本發(fā)明屬于三相開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三相開(kāi)關(guān)電源及其過(guò)壓防護(hù)電路與過(guò)壓防護(hù)方法。

背景技術(shù)：

通常，三相低壓配電系統(tǒng)面臨的持續(xù)工頻過(guò)壓主要有以下幾類(lèi)：負(fù)載的投入和切除引起的過(guò)電壓、系統(tǒng)發(fā)生故障引起對(duì)地電壓升高、中性線開(kāi)路引起的相壓升高、低壓系統(tǒng)相線與中性線短路時(shí)的對(duì)地電壓升高等。其中，當(dāng)中性線開(kāi)路故障遇到相負(fù)載嚴(yán)重不平衡的情況時(shí)，將會(huì)使三相開(kāi)關(guān)電源整流后的峰值電壓升至常態(tài)電壓(540v)的兩倍，使其接近1100v的電壓水平，如此將對(duì)三相開(kāi)關(guān)電源的元器件的耐壓水平提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，首當(dāng)其沖的就是儲(chǔ)能電容和開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管。

而目前市場(chǎng)上用量最大的單相中小功率開(kāi)關(guān)電源(如圖1所示)的交流電壓輸入范圍在交流85～265v之間，應(yīng)用在這類(lèi)通用電源上的儲(chǔ)能電容的耐壓水平通常在直流400～500v區(qū)間，與其配套使用的開(kāi)關(guān)管的耐壓水平普遍在直流600～700v區(qū)間，因此，當(dāng)三相開(kāi)關(guān)電源整流后的峰值升至1100v時(shí)，傳統(tǒng)的單相開(kāi)關(guān)電源的儲(chǔ)能電容與開(kāi)關(guān)管都會(huì)因?yàn)槟蛪翰蛔愣?，因此傳統(tǒng)的通用型單相開(kāi)關(guān)電源的器件不能直接應(yīng)用在三相開(kāi)關(guān)電源上。

目前，現(xiàn)有技術(shù)通常在中小功率三相開(kāi)關(guān)電源(如圖2所示)的基礎(chǔ)上通過(guò)串聯(lián)元器件提高耐壓的方式來(lái)解決三相開(kāi)關(guān)電源的工頻耐壓?jiǎn)栴}，如圖2所示，現(xiàn)有的三相開(kāi)關(guān)電源主要是將電容c1和電容c2串聯(lián)以提高儲(chǔ)能電容的耐壓水平，同時(shí)采用外部高壓開(kāi)關(guān)管t2與脈沖寬度調(diào)制(pulsewidthmodulation，pwm)內(nèi)置開(kāi)關(guān)管t1串聯(lián)提高開(kāi)關(guān)器件的耐壓水平。然而，雖然現(xiàn)有技術(shù)通 過(guò)儲(chǔ)能電容的串聯(lián)以及開(kāi)關(guān)管的串聯(lián)使用在一定程度上解決三相開(kāi)關(guān)電源的元器件的耐壓?jiǎn)栴}，但是一方面卻使得現(xiàn)有的三相開(kāi)關(guān)電源所需的元器件數(shù)量增多，而且儲(chǔ)能電容與開(kāi)關(guān)管的單價(jià)較高，進(jìn)而提高了三相開(kāi)關(guān)電源的成本；另外一方面，由于三相開(kāi)關(guān)電源依然工作在很高的供電電壓之下(常態(tài)下整流后的540v)，如此不僅使得三相開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)定性、可靠性難以得到保障，并且消耗在儲(chǔ)能電容均壓電阻r1、r2、變壓器尖峰吸收電阻r3、開(kāi)關(guān)管t1、t2以及開(kāi)關(guān)變壓器tf上的靜態(tài)功耗將會(huì)因?yàn)檫^(guò)高的供電電壓而難以降低。

綜上所述，現(xiàn)有的三相開(kāi)關(guān)電源存在成本高、可靠性差且靜態(tài)功耗大的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種三相開(kāi)關(guān)電源的過(guò)壓防護(hù)電路，旨在解決現(xiàn)有的三相開(kāi)關(guān)電源存在成本高、可靠性差且靜態(tài)功耗大的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種三相開(kāi)關(guān)電源的過(guò)壓防護(hù)電路，所述過(guò)壓防護(hù)電路具有正輸入端、負(fù)輸入端、正輸出端以及負(fù)輸出端，所述過(guò)壓防護(hù)電路的正輸入端與負(fù)輸入端分別與外部的整流電路的正輸出端和負(fù)輸出端連接，所述過(guò)壓防護(hù)電路包括：

驅(qū)動(dòng)模塊、開(kāi)關(guān)模塊、控制模塊、電壓檢測(cè)模塊以及儲(chǔ)能模塊，所述開(kāi)關(guān)模塊包括一開(kāi)關(guān)元件，儲(chǔ)能模塊包括一儲(chǔ)能電容；

所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端為所述過(guò)壓防護(hù)電路的正輸入端，所述電壓檢測(cè)模塊的輸入端與所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端以及所述儲(chǔ)能模塊的正端連接，所述儲(chǔ)能模塊的正端為所述過(guò)壓防護(hù)電路的正輸出端，所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與所述開(kāi)關(guān)模塊的控制端以及所述控制模塊的第一輸出端連接，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出端與所述控制模塊的第一輸入端連接，所述儲(chǔ)能模塊的負(fù)端與所述控制模塊的第二輸入端以及所述開(kāi)關(guān)模塊的輸出端共接形成所述過(guò)壓防護(hù)電路的負(fù)輸出端，所述控制模塊的第二輸出端與所述開(kāi)關(guān)模塊的輸入端共接于形成所述過(guò)壓 防護(hù)電路的負(fù)輸入端；

所述驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)所述整流電路輸出的直流電驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，以便于所述儲(chǔ)能模塊根據(jù)所述直流電充電；所述電壓檢測(cè)模塊對(duì)所述儲(chǔ)能模塊的充電電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)所述充電電壓低于所述電壓檢測(cè)模塊的動(dòng)作電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)模塊輸出第一檢測(cè)信號(hào)至所述控制模塊，所述控制模塊根據(jù)所述第一檢測(cè)信號(hào)輸出第一狀態(tài)信號(hào)至所述開(kāi)關(guān)模塊，所述開(kāi)關(guān)模塊根據(jù)所述第一狀態(tài)信號(hào)保持所述導(dǎo)通狀態(tài)，以使所述儲(chǔ)能模塊根據(jù)所述直流電持續(xù)充電；當(dāng)所述充電電壓高于所述電壓檢測(cè)模塊的動(dòng)作電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)模塊輸出第二檢測(cè)信號(hào)至所述控制模塊，所述控制模塊根據(jù)所述第二檢測(cè)信號(hào)輸出第二狀態(tài)信號(hào)至所述開(kāi)關(guān)模塊，所述開(kāi)關(guān)模塊根據(jù)所述第二狀態(tài)信號(hào)截止，以使所述儲(chǔ)能模塊停止充電。

本發(fā)明的另一目的還在于提供一種基于上述過(guò)壓防護(hù)電路的過(guò)壓防護(hù)方法，通過(guò)控制所述儲(chǔ)能模塊的充電電壓，使所述充電電壓低于所述整流電路的峰值電壓，當(dāng)所述整流電路輸出的峰值電壓遠(yuǎn)高于所述充電電壓時(shí)關(guān)斷所述儲(chǔ)能模塊的充電回路，從而將電網(wǎng)波動(dòng)產(chǎn)生的高電壓阻斷在所述開(kāi)關(guān)模塊的前面，保護(hù)包括所述儲(chǔ)能模塊及其后端電路免受電網(wǎng)高壓沖擊，所述過(guò)壓防護(hù)方法包括步驟：

所述驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)所述整流電路輸出的直流電驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，以便于所述儲(chǔ)能模塊根據(jù)所述直流電充電；

所述電壓檢測(cè)模塊對(duì)所述儲(chǔ)能模塊的充電電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)所述充電電壓低于所述電壓檢測(cè)模塊的動(dòng)作電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)模塊輸出第一檢測(cè)信號(hào)至所述控制模塊；

所述控制模塊根據(jù)所述第一檢測(cè)信號(hào)輸出第一狀態(tài)信號(hào)至所述開(kāi)關(guān)模塊，以使所述開(kāi)關(guān)模塊根據(jù)所述第一狀態(tài)信號(hào)保持所述導(dǎo)通狀態(tài)，以使所述儲(chǔ)能模塊根據(jù)所述直流電持續(xù)充電；

當(dāng)所述充電電壓高于所述電壓檢測(cè)模塊的動(dòng)作電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)模塊 輸出第二檢測(cè)信號(hào)至所述控制模塊；

所述控制模塊根據(jù)所述第二檢測(cè)信號(hào)輸出第二狀態(tài)信號(hào)至所述開(kāi)關(guān)模塊，所述開(kāi)關(guān)模塊根據(jù)所述第二狀態(tài)信號(hào)截止，以使所述儲(chǔ)能模塊停止充電。

本發(fā)明的另一目的還在于提供一種三相開(kāi)關(guān)電源，所述三相開(kāi)關(guān)電源包括整流電路、通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器、濾波電容以及上述的過(guò)壓防護(hù)電路；

所述過(guò)壓防護(hù)電路的正輸出端和負(fù)輸出端分別與所述通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器的正輸入端和負(fù)輸入端連接，所述通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器的正輸入端和負(fù)輸入端分別與所述濾波電容的第一端和第二端連接，所述濾波電容的第一端和第二端分別與外部負(fù)載的正輸入端和負(fù)輸入端連接。

在本發(fā)明中，通過(guò)采用包括整流電路、通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器、濾波電容以及過(guò)壓防護(hù)電路的三相開(kāi)關(guān)電源，其中，過(guò)壓防護(hù)電路具有包括一開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)模塊、包括一儲(chǔ)能電容的儲(chǔ)能模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊以及電壓檢測(cè)模塊，使得控制模塊根據(jù)電壓檢測(cè)模塊輸出的檢測(cè)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通與截止，進(jìn)而控制儲(chǔ)能模塊充電或停止充電，以使過(guò)壓防護(hù)電路輸出的電壓維持在電壓檢測(cè)模塊的動(dòng)作電壓附近，通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器對(duì)該動(dòng)作電壓進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，并經(jīng)濾波電容濾波處理后輸出至負(fù)載，以為負(fù)載提供穩(wěn)定的電壓。本發(fā)明提供的三相開(kāi)關(guān)電源中的過(guò)壓防護(hù)電路輸出的電壓較低(比如350vdc)，進(jìn)而使其后端的通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器的儲(chǔ)能器件與開(kāi)關(guān)器件不需要做串聯(lián)提高耐壓處理，因此，通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器的元件數(shù)量較少成本較低；同時(shí)由于通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器工作在較低的供電電壓，進(jìn)而有效降低了三相開(kāi)關(guān)電源的靜態(tài)功耗，從而有效解決了現(xiàn)有的三相開(kāi)關(guān)電源普遍存在的成本高、可靠性差且靜態(tài)功耗大的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有的單相中小功率開(kāi)關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有的中小功率三相開(kāi)關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例所提供的三相開(kāi)關(guān)電源的過(guò)壓防護(hù)電路的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例所提供的三相開(kāi)關(guān)電源的過(guò)壓防護(hù)電路的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明一實(shí)施例所提供的三相開(kāi)關(guān)電源的過(guò)壓防護(hù)電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明另一實(shí)施例所提供的三相開(kāi)關(guān)電源的過(guò)壓防護(hù)電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本發(fā)明一實(shí)施例所提供的過(guò)壓防護(hù)電路的過(guò)壓防護(hù)方法的流程示意圖；

圖8是本發(fā)明一實(shí)施例所提供的三相開(kāi)關(guān)電源的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

以下結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述：

圖3示出了本發(fā)明一實(shí)施例所提供的三相開(kāi)關(guān)電源的過(guò)壓防護(hù)電路的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出與本實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：

如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例所示的三相開(kāi)關(guān)電源的過(guò)壓防護(hù)電路100具有正輸入端+ui、負(fù)輸入端-ui、正輸出端+vcc以及負(fù)輸出端-vee，該過(guò)壓防護(hù)電路100的正輸入端+ui和負(fù)輸入端-ui分別與外部的整流電路(圖中未示出)的正輸出端和負(fù)輸出端連接。

進(jìn)一步的，該過(guò)壓防護(hù)電路100包括驅(qū)動(dòng)模塊10、開(kāi)關(guān)模塊20、控制模塊30、電壓檢測(cè)模塊40以及儲(chǔ)能模塊50，開(kāi)關(guān)模塊20包括一開(kāi)關(guān)元件，儲(chǔ)能模塊50包括一儲(chǔ)能電容。

其中，驅(qū)動(dòng)模塊10的輸入端為過(guò)壓防護(hù)電路100的正輸入端+ui，電壓檢測(cè)模塊40的輸入端與驅(qū)動(dòng)模塊10的輸入端以及儲(chǔ)能模塊50的正端連接，儲(chǔ)能模塊50的正端為過(guò)壓防護(hù)電路100的正輸出端+vcc，驅(qū)動(dòng)模塊10的輸出端與開(kāi)關(guān)模塊20的控制端以及控制模塊30的第一輸出端連接，電壓檢測(cè)模塊40的輸出端與控制模塊30的第一輸入端連接，儲(chǔ)能模塊50的負(fù)端與控制模塊30的第二輸入端以及開(kāi)關(guān)模塊20的輸出端共接形成過(guò)壓防護(hù)電路100的負(fù)輸出端-vee，控制模塊30的第二輸出端與開(kāi)關(guān)模塊20的輸入端共接于形成過(guò)壓防護(hù)電路100的負(fù)輸入端-ui。

具體的，驅(qū)動(dòng)模塊10根據(jù)整流電路輸出的直流電驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊20導(dǎo)通，以便于儲(chǔ)能模塊50根據(jù)直流電充電；電壓檢測(cè)模塊40對(duì)儲(chǔ)能模塊50的充電電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)充電電壓低于電壓檢測(cè)模塊40的動(dòng)作電壓時(shí)，電壓檢測(cè)模塊40輸出第一檢測(cè)信號(hào)至控制模塊30，控制模塊30根據(jù)第一檢測(cè)信號(hào)輸出第一狀態(tài)信號(hào)至開(kāi)關(guān)模塊20，開(kāi)關(guān)模塊20根據(jù)第一狀態(tài)信號(hào)保持導(dǎo)通狀態(tài)，以使儲(chǔ)能模塊50根據(jù)直流電持續(xù)充電；當(dāng)充電電壓高于電壓檢測(cè)模塊40的動(dòng)作電壓時(shí)，電壓檢測(cè)模塊40輸出第二檢測(cè)信號(hào)至控制模塊30，控制模塊30根據(jù)第二檢測(cè)信號(hào)輸出第二狀態(tài)信號(hào)至開(kāi)關(guān)模塊20，開(kāi)關(guān)模塊20根據(jù)第二狀態(tài)信號(hào)截止，以使儲(chǔ)能模塊50停止充電，以使儲(chǔ)能模塊50的電壓維持在電壓檢測(cè)模塊40的動(dòng)作電壓；在本實(shí)施例中，動(dòng)作電壓可以根據(jù)用戶需求設(shè)置，例如350v直流電。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100不僅可以應(yīng)用到電源領(lǐng)域，而且還可以應(yīng)用到小功耗的工業(yè)設(shè)備控制板中；此外，在本實(shí)施例中，第一檢測(cè)信號(hào)指的是高阻抗信號(hào)，第二檢測(cè)信號(hào)指的是低阻抗信號(hào)，第一狀態(tài)信號(hào)指的是高阻抗?fàn)顟B(tài)，第二狀態(tài)信號(hào)指的是低阻抗?fàn)顟B(tài)。

在本實(shí)施例中，通過(guò)采用驅(qū)動(dòng)模塊10、開(kāi)關(guān)模塊20、控制模塊30、電壓檢測(cè)模塊40以及儲(chǔ)能模塊50的過(guò)壓防護(hù)電路100，使得驅(qū)動(dòng)模塊10根據(jù)整流電路輸出的直流電驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊20導(dǎo)通，以便于儲(chǔ)能模塊50根據(jù)直流電充電； 電壓檢測(cè)模塊40對(duì)儲(chǔ)能模塊50的充電電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)充電電壓低于電壓檢測(cè)模塊40的動(dòng)作電壓時(shí)，電壓檢測(cè)模塊40輸出第一檢測(cè)信號(hào)至控制模塊30，控制模塊30根據(jù)第一檢測(cè)信號(hào)輸出第一狀態(tài)信號(hào)至開(kāi)關(guān)模塊20，開(kāi)關(guān)模塊20根據(jù)第一狀態(tài)信號(hào)保持導(dǎo)通狀態(tài)，以使儲(chǔ)能模塊50根據(jù)直流電持續(xù)充電；當(dāng)充電電壓高于電壓檢測(cè)模塊40的動(dòng)作電壓時(shí)，電壓檢測(cè)模塊40輸出第二檢測(cè)信號(hào)至控制模塊30，控制模塊30根據(jù)第二檢測(cè)信號(hào)輸出第二狀態(tài)信號(hào)至開(kāi)關(guān)模塊20，開(kāi)關(guān)模塊20根據(jù)第二狀態(tài)信號(hào)截止，以使儲(chǔ)能模塊50停止充電，以使儲(chǔ)能模塊50的電壓維持在電壓檢測(cè)模塊40的動(dòng)作電壓，即在動(dòng)作電壓的條件下，對(duì)儲(chǔ)能模塊50進(jìn)行“欠壓充電、過(guò)壓停沖”的控制，進(jìn)而使得儲(chǔ)能模塊50能夠輸出低電壓，即過(guò)壓防護(hù)電路100將整流電路輸出的高壓轉(zhuǎn)換為低壓，穩(wěn)定性高、并且干擾??；此外，本實(shí)施例的過(guò)壓防護(hù)電路100中開(kāi)關(guān)模塊20和儲(chǔ)能模塊50所采用的儲(chǔ)能器件與開(kāi)關(guān)器件少，降低了電路成本，并且過(guò)壓防護(hù)電路100輸出電壓低于常態(tài)下整流后的電壓，使得供電電壓幅度降低，進(jìn)而減小了電路中各個(gè)元器件的靜態(tài)功耗。

進(jìn)一步的，如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的過(guò)壓防護(hù)電路100還包括限流模塊60，該限流模塊60的第一端與控制模塊30的第二輸入端連接，限流模塊60的第二端與開(kāi)關(guān)模塊20的輸出端以及儲(chǔ)能模塊50的負(fù)端連接。

進(jìn)一步的，如圖4示所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的過(guò)壓防護(hù)電路100還包括防雷擊保護(hù)模塊70，防雷擊保護(hù)模塊70的輸入端與整流電路的正輸出端連接，防雷擊保護(hù)模塊70的第一輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊20的輸入端連接，防雷擊保護(hù)模塊70的第二輸出端與整流電路的負(fù)輸出端連接，防雷擊保護(hù)模塊70對(duì)瞬間雷擊高電壓進(jìn)行抑制。

在本實(shí)施例中，通過(guò)在三相開(kāi)關(guān)電源的過(guò)壓防護(hù)電路100中模塊設(shè)置防雷擊保護(hù)模塊70，使得本發(fā)明所提供的過(guò)壓防護(hù)電路100可以在雷擊瞬間造成電網(wǎng)電壓過(guò)高，進(jìn)而導(dǎo)致外部整流電路輸出的電壓過(guò)高時(shí)，可以有效地防止瞬間雷擊高壓對(duì)后端電路的影響。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示，防雷擊保護(hù)模塊70包括熱敏電阻rt與壓敏電阻rf，熱敏電阻rt的第一端為防雷擊保護(hù)模塊70的輸入端，熱敏電阻rt的第二端與壓敏電阻rf的第一端共接形成防雷擊保護(hù)模塊70的第一輸出端，壓敏電阻rf的第二端為防雷擊保護(hù)模塊70的第二輸出端。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示，驅(qū)動(dòng)模塊10包括第一電阻r1，第一電阻r1的第一端為驅(qū)動(dòng)模塊10的輸入端，第一電阻r1的第二端為驅(qū)動(dòng)模塊10的輸出端；需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)模塊10也可由多個(gè)電阻以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的方式組成，例如在第一電阻r1的基礎(chǔ)上串聯(lián)另一電阻(圖中未示出)，該另一電阻的第二端為驅(qū)動(dòng)模塊10的輸出端。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示，電壓檢測(cè)模塊40包括穩(wěn)壓二極管d1，穩(wěn)壓二極管d1的陰極為電壓檢測(cè)模塊40的輸入端，穩(wěn)壓二極管d1的陽(yáng)極為電壓檢測(cè)模塊40的輸出端；需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，電壓檢測(cè)模塊40也可以由具有穩(wěn)壓作用的集成芯片實(shí)現(xiàn)。

在本實(shí)施例中，采用穩(wěn)壓二極管d1實(shí)現(xiàn)電壓檢測(cè)模塊40，使得儲(chǔ)能模塊50的最高充電電壓取決于穩(wěn)壓二極管d1的動(dòng)作電壓，從而實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換；例如，當(dāng)穩(wěn)壓二極管d1的動(dòng)作電壓遠(yuǎn)低于高壓整流電路的輸出峰值電壓時(shí)，儲(chǔ)能模塊50的輸出電壓將維持在穩(wěn)壓二極管d1的動(dòng)作電壓附近，即儲(chǔ)能模塊50的輸出電壓遠(yuǎn)低于整流電路的輸出峰值電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了高壓到低壓的轉(zhuǎn)換。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示，控制模塊30為光電耦合器u1，光電耦合器u1中發(fā)光二極管的陽(yáng)極為控制模塊30的第一輸入端，光電耦合器u1中發(fā)光二極管的陰極為控制模塊30的第二輸入端，光電耦合器u1中光敏晶體管的集電極為控制模塊30的第一輸出端，光電耦合器u1中光敏晶體管的發(fā)射極為控制模塊30的第二輸出端；需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，控制模塊30可以由分立元件組合而成，例如由發(fā)光的二極管和具 有感光性能的開(kāi)關(guān)元件組合而成。

在本實(shí)施例中，采用光電耦合器u1實(shí)現(xiàn)控制模塊30，不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能模塊50的充電電壓進(jìn)行檢測(cè)，而且可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)模塊20的開(kāi)關(guān)控制，此外，還可實(shí)現(xiàn)控制模塊30與儲(chǔ)能模塊50之間的隔離功能，使得開(kāi)關(guān)模塊20關(guān)斷期間沒(méi)有形成其他通道，保證了儲(chǔ)能模塊50中充電電壓的控制精度。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示，開(kāi)關(guān)模塊20包括第二電阻r2和高壓開(kāi)關(guān)器件m，第二電阻r2的第一端與高壓開(kāi)關(guān)器件m的控制端共接形成開(kāi)關(guān)模塊20的控制端，第二電阻r2的第二端與高壓開(kāi)關(guān)器件m的輸入端共接形成開(kāi)關(guān)模塊20的輸入端，高壓開(kāi)關(guān)器件m的輸出端為開(kāi)關(guān)模塊20的輸出端。需要說(shuō)明的是，在其他實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)模塊20也可只包括高壓開(kāi)關(guān)器件m，該高壓開(kāi)關(guān)器件m的控制端為開(kāi)關(guān)模塊20的控制端，該高壓開(kāi)關(guān)器件m的輸入端為開(kāi)關(guān)模塊20的輸入端，該高壓開(kāi)關(guān)器件m的輸出端為開(kāi)關(guān)模塊20的輸出端。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，高壓開(kāi)關(guān)器件m為nmos管，nmos管的柵極、漏極以及源極分別為高壓開(kāi)關(guān)器件m的控制端、輸入端以及輸出端。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，如圖6所示，開(kāi)關(guān)模塊20為npn型晶體管t，該npn型晶體管t的集電極為開(kāi)關(guān)模塊20的輸出端，該npn型晶體管t的發(fā)射極為開(kāi)關(guān)模塊20的輸入端，該npn型晶體管t的基極為開(kāi)關(guān)模塊20的控制端。

在本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)模塊20采用的是低端驅(qū)動(dòng)方式，即構(gòu)成開(kāi)關(guān)模塊20的高壓開(kāi)關(guān)器件m或者npn型晶體管t的輸入端均是與前端整流電路的負(fù)輸出端連接，并且構(gòu)成開(kāi)關(guān)模塊20的高壓開(kāi)關(guān)器件m或者npn型晶體管t的輸出端均是與過(guò)壓防護(hù)電路100的負(fù)輸出端連接，其相較于傳統(tǒng)的高頻脈寬控制式降壓電路采用高端驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管的進(jìn)步之處在于，本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100中的開(kāi)關(guān)模塊20中的開(kāi)關(guān)元件無(wú)需自舉驅(qū)動(dòng)電路，并且無(wú)需邏輯芯片控制，進(jìn)而消除了邏輯控制芯片部分的靜態(tài)功耗，因此，本發(fā)明實(shí)施例提供 的過(guò)壓防護(hù)電路100的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且靜態(tài)功耗低。

此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100中開(kāi)關(guān)模塊20的開(kāi)關(guān)頻率是可變的，其開(kāi)關(guān)頻率取決于儲(chǔ)能模塊50對(duì)負(fù)載的放電速率，即在儲(chǔ)能模塊50中的儲(chǔ)能電容容量固定不變的情況下，負(fù)載越輕，儲(chǔ)能模塊50的儲(chǔ)能電容放電時(shí)間越長(zhǎng)，則充電脈沖的間隔時(shí)間越長(zhǎng)，過(guò)壓防護(hù)電路100的開(kāi)關(guān)頻率也就越低；反之，負(fù)載越重，儲(chǔ)能模塊50的儲(chǔ)能電容放電越快，電脈沖的密度則越大，過(guò)壓防護(hù)電路100的開(kāi)關(guān)頻率就越高。而上述的可變開(kāi)關(guān)頻率的降壓方式，對(duì)于降低過(guò)壓防護(hù)電路100自身的損耗非常有利，尤其是在負(fù)載很輕的情況下(比如設(shè)備處于靜態(tài)待機(jī)狀態(tài))，儲(chǔ)能模塊50中的儲(chǔ)能電容能量能夠維持負(fù)載多個(gè)工頻周期的驅(qū)動(dòng)要求，放電時(shí)間較長(zhǎng)，則過(guò)壓防護(hù)電路100的開(kāi)關(guān)頻率可以低至10～50hz，在如此低的開(kāi)關(guān)頻率下，相對(duì)于傳統(tǒng)的高頻脈寬控制式降壓電路而言(其工作頻率通常在幾十khz)，本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100的“開(kāi)關(guān)交迭損耗”要小得多，因此本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100的自身靜態(tài)功耗很??；而且本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100中的開(kāi)關(guān)模塊20工作在超低的開(kāi)關(guān)頻率狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生高頻率的電磁干擾與諧波干擾，不需要采用復(fù)雜的emi濾波電路來(lái)抑制該過(guò)壓防護(hù)電路100帶來(lái)的干擾，降低了三相電源電磁兼容設(shè)計(jì)的難度。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示，限流模塊60包括第三電阻r3，該第三電阻r3的第一端為限流模塊50的第一端，該第三電阻r3的第二端為該限流模塊50的第二端。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示，儲(chǔ)能模塊50包括儲(chǔ)能電容c1，該儲(chǔ)能電容c1的第一端為儲(chǔ)能模塊50的正端，儲(chǔ)能電容c1的第二端為儲(chǔ)能模塊50的負(fù)端。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100工作在是工作在低頻脈沖開(kāi)關(guān)方式下的dc-dc降壓電路，其與傳統(tǒng)的高頻脈寬控制式降壓電路有著本質(zhì)上的區(qū)別，其無(wú)需在電路中設(shè)置傳統(tǒng)的高頻脈寬控制式降壓電路所必備的 脈沖寬度調(diào)制芯片、儲(chǔ)能線圈、降壓電阻、續(xù)流二極管等元器件，因此，本放實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，并且本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100不用損耗一定的靜態(tài)功耗在脈沖寬度調(diào)制芯片、儲(chǔ)能線圈以及降壓電阻上，從而降低了過(guò)壓防護(hù)電路100的靜態(tài)功耗；此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100工作在低頻開(kāi)關(guān)方式下，因此，過(guò)壓防護(hù)電路100降低了由開(kāi)關(guān)模塊20中的開(kāi)關(guān)元件通斷所產(chǎn)生的電磁干擾與諧波干擾，進(jìn)而提高了儀器儀表的計(jì)量精度，并有效避免對(duì)電網(wǎng)的電磁污染。

下面以圖6所示的具體電路為例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的過(guò)壓防護(hù)電路100的工作原理做詳細(xì)說(shuō)明：

在電路上電之后，外部的整流電路輸出的直流電至過(guò)壓防護(hù)電路100的正輸入端+ui和負(fù)輸入端-ui，

該直流電通過(guò)第一電阻r1輸出驅(qū)動(dòng)電壓至npn型晶體管t的控制端，以使npn型晶體管t導(dǎo)通，進(jìn)而使得整流電路輸出的直流儲(chǔ)能電容c1進(jìn)行充電。穩(wěn)壓二極管d1對(duì)儲(chǔ)能電容c1的充電電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)儲(chǔ)能電容c1的充電電壓低于穩(wěn)壓二極管d1的動(dòng)作電壓時(shí)，穩(wěn)壓二極管d1輸出高阻抗信號(hào)至光電耦合器u1，光電耦合器u1根據(jù)該高阻抗信號(hào)輸出高阻抗?fàn)顟B(tài)。由于光電耦合器u1的輸出端并聯(lián)在npn型晶體管t的驅(qū)動(dòng)端口，而光電耦合器u1輸出高阻抗?fàn)顟B(tài)的情形，相當(dāng)于在npn型晶體管t的驅(qū)動(dòng)端口并聯(lián)一個(gè)高阻抗通道，因此，從第一電阻r1輸出的驅(qū)動(dòng)電壓可以順利地加載到npn型晶體管t的驅(qū)動(dòng)端口，從而使npn型晶體管t導(dǎo)通，充電電流持續(xù)流入儲(chǔ)能電容c1，儲(chǔ)能電容c1的充電電壓持續(xù)增加。

當(dāng)充電電壓上升到可以出發(fā)穩(wěn)壓二極管d1，即充電電壓上升到穩(wěn)壓二極管d1的動(dòng)作電壓時(shí)，穩(wěn)壓二極管d1輸出的信號(hào)由高阻抗信號(hào)變?yōu)榈妥杩剐盘?hào)，進(jìn)而使得光電耦合器u1的輸出端也相應(yīng)地由高阻抗?fàn)顟B(tài)翻轉(zhuǎn)到低阻抗?fàn)顟B(tài)，從而在npn型晶體管t的驅(qū)動(dòng)端口并聯(lián)一個(gè)低阻抗通道，該低阻抗通道將npn型晶體管t的驅(qū)動(dòng)電流旁路，進(jìn)而使得加載至npn型晶體管t的驅(qū)動(dòng)端口的 電壓降低，并且遠(yuǎn)低于npn型晶體管t的開(kāi)啟電壓，npn型晶體管t截止，從而停止對(duì)儲(chǔ)能電容c1的充電，使得儲(chǔ)能電容c1的充電電壓穩(wěn)定在穩(wěn)壓二極管d1的動(dòng)作電壓附近。

當(dāng)儲(chǔ)能電容c1對(duì)后級(jí)負(fù)載進(jìn)行放電時(shí)，儲(chǔ)能電容c1的充電電壓逐步降低，當(dāng)充電電壓降低到不能夠維持穩(wěn)壓二極管d1的導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，穩(wěn)壓二極管d1的輸出信號(hào)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，光電耦合器u1也由低阻抗?fàn)顟B(tài)跳轉(zhuǎn)至高阻抗?fàn)顟B(tài)，進(jìn)而使得被旁路的驅(qū)動(dòng)電壓恢復(fù)，npn型晶體管t從截止?fàn)顟B(tài)恢復(fù)至導(dǎo)通狀態(tài)，整流電路重新開(kāi)始給儲(chǔ)能電容c1充電，直到儲(chǔ)能電容c1的充電電壓回升并觸發(fā)穩(wěn)壓二極管d1。

此外，當(dāng)外部電網(wǎng)遭受到雷擊時(shí)，前端熱敏電阻rt和壓敏電阻rf可以對(duì)瞬態(tài)雷擊高電壓進(jìn)行抑制，以防止雷擊對(duì)電路的損壞。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100在上述兩種狀態(tài)之間循環(huán)往復(fù)工作，儲(chǔ)能電容c1的輸出電壓也在穩(wěn)壓二極管d1的動(dòng)作電壓附近上下波動(dòng)，從而使得本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電壓100達(dá)到降壓與穩(wěn)壓的目的，并且本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路具有成本低、可靠性高且靜態(tài)功耗小的優(yōu)點(diǎn)。

進(jìn)一步的，圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100的過(guò)壓防護(hù)方法，該過(guò)壓防護(hù)電路100的過(guò)壓防護(hù)方法通過(guò)控制儲(chǔ)能模塊50的充電電壓，使充電電壓低于整流電路的峰值電壓，當(dāng)整流電路輸出的峰值電壓遠(yuǎn)高于充電電壓時(shí)關(guān)斷儲(chǔ)能模塊50的充電回路，從而將電網(wǎng)波動(dòng)產(chǎn)生的高電壓阻斷在開(kāi)關(guān)模塊20的前面，保護(hù)包括儲(chǔ)能模塊50及其后端電路免受電網(wǎng)高壓沖擊。

具體的，該過(guò)壓防護(hù)方法包括以下步驟：

在步驟s70中，驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)整流電路輸出的直流電驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，以便于儲(chǔ)能模塊根據(jù)直流電充電。

其中，驅(qū)動(dòng)模塊10為開(kāi)關(guān)模塊20提供驅(qū)動(dòng)電壓，當(dāng)開(kāi)關(guān)模塊20在該驅(qū)動(dòng)電壓下導(dǎo)通，以為儲(chǔ)能模塊50提供充電通路，進(jìn)而使得儲(chǔ)能模塊50根據(jù)整流 電路輸出的直流電進(jìn)行充電。

在步驟s71中，電壓檢測(cè)模塊對(duì)儲(chǔ)能模塊的充電電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)充電電壓低于電壓檢測(cè)模塊的動(dòng)作電壓時(shí)，電壓檢測(cè)模塊輸出第一檢測(cè)信號(hào)至控制模塊。

其中，動(dòng)作電壓指的是電壓檢測(cè)模塊40中的穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓，該動(dòng)作電壓的值為350v，第一檢測(cè)信號(hào)指的是高阻抗信號(hào)。

在步驟s72中，控制模塊根據(jù)第一檢測(cè)信號(hào)輸出第一狀態(tài)信號(hào)至開(kāi)關(guān)模塊，以使開(kāi)關(guān)模塊根據(jù)第一狀態(tài)信號(hào)保持導(dǎo)通狀態(tài)，以使儲(chǔ)能模塊根據(jù)直流電持續(xù)充電。

其中，第一狀態(tài)信號(hào)指的是高阻抗?fàn)顟B(tài)。

在步驟s73中，當(dāng)充電電壓高于電壓檢測(cè)模塊的動(dòng)作電壓時(shí)，電壓檢測(cè)模塊輸出第二檢測(cè)信號(hào)至控制模塊。

其中，第二檢測(cè)信號(hào)指的是低阻抗信號(hào)。

在步驟s74中，控制模塊根據(jù)第二檢測(cè)信號(hào)輸出第二狀態(tài)信號(hào)至開(kāi)關(guān)模塊，開(kāi)關(guān)模塊根據(jù)第二狀態(tài)信號(hào)截止，以使儲(chǔ)能模塊停止充電。

其中，第二狀態(tài)信號(hào)指的是低阻抗?fàn)顟B(tài)。

進(jìn)一步的，圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的三相開(kāi)關(guān)電源的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出與本實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：

如圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的三相開(kāi)關(guān)電源500包括整流電路200、通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300、濾波電容c2以及本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100。

其中，過(guò)壓防護(hù)電路100的正輸出端和負(fù)輸出端分別與通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器的正輸入端+vi和負(fù)輸入端-vi連接，通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300的正輸入端和負(fù)輸入端分別與濾波電容c2的第一端和第二端連接，濾波電容c2的第一端和第二端分別與外部負(fù)載400的正輸入端和負(fù)輸入端連接。

具體的，過(guò)壓防護(hù)電路100對(duì)整流電路200輸出的高電壓進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換， 并將降壓后的電壓輸出至通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300，通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300對(duì)降低后的電壓進(jìn)行進(jìn)一步的降壓后輸出至濾波電容c2進(jìn)行濾波，濾波電容c2將濾波后的電壓輸出至外部的負(fù)載400，以為負(fù)載400提供穩(wěn)定的電壓。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，首先采用過(guò)壓防護(hù)電路100對(duì)整流后的直流電進(jìn)行降壓處理，使得整流后的電壓維持在350v左右，進(jìn)而使得整流后的電壓與市場(chǎng)上大量銷(xiāo)售的傳統(tǒng)典型的開(kāi)關(guān)電源模塊有著相同的供電電壓，從而使得本發(fā)明實(shí)施例提供的三相開(kāi)關(guān)電源500可以在過(guò)壓防護(hù)電路100的后端采用設(shè)計(jì)成熟且價(jià)格低廉的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)電源模塊(通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300)，無(wú)需因?yàn)槿嚅_(kāi)關(guān)電源的超高供電電壓專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)獨(dú)特的離線式高壓供電開(kāi)關(guān)電源，從而降低了三相開(kāi)關(guān)電源500的設(shè)計(jì)難度，且降低了三相開(kāi)關(guān)電源500的成本。

此外，若不在三相開(kāi)關(guān)電源中采用本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100，即將整流電路200輸出的高壓直流電直接輸出至通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300，由于整流電路200輸出的高壓直流電最低也在500v以上，尤其是當(dāng)中性線開(kāi)路故障遇到相負(fù)載嚴(yán)重不平衡的情況時(shí)，整流電路200輸出的高壓直流電更是高達(dá)1100v，在如此高的供電模式下，三相開(kāi)關(guān)電源的功耗難以降低，其原因是耗散在高壓電阻(如高壓?jiǎn)?dòng)電阻、儲(chǔ)能電容均壓電阻、變壓器尖峰吸收電阻等)上的功耗與電壓的平方率成正比，同時(shí)耗散在開(kāi)關(guān)器件上的開(kāi)關(guān)交迭損耗也與供電電壓成正比。而本發(fā)明實(shí)施例提供的過(guò)壓防護(hù)電路100將整流電路200輸出的高壓直流電進(jìn)行降壓處理，使得輸出較低的350v直流電壓給后級(jí)的通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300，如此將使耗散在高壓電阻與開(kāi)關(guān)器件上的靜態(tài)功耗將得到有效降低，進(jìn)而使得本發(fā)明實(shí)施例所提供的三相開(kāi)關(guān)電源500的靜態(tài)功耗降低。

在本實(shí)施例中，通過(guò)采用包括整流電路200、通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300、濾波電容c2以及過(guò)壓防護(hù)電路100的三相開(kāi)關(guān)電源500，其中，過(guò)壓防護(hù)電路100具有包括一開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)模塊20、包括一儲(chǔ)能電容的儲(chǔ)能模塊50、驅(qū)動(dòng) 模塊10、控制模塊30以及電壓檢測(cè)模塊40，使得控制模塊30根據(jù)電壓檢測(cè)模塊40輸出的檢測(cè)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)模塊20的導(dǎo)通與截止，進(jìn)而控制儲(chǔ)能模塊50充電或停止充電，以使過(guò)壓防護(hù)電路100輸出的電壓維持在電壓檢測(cè)模塊40的動(dòng)作電壓附近，通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300對(duì)該動(dòng)作電壓進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，并經(jīng)濾波電容c2濾波處理后輸出至負(fù)載，以為負(fù)載提供穩(wěn)定的電壓。本發(fā)明提供的三相開(kāi)關(guān)電源500中的過(guò)壓防護(hù)電路100輸出的電壓較低，進(jìn)而使其后端的通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300的儲(chǔ)能器件與開(kāi)關(guān)器件不需要做串聯(lián)提高耐壓處理，因此，通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300的元件數(shù)量較少成本較低；同時(shí)由于通用隔離式高頻轉(zhuǎn)換器300工作在較低的供電電壓，進(jìn)而有效降低了三相開(kāi)關(guān)電源500的靜態(tài)功耗，從而有效解決了現(xiàn)有的三相開(kāi)關(guān)電源普遍存在的成本高、可靠性差且靜態(tài)功耗大的問(wèn)題。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。