一种带均压电路和自动储能功能的储能电路板的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于感应加热电源的24v控制回路中的带均压电路和自动储能功能的储能电路板，用于电网闪断时，保证感应加热电源控制回路短时不断电。


背景技术：

2.电网由于雷电、负载设备瞬间短路，可导致电网电压短时间降到0后又恢复到正常电压值。对于感应加热电源来说，一般都具备主回路电网掉电欠压保护功能。在电网闪断后，控制板电源断电，感应加热电源就停止运行。电网恢复后，控制板处理器需要初始化，无法记录断电之前的运行状态，因此感应加热电源无法恢复启动并恢复到断电前的输出状态。对于一些高要求的应用场合，不允许加热过程中长时间停机，要求感应加热电源在电网闪断后迅速恢复到闪断前的运行状态。因此需要保证控制电源不断电，一般的感应加热电源在控制电源供电回路安装ups。ups的投入成本和维护成本较高，故障率高。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：在电网闪断恢复后，感应加热电源无法恢复启动并恢复到断电前的输出状态。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种带均压电路和自动储能功能的储能电路板，其特征在于，包括储能单元、自动储能控制电路、输出控制电路、低压截止控制电路以及短路保护电路，其中：
5.自动储能控制电路的电源输入/输出端与外部电源以及输出控制电路相连，自动储能控制电路的储能端连接储能单元；外部电源为外部的负载供电的同时经由自动储能控制电路为储能单元充电；
6.储能单元包括n个储能组件及n个均压控制电路，n≥2，n个储能组件串联，每个储能组件与一个均压控制电路并联；储能组件串联后与自动储能控制电路的储能端相连；
7.输出控制电路的电源输出端依次经由低压截止控制电路以及短路保护电路与外部的负载相连。
8.优选地，所述自动储能控制电路包括并联的m个缓冲限流储能电阻，m≥1，m个缓冲限流储能电阻与反向截止二极管并联，反向截止二极管的阳极与所述储能端相连、阴极与所述电源输入/输出端相连。
9.优选地，所述均压控制电路包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、稳压三极管u1以及pnp型三极管q1，电阻r5的一端、稳压三极管u1的阳极、pnp型三极管q1的集电极与所述储能组件的负极端相连，电阻r4的一端、电阻r6的一端以及pnp型三极管q1的射极与所述储能组件的正极端相连，电阻r5的另一端分别连接稳压三极管u1的控制端以及电阻r4的另一端，稳压三极管u1的阴极端连接pnp型三极管q1的基极，电阻r6的另一端连接pnp型三极管q1的基极。
10.优选地，所述输出控制电路包括电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、稳压
三极管u2、稳压二极管dw1、npn型三极管q2、pnp型三极管q3，电阻r7的一端、电阻r9的一端、稳压二极管dw1的阴极以及npn型三极管q2的集电极与所述电源输入/输出端的正极端相连，电阻r8的一端、稳压三极管u2的阳极、pnp型三极管q3的集电极与所述电源输入/输出端的负极端相连，电阻r7的另一端连接稳压三极管u2的控制端以及电阻r8的另一端，电阻r9的另一端连接电阻r10的一端、稳压二极管dw1的阳极、npn型三极管q2的基极、pnp型三极管q3的基极，电阻r10的另一端连接稳压三极管u2的阴极，npn型三极管q2的射极连接pnp型三极管q3的射极，在npn型三极管q2的射极与集电极之间跨接电阻r11，npn型三极管q2的射极及集电极连接所述低压截止控制电路。
11.本实用新型为一种应用于感应加热电源上的在运行过程中遇到电网闪断时给24v控制回路短时供电的储能电路板，配置此功能的感应加热电源可以应用于一些高要求的场合，例如：晶体生长、光纤拉丝等。
12.与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：
13.1、具备多级储能组件均压控制电路
14.本实用新型采用多级储能组件串联，提高输出电压值，由于每一组储能组件差异，需要通过均压控制电路对每组的储能组件的电压进行控制，保证每组电压一致。
15.2、具备输出控制电路
16.本实用新型具备输出控制电路，当负载(例如：感应加热电源)的24v回路电压正常时，储能电路板不输出，只有当24v回路电压降低时，储能电路板输出。
17.3、具备输出低电压截止控制电路
18.本实用新型具备输出低电压截止控制电路，当储能电路板输出电源低于一定值时，自动截止输出。
19.4、具备储能电路板具备自动储能控制电路
20.本实用新型具备自动储能控制电路，在24v控制电源有电时，储能电路板通过自动储能控制电路自动快速储能。
附图说明
21.图1为本实用新型的控制回路图；
22.图2为自动储能控制电路；
23.图3为均压控制电路；
24.图4为输出控制电路和低压截止输出电路。
具体实施方式
25.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
26.如图1所示，本实用新型提供的一种带均压电路和自动储能功能的储能电路板，包括储能单元、自动储能控制电路、输出控制电路、低压截止控制电路以及短路保护电路。
27.自动储能控制电路，如图2所示，用于给储能组件充电储能的作用，其进一步包括
反向截止二极管d1，缓冲限流储能电阻r1、r2、r3。当输入的24v电源有电时，24v电源通过缓冲限流储能电阻r1、r2、r3给储能组件进行充电储能；当24v电源失电后，通过反向截止二极管d1反向释能，给24v电源回路上的负载供电。
28.本实施例中，自动储能控制电路的电源输入/输出端与24v开关电源以及输出控制电路的电源输入端相连，自动储能控制电路的储能端连接储能单元。
29.储能单元包括n个储能组件及n个均压控制电路，n≥2，n个储能组件串联，每个储能组件与一个均压控制电路并联。n个储能组件串联后与自动储能控制电路的储能端相连。本实施例中，储能组件包括大容量储能电容，为大容量超级电容，在大容量储能电容的两端并联反向二极管。若大容量储能电容充电电压接反后，反向二极管导通，将充电电压接反的大容量储能电容短路，防止大容量储能电容反向通电烧坏。
30.均压控制电路，如图3所示，用于实现多个储能电容之间的均压，保证每个储能电容的电压一致性。以并联在大容量储能电容c1及反向二极管d2两端的均压控制电路为例，包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、稳压三极管u1以及pnp型三极管q1。本实施例中，稳压三极管u1采用cj431芯片，pnp型三极管q1的型号为2sa1213，
31.输出控制电路的电源输出端依次经由低压截止控制电路以及短路保护电路与外部的负载(本实施例中，负载为感应加热电源)相连。
32.输出控制电路用于防止储能组件过渡放电，当储能组件电压低于电路设定值时，可输出信号给低压截止电路。如图4所示，输出控制电路包括电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、稳压三极管u2、稳压二极管dw1、npn型三极管q2、pnp型三极管q3、电阻r11。电阻r7和电阻r8用于分压，电阻r8的电压低于2.5v时，稳压三极管u2阻抗急剧增加。npn型三极管q2和pnp型三极管q3组成的推挽放大电路输出电流减小。其中，稳压三极管u2采用tl431芯片；npn型三极管q2的型号为846；pnp型三极管q3的型号为857。
33.低压截止控制电路用于控制储能单元的最低输出电压，当输出电压低于一定值时，低压截止控制电路会截止储能单元的输出。如图4所示，低压截止控制电路包括低压截止输出电路芯片q4，采用mosfet场效应管，型号为fcpf20n60。当输出控制电流输出电流减小时，低压截止输出电路芯片q4截止，停止输出。当储能单元输出电流过大时，低压截止控制电路截止输出。
34.短路保护电路采用ptc正温度系数热敏电阻，当电流过大时，热敏电阻温度急剧升高，阻值随之增大，起到抑制输出电流作用。
35.电网给感应加热电源的24v开关电源供电，24v开关电源给感应加热电源供电，并给本实用新型提供的储能电路板充电。电网断电后，24v开关电源失电，储能电路板给负载供电。本实用新型提供的储能电路板内部通过自动储能控制电路控制对储能组件1～储能组件n充电储能，每个储能组件两端配置均匀控制电路，为均匀控制电路1～均压控制电路n。输出控制电路用于储能电路板的输出控制，只有在24v开关电源电压下降时，本实用新型提供的储能电路板输出。储能电路板输出后，经过低压截止控制电路及短路保护电路之后连接到负载，用于对负载供电。