大功率開關電源衝擊電流保護器的製作方法

2023-06-14 23:34:31 1

專利名稱：大功率開關電源衝擊電流保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力系統的電壓變電站的電源設備，特別是對電池組進行充電的大功率充電機。
背景技術：
充電機是變電站直流系統的重要組成部分，它負責對電池進行充電、維護以及對直流系統進行管理。目前變電站大多使用ΙΙΟν、50 IOOAh電池組，相應要求充電機最大輸出為125v、 10A，即1250w。按照通常效率計算，則充電機輸入功率應該在1500w以上。為保證功率輸出，其輸入濾波電容容量通常在1500UF 2200UF之間。如此大的電容，在開機時造成的衝擊電流也是相當大的，從而迫使充電機交流輸入空氣開關基本都應選擇在20A以上，這大大超出充電機的正常電流，而且過大的衝擊電流會影響EMI電路元件和整流元件的壽命， 也會減少充電機的無故障運行時間。為此，通常也有採取在整流橋後接功率型熱敏電阻來降低衝擊電流。但是能夠工作在千瓦輸入功率場合的大功率熱敏電阻並不穩定，其壽命也遠遠比不上在小功率電源上工作的同類產品。同時，在充電機工作期間，熱敏電阻會始終發熱，一般溫度基本都維持在80°C以上，其結果除降低效率外，還會使機箱溫度大大升高，從而進一步降低系統的無故障工作時間。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種能可靠限制衝擊電流，並在衝擊結束後基本不消耗功率的長壽命的附加設備。即能夠可靠的在交流輸入端抑制開機衝擊電流，衝擊結束後又能以低功耗維持且基本不發熱，降低了屏櫃內的溫度，從而延長了充電機的無故障工作時間。為實現上述目的，通過接在充電機開關電源交流輸入端的限流電阻和驅動電路來實現。驅動電路由輔助繞組、整流電路和繼電器組成。限流電阻一端連接在交流輸入接口 「 火線"L上，另一端連接在開關電源交流輸入接口"火線"L上。輔助繞組繞在開關電源功率變壓器上，其輸出接整流電路，整流電路輸出經RC控制電路連接在繼電器線圈兩端。繼電器常開接點連接在限流電阻兩端。當電源啟動時，由於功率變壓器沒有工作，故輔助繞組沒有輸出，繼電器不工作， 常開接點處於斷開狀態，Rl被串聯到輸入迴路，衝擊電流被Rl限流。當充電機開始工作後， 輔助繞組開始輸出，經整流濾波加到C1、R2組成的啟動加速和電流控制電路。此時Cl內沒有電量，基於電容兩端電壓不能突變的原理，此時Cl相當於短路，電壓全部加到繼電器J線圈兩端，使繼電器J迅速動作。繼電器J的接點吸合，Rl被短路，交流通路上不再有限流電阻，Rl上沒有功率消耗。此時僅僅只有J的維持電流，不再像熱敏電阻那樣持續發熱消耗功率。當Cl充電結束時，R2即串聯到繼電器J的線圈迴路中，降低了迴路電流，也即降低了功耗和發熱並延長了繼電器J的壽命。[0007]本實用新型的優點是1.壽命長。首先承擔功率的是大功率的線繞電阻，其抗過載能力很強；其次流過繼電器觸點的是交流電，不存在直流的滅弧問題。2.不發熱。限流電阻在正常工作時間被短路，沒有功率消耗。本電路動作可靠，動作速度快，且對短時間反覆通電有保護作用。繼電器在斷電後很快消耗完C2中電量從而釋放觸點，早期的限流電路當快速的反覆通電時會因為來不及復位而失去作用。3.結構簡單、性能可靠，安全性高，費用低廉，適宜大量生產和推廣。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明

圖1是本實用新型的結構方框圖；圖2是本實用新型的原理示意圖。附圖中，L、N為充電機交流輸入的火、零線。Rl為大功率線繞限流電阻，J為繼電器，RC為啟動加速和電流控制電路，ZLDC為高頻整流電路，T為功率變壓器附屬繞組。Cl、 R2組成啟動加速和電流控制電路，C2為濾波電容，Dl為整流濾波組件，「一」接開關電源。
具體實施方式
參見附圖可知，本實用新型利用了繼電器啟動電壓來判斷衝擊電流的結束，從而短路限流電阻來達到低功耗、低發熱和長壽命的目的。其原理如下在交流輸入迴路接入限流電阻(5. 6 Ω/25W)，電阻兩端並聯一個繼電器的常開接
點ο當電源啟動的時候，由於功率變壓器沒有工作，故輔助繞組沒有輸出，繼電器常開接點處於斷開狀態，Rl被串聯到輸入迴路，衝擊電流被Rl限流，此時電流是直接從A- > C。 當充電機開始工作後，則變壓器的磁通變化在T上感應出高頻電壓，經Dl整流後變成直流電壓加到Cl、R2組成的啟動加速和電流控制電路，此時Cl內沒有電荷，基於電容兩端電壓不能突變的原理，Cl相當於短路，電壓全部加到J線圈兩端，使J迅速動作，此過程電流通路為D- > E- > G- > H- > I- > J。J的接點吸合，Rl被短路，交流電路上不再有限流電阻，電流流向為A- > B- > C，Rl上沒有功率消耗。此時僅僅只有J的維持電流，不再像熱敏電阻那樣持續發熱消耗功率。然後當Cl充電結束的時候，R2即串聯到J的線圈迴路中， 降低了迴路電流，相應降低了功耗並延長了 J的壽命和開關電源的使用壽命，此過程電流通路為 D- > E- > F- > H- > I- > J。
權利要求1.一種大功率開關電源衝擊電流保護器，由限流電阻和驅動電路構成，其特徵在於 所述驅動電路由輔助繞組、整流電路和繼電器組成；限流電阻一端連接在交流輸入接口 「火」線L上，另一端連接在開關電源交流輸入接口「火」線L上，兩端還連接有繼電器常開接點；輔助繞組輸出接整流電路，整流電路輸出經RC控制電路接在繼電器線圈兩端。
2.根據權利要求1所述保護器，其特徵在於所述限流電阻為25W5. 6Ω線繞電阻；輔助繞組繞在開關電源功率變壓器上。
專利摘要大功率開關電源衝擊電流保護器。由限流電阻和驅動電路構成。它安裝在充電機交流輸入端。驅動電路由輔助繞組、整流電路和繼電器組成。限流電阻一端連接在交流輸入接口「火線」L上，另一端連接在開關電源交流輸入接口「火線」L上。輔助繞組繞在開關電源功率變壓器上，其輸出接整流電路，整流電路輸出信號經RC啟動加速和電流控制電路連接在繼電器線圈兩端驅動繼電器，並使繼電器連接在限流電阻兩端的常開接點動作。它具有使用壽命長，在衝擊後基本不消耗功率，且對浪湧和反覆開關機都有保護作用。延長了開關電源的使用壽命。
文檔編號H02M1/32GK201994837SQ20112011173
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者佘春濤, 馮昕, 程華, 羅昌林, 肖進生 申請人:成都智達電力自動控制有限公司