變壓器軟啟動電路的製作方法
2023-06-13 07:06:46 1
變壓器軟啟動電路的製作方法
【專利摘要】本申請公開了一種變壓器軟啟動電路，包括：前級電路、後級電路，以及感應線圈，前級電路上設置有短路開關，分流保護電路並聯於短路開關兩端，延時控制電路設置於前級電路或後級電路上並用於在前級電路或後級電路上電預定時間後控制短路開關閉合。這樣，在上電後的一段時間內，由於前級電路短路開關處於開啟狀態，分流保護電路會限制變壓器的啟動電流，使得後級電路的電流較小，大大降低了變壓器啟動時對供電線路的衝擊，在這段時間延遲後，延時控制電路會控制短路開關閉合，從而在變壓器工作穩定後取消電流限制，設備隨即處於正常工作狀態。
【專利說明】變壓器軟啟動電路
【技術領域】
[0001 ] 本申請涉及變壓器領域，尤其涉及一種變壓器軟啟動電路。
【背景技術】
[0002]變壓器是一種利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，其主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯，主要功能有電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓等。
[0003]傳統採用變壓器降壓供電的設備，在設備上電時，變壓器的啟動衝擊電流能達到變壓器工作電流的5-10倍。因此，一般在供電線路上會設置過流保護裝置，從而在檢測到大電流時，控制整個供電線路斷電以保護設備。但是，由於設備上電時，其變壓器的啟動電流很大，過流保護裝置會在設備上電瞬間啟動，從而導致設備一直無法啟動，影響設備以及供電線路的正常工作。
【發明內容】
[0004]本申請提供一種變壓器軟啟動電路，以在變壓器安全供電的前提下保證變壓器正常工作，降低啟動時對供電線路的衝擊。
[0005]本申請提供一種變壓器軟啟動電路，包括:與供電電路對接的前級電路、後級電路，以及設置於所述前級電路與所述後級電路之間的感應線圈，所述前級電路上設置有短路開關，所述變壓器軟啟動電路還包括:並聯於所述短路開關兩端的分流保護電路，以及設置於所述前級電路或所述後級電路上的、用於在所述前級電路或所述後級電路上電預定時間後控制所述短路開關閉合的延時控制電路。
[0006]進一步地，所述延時控制電路包括:與所述供電電路對接的小功率變壓器、設置於所述小功率變壓器輸出端的第一整流電路、設置於所述整流電路輸出端的延時電路、設置於所述延時電路輸出端的控制電路，以及設置於所述控制電路輸出端的、用於受所述控制電路控制以使所述短路開關開啟或閉合的控制線圈。
[0007]進一步地，所述第一整流電路包括:第一二極體、第二二極體、第三二極體，以及第四二極體，所述延時電路包括:第一電阻、第二電阻、第三電阻，以及電容，所述控制電路包括:第四電阻、比較器，以及第一三極體；
[0008]所述第一二極體的正向端子與所述小功率變壓器的第一輸出端相連，反向端子與所述第一三極體的輸入端相連；所述第二二極體的正向端子與所述小功率變壓器的第二輸出端相連，反向端子與所述第一三極體的輸入端相連；所述第三二極體的正向端子與所述控制線圈的第一端相連，反向端子與所述小功率變壓器的第一輸出端相連；所述第四二極體的正向端子與所述小功率變壓器的第二輸出端相連，反向端子與所述控制線圈的第一端相連；所述第一電阻的第一端與所述第一三極體的輸入端相連，第二端與所述比較器的負輸入端相連；所述第二電阻的第一端與所述第一三極體的輸入端相連，第二端與所述比較器的正輸入端相連；所述第三電阻的第一端與所述比較器的正輸入端相連，第二端與所述控制線圈的第一端相連；所述第四電阻的第一端與所述比較器的輸出端相連，第二端與所述第一三極體的控制端相連；所述電容的第一端與所述比較器的負輸入端相連，第二端與所述控制線圈的第一端相連；所述第一三極體的輸出端與所述控制線圈的第二端相連。
[0009]進一步地，所述延時控制電路包括:設置於所述後級電路上、用於檢測所述後級電路上電時間的控制電路，以及設置於所述控制電路輸出端的、用於受所述控制電路控制以使所述短路開關開啟或閉合的控制線圈。
[0010]進一步地，所述控制電路包括:設置於所述後級電路上、用於檢測所述後級電路上電時間的中央處理器、第五電阻，以及第二三極體，所述第二三極體的控制端通過所述第五電阻與所述中央處理器相連，輸入端接工作電源，輸出端與所述控制線圈的第一端相連，所述控制線圈的第二端與地相連。
[0011]進一步地，所述變壓器軟啟動電路還包括:設置於所述前級電路上的電流傳感器，以及設置於所述電流傳感器輸出端的第二整流電路，設置於所述第二整流電路與所述中央處理器之間、用於將所述電流傳感器感應所得信號放大的運放電路。
[0012]進一步地，所述第二整流電路包括:第五二極體、第六二極體、第七二極體，以及第八二極體，所述運放電路包括:集成運放器、第六電阻、第七電阻、第八電阻，以及第九電阻；
[0013]所述第五二極體的正向端子與所述電流傳感器的第一端相連，負向端子與所述第六電阻的第一端相連；所述第六二極體的正向端子與所述電流傳感器的第二端相連，負向端子與所述第六電阻的第一端相連；所述第七二極體的正向端子與地相連，負向端子與所述電流傳感器的第一端相連；所述第八二極體的正向端子與地相連，負向端子與所述電流傳感器的第二端相連；所述第六電阻的第二端與所述集成運放器的正輸入端相連；所述第七電阻的第一端與地相連，第二端與所述集成運放器的負輸入端相連；所述第八電阻的第一端與所述集成運放器的負輸入端相連，第二端與所述集成運放器的輸出端相連；所述第九電阻的第一端與所述集成運放器的輸出端相連，第二端與所述中央處理器相連。
[0014]進一步地，所述短路開關為繼電器。
[0015]進一步地，所述分流保護電路上設置有功率電阻。
[0016]本申請的有益效果是:
[0017]通過提供一種變壓器軟啟動電路，包括:前級電路、後級電路，以及感應線圈，前級電路上設置有短路開關，分流保護電路並聯於短路開關兩端，延時控制電路設置於前級電路或後級電路上並用於在前級電路或後級電路上電預定時間後控制短路開關閉合。這樣，在上電後的一段時間內，由於前級電路短路開關處於開啟狀態，分流保護電路會限制變壓器的啟動電流，使得後級電路的電流較小，大大降低了變壓器啟動時對供電線路的衝擊，在這段時間延遲後，延時控制電路會控制短路開關閉合，從而在變壓器工作穩定後取消電流限制，設備隨即處於正常工作狀態。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本申請的變壓器軟啟動電路的結構示意圖。
[0019]圖2為本申請的變壓器軟啟動電路的另一結構不意圖。
[0020]圖3為本申請第一實施例的變壓器軟啟動電路的結構示意圖。
[0021]圖4為本申請第二實施例的變壓器軟啟動電路的結構示意圖。【具體實施方式】
[0022]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本申請作進一步詳細說明。
[0023]請參考圖1，本申請的變壓器軟啟動電路主要包括:與供電電路I對接的前級電路
2、後級電路3，以及設置於前級電路2與後級電路3之間的感應線圈4，前級電路上設置有短路開關K1，變壓器軟啟動電路還包括:並聯於短路開關Kl兩端的分流保護電路5，以及設置於前級電路2上的、用於在前級電路2上電預定時間後控制短路開關Kl閉合的延時控制電路6。這樣，在上電後的一段時間內，由於前級電路短路開關處於開啟狀態，分流保護電路會限制變壓器的啟動電流，使得後級電路的電流較小，大大降低了變壓器啟動時對供電線路的衝擊，在這段時間(一般小於或等於500毫秒)延遲後，延時控制電路會控制短路開關閉合，從而在變壓器工作穩定後取消電流限制，設備隨即處於正常工作狀態。
[0024]請參考圖2，本申請的變壓器軟啟動電路與上述方案區別主要在於:延時控制電路設置於後級電路上並用於在後級電路上電預定時間後控制短路開關閉合，這樣，也同樣可達到上述的效果。
[0025]下面通過兩個具體實施例對本申請的變壓器軟啟動電路進行說明。
[0026]實施例一:
[0027]請參考圖3，本申請提供一種變壓器軟啟動電路，包括:與供電電路I對接的前級電路2、後級電路3，以及設置於前級電路2與後級電路3之間的感應線圈Tl，前級電路2上設置有短路開關K1，該短路開關Kl為繼電器，變壓器軟啟動電路還包括:並聯於短路開關Kl兩端的分流保護電路5，該分流保護電路5上設置有功率電阻R1，以及設置於前級電路2上的、用於在前級電路2上電預定時間後控制短路開關Kl閉合的延時控制電路6。
[0028]延時控制電路6包括:與供電電路I對接的小功率變壓器Tl、設置於小功率變壓器T2輸出端的第一整流電路、設置於整流電路輸出端的延時電路、設置於延時電路輸出端的控制電路，以及設置於控制電路輸出端的、用於受控制電路控制以使短路開關Kl開啟或閉合的控制線圈(圖中以圓圈O進行標示)。
[0029]具體地，第一整流電路包括:第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3，以及第四二極體D4，延時電路包括:第一電阻R2、第二電阻R3、第三電阻R4，以及電容C，控制電路包括:第四電阻R5、比較器Ul，以及第一三極體Ql。
[0030]第一二極體Dl的正向端子與小功率變壓器T2的第一輸出端相連，反向端子與第一三極體Ql的輸入端相連；第二二極體D2的正向端子與小功率變壓器T2的第二輸出端相連，反向端子與第一三極體Ql的輸入端相連；第三二極體D3的正向端子與控制線圈的第一端相連，反向端子與小功率變壓器T2的第一輸出端相連；第四二極體D4的正向端子與小功率變壓器T2的第二輸出端相連，反向端子與控制線圈的第一端相連；第一電阻R2的第一端與第一三極體Ql的輸入端相連，第二端與比較器Ul的負輸入端相連；第二電阻R3的第一端與第一三極體Ql的輸入端相連，第二端與比較器Ul的正輸入端相連；第三電阻R4的第一端與比較器Ul的正輸入端相連,第二端與控制線圈的第一端相連；第四電阻R5的第一端與比較器Ul的輸出端相連,第二端與第一三極體Ql的控制端相連；電容C的第一端與比較器Ul的負輸入端相連,第二端與控制線圈的第一端相連；第一三極體Ql的輸出端與控制線圈的第二端相連。[0031]上述變壓器軟啟動電路的工作原理大致如下述:
[0032]前級電路由小功率變壓器T2供電，因T2功率很小，其衝擊電流不會對電路造成影響。R2、C、R3、R4組成延時電路，剛上電時，由於電容C兩端的電壓不能突變，所以，C兩端電壓此時為0，由於R3、R4分壓大於0，所以比較器Ul輸出高電平，使三極體Ql關閉，Kl不閉合，變壓器Tl的初級線圈與功率電阻Rl串聯，限制了啟動電流。電路通過R2給C充電，當C兩端電壓大於R3和R4的分壓時，比較器Ul輸出低電平，三極體Ql閉合，繼電器Kl閉合，功率電阻Rl被繼電器Kl短路，電路進入正常工作狀態。電路可以通過調整R2、C、R3、R4的值來實現不同的延時。
[0033]實施例二:
[0034]請參考圖4，本申請提供一種變壓器軟啟動電路，包括:與供電電路I對接的前級電路2、後級電路3，以及設置於前級電路2與後級電路3之間的感應線圈Tl，前級電路2上設置有短路開關Kl，該短路開關Kl為繼電器，變壓器軟啟動電路還包括:並聯於短路開關Kl兩端的分流保護電路5，該分流保護電路5上設置有功率電阻R1，以及設置於後級電路3上的、用於在後級電路3上電預定時間後控制短路開關Kl閉合的延時控制電路6。
[0035]延時控制電路6包括:設置於後級電路3上、用於檢測後級電路3上電時間的控制電路，以及設置於控制電路輸出端的、用於受控制電路控制以使短路開關Ki開啟或閉合的控制線圈(圖中以圓圈O進彳丁標ττΟ。
[0036]具體地，控制電路包括:設置於後級電路3上、用於檢測後級電路3上電時間的中央處理器CPU、第五電阻R6，以及第二三極體Q2，第二三極體Q2的控制端通過第五電阻R6與中央處理器CPU相連，輸入端接工作電源Vcc，輸出端與控制線圈的第一端相連，控制線圈的第二端與地相連。
[0037]變壓器軟啟動電路還包括:設置於前級電路上的電流傳感器SI，以及設置於電流傳感器SI輸出端的第二整流電路，設置於第二整流電路與中央處理器CPU之間、用於將電流傳感器SI感應所得信號放大的運放電路。
[0038]其中，第二整流電路包括:第五二極體D5、第六二極體D6、第七二極體D7，以及第八二極體D8，運放電路包括:集成運放器U2、第六電阻R7、第七電阻R8、第八電阻R9，以及第九電阻RlO ；
[0039]第五二極體D5的正向端子與電流傳感器SI的第一端相連，負向端子與第六電阻R7的第一端相連；第六二極體D6的正向端子與電流傳感器SI的第二端相連，負向端子與第六電阻R7的第一端相連；第七二極體D7的正向端子與地相連，負向端子與電流傳感器SI的第一端相連；第八二極體D8的正向端子與地相連，負向端子與電流傳感器SI的第二端相連；第六電阻R7的第二端與集成運放器U2的正輸入端相連；第七電阻R8的第一端與地相連，第二端與集成運放器U2的負輸入端相連；第八電阻R9的第一端與集成運放器U2的負輸入端相連，第二端與集成運放器U2的輸出端相連；第九電阻RlO的第一端與集成運放器U2的輸出端相連，第二端與中央處理器CPU相連。
[0040]上述變壓器軟啟動電路的工作原理大致如下述:
[0041]電路上電時，由於後級電路中無電源，所以後級電路不工作，Q2處於關閉狀態，繼電器Kl斷開，變壓器Tl的初級線圈與功率電阻Rl串聯，限制了啟動電流。上電後，由於後級電路處於待機狀態，功率相對較小，通過適當的選擇功率電阻Rl的大小，可以實現變壓器初級串聯功率電阻Rl使後級電路待機工作。當後級電路啟動後，CPU啟動計時，當延時到達預定時間時(如500毫秒)，CPU通過通用輸入輸出接口(GPIO)控制Q2導通，繼電器Kl閉合，功率電阻Rl被短路，後級電路進入正常的工作狀態。同時，電路中使用電流傳感器SI來檢測繼電器Kl是否已閉合。當繼電器Kl閉合後，電流傳感器SI輸出的信號經過整流放大後，得到CPU可以識別的信號，在工作狀態下，CPU可以根據這個檢測信號，確定繼電器Kl是否真正閉合，並作出相應提示。
[0042] 以上內容是結合具體的實施方式對本申請所作的進一步詳細說明，不能認定本申請的具體實施只局限於這些說明。對於本申請所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本申請構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
【權利要求】
1.一種變壓器軟啟動電路，包括:與供電電路對接的前級電路、後級電路，以及設置於所述前級電路與所述後級電路之間的感應線圈，其特徵在於，所述前級電路上設置有短路開關，所述變壓器軟啟動電路還包括:並聯於所述短路開關兩端的分流保護電路，以及設置於所述前級電路或所述後級電路上的、用於在所述前級電路或所述後級電路上電預定時間後控制所述短路開關閉合的延時控制電路。
2.如權利要求1所述的變壓器軟啟動電路，其特徵在於，所述延時控制電路包括:與所述供電電路對接的小功率變壓器、設置於所述小功率變壓器輸出端的第一整流電路、設置於所述整流電路輸出端的延時電路、設置於所述延時電路輸出端的控制電路，以及設置於所述控制電路輸出端的、用於受所述控制電路控制以使所述短路開關開啟或閉合的控制線圈。
3.如權利要求2所述的變壓器軟啟動電路，其特徵在於，所述第一整流電路包括:第一二極體、第二二極體、第三二極體，以及第四二極體，所述延時電路包括:第一電阻、第二電阻、第三電阻，以及電容，所述控制電路包括:第四電阻、比較器，以及第一三極體； 所述第一二極體的正向端子與所述小功率變壓器的第一輸出端相連，反向端子與所述第一三極體的輸入端相連；所述第二二極體的正向端子與所述小功率變壓器的第二輸出端相連，反向端子與所述第一三極體的輸入端相連；所述第三二極體的正向端子與所述控制線圈的第一端相連，反向端子與所述小功率變壓器的第一輸出端相連；所述第四二極體的正向端子與所述小功率變壓器的第二輸出端相連，反向端子與所述控制線圈的第一端相連；所述第一電阻的第一端與所述第一三極體的輸入端相連，第二端與所述比較器的負輸入端相連；所述第二電阻的第一端與所述第一三極體的輸入端相連，第二端與所述比較器的正輸入端相連；所述第三電阻的第一端與所述比較器的正輸入端相連，第二端與所述控制線圈的第一端相連；所述第四電阻的第一端與所述比較器的輸出端相連，第二端與所述第一三極體的控制端相連；所述電容的第一端與所述比較器的負輸入端相連，第二端與所述控制線圈的第一端相連；所述第一三極體的輸出端與所述控制線圈的第二端相連。
4.如權利要求1所述的變壓器軟啟動電路，其特徵在於，所述延時控制電路包括:設置於所述後級電路上、 用於檢測所述後級電路上電時間的控制電路，以及設置於所述控制電路輸出端的、用於受所述控制電路控制以使所述短路開關開啟或閉合的控制線圈。
5.如權利要求4所述的變壓器軟啟動電路，其特徵在於，所述控制電路包括:設置於所述後級電路上、用於檢測所述後級電路上電時間的中央處理器、第五電阻，以及第二三極體，所述第二三極體的控制端通過所述第五電阻與所述中央處理器相連，輸入端接工作電源，輸出端與所述控制線圈的第一端相連，所述控制線圈的第二端與地相連。
6.如權利要求5所述的變壓器軟啟動電路，其特徵在於，所述變壓器軟啟動電路還包括:設置於所述前級電路上的電流傳感器，以及設置於所述電流傳感器輸出端的第二整流電路，設置於所述第二整流電路與所述中央處理器之間、用於將所述電流傳感器感應所得信號放大的運放電路。
7.如權利要求6所述的變壓器軟啟動電路，其特徵在於，所述第二整流電路包括--第五二極體、第六二極體、第七二極體，以及第八二極體，所述運放電路包括:集成運放器、第六電阻、第七電阻、第八電阻，以及第九電阻； 所述第五二極體的正向端子與所述電流傳感器的第一端相連，負向端子與所述第六電阻的第一端相連；所述第六二極體的正向端子與所述電流傳感器的第二端相連，負向端子與所述第六電阻的第一端相連；所述第七二極體的正向端子與地相連，負向端子與所述電流傳感器的第一端相連；所述第八二極體的正向端子與地相連，負向端子與所述電流傳感器的第二端相連；所述第六電阻的第二端與所述集成運放器的正輸入端相連；所述第七電阻的第一端與地相連，第二端與所述集成運放器的負輸入端相連；所述第八電阻的第一端與所述集成運放器的負輸入端相連，第二端與所述集成運放器的輸出端相連；所述第九電阻的第一端與所述集成運放器的輸出端相連，第二端與所述中央處理器相連。
8.如權利要求1至7中任一項所述的變壓器軟啟動電路，其特徵在於，所述短路開關為繼電器。
9.如權利要求1至7中任一項所述的變壓器軟啟動電路，其特徵在於，所述分流保護電路上設置有功 率電阻。
【文檔編號】H02P13/00GK203761315SQ201420109074
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月11日 優先權日:2014年3月11日
【發明者】陸永強 申請人:深圳市康立高科技有限公司