工頻變壓器衝擊電流抑制電路、工頻變壓器及其本安電源的製作方法
2023-05-21 11:45:41
工頻變壓器衝擊電流抑制電路、工頻變壓器及其本安電源的製作方法
【專利摘要】本發明提供的工頻變壓器衝擊電流抑制電路，包括設置於變壓器火線的取能單元、與取能單元輸出端電連接的整流單元、與所述整流單元電連接的恆壓單元以及與所述恆壓單元輸出端電連接的電流抑制單元，所述電流抑制單元設置於變壓器的火線並與變壓器的保險絲F1電連接；本發明能夠使在上電時輸入電壓大部分加載在限流電阻上，上電後加載在限流電阻上的電壓全部加載在變壓器的輸入兩端，從而避免了變壓器在開機瞬間不會產生大的衝擊電流同時避免在限流電阻上產生電位差，這樣可以有效避免大電流的衝擊而燒損保險絲，降低工頻變壓器的保險絲的故障率；並且能夠避免通過增大保險是額定電流的方式而造成增加變壓器的功率帶來的高成本。
【專利說明】工頻變壓器衝擊電流抑制電路、工頻變壓器及其本安電源
【技術領域】
[0001]本發明涉及變電設備領域，尤其涉及一種工頻變壓器衝擊電流抑制電路、工頻變壓器及其本安電源。
【背景技術】
[0002]在本安電源中大多數都採用工頻變壓器作為降壓、隔離的主要元件，用於本安電源的工頻變壓器需要進行變壓器型式試驗，將輸入電壓調整到變壓器的額定電壓，通過提高二次繞組的負載將輸入電流調整到1.71η (In是配套保險絲的額定電流值)，試驗持續工作6小時，變壓器的繞組溫度不超過150°C，由於變壓器室感性器件，在實際使用過程中，通過形式試驗的變壓器的保險絲在開機啟動瞬間容易被開機瞬時大電流損壞，造成故障而影響生產及生活，而選用額定電流值更大的保險絲，則變壓器的功率需要加大，進而使得本安電源的整體成本高、
[0003]有鑑於此，需要提出一種能夠對變壓器開機時產生的瞬時大電流進行抑制的裝置，防止瞬時大電流燒壞變壓器的保險絲，從而降低本安電源的故障率，並且能夠避免增加變壓器的功率而帶來的高成本。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，本發明提供的一種工頻變壓器衝擊電流抑制電路，能夠對變壓器開機時產生的瞬時大電流進行抑制，防止瞬時大電流燒壞變壓器的保險絲，從而降低本安電源的故障率，並且能夠避免增加變壓器的功率而帶來的高成本。
[0005]本發明提供的工頻變壓器衝擊電流抑制電路，包括設置於變壓器Tl火線的取能單元、與取能單元輸出端電連接的整流單元、與所述整流單元電連接的恆壓單元以及與所述恆壓單元輸出端電連接的電流抑制單元，所述電流抑制單元設置於變壓器Tl的火線並與變壓器的保險絲Fl電連接；
[0006]進一步，所述恆壓單元的輸出端與電流抑制單元的輸入端之間還設置有隔離單元;
[0007]進一步，所述取能單元為電流互感器LI ；
[0008]進一步，所述整流單元為橋堆BDl ；
[0009]進一步，所述恆壓單元包括第一電阻R1、三極體Ql以及穩壓管ZDl ；
[0010]所述三極體Ql的集電極與橋堆的正輸出端電連接，所述三極體Ql的基極與穩壓管ZDl的負極電連接，穩壓管ZDl的正極接地，所述三極體Ql的基極還通過第一電阻Rl與橋堆的正輸出端電連接，所述三極體Ql的發射極與隔離單元的輸入端電連接；
[0011]進一步，所述電流抑制單元包括第二電阻R2、第七電阻R7、可控矽Q2以及第三電阻R3 ；
[0012]所述第二電阻R2的一端與電流互感器電連接，另一端通過第七電阻R7與變壓器的保險絲Fl電連接形成串聯結構，所述可控矽Q2的陽極與第二電阻R2與電流互感器的公共連接點電連接，可控矽Q2的陰極與第七電阻R7和保險絲Fl的公共連接點電連接；所述可控矽Q2的控制端與隔離單元的輸出端電連接，所述可控矽Q2的控制端還通過第三電阻R3與陽極電連接；
[0013]進一步，所述電流抑制電路還包括緩衝保護支路，所述緩衝保護支路包括第二電容C2以及第六電阻R6，所述第二電容C2的一端與第二電阻R2和電流互感器的公共連接點電連接，第二電容C2的另一端通過第六電阻R6與第七電阻R7和保險絲Fl的公共連接點電連接；
[0014]進一步，所述隔離單元為光電耦合器U1。
[0015]相應地，本發明提供的一種工頻變壓器，所述工頻變壓器設置有上述述的工頻變壓器衝擊電流抑制電路。
[0016]相應地，本發明提供的一種本安電源，所述本安電源設置有上述的工頻變壓器。
[0017]本發明的有益效果:本發明能夠使在上電時輸入電壓大部分加載在限流電阻上，上電後加載在限流電阻上的電壓全部加載在變壓器的輸入兩端，從而避免了變壓器在開機瞬間不會產生大的衝擊電流同時避免在限流電阻上產生電位差，這樣可以有效避免大電流的衝擊而燒損保險絲，降低工頻變壓器的保險絲的故障率；並且能夠避免通過增大保險是額定電流的方式而造成增加變壓器的功率帶來的高成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述:
[0019]圖1為本發明的原理框圖。
[0020]圖2為本發明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021]圖1為本發明的原理框圖，圖2為本發明的電路原理圖，如圖所示，本發明提供的工頻變壓器衝擊電流抑制電路，包括設置於變壓器Tl火線的取能單元、與取能單元輸出端電連接的整流單元、與所述整流單元電連接的恆壓單元以及與所述恆壓單元輸出端電連接的電流抑制單元，所述電流抑制單元設置於變壓器的火線並與變壓器Tl的保險絲Fl電連接；本發明能夠使在上電時輸入電壓大部分加載在限流電阻上，上電後加載在限流電阻上的電壓全部加載在變壓器的輸入兩端，從而避免了變壓器在開機瞬間不會產生大的衝擊電流同時避免在限流電阻上產生電位差，這樣可以有效避免大電流的衝擊而燒損保險絲，降低工頻變壓器的保險絲的故障率；並且能夠避免通過增大保險是額定電流的方式而造成增加變壓器的功率帶來的高成本。
[0022]本實施例中，所述恆壓單元的輸出端與電流抑制單元的輸入端之間還設置有隔離單元；所述隔離單元為光電耦合器U1，所述光電耦合器Ul的輸入端正極(即光電耦合器Ul的發光二極體的正極)與三極體Ql的發射極電連接，光電稱合器Ul的輸入端負極(即光電耦合器Ul的發光二極體的負極)通過第四電阻R4接地，光電耦合器Ul的輸入端的正極與負極之間連接有二極體D1，二極體Dl的負極與光電耦合器Ul的輸入端正極電連接，二極體Dl的正極與光電稱合器Ul的輸入端負極電連接,所述光電稱合器Ul的輸出端正極(即光電率禹合器Ul的光敏三極體的集電極)與可控娃ZDl的控制端電連接,光電稱合器Ul的輸出端負極(即光電耦合器Ul的光敏三極體的發射極)通過第五電阻R5與可控矽的陰極電連接，通過光電耦合器Ul的作用，使得可控矽ZDl與恆壓單元之間隔離，避免出現幹擾。
[0023]本實施例中，所述取能單元為電流互感器LI ;通過電流互感器LI的作用，在變壓器上電後，將啟動電流轉化為成比例的電壓，為可控矽ZDl的有效工作提供控制電壓。
[0024]本實施例中，所述整流單元為橋堆BDl ;通過橋堆BDl的作用，將電流互感器LI輸出的交流電壓轉換為直流電壓，為可控矽的工作提供穩定的直流電源。
[0025]本實施例中，所述恆壓單元包括第一電阻R1、三極體Ql以及穩壓管ZDl ；
[0026]所述三極體Ql的集電極與橋堆的正輸出端電連接，所述三極體Ql的基極與穩壓管ZDl的負極電連接，穩壓管ZDl的正極接地，所述三極體Ql的基極還通過第一電阻Rl與橋堆的正輸出端電連接，所述三極體Ql的發射極與隔離單元的輸入端電連接；所述三極體Ql的集電極還通過第一電容Cl接地，三極體Ql的發射極還通過第三電容C3接地，所述三極體Ql的發射極還設置有二極體D2，二極體D2的負極接三極體Ql的發射極，二極體D2的正極接地，通過恆壓單元的作用，為可控矽工作提供穩定的直流電壓，保證可控矽能夠持續穩定的工作。
[0027]本實施例中，所述電流抑制單元包括第二電阻R2、第七電阻R7、可控矽Q2以及第三電阻R3 ；
[0028]所述第二電阻R2的一端與電流互感器電連接，另一端通過第七電阻R7與變壓器的保險絲Fl電連接形成串聯結構，所述可控矽Q2的陽極與第二電阻R2與電流互感器的公共連接點電連接，可控矽Q2的陰極與第七電阻R7和保險絲Fl的公共連接點電連接；所述可控矽Q2的控制端與隔離單元的輸出端電連接，所述可控矽Q2的控制端還通過第三電阻R3與陽極電連接；當變壓器上電後，首先通過限流電阻(即第二電阻R2和第七電阻R7)的限流作用，使得開機瞬時電流降低，然後通過取能單元(電流互感器)以及恆壓單元的作用，從火線獲取穩定的直流電壓供給到可控矽ZDl (即晶閘管)的控制端，使可控矽ZDl導通，當可控矽ZDl導通後，限流電阻被短路，從而使得火線與零線兩端的電壓全部加載到變壓器Tl的初級線圈的兩端(即變壓器Tl的輸入兩端)，達到避免開機的瞬時電流燒損保險絲Fl的目的。
[0029]本實施例中，所述電流抑制電路還包括緩衝保護支路，所述緩衝保護支路包括第二電容C2以及第六電阻R6，所述第二電容C2的一端與第二電阻R2和電流互感器的公共連接點電連接，第二電容C2的另一端通過第六電阻R6與第七電阻R7和保險絲Fl的公共連接點電連接；銅鼓緩衝保護支路，可以在開機時而可控矽ZDl導通前降低可控矽ZDl兩端的電壓，以保護可控矽ZDl不被損壞。
[0030]相應地，本發明提供的一種工頻變壓器，所述工頻變壓器設置有上述述的工頻變壓器衝擊電流抑制電路。
[0031]相應地，本發明提供的一種本安電源，所述本安電源設置有上述的工頻變壓器
[0032]最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方安而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方安進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方安的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種工頻變壓器衝擊電流抑制電路，其特徵在於:包括設置於變壓器Tl火線的取能單元、與取能單元輸出端電連接的整流單元、與所述整流單元電連接的恆壓單元以及與所述恆壓單元輸出端電連接的電流抑制單元，所述電流抑制單元設置於變壓器Tl的火線並與變壓器的保險絲Fl電連接。
2.根據權利要求1所述工頻變壓器衝擊電流抑制電路，其特徵在於:所述恆壓單元的輸出端與電流抑制單元的輸入端之間還設置有隔離單元。
3.根據權利要求2所述工頻變壓器衝擊電流抑制電路，其特徵在於:所述取能單元為電流互感器LI。
4.根據權利要求3所述工頻變壓器衝擊電流抑制電路，其特徵在於:所述整流單元為橋堆BDI。
5.根據權利要求4所述工頻變壓器衝擊電流抑制電路，其特徵在於:所述恆壓單元包括第一電阻RU三極體Ql以及穩壓管ZDl ； 所述三極體Ql的集電極與橋堆的正輸出端電連接，所述三極體Ql的基極與穩壓管ZDl的負極電連接，穩壓管ZDl的正極接地，所述三極體Ql的基極還通過第一電阻Rl與橋堆的正輸出端電連接，所述三極體Ql的發射極與隔離單元的輸入端電連接。
6.根據權利要求5所述工頻變壓器衝擊電流抑制電路，其特徵在於:所述電流抑制單元包括第二電阻R2、第七電阻R7、可控矽Q2以及第三電阻R3 ； 所述第二電阻R2的一端與電流互感器電連接，另一端通過第七電阻R7與變壓器的保險絲Fl電連接形成串聯結構，所述可控矽Q2的陽極與第二電阻R2與電流互感器的公共連接點電連接，可控矽Q2的陰極與第七電阻R7和保險絲Fl的公共連接點電連接；所述可控矽Q2的控制端與隔離單元的輸出端電連接，所述可控矽Q2的控制端還通過第三電阻R3與陽極電連接。
7.根據權利要求6所述工頻變壓器衝擊電流抑制電路，其特徵在於:所述電流抑制電路還包括緩衝保護支路，所述緩衝保護支路包括第二電容C2以及第六電阻R6，所述第二電容C2的一端與第二電阻R2和電流互感器的公共連接點電連接，第二電容C2的另一端通過第六電阻R6與第七電阻R7和保險絲Fl的公共連接點電連接。
8.根據權利要求7所述工頻變壓器衝擊電流抑制電路，其特徵在於:所述隔離單元為光電稱合器Ul。
9.一種工頻變壓器，其特徵在於:所述工頻變壓器設置有權利要求1-8任一權利要求所述的工頻變壓器衝擊電流抑制電路。
10.一種本安電源，其特徵在於:所述本安電源設置有權利要求9所述的工頻變壓器。
【文檔編號】H02M1/32GK103872891SQ201410128283
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月1日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】劉亞輝, 林引, 郭江濤, 賀奎, 張加易, 魯遠祥, 張金豪, 郭煒, 胡亮, 葉文韜 申請人:中煤科工集團重慶研究院有限公司