大功率開關(guān)電源的軟啟動(dòng)與安全關(guān)閉裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于晶閘管和繼電器的大功率開關(guān)電源的軟啟動(dòng)與安全關(guān)閉裝置。本發(fā)明以晶閘管和繼電器為主功率電路軟啟動(dòng)裝置，系統(tǒng)控制靈活，操作簡(jiǎn)單，啟動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)行可靠，可有效緩解電源啟動(dòng)過程中對(duì)電網(wǎng)及其負(fù)載的沖擊。在電源啟動(dòng)時(shí)，通過檢測(cè)電容兩端的電壓，由繼電器控制晶閘管門極觸發(fā)電壓和電流，實(shí)現(xiàn)了大功率開關(guān)電源的平穩(wěn)軟啟動(dòng)。在關(guān)閉電源時(shí)，由于晶閘管關(guān)斷，電容上的電壓通過后面負(fù)載回路放電，實(shí)現(xiàn)了大功率電源的安全關(guān)閉，有效減少了大容量濾波電容的無功損耗，實(shí)現(xiàn)了主功率電路的待機(jī)零功耗。
【專利說明】大功率開關(guān)電源的軟啟動(dòng)與安全關(guān)閉裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電源啟動(dòng)與關(guān)閉【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種大功率開關(guān)電源的軟啟動(dòng)與 安全關(guān)閉裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在大功率開關(guān)電源的輸入級(jí)電路中，與整流電路并聯(lián)的濾波電容是大容量的電解 電容而通過整流橋整流出來的電壓也比較高。在上電瞬間，濾波電容兩端電壓為零，此時(shí)如 整流出來的電壓不經(jīng)過限流電阻而直接加到濾波電容兩端，將會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，極 容易造成元器件的損壞。因此，我們必須設(shè)計(jì)一種裝置，使得在上電的瞬間電容兩端電壓緩 慢上升，以避免上述的故障出現(xiàn)，這就是我們所說的軟啟動(dòng)問題。但是目前對(duì)濾波電容放電 回路的涉及放電問題，尚未有相關(guān)技術(shù)提及。普通開關(guān)電源在待機(jī)模式是，濾波電容兩端通 常是整流以后的高壓直流，由于電源處于待機(jī)狀態(tài)，電容上的電荷，沒有泄放路徑，在漏電 的情況下，給安全帶來了一定的隱患，也會(huì)造成無功功率的消耗。
[0003] 目前常用的軟啟動(dòng)方法有以下三種方案： (1)串接熱敏電阻：該方式通常在電路里面串接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，室溫時(shí)電阻 大，通電升溫以后熱敏電阻的阻值下降，利用這種特性，可以減少上電瞬間的沖擊電流，同 時(shí)降低電源正常工作時(shí)的功耗。這種方案的缺點(diǎn)在于，隨著輸入電流的增大，熱敏電阻上的 功耗也增大，從而使得輸入級(jí)電路的效率降低，進(jìn)而制約著整個(gè)開關(guān)電源的總體效率。而在 大功率開關(guān)電源中，輸入電流較大。因此，這種軟啟動(dòng)方案不適用于大功率開關(guān)電源。
[0004] (2)限流電阻、繼電器切換：該軟啟動(dòng)電路在啟動(dòng)瞬間，繼電器斷開，通過限流電阻 對(duì)電容進(jìn)行充電，當(dāng)電容上電壓達(dá)到一定值時(shí)，控制繼電器導(dǎo)通，將限流電阻短路，使得電 源正常工作，該方案克服了方案（1)的缺點(diǎn)。但是確定也很明顯：接觸器的導(dǎo)電部分是活 動(dòng)觸點(diǎn)，不適合通過大電流；繼電器的動(dòng)作電壓會(huì)抖動(dòng)及振蕩，造成工作不可靠。
[0005] (3)限流電阻、晶閘管切換：與方案（2)類似，上電啟動(dòng)時(shí)，整流電路通過限流電阻 向?yàn)V波電容充電，等濾波電容電壓充到期望值時(shí)，觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通。此方案的缺點(diǎn)是不允許 無觸發(fā)。
[0006] 這三種方案都沒有考慮到濾波電容上電荷的泄放，在開關(guān)電源待機(jī)模式下，濾波 電容上都帶有整流后的高壓直流電，給安全帶來一定隱患，也造成了無功功率的損耗，縮短 了開端電源的使用壽命。本發(fā)明可以既可以做到大功率開關(guān)電源的軟啟動(dòng)，也可以保證在 電源正常工作的情況下，軟啟動(dòng)裝置幾乎零功耗。同時(shí)，在軟啟動(dòng)裝置關(guān)閉以后，切斷濾波 電容的供電電路，濾波電容的電荷可以通過其后的負(fù)載電路釋放，從而做到了最大限度的 減少濾波電容無功功率損耗，也提供了足夠的安全保障。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提出一種簡(jiǎn)單、合理，能可靠 地保證濾波電容電壓升到預(yù)設(shè)電壓后脈沖發(fā)生電路再工作的大功率開關(guān)電源的軟啟動(dòng)裝 置。當(dāng)電源需要進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)狀態(tài)或者關(guān)機(jī)狀態(tài)，為濾波電容電荷的釋放提供一條泄放 通路，最大限度的減少濾波電容電路部分的損耗。
[0008] 本法明的大功率開關(guān)電源軟啟動(dòng)包括：晶閘管、限流電阻、繼電器。繼電器的切換 由低壓控制電路電路進(jìn)行切換。在開通電源時(shí)，三相交流電分別通過整流橋進(jìn)行整流，然后 由低壓控制部分檢測(cè)濾波電容兩端電壓，當(dāng)電容上的電壓低于設(shè)定的電壓值時(shí)，使控制繼 電器常開端吸合。晶閘管的門極通過限流電阻，為其提供觸發(fā)電流，使電容的充電電壓緩慢 上升，從而保證電源啟動(dòng)瞬間對(duì)電網(wǎng)的沖擊電流做到最小，也有效的保護(hù)了整流橋和電容 工作在安全范圍內(nèi)。當(dāng)電源需要進(jìn)入待機(jī)模式時(shí)，由低壓控制電路，控制繼電器使其常閉端 吸合，晶閘管的門極和陰極相連通，由于觸發(fā)電流的低于晶閘管的觸發(fā)條件，晶閘管關(guān)斷。 濾波電容上的高壓直流電通過后面的負(fù)載釋放，從而保證了大功率開關(guān)電源初級(jí)電壓能夠 降到接近零電位的狀態(tài)，降低無功損耗的同時(shí)，也防止了漏電時(shí)對(duì)人體造成的安全隱患，增 加了濾波電容長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1是本發(fā)明軟啟動(dòng)和安全關(guān)閉部分電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 本發(fā)明的大功率開關(guān)電源啟動(dòng)方式，主要基于晶閘管的導(dǎo)通觸發(fā)特性。三相整流 后的單向脈動(dòng)直流電直接連接到晶閘管的A/K極，晶閘管的G極和K極連接到繼電器的常 閉端，繼電器的常開端通過限流電阻連接到晶閘管的A/K極，K極直接連接到濾波電容的正 端。繼電器的低壓控制端由檢測(cè)電容兩端電壓的控制電路進(jìn)行控制。
[〇〇11] 本發(fā)明的啟動(dòng)部分主要包括：晶閘管、限流電阻、繼電器。在啟動(dòng)瞬間，由低壓控制 部分檢測(cè)濾波電容兩端電壓，當(dāng)電容上的電壓低于設(shè)定的電壓值時(shí)，使控制繼電器常開端 吸合，保證晶閘管的可靠觸發(fā)。晶閘管的門極通過限流電阻，為其提供觸發(fā)電流，使電容的 充電電壓緩慢上升，從而保證電源啟動(dòng)瞬間對(duì)電網(wǎng)的沖擊電流做到最小，也有效的保護(hù)了 整流橋和電容工作在安全范圍內(nèi)。當(dāng)電源需要進(jìn)入待機(jī)模式時(shí)，由低壓控制電路，控制繼電 器使其常閉端吸合，晶閘管的門極和陰極相連通，由于觸發(fā)電流的低于晶閘管的觸發(fā)條件， 晶閘管關(guān)斷。濾波電容上的高壓直流電通過后面的R2和R3負(fù)載釋放，從而保證了大功率 開關(guān)電源初級(jí)電壓能夠降到接近零電位的狀。
【權(quán)利要求】
1. 大功率開關(guān)電源的軟啟動(dòng)與安全關(guān)閉裝置，其特征在于：三相整流后的單向脈動(dòng)直 流電直接連接到晶閘管的A/K極，晶閘管的G極和K極連接到繼電器的常閉端，繼電器的常 開端通過限流電阻連接到晶閘管的A/K極，K極直接連接到濾波電容的正端，繼電器的低壓 控制端由檢測(cè)電容兩端電壓的控制電路進(jìn)行控制。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述的大功率開關(guān)電源的軟啟動(dòng)與安全關(guān)閉裝置，其特征在于：在上電 瞬間，通過檢測(cè)濾波電容上的電壓，由低壓控制電路控制繼電器常開端導(dǎo)通，由晶閘管控制 濾波電容兩端電壓緩慢上升，避免了啟動(dòng)瞬間的大沖擊電流，從而實(shí)現(xiàn)了大功率開關(guān)電源 的軟啟動(dòng)；在關(guān)閉電源時(shí)，由低壓控制電路，釋放繼電器使常閉端導(dǎo)通，晶閘管關(guān)閉，輸出濾 波電容上的電荷通過后面回路釋放，使電容兩端電壓趨于零，起到安全關(guān)閉的作用。
【文檔編號(hào)】H02M1/36GK104092364SQ201410233933
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】李智, 李健, 張飛正 申請(qǐng)人:四川大學(xué)