Ql和Q2均導(dǎo)通，當該第一控制信號輸入端El輸入的控制信號為低電平時，Ql和Q2均斷開。，當該第二控制信號輸入端E2輸入的控制信號為低電平時，Q3斷開，當該第二控制信號輸入端E2輸入的控制信號為高電平時，Q3導(dǎo)通，應(yīng)理解，在該第二控制信號輸入端E2沒有輸入任何控制信號時，該第三開關(guān)器件Q3也處于“斷開”狀態(tài)。
[0069]圖3所示的電路100的工作原理如下:
[0070]假設(shè)初始第一開關(guān)器件Ql和第二開關(guān)器件Q2均處于“斷開”狀態(tài)，當?shù)谝惠斎攵薃l與第二輸入端A2上電時，即第一輸入端Al連接高壓直流電源Vccl的正極、且第二輸入端A2連接Vccl的負極時,該第一控制信號輸入端El輸入高電平，控制Ql和Q2均處于“閉合”狀態(tài)，這時電路導(dǎo)通，Vccl給目標負載供電。
[0071]在Vccl供電，且Ql和Q2導(dǎo)通的情況下，儲能電容C開始通過電阻R充電，當儲能電容C充滿電后,第二控制信號輸入端E2輸入高電平,控制第三開關(guān)器件Q3閉合，電阻R被短路，電路正常工作。應(yīng)理解，在儲能電容C未充滿電時，該第二控制信號輸入端E2可以輸入低電平，或者還可以不輸入任何控制信號，以使該第三開關(guān)器件Q3處于“斷開”狀態(tài)。
[0072]在該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“閉合”狀態(tài)的情況下，當?shù)谝惠斎攵薃l與Vccl的正極斷開、第二輸入端A2與Vccl的負極斷開時,該第一控制信號輸入端El輸入低電平，控制第一開關(guān)器件Ql和第二開關(guān)器件Q3斷開，實現(xiàn)了第一輸入端Al和第二輸入端A2與后面負載側(cè)電路的隔離，能夠有效保障輸入端Al和A2的安全性，例如工作人員在將第一輸入端Al斷電、且維修該輸入端Al時，可以避免如圖1所示電路中電源輸入立而口 Al存在的電擊危險。
[0073]當采用Vcc供電的其他負載發(fā)生短路故障、導(dǎo)致第一輸入端Al與第二輸入端A2之間的供電母線電壓跌落時，已經(jīng)充滿電的儲能電容C向目標負載放電，避免了在發(fā)生電壓跌落時正常供電的目標負載發(fā)生意外掉電。
[0074]在儲能電容C向目標負載放電時，當檢測該儲能電容C向電源側(cè)放電，例如檢測到電流方向是從該第一開關(guān)器件Ql的第二端(源極s)到該第一開關(guān)器件Ql的第一端(漏極d)時,該第一控制信號輸入端El輸入低電平,控制第一開關(guān)器件Ql和第二開關(guān)器件Q3斷開，從而避免了儲能電容C向電源反向放電。
[0075]本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路，通過第一開關(guān)器件Ql與第二開關(guān)器件Q2，以及第三開關(guān)器件Q3的開關(guān)特性，實現(xiàn)了電路的上述狀態(tài)，能夠有效保證電源輸入端口的安全性，并能夠?qū)崿F(xiàn)電壓跌落保護，同時還能夠避免在電壓跌落保護過程中儲能電容對電源反向放電，從而能夠有效提高在采用高壓直流供電過程中的可靠性和安全性。
[0076]應(yīng)理解,上述作用于第一開關(guān)器件Ql和第二開關(guān)器件Q2的第一控制信號輸入端E1，作用于第三開關(guān)器件Q3的第二控制信號輸入端E2，僅表示該控制信號輸入端具有控制上述3個開關(guān)器件的功能，并非表示該控制信號輸入端與該3個開關(guān)器件一定存在直接的連接關(guān)系，實際中，例如，制信號輸入端El可以直接與開關(guān)器件Ql和Q2相連，從而直接控制開關(guān)器件Ql和Q2 ;或者，該第一控制信號輸入端El也可以與Ql直接相連，通過控制Ql間接控制Q2，本發(fā)明實施例對此不作限定。
[0077]可選地，作為一個實施例，圖3所示的電路100還包括:
[0078]開關(guān)控制電路模塊140，該模塊包括:
[0079]信號采集單元141，用于采集信號，該信號采集單元分別連接第一輸入端Al、第二輸入端A2，第一開關(guān)器件Ql的漏極d和源極S，第二開關(guān)器件Q2的漏極d和源極S，儲能電容C的兩端；
[0080]開關(guān)控制單元142，與第一控制信號輸入端El和第二控制信號輸入端E2連接；
[0081]其中，當信號采集單元141通過采集的信號確定:在該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“斷開”狀態(tài)的情況下，該第一輸入端Al連接高壓直流電源Vccl的正極，該第二輸入端A2連接Vccl的負極時,開關(guān)控制單兀142在第一控制信號輸入端El輸入高電平，以控制該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“閉合”狀態(tài)；
[0082]當信號采集單元141通過采集的信號確定:在該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“閉合”狀態(tài)的情況下，當該第一輸入端Al與高壓直流電源的正極斷開，該第二輸入端A2與高壓直流電源的負極斷開時，開關(guān)控制單元142在第一控制信號輸入端El輸入低電平，控制該第一開關(guān)器件和該第二開關(guān)器件均處于“斷開”狀態(tài)；
[0083]當信號采集單元141通過采集的信號確定:在該第一開關(guān)器件Ql和該第二開關(guān)器件Q2均處于“閉合”狀態(tài)，該第一輸入端Al連接高壓直流電源Vccl的正極，該第二輸入端A2連接Vccl的負極的情況下，當檢測到電流方向為從該第一開關(guān)器件Ql的源極s到Q2的漏極d時，開關(guān)控制單兀142在第一控制信號輸入端El輸入低電平，以控制該第一開關(guān)器件和該第二開關(guān)器件均處于“斷開”狀態(tài)；
[0084]當信號采集單元141通過采集的信號確定:儲能電容C兩端的電壓達到其閾值電壓時(即充滿電)，開關(guān)控制單元142在第二控制信號輸入端E2輸入高電平，以控制第三開關(guān)器件Q3閉合。
[0085]該開關(guān)控制模塊140可以由高壓直流電源Vccl供電，也可以由儲能電容C供電，本發(fā)明實施例對此不作限定。
[0086]可選地，在本發(fā)明實施例中，該第一開關(guān)器件Ql和第二開關(guān)器件Q2還可以為三極管，例如PNP三極管或者NPN三極管等，應(yīng)理解，當Ql和Q2為三極管時，應(yīng)根據(jù)三極管的開關(guān)特性適應(yīng)性地確定控制Ql和Q2關(guān)斷與閉合的控制信號。
[0087]可選地，作為一個實施例，在圖2所示的電路100中，該第一開關(guān)器件Ql與該第二開關(guān)器件Q2均為二極管。
[0088]具體地，當該第一開關(guān)器件Ql與該第二開關(guān)器件Q2均為二極管時，該電路100的工作原理類似于上文所述方案，為了簡潔，這里不再贅述。
[0089]應(yīng)理解，本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路，可以應(yīng)用于所有高壓直流供電的場景，具體地，可以作為高壓直流電源與用電設(shè)備之間的連接電路。
[0090]圖4示出了將本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路應(yīng)用于如圖1所示場景下的示意圖。如圖4所示，目標負載分兩路(第一輸入端Al和A2所在的支路，與第三輸入端口 A3和A4所在的支路)利用高壓直流電源Vccl與Vcc2供電，由第一電源Vccl供電的電路部分包括:
[0091]第一支路110，包括用于連接高壓直流電源(如圖4所示的Vccl)正極的第一輸入端Al,第一開關(guān)器件Ql和第一輸出端BI,該第一開關(guān)器件Ql為MOS管,且第一輸入端Al連接Ql的漏極山第一輸出端BI連接Ql的源極s ；
[0092]第二支路120，包括用于連接高壓直流電源(如圖4所示的Vccl)負極的第二輸入端A2，第二開關(guān)器件Q2和第二輸出端B2，該第二開關(guān)器件Q2為MOS管，且第二輸出端B2連接Q2的漏極d，第二輸入端A2連接Q2的源極s ；
[0093]作用于第一開關(guān)器件Ql和第二開關(guān)器件Q2的第一控制信號輸入端El,輸入到該第一控制信號輸入端El的控制信號用于，控制該第一開關(guān)器件Ql在該第一開關(guān)器件Ql的第一端到該第一開關(guān)器件Ql的第二端的方向上導(dǎo)通，在該第一開關(guān)器件Ql的第二端到該第一開關(guān)器件Ql的第一端的方向上斷開；輸入到該第一控制信號輸入端El的控制信號還用于，控制該第二開關(guān)器件Q2在該第二開關(guān)器件Q2的第二端到該第二開關(guān)器件Q2的第一端的方向上導(dǎo)通，在該第二開關(guān)器件Q2的第一端到該第二開關(guān)器件Q2的第二端的方向上斷開；
[0094]第三支路130，包括串聯(lián)的電阻Rl和儲能電容Cl，與該電阻Rl并聯(lián)的第三開關(guān)器件Q3，該第三開關(guān)器件Q3為繼電器；
[0095]作用于第三開關(guān)器件Q3的第二控制信號輸入端E2,輸入到該第二信號控制輸入端E2的控制信號用于，控制該第三開關(guān)器件在該儲能電容充電時斷開，在該儲能電容充滿電時閉合；
[0096]該第三支路130的第一端與該第一輸出端BI連接，該第三支路130的第二端與該第二輸出端B2連接；
[0097]第一目標負載支路與該第三支路130并聯(lián)，該第一目標負載支路包括串聯(lián)的二極管D10，目標負載和二極管D11。
[0098]由第二電源Vcc2供電的電路部分包括:
[0099]第四支路140，包括用于連接高壓直流電源(如圖4所示的Vcc2)正極的第三輸入端A3，第四開關(guān)器件Q4和第三輸出端B3，該第四開關(guān)器件Q4為MOS管，且第三輸入端A3連接Q4的漏極d，第三輸出端B3連接Q4的源極s ；
[0100]第五支路150，包括用于連接高壓直流電源(如圖4所示的Vcc2)負極的第四輸入端A4，第五開關(guān)器件Q5和第四輸出端B4，該第五開關(guān)器件Q5為MOS管，且第四輸出端B4連接Q5的漏極d，第四輸入端A4連接Q5的源極s ；
[0101]作用于第四開關(guān)器件Q4和第五開關(guān)器件Q5的第三控制信號輸入端E3，輸入到該第三控制信號輸入端E3的控制信號用于，控制該第四開關(guān)器件Q4在該第四開關(guān)器件Q4的第一端到該第四開關(guān)器件Q4的第二端的方向上導(dǎo)通，在該第四開關(guān)器件Q4的第二端到該第四開關(guān)器件Q4的第一端的方向上斷開；輸入到該第三控制信號輸入端E3的控制信號還用于，控制該第五開關(guān)器件Q5在該第五開關(guān)器件Q5的第二端到該第五開關(guān)器件Q5的第一端的方向上導(dǎo)通，在該第五開關(guān)器件Q5的第一端到該第五開關(guān)器件Q5的第二端的方向上斷開；
[0102]第六支路160，包括串聯(lián)的電阻R2和儲能電容C2，與該電阻R2并聯(lián)的第六開關(guān)器件Q6，該第六開關(guān)器件Q6為繼電器；
[0103]作用于第六開關(guān)器件Q6的第四控制信號輸入端E4,輸入到該第二信號控制輸入端E2的控制信號用于，控制該第三開關(guān)器件在該儲能電容充電時斷開，在該儲能電容充滿電時閉合；
[0104]該第六支路160的第一端與該第三輸出端B3連接，該第六支路160的第二端與該第四輸出端B4連接；
[0105]第二目標負載支路與該第六支路160并聯(lián)，該第二目標負載支路包括串聯(lián)的二極管D20，目標負載和二極管D21。
[0106]結(jié)合圖4可知，目標負載通過第一目標負載支路與第三支路130并聯(lián)，通過第二目標負載支路與第六支路160并聯(lián)。應(yīng)理解，第一電源Vccl的供電電路與第二電源Vcc2的供電電路，通過二極管D10、D11、D20和D21在負載側(cè)合路，其中，DlO在第一輸出端BI到目標負載的輸入端的方向上單向?qū)?，Dll在目標負載的輸出端到第二輸出端B2的方向上單向?qū)?D20在第三輸出端B3到目標負載的輸入端的方向上單向?qū)?D21在目標負載的輸出端到第四輸出端B4的方向上單向?qū)ā?br> [0107]可選地，在本發(fā)明實施例中，目標負載支路中的二極管D10、D11、D20和D21還可以為MOS管或者三極管，可以通過輸入控制信號，實現(xiàn)其單向?qū)ㄌ匦裕景l(fā)明實施例對此不作限定。
[0108]圖4所示的電路的工作原理為:
[0109]假設(shè)初始Ql，Q2，Q4和Q5均處于“斷開”狀態(tài)，當Vccl連接Al與A2，Vcc2連接A3和A4時，第一控制信號輸入端El輸入高電平控制信號，控制Ql和Q2處于“閉合”狀態(tài)，第三控制信號輸入端E3輸入高電平控制信號，控制Q4和Q5處于“閉合”狀態(tài),這時，目標負載分別通過Vccl和Vcc2供電。
[0110]當VccI連接Al與A2之后，儲能電容Cl通過電阻Rl充電，當Cl充滿電后，第二控制信號輸入端E2輸入高電平，控制第三開關(guān)器件Q3導(dǎo)通，電路正常工作。類似的，當Vcc2連接A3與A4之后，儲能電容C2通過電阻R2充電，當C2充滿電后，第四控制信號輸入端E4輸入高電平，控制第六開關(guān)器件Q6導(dǎo)通，電路正常工作。
[0111]在Vcc2連接A3與A4的情況下，Vccl與Al和A2斷開連接，例如工作人員要維修輸入端Al,這時,第一控制信號輸入端El輸入低電平,控制Ql和Q2由“閉合”狀態(tài)變換為“斷開”狀態(tài)，應(yīng)理解，Ql和Q2處于“斷開”狀態(tài)，隔離了第一輸入端Al與第二輸入端A2與后面負載側(cè)的電路，能夠有效保障正在維修輸入端Al的工作人員的人身安全。例如，工作人員斷開Al與VCClj^ Al進行維修，與此同時，輸入端A3與A4通過Vcc2上電，這時，即使半導(dǎo)體器件DlO單向?qū)ǖ墓δ苁?，由于第一開關(guān)器件Ql在第一輸出端BI到第一輸出端Al的電流方向上不導(dǎo)通，因此避免了 A3存在的電擊危險傳遞到第一輸入端Al，保障了操作/維修人員的人身安全。
[0112]在目標負載單獨由第一電源Vccl供電的情況下，當由于其他供電負載支路發(fā)生短路故障時，導(dǎo)致Al與A2之間的供電母線電壓跌落，這時，充滿電的儲能電容Cl給目標負載供電，實現(xiàn)了電壓跌落保護。同時由于第一開關(guān)器件Ql在第一輸出端BI到第一輸出端Al的電流方向上不導(dǎo)通，因此有效避免了儲能電容Cl對Vccl的反向放電。
[0113]應(yīng)理解，上述過程同樣可以發(fā)生在由Vcc2供電的支路(第四支路140，第五支路150，第六支路160和第二目標負載支路)上，本發(fā)明實施例對此不作限定。
[0114]應(yīng)理解，上述第一電源VccI和第二電源Vcc2可以是同一個高壓直流電源，也可以兩個獨立的高壓直流電源。
[0115]在本發(fā)明實施例中，通過利用第一開關(guān)器件Q1，第二開關(guān)器件Q2，第三開關(guān)器件Q3的上述開關(guān)特性，能夠有效避免操作/維護人員在維修電源輸入端Al時可能存在的電擊危險，同時能夠?qū)崿F(xiàn)電壓跌落保護，并在電壓跌落保護過程中能夠避免儲能電容反向放電的問題，從而在較小電路成本的前提下，能夠有效提高高壓直流供電電路的安全性和可靠性。
[0116]還應(yīng)理解，上述作用于第一開關(guān)器件Ql和第二開關(guān)器件Q2的第一控制信號輸入端El，作用于第三開關(guān)器件Q3的第二控制信號輸入端E2，作用于第四開關(guān)器件Q4與第五開關(guān)器件Q5的第三控制信號輸入端E3，作用于第六開關(guān)器件Q6的第四控制信號輸入端E4，僅表示該控制信號輸入端具有控制上述6個開關(guān)器件的功能，并非表示該控制信號輸入端與該6個開關(guān)器件一定存在直接的連接關(guān)系，實際中，例如，制信號輸入端El可以直接與開關(guān)器件Ql和Q2相連，從而直接控制開關(guān)器件Ql和Q2 ;或者，該第一控制信號輸入端El也可以與Ql直接相連，通過控制Ql間接控制Q2。明實施例對此不作限定。
[0117]可選地，本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路，可以作為一個獨立的電路模塊，也可以集成到用電設(shè)備內(nèi)部，本發(fā)明實施例對此不作限定。
[0118]可選地，本發(fā)明實施例還提供一種用于高壓直流供電的設(shè)備200，該設(shè)備200包括目標負載支路和本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路。
[0119]具體地，如圖5所示，該設(shè)備200包括圖2所示的用于高壓直流供電的電路100和目標負載支路。
[0120]可選地，當該設(shè)備200內(nèi)的負載分兩路進行高壓直流供電時，該設(shè)備200可以包括兩套圖2所示的電路100，具體地，該設(shè)備200包括如圖4所示的支路110，120，130，140，150,160以及第一目標負載支路和第二目標負載支路。
[0121]因此，本發(fā)明實施例提供的用于高壓直流供電的電路與設(shè)備，在較小電路開銷的基礎(chǔ)上，能夠有效提高采用高壓直流供電過程中電路的安全性和可靠性。
[0122]應(yīng)理解，在本發(fā)明的各種實施例中，上述各過程的序號的大小并不意味著執(zhí)行順序的先后，各過程的執(zhí)行順序應(yīng)以其功能和內(nèi)在邏輯確定，而不應(yīng)對本發(fā)明實施例的實施過程構(gòu)成任何限定。
[0123]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結(jié)合來實現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。
[0124]在本申請所提供的幾個實施例中，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
[0125]另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。
[0126]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高壓直流供電的電路，其特征在于，包括: 第一支路，包括用于連接高壓直流電源正極的第一輸入端，第一開關(guān)器件和第一輸出端，所述第一開關(guān)器件的第一端連接所述第一輸入端，所述第一開關(guān)器件的第二端連接所述第一輸出端； 第二支路，包括用于連接高壓直流電源負極的第二輸入端，第二開關(guān)器件和第二輸出端，所述第二開關(guān)器件的第一端連接所述第二輸入端，所述第二開關(guān)器件的第二端連接所述第二輸出端； 第三支路，包括串聯(lián)的電阻和儲能電容，與所述電阻并聯(lián)的第三開關(guān)器件，所述第三開關(guān)器件在所述儲能電容充電時斷開，在所述儲能電容充滿電時閉合； 所述第三支路的第一端與所述第一輸出端連接，所述第三支路的第二端與所述第二輸出端連接； 目標負載支路與所述第三支路并聯(lián)，所述目標負載支路包括目標負載； 所述第一開關(guān)器件在所述第一開關(guān)器件的第一端到所述第一開關(guān)器件的第二端的方向上導(dǎo)通，在所述第一開關(guān)器件的第二端到所述第一開關(guān)器件的第一端的方向上斷開；所述第二開關(guān)器件在所述第二開關(guān)器件的第二端到所述第二開關(guān)器件的第一端的方向上導(dǎo)通，在所述第二開關(guān)器件的第一端到所述第二開關(guān)器件的第二端的方向上斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一開關(guān)器件與所述第二開關(guān)器件均為金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管； 所述電路還包括: 作用于所述第一開關(guān)器件和所述第二開關(guān)器件的第一控制信號輸入端，其中，所述第一控制信號輸入端輸入的控制信號用于控制: 所述第一開關(guān)器件在所述第一開關(guān)器件的第一端到所述第一開關(guān)器件的第二端的方向上導(dǎo)通，在所述第一開關(guān)器件的第二端到所述第一開關(guān)器件的第一端的方向上斷開；所述第二開關(guān)器件在所述第二開關(guān)器件的第二端到所述第二開關(guān)器件的第一端的方向上導(dǎo)通，在所述第二開關(guān)器件的第一端到所述第二開關(guān)器件的第二端的方向上斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述第一控制信號輸入端輸入的控制信號具體用于: 在所述第一開關(guān)器件和所述第二開關(guān)器件均處于“斷開”狀態(tài)的情況下，當所述第一輸入端連接高壓直流電源的正極，所述第二輸入端連接高壓直流電源的負極時，控制所述第一開關(guān)器件和所述第二開關(guān)器件均處于“閉合”狀態(tài)； 在所述第一開關(guān)器件和所述第二開關(guān)器件均處于“閉合”狀態(tài)的情況下，當所述第一輸入端與高壓直流電源的正極斷開，所述第二輸入端與高壓直流電源的負極斷開時，控制所述第一開關(guān)器件和所述第二開關(guān)器件均處于“斷開”狀態(tài)； 在所述第一開關(guān)器件和所述第二開關(guān)器件均處于“閉合”狀態(tài)的情況下，當電流方向是從所述第一開關(guān)器件的第二端到所述第一開關(guān)器件的第一端時，控制所述第一開關(guān)器件和所述第二開關(guān)器件均處于“斷開”狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一開關(guān)器件與所述第二開關(guān)器件均為二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電路，其特征在于，所述第三開關(guān)器件為繼電器或金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管。
6.一種用于高壓直流供電的設(shè)備，其特征在于，包括: 目標負載支路和根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的電路。
【文檔編號】H02J7/34GK104410144SQ201410680785
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】張振興 申請人:華為技術(shù)有限公司