[实用新型]一种具备异常保护机制的直流供电系统

权利要求书

1.一种具备异常保护机制的直流供电系统，其特征在于，所述系统包括：功率校正充电模块、超级电容模块、升压模块和管控模块；

所述功率校正充电模块，其输入端通过AC/DC转换器与交流供电电路连接，为所述超级电容模块供电；

所述超级电容模块的输入端与所述功率校正充电模块连接，输出端与所述升压模块连接，结合所述升压模块为具备供电需求的直流侧一次设备和二次设备供电；

所述功率校正充电模块、超级电容模块和升压模块均与管控模块通信连接，由所述管控模块根据采集的状态信息控制各模块的运行。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功率校正充电模块包括整流单元、充电电路、功率因数校正电路和谐振隔离单元；

所述整流单元的输入端与所述AC/DC转换器连接，输出端与充电电路连接；

所述充电电路采用boost升压电路拓扑，其包括充电电感(L)、充电开关管(Q)和充电二极管(D)、充电电容(C)和辅助负载；

所述充电电感的输入端与所述整流单元的输出端连接，所述充电开关管与充电电感并联，所述充电二极管与充电电感串联，所述充电电容进一步与充电二极管连接；所述辅助负载并行连接在所述充电电容的两端；

所述功率因数校正电路的输入端通过DC/DC转换器与整流单元连接，其采用基于DC/DC转换器电流信号控制的连续平均电流控制模式；

所述谐振隔离单元包括电连接的谐振电路和输出电路，所述谐振电路中的开关采用零压软开关电路。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述功率因数校正电路包括：电流电压取样电路、电流环路、电压环路、乘法器和校正电路；

所述电流电压取样电路，其采用设置的电流采样元件(S)采集充电电感(L)的电流取样值，并设置第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2)对整流后的电压进行分压取样，还设置第三分压电阻(R4)和第四分压电阻(R5)对充电电路输出的电压进行分压取样；

所述校正电路包括第一比较器(K1)、第二比较器(K2)和第三比较器(K3)；所述第一比较器的反向输入端接收所述电流取样值，正向输入端与乘法器的输出端连接；乘法器的输入数据包括电压取样值和输出电压误差信号(Ue)；

所述第二比较器的正向输入端与第一比较器的输出端连接，反向输入端连接锯齿波信号，输出端与开关电路的开关管的基极连接；

所述第三比较器的正向输入端连接标准电压信号，反向输入端接入输出电压采样信号；

所述电流环路连接在所述第一比较器的负向输入端和输出端之间，使输入功率因数校正电路的电流波形更接近正弦波；

所述电压环路包括一电容(C4)，连接在第三比较器的负向输入端和输出端之间，是输出电压保持恒定。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述整流单元采用全波整流器，输出正弦半波直流电压。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电流环路包括第一电阻(R7)、第一电容(C2)和第二电容(C3)，所述第一电阻和第一电容串行连接，所述第二电容并行连接在第一电阻和第一电容的两端。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述谐振隔离单元作为次级隔离变换元件，其通过变压器隔离接收来自功率因数校正电路的初级能量，所述谐振隔离单元的谐振电路包括与第一开关管(Q1)和第二开关管(Q2)连接的谐振电容(Cs)，以及与谐振电容依次串联的第一谐振电感(Ls)和第二谐振电感(Lp)，所述第二谐振电感的输出端连接第二开关管。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述谐振隔离单元的输出电路包括变压器、第一滤波二极管(D1)、第二滤波二极管(D2)、输出电容(Cout)和输出辅助负载Rout，所述输出电路通过变压器(Tr)与所述谐振电路电连接，所述第一滤波二极管和第二滤波二极管分别与变压器副边连接构成全波整流电路，经过连接的输出电容为输出负载提供直流电；其中所述第一滤波二极管和第二滤波二极管采用快恢复二极管。