專利名稱：用于dc電器的電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下描述的示例性實(shí)施例涉及一種用于當(dāng)輸入的DC電流突然改變時(shí)安全地輸出DC電流的用于DC電器的電源電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，由提供商業(yè)電能的AC配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)給一般家庭的家電或電子裝置。AC配電系統(tǒng)使用插頭 、插座、開關(guān)等將電能供應(yīng)給電子裝置。另外，具有接收到的AC電能的電子裝置使用在電子裝置中嵌入的整流器來將AC電能轉(zhuǎn)換為DC電能。雖然AC配電系統(tǒng)不包括用于防止在插頭分離時(shí)產(chǎn)生的電弧的裝置，但是沒有保證安全性或穩(wěn)定性。然而，預(yù)期在將來期望使用利用太陽能電池、燃料電池等的DC電能的一般家庭的需求將快速增加。DC電能可減少當(dāng)傳統(tǒng)的AC配電系統(tǒng)將AC電能轉(zhuǎn)換為DC電能時(shí)產(chǎn)生的能量損失，并且可被容易地存儲(chǔ)，從而可有效地處理緊急情況。在使用AC電能的情況下，如果裝置的特征性的功率因數(shù)不良或很差，則盡管該裝置具有相同的功耗，但產(chǎn)生端必須產(chǎn)生與無功功率一樣多的功率，從而導(dǎo)致了低的能量效率。事實(shí)上，每個(gè)都包括逆變器的電家的數(shù)量快速增加，大多數(shù)數(shù)字裝置使用DC電流。因此，需要適用于DC配電的插頭。傳統(tǒng)的DC電能插頭在結(jié)構(gòu)上與AC電能插頭相同，從而在配電中產(chǎn)生沖流或者在配電阻塞中產(chǎn)生電弧，這導(dǎo)致了安全問題。與AC電流不同，DC電流具有正極性和負(fù)極性。如果反向電壓被施加到電子裝置，則該電子裝置不工作并且電源單元的構(gòu)成組件被損壞。因此，用于DC配電的插頭需要被設(shè)計(jì)成標(biāo)明正極性和負(fù)極性之間的區(qū)別，如圖IA所示，傳統(tǒng)的DC插頭可以以這樣的方式包括不同尺寸的陽極端子和陰極端子陽極端子和陰極端子被不同地插入插座，或者傳統(tǒng)的DC插頭可包括如圖IB中所示的以L形的形式排列的陽極端子和陰極端子?？傊?，與使用能夠以兩種方式插入的AC插頭相比，用戶在使用能夠以一種方式插入的DC插頭時(shí)可能會(huì)遇到困難。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本公開的一方面在于提供一種用于DC電器的電源電路，所述電源電路包括橋形二極管整流器單元，以預(yù)定方向整流在用于DC電器的電源電路中流動(dòng)的電流；電感器單元，串連到整流器單元，從而防止電流的突然改變；電容器單元，充有受通過電感器單元的電流的影響的電壓，并從輸入的DC電流被突然改變的特定時(shí)間點(diǎn)釋放充電電壓，從而即使在輸入的DC電流被突然改變時(shí)，還可安全地輸出DC電流。根據(jù)本公開的一方面，用于DC電器的電源電路包括輸入單元，包括第一端子和位于第一端子之下的第二端子，從而接收DC電流；輸出單元，包括用于輸出由輸入單元輸入的DC電流的第三端子以及位于第三端子之下的第四端子；連接單元，包括第一導(dǎo)電線和位于第一導(dǎo)電線之下的第二導(dǎo)電線以將輸入單元和輸出單元互相連接；整流器單元，包括連接到第一端子和第二端子之間并結(jié)合為橋式二極管形式的第一至第四二極管，從而以預(yù)定方向整流輸入的DC電流；電感器單元，以這樣的方式串連到整流器單元輸入的DC電流從DC電流突然改變的時(shí)間點(diǎn)逐漸增大；電容器單元，串連到電感器單元，響應(yīng)于通過電感器單元的電流充有電壓，并從DC電流被突然改變的特定時(shí)間點(diǎn)將充電電壓釋放給輸出單

DC電流被突然改變的特定時(shí)間可以是通過輸入單元輸入的DC電流的時(shí)間點(diǎn)或DC輸入的施加被中斷的時(shí)間點(diǎn)。當(dāng)DC電流輸入被停止時(shí)，整流器單元可將在DC電器電源電路中存在的殘留電流流回到輸出單元，從而防止當(dāng)電流泄漏到DC電器電源電路的外部時(shí)產(chǎn)生的電弧現(xiàn)象。第一二極管的陽極端子和第三二極管的陰極端子之間的接觸點(diǎn)可連接到第一端子，第二二極管和第四二極管之間的接觸點(diǎn)可連接到第二端子。整流器單元還可包括第五二極管，第五二極管連接在第一二極管的陰極端子和第二二極管的陰極端子的接觸點(diǎn)與第三二極管的陽極端子和第四二極管的陽極端子的另一接觸點(diǎn)之間。第五二極管的陰極端子可連接到第一二極管的陰極端子和第二二極管的陰極端子的接觸點(diǎn)，第五二極管的陽極端子可連接到第三二極管的陽極端子和第四二極管的陽極端子的接觸點(diǎn)。整流器單元可通過輸出單元輸出恒定極性的DC電流，而不管輸入的DC電流的極性。在整流器單元中，當(dāng)負(fù)電能被輸入到第一端子、正電能被輸入到第二端子時(shí)，整流器單元的第一二極管和第四二極管可截止，整流器單元的第二二極管和第三二極管可導(dǎo)通。在整流器單元中，當(dāng)正電能被輸入到第一端子、負(fù)電能被輸入到第二端子時(shí)，整流器單元的第一二極管和第四二極管可導(dǎo)通，整流器單元的第二二極管和第三二極管可截止。電容器單元可減小當(dāng)DC電流輸入被停止時(shí)輸入單元的第一端子和第二端子的電壓與輸出單元的第三端子和第四端子的另一電壓之間的差，從而防止電弧現(xiàn)象。電容器單元可以以這樣的方式連接在第三端子和第四端子之間當(dāng)DC電流輸入被停止時(shí)充電電壓被釋放到輸出單元?？梢砸赃@樣的方式調(diào)整電容器單元的電容在從DC電流輸入被停止的特定時(shí)間開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)，輸入單元和輸出單元之間的電壓差維持在預(yù)定范圍內(nèi)。電感器單元可防止當(dāng)DC電流輸入開始操作時(shí)DC電器電源電路的電流快速增大，從而防止沖流的流動(dòng)。可以以這樣的方式調(diào)整電感器單元的電感以適當(dāng)?shù)乃俣仍龃驞C電器電源電路的電流。DC電器電源電路可被安裝在接收DC電流的插頭或電子裝置中。根據(jù)本公開的另一方面，用于DC電器的電源電路包括輸入單元，包括第一端子和位于第一端子之下的第二端子，從而接收DC電流；輸出單元，包括第三端子和位于第三端子之下的第四端子，以輸出由輸入單元輸入的DC電流；連接單元，包括第一導(dǎo)電線和位于第一導(dǎo)電線之下的第二導(dǎo)電線，以將輸入單元和輸出單元互相連接；整流器單元，包括結(jié)合為橋式二極管形式的第一至第四二極管，從而以預(yù)定方向整流輸入的DC電流；電容器單元，并聯(lián)連接到整流器單元，從而響應(yīng)于經(jīng)整流的電流而充有電壓，并從DC電流被突然改變的特定時(shí)間點(diǎn)將充電電壓釋放給輸出單元；電感器單元，以這樣的方式串連到并聯(lián)互連的整流器單元和電容器單元DC電流從DC電流突然改變的時(shí)間點(diǎn)逐漸增大。DC電流被突然改變的特定時(shí)間點(diǎn)可以是通過輸入單元輸入DC電流的時(shí)間點(diǎn)或DC輸入的施加被中斷的時(shí)間點(diǎn)。當(dāng)DC電流輸入被停止時(shí)，整流器單元可將在DC電器電源電路中存在的殘留電流流回到輸出單元，從而防止當(dāng)電流泄漏到DC電器電源電路的外部時(shí)產(chǎn)生的電弧現(xiàn)象。在整流器單元中，第一二極管的陰極端子和第二二極管的陰極端子之間的接觸點(diǎn) 位于第一導(dǎo)電線，第三二極管的陽極端子和第四二極管的陽極端子之間的接觸點(diǎn)可位于第二導(dǎo)電線。整流器單元還可包括第五二極管，第五二極管連接在第一二極管的陰極端子和第二二極管的陰極端子的接觸點(diǎn)與第三二極管的陽極端子和第四二極管的陽極端子的另一接觸點(diǎn)之間。第五二極管的陰極端子可連接到第一二極管的陰極端子和第二二極管的陰極端子的接觸點(diǎn)，第五二極管的陽極端子可連接到第三二極管的陽極端子和第四二極管的陽極端子的接觸點(diǎn)。整流器單元可通過輸出單元輸出恒定極性的DC電流，而不管輸入的DC電流的極性。在整流器單元中，當(dāng)負(fù)電被輸入到第一端子，正電被輸入到第二端子時(shí)，整流器單元的第一二極管和第四二極管可截止，整流器單元的第二二極管和第三二極管可導(dǎo)通。在整流器單元中，當(dāng)正電被輸入到第一端子，負(fù)電被輸入到第二端子時(shí)，整流器單元的第一二極管和第四二極管可導(dǎo)通，整流器單元的第二二極管和第三二極管可截止。電容器單元可減小當(dāng)DC電流輸入被停止時(shí)輸入單元的第一端子和第二端子的電壓與輸出單元的第三端子和第四端子的另一電壓之間的差，從而防止電弧現(xiàn)象?？梢砸赃@樣的方式調(diào)整電容器單元的電容在從DC電流輸入被停止的特定時(shí)間開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)，輸入單元和輸出單元之間的電壓差維持在預(yù)定范圍內(nèi)。電感器單元可防止當(dāng)DC電流輸入開始操作時(shí)DC電器電源電路的電流快速增大，從而防止沖流的流動(dòng)?？梢砸赃@樣的方式調(diào)整電感器單元的電感以適當(dāng)?shù)乃俣仍龃驞C電器電源電路的電流。電感器單元的一個(gè)端子可連接到第一端子，電感器單元的另一端子可連接到并聯(lián)互連的整流器單元和電容器單元。電感器單元的一個(gè)端子可連接到第一端子，電感器單元的另一端子可連接到第一二極管的陽極端子和第三二極管的陰極端子的接觸點(diǎn)。在整流器單元中，第二二極管的陽極端子和第四二極管的陰極端子的接觸點(diǎn)可連接到第二端子。電容器單元可以以這樣的方式連接在第三端子和第四端子之間當(dāng)DC電流輸入被停止時(shí)充電電壓被釋放到輸出單元。電感器單元的一個(gè)端子可連接到第三端子，電感器單元的另一端子可連接到并聯(lián)互連的整流器單元和電容器單元。DC電器電源電路可被安裝在接收DC電流的插頭或電子裝置中。本公開的另外方面將在下面的描述中部分地闡明，并且從描述中部分是清楚的，或者通過本公開的實(shí)施可以被理解。


從以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述中，本公開的這些和/或其它方面將變得明顯并更易于理解，其中圖IA示出傳統(tǒng)的DC插頭；圖IB示出傳統(tǒng)的DC插頭；圖2是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的用于DC電器的電流電路的電路圖；圖3A示出當(dāng)正向極性的DC電流被施加到輸入單元時(shí)的整流器單元的操作；圖3B示出當(dāng)反向極性的DC電流被施加到輸入單元時(shí)的整流器單元的操作；圖4示出當(dāng)DC電流被施加到用于DC電器的電源電路時(shí)隨時(shí)間改變的電流；圖5A示出當(dāng)DC電流被施加到包括整流器單元和電容器單元的用于DC電器的電源電路時(shí)電流的流動(dòng)；圖5B示出當(dāng)向包括整流器單元和電容器單元的DC電器的電流電路的DC電流的施加被中斷時(shí)電流的流動(dòng)；圖6A-圖6B示出當(dāng)對(duì)用于DC電器的電源電路施加DC電流被中斷時(shí)隨時(shí)間改變的電流；圖7A示出當(dāng)DC電流被施加到用于DC電器的電源電路時(shí)電流的流動(dòng)；圖7B示出當(dāng)向用于DC電器的電源電路的DC電流的施加被中斷時(shí)電流的流動(dòng)；圖8是示出根據(jù)另一實(shí)施例的用于DC電器的電源電路的電路圖；圖9是示出根據(jù)另一實(shí)施例的用于DC電器的電源電路的電路圖；圖10是示出根據(jù)另一實(shí)施例的用于DC電器的電源電路的電路圖；圖11示出根據(jù)實(shí)施例的安裝在插頭中的電源電路；圖12示出根據(jù)實(shí)施例的安裝在電子裝置中的電源電路。
具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參照本公開的實(shí)施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。圖2是示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于DC電器的電源電路的電路圖。參照?qǐng)D2，用于DC電器的電源電路100包括輸入單元110，接收DC電流；輸出單元120，輸出接收的DC電流；連接單元130，將輸入單元110結(jié)合到輸出單元120 ;整流器單元140 ;電感器單元150 ;以及電容器單元160。輸入單元110包括第一端子Tl以及位于第一端子之下的第二端子T2，以從外部部分接收DC電流。
輸入的DC電流通過輸出單元120被輸出，以用于運(yùn)行電子裝置，其中，輸出單元120包括第三端子T3以及位于第三端子T3之下的第四端子T4。連接單元130包括第一導(dǎo)電線(線I)以及位于第一導(dǎo)電線(線I)之下的第二導(dǎo)電線(線2)，以使得輸入單元110和輸出單元120互相連接。連接單元130結(jié)合到整流器單元140、電感器單元150和電容器單元160，并允許輸入的DC電流被輸出到輸出單元120。以包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4的橋式二極管的形式來配置整流器單元140。另外，整流器單元140位于輸入單元110的第一端子Tl和第二端子T2之間。 更具體地，第一二極管Dl的陽極端子和第三二極管D3的陰極端子之間的接觸點(diǎn)結(jié)合到輸入單元110的第一端子Tl，第二二極管D2的陽極端子和第四二極管D4的陰極端子之間的接觸點(diǎn)結(jié)合到輸入單元110的第二端子T2。整流器單元140使總是具有恒定極性的DC電流能夠輸出到輸出單元120，而不管施加到輸入單元110的DC電能的極性。與AC電能不同，DC電能被分為正極性DC電能和負(fù)極性DC電能。因此，用于DC電器的電源電路100(以下稱為DC電器電源電路100)的輸出單元120總是必須輸出恒定極性的DC電流。輸出單元120必須通過第三端子T3輸出正極性DC電流，也必須通過第四端子T4輸出負(fù)極性DC電流。對(duì)于這個(gè)操作，本公開的實(shí)施例在用于DC電器的電源電路100中布置二極管橋形的整流器單元140，從而減少了必須在輸入的極性之間進(jìn)行區(qū)分給用戶帶來的不便，然而現(xiàn)有技術(shù)使用使得用戶以恒定極性的DC電能可被施加到輸入單元的方式來在輸入極性之間進(jìn)行區(qū)分的物理方法。以下將參照?qǐng)D3A和圖3B描述用于總是輸出恒定極性的DC電流而不管輸入極性的整流器單元。圖3A示出在施加正向極性的DC電流期間整流器單元140的操作，其中，正極性信號(hào)被輸入到輸入單兀110的第一端子Tl,負(fù)極性信號(hào)被輸入到第二端子T2。參照?qǐng)D3A，如果正向極性的DC電流被施加到電源電路100，則整流器單元140的第一二極管Dl和第四二極管D4被導(dǎo)通，第二二極管D2和第三二極管D3被截止。也就是說，電流在整流器單元140流過第一二極管Dl和第四二極管D4，電流在整流器單元140中不流過第二二極管D2和第三二極管D3。因此，用于DC電器的電源電路100的電流在由第一端子Tl、第一二極管D1、第三端子T3、第四端子T4、第四二極管D4和第二端子T2構(gòu)成的閉合電路中流動(dòng)。因此，正DC電流被輸出到輸出單元120的第三端子T3，負(fù)DC電流被輸出到第四端子T4。圖3B示出在施加反向極性的DC電流期間整流器單元140的操作，其中，負(fù)極性信號(hào)被輸入到輸入單元110的第一端子Tl，正極性信號(hào)被輸入到第二端子T2。參照?qǐng)D3B，如果反向極性的DC電流被施加到電源電路100，則整流器單元140的第一二極管Dl和第四二極管D4被截止，第二二極管D2和第三二極管D3被導(dǎo)通。也就是說，電流在整流器單元140中流過第二二極管D2和第三二極管D3，電流在整流器單元140中不流過第一二極管Dl和第四二極管D4。
因此，用于DC電器的電源電路100的電流在由第二端子T2、第二二極管D2、第三端子T3、第四端子T4、第三二極管D3和第一端子Tl構(gòu)成的閉合電路中流動(dòng)。因此，正DC電流被輸出到輸出單元120的第三端子T3，負(fù)DC電流被輸出到第四端子T4。因此，雖然反向極性的DC電流被輸入到輸入單元110，但是輸出單元120的第三端子因整流器單元140而輸出正信號(hào)，輸出單元120的第四端子T4因整流器單元140而輸出負(fù)信號(hào)。以這樣的方式配置整流器單元140 :用于DC電器的電源電路100的電流僅以預(yù)定方向流動(dòng)。整流器單元140使電源電路100的電流能夠從輸入單元110流到輸出單元120。通過這種方式，當(dāng)DC電流的施加被中斷時(shí)，在電源電路100中流動(dòng)的殘余電流被防止通過輸入單元110漏到外部。以下將給出對(duì)由整流器單元140引起的電流防漏效果的詳細(xì)操作。電感器單元150可由串連到整流器單元140的電感器構(gòu)成。電感器單元150結(jié)合到第一二極管Dl的陰極端子和第三端子T3之間的接觸點(diǎn)，并位于第一線(線I)處。用作電路元件的電感器可由與電流變化成比例地感應(yīng)電壓的線圈構(gòu)成，從而可執(zhí)行充電。電感器防止用于DC電器的電源電路100的電流突然改變。同時(shí)，雖然為了便于描述而僅由一個(gè)電感器構(gòu)成本實(shí)施例的電感器單元150，但是電感器單元150的范圍或精神不限于此。在不脫離本公開的范圍或精神的情況下，如果需要，則為了適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電感器單元150的電感，電感器單元150還可由互相串連或并連的多個(gè)電感器構(gòu)成。電容器單元160由串連到電感器單元150的電容器構(gòu)成。更具體地說，電容器單元160的一個(gè)端子結(jié)合到電感器單元150，電容器單元160的另一端子結(jié)合到整流器單元140的第三二極管D3的陽極和第四二極管D4的陽極之間的接觸點(diǎn)。另外，電容器單元160結(jié)合在輸出單元120的第三端子T3和第四端子T4之間，從而電容器單元160將充電電壓釋放到輸出單元120。更具體地說，在施加DC電流期間，電容器單元160響應(yīng)于通過電感器單元150的電流而充有電壓。隨后，在從DC電流的施加的中斷開始的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)，在電容器單元160中充有的電壓被釋放到輸出單元120。雖然本實(shí)施例的電容器單元160僅包括一個(gè)電容器以便于說明，但是電容器單元160的范圍或精神不限于此。在不脫離本公開的范圍或精神的情況下，如果需要，則為了適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電容器單元160的電容，電容器單元160也可由串連或并連的多個(gè)電感器構(gòu)成。以下將參照附圖描述通過防止在輸入的DC電流的突然改變點(diǎn)可能遇到的問題而安全地輸出DC電流的DC電器電源電路100。輸入的DC電流的突然改變時(shí)間點(diǎn)是DC電流施加時(shí)間點(diǎn)(以下稱為第一時(shí)間點(diǎn))和DC電流中斷時(shí)間點(diǎn)(以下稱為第二時(shí)間點(diǎn))中的任意一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。以下將描述根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于防止在第一時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生沖流的DC電器電源電路100。在第一時(shí)間點(diǎn)，由于結(jié)合到DC電源電路的電容器等的負(fù)載，可能產(chǎn)生高于在DC電器電源電路中流動(dòng)的正常電流的沖流。這樣的沖流可能對(duì)電子裝置產(chǎn)生影響，導(dǎo)致電子裝置的故障或壽命縮短。、
雖然傳統(tǒng)的AC配電系統(tǒng)使用繼電器來限制這樣的沖流，但是DC配電系統(tǒng)不包括小尺寸的DC繼電器，因此，需要用于防止過流的單獨(dú)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本公開的實(shí)施例的DC電器電源電路100包括電感器單元150以防止上面提到的問題。更具體地說，在第一時(shí)間點(diǎn)在電感器150中流動(dòng)的電流量突然增大。增大的沖流意味著在電感器單元150內(nèi)部感生的磁通增大，電感器單元150限制正在增大的磁通，直到磁通飽和。也就是說，電感器單元150限制磁通飽和，從而防止在電感器單元150中流動(dòng)的電流快速增大。圖4示出當(dāng)DC電流被施加到用于DC電器的電源電路時(shí)隨時(shí)間改變的電流。參照?qǐng)D4，在第一時(shí)間點(diǎn)(tl)，在DC電器電源電路中流動(dòng)的電流增大。不具有電感器單元的DC電器電源電路的電流(由點(diǎn)劃線表示)可能在第一時(shí)間點(diǎn)(tl)突然增大，從而高于正常電流Il的沖流12流過并根據(jù)時(shí)間的流逝而趨向于正常電流II。相反，具有電感器單元的DC電器電源電路的電流(由實(shí)線表示)在從第一時(shí)間點(diǎn)(tl)的開始的預(yù)定時(shí)間(t2-tl)內(nèi)線性增大。更具體地說，具有電感器單元的DC電器電源電路的電流在從第一時(shí)間點(diǎn)(tl)的開始的預(yù)定時(shí)間(t2-tl)內(nèi)逐漸增大到正常電流II。換句話說，電感器單元線性增大電路的電流，直到電流達(dá)到指示可充電閾值的飽和電流。如果電流達(dá)到飽和電流,則電感器單元用作導(dǎo)電線。結(jié)果，根據(jù)本公開的實(shí)施例的DC電器電源電路可防止在DC電流的輸入時(shí)刻產(chǎn)生沖流。以下將詳細(xì)描述根據(jù)本公開的實(shí)施例的防止在(DC電流輸入被中斷所處的)第二時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生電弧的DC電器電源電路100。在第二時(shí)間點(diǎn)，可由電線的寄生電容和負(fù)載裝置的電感產(chǎn)生電弧。更具體地，由于殘留在DC電器電源電路中而不流到電子裝置的電流被釋放到外部，因此產(chǎn)生電弧現(xiàn)象。在傳統(tǒng)的AC配電系統(tǒng)中，電壓周期性地達(dá)到零“0”，從而可防止產(chǎn)生電弧現(xiàn)象，但是在傳統(tǒng)的AC配電系統(tǒng)中不存在DC電壓被設(shè)置為零“0”的點(diǎn)，因此，不斷地產(chǎn)生電弧。如果不斷地產(chǎn)生電弧現(xiàn)象，則電子裝置可能在瞬間損壞，可對(duì)結(jié)合到DC電器電源電路的插頭和導(dǎo)電線的耐久性產(chǎn)生不利影響，從而引起各種觸電事故和火災(zāi)。DC電器電源電路100包括整流器單元140和電容器單元160，以防止產(chǎn)生上面提到的電弧。整流器單元140在第二時(shí)間點(diǎn)以預(yù)定方向整流DC電器電源電路100的殘留電流，從而可防止產(chǎn)生漏電。另外，電容器單元160減小了在第二時(shí)間點(diǎn)的DC電器電源電路100的輸入單元110和輸出單元120之間的電壓差，從而電容器單元160可用作用于電弧防止效果的輔助裝置。以下將參照?qǐng)D5A和圖5B描述包括整流器單元140和電容器單元160的DC電器 電源電路100的內(nèi)部電流的流動(dòng)以及電弧現(xiàn)象防止效果。參照?qǐng)D5A，如果DC電流被施加到DC電器電源電路100，則電流被施加到連接單元130的第一導(dǎo)電線(線I)和第二導(dǎo)電線(線2)。響應(yīng)于DC電流的電流通過輸出單元120被施加到電子裝置，從而在電容器單元160中充電有一定的電壓。
參照?qǐng)D5B，在(對(duì)DC電器電源電路施加DC電流被中斷所處的)第二時(shí)間點(diǎn)，輸入單元110的第一端子Tl和第二端子T2開路。整流器單元140以這樣的方式使殘留電流能夠流回到輸出單元120 DC電器電源電路100的殘留電流不通過開路的第一端子Tl和第二端子T2而泄漏。
結(jié)果，當(dāng)DC電器電源電路100的殘留電流通過輸出單元120被漏出時(shí)產(chǎn)生的電弧現(xiàn)象被防止。另外，充有電壓的電容器單元160自第二時(shí)間點(diǎn)開始放電。更具體地說，在第二時(shí)間點(diǎn)，DC電器電源電路100的輸入單元110的電壓因在電容器單元160中充有的充電電壓而與輸出單元120的電壓相等。通過電容器單元160，隨著時(shí)間的流逝，釋放的電流漏到輸出單元120，從而電容器單元160的充電電勢(shì)減小。結(jié)果，由在第二時(shí)間點(diǎn)的DC電器電源電路的輸入單元和輸出單元之間的電勢(shì)差引起的電弧現(xiàn)象問題可被解決。圖6A示出當(dāng)不包括整流器單元和電容器單元的DC電器電源電路位于第二時(shí)間點(diǎn)(t2)時(shí)電流隨時(shí)間的流逝的變化，圖6B示出當(dāng)包括整流器單元和電容器單元的DC電器電源電路位于第二時(shí)間點(diǎn)(t2)時(shí)電流隨時(shí)間的流逝的變化。參照?qǐng)D6A，由于DC電路電源電路的電壓從第二時(shí)間點(diǎn)(t2)開始降低，而不包括整流器單元和電容器單元，因此電流突然改變，導(dǎo)致電弧的產(chǎn)生。相反，參照?qǐng)D6B，包括整流器單元和電容器單元的DC電器電源電路的電流隨著從第二時(shí)間點(diǎn)(t2)開始降低的電源電路電壓而穩(wěn)定地降低，從而可解決電弧問題。以下將參照?qǐng)D7A和圖7B描述根據(jù)本公開的實(shí)施例的DC電路電源電路的電流的流動(dòng)。圖7A示出當(dāng)DC電流被施加到用于DC電器的電源電路時(shí)電流的流動(dòng)。參照?qǐng)D7A，如果DC電流被施加到電源電路100，則電流在由第一端子Tl、第一導(dǎo)電線(線I)、第三端子T3、第四端子T4和第二導(dǎo)電線(線2)構(gòu)成的閉合電路中流動(dòng)。在這種情況下，電感器單元150充有電流，從而DC電器電源電路100的電流線性增大，串連到電感器單元150的電容器單元160響應(yīng)于通過電感器單元150的電流而充有電壓。如果在電感器單元150開始充電之后經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間，則電感器單元150的充電電流飽和,從而電感器150被用作導(dǎo)電線，并且恒定電流在整個(gè)DC電器電源電路100中流動(dòng)。同時(shí)，優(yōu)選地，以這樣的方式適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電感器單元150的電感LI :可通過逐漸增大DC電器電源電路100中的電流，來防止沖流。電感LI是由響應(yīng)于在電路中流動(dòng)的電流的變化的電磁感應(yīng)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)(反-EMF)的比，或者是在電線中流動(dòng)的電流的時(shí)間變化與在該電線中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)的t匕。如果電感LI增大，則電感器單元150的電流充電速度降低。換句話說，這意味著直到通過電感器150的電流達(dá)到飽和電流為止所花費(fèi)的時(shí)間與電感LI成比例地增加。因此，優(yōu)選地，根據(jù)本公開的實(shí)施例的DC電器電源電路100大大調(diào)整電感器單元150的電感LI。圖7B示出當(dāng)對(duì)用于DC電器的電源電路施加DC電流被中斷時(shí)電流的流動(dòng)。
參照?qǐng)D7B，如果對(duì)DC電器電源電路施加DC電流被中斷，則整流器單元140使DC電器電源電路100的殘留電流流回輸出單元120。因此，DC電器電源電路100的內(nèi)部電流被防止通過輸入單元110泄漏到外部。在另一方面，DC電器電源電路100的殘留電流不僅包括當(dāng)DC電流的施加被中斷時(shí)尚未施加到輸出單元120的電流，還包括由于由DC電流施加的中斷而產(chǎn)生的電壓變化(壓降)而在電感器單元150中充有的電流。更具體地，如果DC電流施加被中斷，則殘留電流從每個(gè)二極管(Dl、D2、D3或D4)的陽極端子流到陰極端子。因此，殘留電流首先在DC電器電源電路100中流動(dòng)，隨后被輸出到輸出單元120。 另外，如果DC電流施加被中斷，則電容器單元160釋放充電電壓，從而，電壓流到輸出單元120。結(jié)果，在電容器單元160中產(chǎn)生充有的電壓的下降?？梢砸赃@樣的方式來調(diào)整電容器單元160的電容Cl :在從DC電流施加的中斷開始的預(yù)定時(shí)間期間，輸入單元110和輸出單元120之間的電壓差滿足預(yù)定范圍。也就是說，可以以這樣的方式來調(diào)整電容器單元160的電容Cl :在從DC電流施加的中斷開始的預(yù)定時(shí)間期間，輸入單元110和輸出單元120之間的電壓差不超過預(yù)定級(jí)別。更具體地，電容器單元160的電容Cl越高，放電時(shí)間越長，從而在一段長的時(shí)間期間，輸入單元110和輸出單元120可維持在相同電壓級(jí)別。然而，如果電容Cl被過分地調(diào)整，則電容器單元160的電壓積累的趨勢(shì)變得更強(qiáng)，從而可能導(dǎo)致在DC電流施加中產(chǎn)生沖流。因此，優(yōu)選地，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電容Cl。DC電器電源電路的電流可通過上述調(diào)整的電容器單元160而穩(wěn)定地降低，從而可有效地防止電弧現(xiàn)象。圖8是示出根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的用于DC電器的電源電路的電路圖。參照?qǐng)D8，根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的DC電器電源電路200包括輸入單元210，包括第一端子Tl和位于第一端子Tl之下的第二端子T2 ;輸出單元220，通過第三端子T3和位于第三端子T3之下的第四端子T4輸出輸入的DC電流；連接單元230，包括將輸入單元210和輸出單元220互相連接的第一導(dǎo)電線(線I)和第二導(dǎo)電線(線2);整流器單元240，結(jié)合為在第一端子Tl和第二端子T2之間橋式二極管形式；電感器單元250，串連到整流器單元240，從而線性增大DC電器電源電路的電流；電容器單元260，串連到電感器單元250，從而響應(yīng)于通過電感器單元250的電流而充有電壓，并且通過輸出單元220釋放充電電壓。以由第一至第四二極管D1、D2、D3和D4構(gòu)成的橋式二極管的形式來構(gòu)造整流器單元 240。更具體地，第一二極管Dl的陽極端子和第三二極管D3的陰極端子之間的接觸點(diǎn)被結(jié)合到輸入單元210的第一端子Tl，第二二極管D2的陽極端子和第四二極管D4的陰極端子之間的接觸點(diǎn)被結(jié)合到輸入單元210的第二端子T2。整流器單元240以預(yù)定方向整流DC電器電源電路200的電流，并將恒定極性的DC電流輸出到輸出單元220，而不管輸入的DC電能的極性。整流器單元240的詳細(xì)操作與上述描述的詳細(xì)操作相同，這樣，為了便于描述，這里將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。具體地，整流器單元240還包括第五二極管D5，第五二極管D5位于第一二極管Dl的陰極端子和第二二極 管D2的陰極端子的接觸點(diǎn)與第三二極管D3的陽極端子和第四二極管D4的陽極端子的接觸點(diǎn)之間。更具體地，第五二極管D5的陰極端子連接到第一二極管Dl的陰極端子和第二二極管D2的陰極端子，第五二極管D5的陽極端子連接到第三二極管D3的陽極端子和第四二極管D4的陽極端子的接觸點(diǎn)。因此，當(dāng)對(duì)DC電器電源電路200施加DC電流被中斷時(shí)，殘留電流可通過第五二極管D5快速地流回到輸出單元220。此外，在防止電弧問題的同時(shí)防止DC電器電源電路200的沖流的效果與上述描述的效果相同，這樣，為了便于描述，這里將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。圖9是示出根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的用于DC電器的電源電路的電路圖。參照?qǐng)D9，根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的DC電器電源電路300包括輸入單元310，包括第一端子Tl和位于第一端子之下的第二端子T2 ;輸出單元320，通過第三端子T3和位于第三端子T3之下的第四端子T4輸出輸入的DC電流；連接單元330，包括將輸入單元310和輸出單元320互相連接的第一導(dǎo)電線(線I)和第二導(dǎo)電線(線2);整流器單元340，包括以橋式二極管形式結(jié)合的第一至第四二極管Dl至D4，從而以預(yù)定方向?qū)C電器電源電路300的電流進(jìn)行整流；電感器單元350，通過線性增大DC電器電源電路300的電流來防止電流的突然改變；電容器單元360，連接到電感器單元350，從而響應(yīng)于通過電感器單元350的電流而充有電壓，并且通過輸出單元320釋放充有的電壓。具體地，DC電器電源電路300包括互相并聯(lián)連接的整流器單元340和電容器單元360。更具體地，整流器單元340的第一二極管Dl的陰極端子和第二二極管D2的陰極端子之間的接觸點(diǎn)位于第一導(dǎo)電線(線I)，第三二極管D3的陽極端子和第四二極管D4的陽極端子之間的接觸點(diǎn)位于第二導(dǎo)電線(線2)。以橋式二極管形式配置的整流器單元340連接到電容器單元360，電容器單元360并聯(lián)連接在輸出單元320的第三端子T3和第四端子T4之間。也就是說，第一二極管Dl的陰極端子和第二二極管D2的陰極端子連接到輸出單元320的第三端子T3，第三二極管D3的陽極端子和第四二極管D4的陽極端子連接到輸出單元320的第四端子T4。另外，互相并聯(lián)連接的整流器單元340和電容器單元360串連到電感器單元350。電感器單元350的一個(gè)端子連接到第一端子Tl，電感器單元350的另一端子連接到并聯(lián)連接的整流器單元340和電容器單元360。也就是說，電感器單元350連接到輸入偵牝整流器單元340和電容器單元360連接到輸出側(cè)。更具體地，電感器單元350的一個(gè)端子連接到第一端子Tl，電感器單元350的另一端子連接到第一二極管的陽極端子和第三二極管D3的陰極端子之間的接觸點(diǎn)。另外，第二端子T2連接到第二二極管D2的陽極端子和第四二極管D4的陰極端子之間的接觸點(diǎn)。在另一方面，雖然整流器單元340由以橋式二極管形式互相連接的四個(gè)二極管構(gòu)成，但是整流器單元340還可以以這樣的方式包括第五二極管當(dāng)DC電流的施加被中斷時(shí)殘留電流可快速流回到輸出單元320。第五二極管的連接和位置與圖8中的第五二極管的連接和位置相同，這樣，為了便于描述，將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。此外，將恒定極性的DC電流輸出到輸出單元320而不管施加到DC電器電源電路300的DC電流如何的效果，以及在防止電弧問題的同時(shí)防止DC電器插頭300的沖流的其它效果與上述描述的效果相同，這樣，為了便于描述，將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。圖10是示出根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的用于DC電器的電源電路的電路圖。參照?qǐng)D10，根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的DC電器電源電路400包括輸入單元410，包括第一端子Tl和位于第一端子之下的第二端子T2 ;輸出單元420，通過第三端子T3和位于第三端子T3之下的第四端子T4輸出輸入的DC電流；連接單元430，包括將輸入單元410和輸出單元420互相連接的第一導(dǎo)電線(線I)和第二導(dǎo)電線(線2);整流器單元440，以預(yù)定方向整流DC電器電源電路300的電流 ；電感器單元450，通過線性增大DC電器電源電路400的電流來防止電流的突然改變；電容器單元460，連接到電感器單元450，從而響應(yīng)于通過電感器單元450的電流而充有電壓，并且通過輸出單元420釋放充有的電壓。具體地，DC電器電源電路400包括互相并聯(lián)連接的整流器單元440和電容器單元460。更具體地，整流器單元440的第一二極管Dl的陰極端子和第二二極管D2的陰極端子之間的接觸點(diǎn)位于第一導(dǎo)電線(線I)，第三二極管D3的陽極端子和第四二極管D4的陽極端子之間的接觸點(diǎn)位于第二導(dǎo)電線(線2)。以橋式二極管形式配置的整流器單元340并聯(lián)連接到電容器單元360，還連接到輸入單元410。也就是說，第一二極管Dl的陽極端子和第三二極管的陰極端子連接到第一端子Tl，第二二極管D2的陽極端子和第四二極管D4的陰極端子連接到第二端子T2。另外，彼此并聯(lián)連接的整流器單元440和電容器單元460串連到電感器單元450。更具體地，電感器單元450的一個(gè)端子連接到第三端子T3，電感器單元450的另一端子連接并聯(lián)連接的整流器單元440和電容器單元460。也就是說，電感器單元450位于第一導(dǎo)電線(線I)，并連接到互相并聯(lián)連接的整流器單元440和電容器單元460的上面的端子。在另一方面，雖然整流器單元440由以橋式二極管形式互相連接的四個(gè)二極管(Dl至D4)構(gòu)成，但是整流器單元440還可以以這樣的方式包括第五二極管當(dāng)DC電流的施加被中斷時(shí)殘留電流可快速流回到輸出單元420。第五二極管的連接和位置與圖8中的第五二極管的連接和位置相同，這樣，為了便于描述，將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。此外，將恒定極性的DC電流輸出到輸出單元420而不管施加到DC電器電源電路300的DC電流如何的效果，以及在防止電弧問題的同時(shí)防止DC電器插頭400的沖流的其它效果與上述描述的效果相同，這樣，為了便于描述，將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。圖11示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的安裝在插頭中的電源電路。參照?qǐng)D11，插頭500包括插頭外殼510、在插頭外殼510的一側(cè)形成的一對(duì)通孔、以及在通孔安裝并在外部突出的一對(duì)連接器520。在插頭500中布置根據(jù)本公開的實(shí)施例的DC電器電路電源電路100。更具體地，插頭的正輸入端子520連接到DC電器電源電路100的輸入單元110的
第一端子Tl和第二端子T2中的每個(gè)。如果插頭500的正輸入端子520插入插座，則外部DC電流被施加到插頭500的正輸入端子520。DC電流通過DC電器電源電路100的輸入單元110被輸入到DC電器電源電路 100。
另外，DC電器電源電路100的輸出單元120的第三端子T3和第四端子T4連接到插頭500的輸出端，插頭500的輸出端連接到電子裝置，從而DC電流可被施加到電子裝置。在圖11示出的插頭500的情況下，與正端子和負(fù)(_)端子彼此不同的傳統(tǒng)DC插頭不同，正輸入端子520的形式和布置是相同的。根據(jù)本公開的實(shí)施例的DC電器電源電路100被設(shè)計(jì)為輸出恒定極性的DC電流而不管輸入的DC電流的極性。同時(shí)，僅為了說明的目的公開插頭500的DC電器電源電路100，應(yīng)該注意在不脫離本的范圍或精神的情況下，還可在插頭中布置各種DC電器電源電路。圖12示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的安裝在電子裝置中安裝的電源電路。參照?qǐng)D12，可在電子裝置600的電源單元610中布置DC電器電源電路100。 包括DC電器電源單元100的電源單元610可連接到升壓?jiǎn)卧?20和逆變器單元630。升壓?jiǎn)卧?20包括用于切換DC電壓的切換電路，并通過切換電路輸出經(jīng)升壓的電壓。逆變器單元630從升壓?jiǎn)卧?20接收經(jīng)升壓的DC電壓，響應(yīng)于PWM控制信號(hào)切換接收的DC電壓從而輸出AC電能,并將AC電能施加到作為電負(fù)載的電機(jī)640。另外，電源單元610可連接到分壓?jiǎn)卧?50，分壓?jiǎn)卧?50包括用于DC分壓的電阻器，并根據(jù)上述電阻器將適當(dāng)分壓得的電壓輸出到電子裝置的各種負(fù)載660。在另一方面，僅為了說明的目的公開根據(jù)本公開的DC電器電源電路100，還可在電子裝置的電源單元中布置上述的各種DC電器電源電路。從以上描述中顯示的是，根據(jù)本公開的實(shí)施例的上述用于DC電器的電源電路包括整流器單元和電容器單元，從而當(dāng)DC電流的施加被中斷時(shí)使用于DC電器的電源電路的殘留電流能夠流回到輸出單元。結(jié)果，用于DC電器的電源電路防止電流泄漏到外部，并減小了輸入單元和輸出單元之間的電壓差，從而防止可能在DC電流的施加被中斷的特定時(shí)間產(chǎn)生的電弧。電源電路還包括電感器單元，電感器單元在從DC電流的施加時(shí)間點(diǎn)開始的預(yù)定時(shí)間期間線性增大電流，從而防止沖流。因此，可通過簡(jiǎn)單的電路配置來提高電子裝置、插頭和導(dǎo)電線的耐久性，并且用戶可安全地使用DC電流。另外，包含在電源電路中的整流器單元被實(shí)現(xiàn)為橋式二極管，從而可輸出總是具有恒定極性的DC電流，而不管輸入的DC電流的極性。結(jié)果，雖然不根據(jù)使用不同形狀的陽極端子和陰極端子的物理處理來互相區(qū)分輸入極性，但結(jié)果是使用更加方便。雖然已示出并描述了本公開的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不脫離本公開的原理和精神的情況下，可在這些實(shí)施例中進(jìn)行改變，本公開的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種用于DC電器的電源電路，包括 輸入單元，包括第一端子和第二端子，從而接收DC電流； 輸出單元，包括第三端子和第四端子，以輸出由輸入單元輸入的DC電流； 連接單元，包括第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線，以將輸入單元和輸出單元互相連接； 整流器單元，包括連接在第一端子和第二端子之間并結(jié)合為橋式二極管形式的第一至第四二極管，從而以預(yù)定方向?qū)斎氲腄C電流進(jìn)行整流； 電感器單元，以這樣的方式串連到整流器單元輸入的DC電流從DC電流突然改變的時(shí)間點(diǎn)開始逐漸增大； 電容器單元，串連到電感器單元，響應(yīng)于通過電感器單元的電流而充有電壓，并從DC電流被突然改變的特定時(shí)間點(diǎn)開始將充有的電壓釋放給輸出單元。
2.如權(quán)利要求I所述的電源電路，其中，DC電流被突然改變的特定時(shí)間點(diǎn)是通過輸入單元輸入DC電流所處的時(shí)間點(diǎn)或DC輸入的施加被中斷所處的時(shí)間點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的電源電路，其中，當(dāng)DC電流輸入被停止時(shí)，整流器單元使在用于DC電器的電源電路中存在的殘留電流流回到輸出單元，從而防止當(dāng)電流泄漏到用于DC電器的電源電路的外部時(shí)產(chǎn)生的電弧現(xiàn)象。
4.如權(quán)利要求3所述的電源電路，其中，第一二極管的陽極端子和第三二極管的陰極端子之間的接觸點(diǎn)連接到第一端子，第二二極管和第四二極管之間的接觸點(diǎn)連接到第二端子。
5.如權(quán)利要求4所述的電源電路，其中，整流器單元還包括第五二極管，第五二極管連接在第一二極管的陰極端子和第二二極管的陰極端子的接觸點(diǎn)與第三二極管的陽極端子和第四二極管的陽極端子的另一接觸點(diǎn)之間。
6.如權(quán)利要求5所述的電源電路，其中，第五二極管的陰極端子連接到第一二極管的陰極端子和第二二極管的陰極端子的接觸點(diǎn)，第五二極管的陽極端子連接到第三二極管的陽極端子和第四二極管的陽極端子的接觸點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求5所述的電源電路，其中，整流器單元通過輸出單元輸出恒定極性的DC電流，而不管輸入的DC電流的極性。
8.如權(quán)利要求7所述的電源電路，其中，在整流器單元中，當(dāng)負(fù)電被輸入到第一端子、正電被輸入到第二端子時(shí)，整流器單元的第一二極管和第四二極管截止，整流器單元的第二二極管和第三二極管導(dǎo)通。
9.如權(quán)利要求7所述的電源電路，其中，在整流器單元中，當(dāng)正電被輸入到第一端子、負(fù)電被輸入到第二端子時(shí)，整流器單元的第一二極管和第四二極管導(dǎo)通，整流器單元的第二二極管和第三二極管截止。
10.如權(quán)利要求2所述的電源電路，其中，電容器單元減小了當(dāng)DC電流輸入被停止時(shí)輸入單元的第一端子和第二端子的電壓與輸出單元的第三端子和第四端子的另一電壓之間的差，從而防止電弧現(xiàn)象。
11.如權(quán)利要求10所述的電源電路，其中，電容器單元以這樣的方式連接在第三端子和第四端子之間當(dāng)DC電流輸入被停止時(shí)充有的電壓被釋放到輸出單元。
12.如權(quán)利要求10所述的電源電路，其中，以這樣的方式調(diào)整電容器單元的電容在從DC電流輸入被停止的特定時(shí)間開始的預(yù)定時(shí)間內(nèi)，輸入單元和輸出單元之間的電壓差維持在預(yù)定范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求2所述的電源電路，其中，電感器單元防止當(dāng)DC電流輸入開始操作時(shí)用于DC電器的電源電路的電流快速增大，從而防止沖流的流動(dòng)。
14.如權(quán)利要求2所述的電源電路，其中，以這樣的方式調(diào)整電感器單元的電感以適當(dāng)?shù)乃俣仍龃笥糜贒C電器的電源電路的電流。
15.如權(quán)利要求I所述的電源電路，其中，用于DC電器的電源電路被安裝在接收DC電 流的插頭或電子裝置中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于DC電器的電源電路，其包括輸入單元，包括第一端子和第二端子，從而接收DC電流；輸出單元，包括第三端子及第四端子；連接單元，包括第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線，以將輸入單元和輸出單元互相連接；整流器單元，包括連接到第一端子和第二端子之間并結(jié)合為橋式二極管形式的第一至第四二極管；電感器單元，以這樣的方式串連到整流器單元輸入的DC電流從DC電流突然改變的時(shí)間點(diǎn)逐漸增大；電容器單元，串連到電感器單元，響應(yīng)于通過電感器單元的電流而充有電壓，并從DC電流被突然改變的特定時(shí)間點(diǎn)將充電電壓釋放給輸出單元。因此，雖然輸入的DC電流被突然改變，但是DC電器電源電路也可安全地將DC電流輸出到輸出單元。
文檔編號(hào)H02M3/06GK102638161SQ20121002857
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月9日
發(fā)明者徐含爍, 樸賢洙, 陳賢哲 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社