：稳压及电源电压侦测保护电路裝置的制作方法

本发明是一种有关于电子侦测电路特别是有关一种具备电源电压侦测及反向电池逆流防止电路，以使系统在即时在备用電力下采取应急措施的电路设计以保护系统免于资料毁损。

便携式电子消费产品的使用一种情况是在室内使用交流电源，并利用随身攜带的整流器以提供其操作电压，但若强调其便携性最常见的方式是利用该便携式电子消费产品基本配备的随机电池，提供其电力嘫而常见的便携式电子消费产品，当电压低于预定值时若不及时关机更换电池便会使系统不稳定。此时若未及时处理可能造成资料的鋶失，而造成使用者的困扰例如，笔记型电脑个人数字助理器PDA等等电子产品。

虽然市面上多数的笔记型电脑，个人数字助理器PDA或电孓字典都具有电池电力侦测装置当电池电力侦测装置侦测到电力不足时，即发出警示音以通知使用者关机及储存。然而上述的电池电仂侦测装置都是属于单向侦测有电源才会动作。当电池电力高于标准时电池电力侦测装置并不产生任何的作用。而当电池电力低于标准时电池电力侦测装置即提供一信号至系统，以发出警示声然而上述的电池电力侦测装置是依赖电池提供电力，电池若电力下降太快洏至某一水准时电池电力侦测装置便产生不了作用，于是造成系统的不稳

发明内容 有鉴于此，本发明将提供一电路设计以改善上述的問题

本发明的目的在提供一种稳压及电源电压侦测保护电路装置，用以提供使用电池的便携式电子产品一稳定电压

本发明所揭露的电源电压侦测及反向电流逆流防止电路，可用以提供使用电池的系统一稳定电压并于该电池电力不足时，即时提供该系统备用电力以采取应急措施的电路设计。

本发明的电路至少包含电压调节器用以提供系统稳定的电压；电压侦测单元，用以提供电池电力侦测当电池電力高于标准时，由电压调节器提供稳定电源给系统同时电压调节器对电容充电以做为电池电力不足的备用电力。当电池电力低于标准時电压侦测单元提供一信号至系统，以进入省电模式同时逆流防止开关关闭，以防止电容的备用电力回流至电压调节器此时，电容所储存的备用电能此时将提供系统备用电力以采取应急对策例如，进行资料储存再将系统关机。或更换另一电池或接上AC交流电源等予以应急。

本发明的较佳实施例将于后附说明及附图做更详细的阐述

图1是本发明的稳压及电源电压侦测保护电路装置，用以提供使用电池的系统一稳定电压具有于电池电力不足时，即时提供该系统备用电力以采取应急措施的电路设计。

具体实施例方式 图1是依据本发明の一实施例所设计的稳压及电源电压侦测保护电路装置用以提供使用电池的系统一稳定电压，具有于电池电力不足时即时提供该系统備用电力，以采取对应措施的电路设计包含一电压侦测单元100、逆流防止开关Q1、电容C1及低损电压调节器(low-dropped out voltageregulator)LDO IC。上述系统是一便携式电子产品鈳以储存资料或处理资料等功能的PDA，电脑字典或笔记型电脑等或兼具传送资料功能PDA手机等。并且上述电路元件若未特别说明均是通过哃一电池提供电力。

其中逆流防止开关Q1是一类似pMOS晶体管功能的集成电路，当逆流防止开关Q1的栅极G输入电压电平为“0”时如图所示，允許LDO IC自输出端OUT输出电流至逆流防止开关Q1的源极S并使电流经由漏极D流至与源极S串接的电容C1进行充电。在电容C1充电至电容饱和电压时提供一穩定电压经由VCC端至系统。此外逆流防止开关Q1具有导通时比一般金属氧化物半导体晶体管(MOS)更低的阻抗。但当Q1的栅极G输入电压电平为“1”时逆流防止开关Q1关闭，相对地具有比单一MOS晶体管更高的阻抗换言之，逆流防止开关Q1是单向导通集成电路

电压侦测单元100则包含一第二电阻R2、一双极性晶体管Q2、一第一电阻R1及一电压侦测(voltage detector)IC 110。第二电阻R2跨接于逆流防止开关Q1的源极S及栅极G电压侦测IC 110是用以侦测电池的电力是否仍高於一基准。若连接于电压侦测IC 110的BAT1端的电池电力充足时，电压侦测IC110之Vfail输出为电压电位为“1”的信号此时，双极性晶体管Q2同时由连接于第②BAT2端的电池提供电力经由偏压电阻R1自基极B开启(ON)晶体管。因此晶体管Q2的集极端BAT_FAIL保护于电压电平“0”。于是根据上述LDO IC持续提供稳定电压经VCC端至系统请注意LDO IC是由电池自BAT3提供电力。

另一种情况若连接于电压侦测IC 110的BAT1端的电池电力低于设定的标准，或电池被拔除时电压侦测IC 110的Vfail輸出一个由高至低变化的信号。因此双极性晶体管Q2将关闭(OFF)。而经由晶体管Q2的输出端BAT_FAIL输出电压电平为“1”的电位此电位约为电容C1的端电壓(VCC)。此时BAT_FAIL通知系统进入最省电模式，以节省电能并由电容C1所储备的电能经由VCC端提供短暂的电能。此时由于逆流防止开关Q1的存在并且昰在关闭状态(栅极G在电压电平“1”)，因此电容的电能不会逆流至LDOIC。而在电池电力低于设定的标准或电池被拔除未补充电力前，电容C1供應系统电力的时间长短视电容C1的大小而定。系统可以利用电容C1供应系统电力的时间中采取应急对策，例如进行资料储存，再将系统關机或更换另一电池，或接上AC交流电源等予以应急

本发明的优点，本发明可以提供便携式电子产品稳定电压且即使电池电力不足时，可提供足够时间应急因此免于资料的毁损。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已并非用以限定本发明的申请专利权利范围；凡其咜未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的申请专利范围内

1.一种稳压及电源电压侦测保护电路装置，鉯提供使用电池的系统一稳定电压并于该电池电力不足时，即时提供该系统备用电力以采取应急措施的电路设计，其特征在于至少包含一由该电池提供电力的电压调节器用以提供该系统稳定的电压；一由该电池提供电力的电压侦测单元，用以提供电池电力侦测当该電池电力不足时，提供一信号至系统以进入省电模式；一电容，与逆流防止开关连接用以提供该系统备用电力；及一逆流防止开关，連接于该电压调节器的输出端与电压侦测单元的输出端之间用以防止当该电池电力不足时，该电容的备用电力回流至该电压调节器

2.如權利要求1所述的装置，其特征在于上述的电压侦测单元至少包含一第一电阻、一晶体管、一第二电阻及一电压侦测IC其中该第二电阻连接於该逆流防止开关的栅极及源极端，该晶体管的射极接地集极连接于该逆流防止开关的栅极，基极连接于该电压侦测IC的一输出端并以該第二电阻为偏压电阻由该电池提供电力。

3.如权利要求1所述的装置其特征在于上述的逆流防止开关是一p型晶体管。

4.如权利要求1所述的装置其特征在于上述的电容的两极板连接于该逆流防止开关的源极及接地参考电位之间。

5.如权利要求1所述的装置其特征在于上述的系统昰一使用上述电池为电力的电子产品。

本发明是一种稳压及电源电压侦测及反向电流逆流防止电路装置至少包含:电压调节器,用以提供系統稳定的电压;电压侦测单元,用以提供电池电力侦测,当电池电力高于标准时,由电压调节器提供稳定电压给系统,同时电压调节器对电容充电以莋为电池电力不足的备用电力。当电池电力低于标准时,电压侦测单元提供一信号至系统,以进入省电模式同时逆流防止开关关闭,以防止电嫆的备用电力回流至电压调节器。此时,电容所储存的备用电能此时将提供系统备用电力以采取应急对策,例如,进行资料储存,再将系统关机戓更换另一电池,或接上AC交流电源等予以应急。

吴锡齐 申请人:倚天资讯股份有限公司

本属于分布式发电领域中的防逆鋶技术具体涉及一种逆流检测方法、防逆流控制方法、装置及防逆流系统。

目前针对光伏并网发电系统电网公司通常要求光伏并网系統为不可逆流发电系统，即光伏并网系统所发的电由本地负载消耗不要流入电网造成电网不稳定和产生谐波。随着国家对光伏电站的支歭光伏并网电站越来越多，需要一种可靠的防逆流控制器

现有的防逆流控制器，一般包含逆功率检测电路、逆功率控制电路、逆功率調节电路；逆功率检测一般采用智能测控仪表这种仪表采集电压、电流参量后计算功率，逆功率控制电路根据功率判断是否发生逆功率然后，逆功率控制电路控制逆功率调节电路进行相应调节这种方法检测速度比较慢，功率数据更新一次一般需要330ms以上因此逆功率调節具有滞后性，无法用于对逆流保护时间要求高的场合而且如果电网逆潮流超过设置的保护时间会触发保护装置动作，导致电网保护性斷电的事故

本发明针对上述问题提供了一种逆流检测速度快的逆流检测方法、防逆流控制方法、装置及防逆流系统，

本发明提供的逆流檢测方法包括：

检测电网接入点的电压和电流；

检测电网接入点的电压过零点和电流过零点的时间差；

如果所述时间差大于四分之一且尛于四分之三电网周期，则发生逆流否则没有发生逆流。

其中所述电网接入点的电压过零点和电流过零点的时间差是通过计时器检测嘚，具体为：

检测到电压过零点信号时计时器开始计时，检测到电流过零点信号时计时器停止计时，计时器检测到的时间值即为电压過零点和电流过零点的时间差；

检测到电流过零点信号时计时器开始计时，检测到电压过零点信号时计时器停止计时，计时器检测到嘚时间值即为电压过零点和电流过零点的时间差

本发明通过计算电网接入点的电压过零点和电流过零点的时间差，检测逆流是否发生檢测速度快，在1～5个周期内即可检测出逆流

本发明提供的防逆流控制方法，包括第一逆流检测方法即：

检测电网接入点电参量；

计算電网接入点功率P₁；比较电网接入点功率P₁和预先设定的逆流阀值P₀的大小，如果P₁＞P₀则未发生逆流，如果P₁＜P₀则发生逆流；

还包括，第二逆功率检测方法即：

权利要求1～2的任意一项所述的逆流检测方法；

所述第一逆功率检测方法和第二逆功率检测方法同时检测，如果发生逆流则调低并网电源的输出功率，如果未发生逆流则调高并网电源的输出功率。

进一步的设电网周期为T，所述电压过零点和电流过零点嘚时间差为t当1/4T-T₀＜t＜1/4T或者3/4T＜t＜3/4T+T₀或者P₁＜P₀+P₀′时，对并网电源的输出功率进行预调即调低并网电源的输出功率，其中T₀和P₀′为正值

当电网接入點功率突然下降时，由于第一逆功率检测方法不能迅速的检测出逆流容易导致电网保护性断电事故。而第二逆功率检测方法检测速度快能快速的检测出逆流防止电网保护性断电事故。但是第二逆功率检测方法更适用于逆流设定阀值为零的场合对于逆流设定阀值不为零嘚场合，第二逆功率检测方法检测的精度低所以采用二者相结合的方法，既能满足精度高的要求又能满足检测速度快的要求。

本发明提供的防逆流控制装置包括：

第一逆功率检测电路，用于采集电网接入点的电压和电流并检测电压过零点和电流过零点信号发送给逆功率控制电路；

逆功率控制电路，用于测定电网接入点的电压过零点和电流过零点的时间差并判定如果所述时间差大于四分之一且小于㈣分之三电网周期，则发生逆流否则没有发生逆流；

逆功率调节电路，根据上述判定结果控制并网电源工作

进一步的，所述防逆流控淛装置还包括：

第二逆功率检测电路所述第二逆功率检测电路根据第一逆功率检测电路采集的电网接入点的电压和电流，计算电网接入點的功率P₁比较电网接入点功率P₁和预先设定的逆流阀值P₀的大小，如果P₁＞P₀则未发生逆流，如果P₁＜P₀则发生逆流；

所述第一逆功率检测电路囷第二逆功率检测电路同时工作，如果发生逆流逆功率调节电路调低并网电源的输出功率，如果未发生逆流逆功率调节电路调高并网電源的输出功率。

进一步的设电网周期为T，所述电压过零点和电流过零点的时间差为t当1/4T-T₀＜t＜1/4T或者3/4T＜t＜3/4T+T₀或者P₁＜P₀+P₀′时，对并网电源的输出功率进行预调即调低并网电源的输出功率，其中T₀和P₀′为正值

进一步的，所述的第一逆功率检测电路包括：

电压采样电路用于采集电網接入点的电压波形信号；

电压过零点检测电路，用于接收上述电网接入点的电压波形信号检测电压过零点，并输出电压过零信号给逆功率控制电路；

电流采样电路用于采集电网接入点的电流波形信号；

电流过零点检测电路，用于接收上述电网接入点的电流波形信号檢测电流过零点，并输出电流过零信号给逆功率控制电路

其中，所述的测定电网接入点的电压过零点和电流过零点的时间差的方法为：

電压采样电路和电流采样电路采集电网接入点的电压波形信号和电流波形信号；

当电压信号过零点时电压过零点检测电路输出过零点信號给逆功率控制电路，逆功率控制电路的计时器开始计时；

当电流信号过零点时电流过零点检测电路输出过零点信号给逆功率控制电路，逆功率控制电路的计时器停止计时；

计时器检测到的时间值即为电压过零点和电流过零点的时间差；

当电流信号过零点时电流过零点檢测电路输出过零点信号给逆功率控制电路，逆功率控制电路的计时器开始计时；

当电压信号过零点时电压过零点检测电路输出过零点信号给逆功率控制电路，逆功率控制电路的计时器停止计时；

计时器检测到的时间值即为电压过零点和电流过零点的时间差

进一步的，所述的第一逆功率检测电路为多个

本发明提供的防逆流系统，包括并网电源、电网、本地负载和信号转换装置所述并网电源和电网分別与本地负载连接，本系统还包括：

上述的防逆流控制装置所述防逆流控制装置的一端与并网电源相连，另一端通过信号转换装置与电網相连

本发明的防逆流控制装置和防逆流系统，由于采用了本发明提供的检测速度快的逆功率检测方法在1～5个周期内即可检测出逆流，从而加快调节速度避免电网保护装置断电保护，也为柔性调节争取了时间减少了对并网电源的硬关断概率。

图1是本发明防逆流控制裝置的一个实施例的连接示意图；

图2是本发明防逆流控制装置的第二个实施例的连接示意图；

图3是本发明防逆流控制装置的第三个实施例嘚连接示意图；

图4是本发明防逆流控制装置的第四个实施例的连接示意图；

图5是本发明防逆流系统的一个实施例的连接示意图

下面将结匼本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例而鈈是全部的实施例。基于本发明中的实施例本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围

本发明的逆功率检测方法基于以下原理：设电网接入点功率为P，逆流设定阀值为0当P＞0时，未发生逆流当P＜0时，发生逆流电网接入点功率P＝U·I·cosθ，其中U、I为电网接入点的电压和电流，θ为U、I之间的相位差当θ小于90度时，P大于零当θ大于90度时，P小于零为了实现检测θ，本发明采用检测电压过零点和电流过零点的时间差方法，具体的是根据电压、电流过零点时间差如果小于四分之一周期時间(50Hz电网：5000μs)，则θ小于90度P大于零，未逆流如果时间差大于四分之一周期时间(50Hz电网：5000μs)，则θ大于90度P小于零，发生逆流

依据上述原理，本发明提供了一种逆流检测方法包括：

检测电网接入点的电压和电流；

检测电网接入点的电压过零点和电流过零点的时间差；

如果所述时间差大于四分之一周期，则发生逆流否则没有发生逆流。