[發明專利]一種交流電源輸入高壓防護裝置

在審

• 申請號: 201210145468.0
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN103390879A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 浦錫鋒;鄭大成;戴彬傳;沈向榮
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H02H3/20
• 分類號: H02H3/20;G01R19/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 解婷婷;龍洪

技術領域

本發明涉及電源領域，尤其涉及交流電源輸入高壓防護裝置。

背景技術

隨著現代工業的飛速發展，對于電源供電系統的要求日益增高。根據各種應用的實際需要，電源通常組成各種容量的系統對負載供電，如在通信用電源中，交流輸入通過交流接觸器或者空氣開關直接掛在交流電網上，當交流輸入長期處于輸入高壓或者三相掉零線時，雖然電源此時過壓保護沒有功率輸出，但是其輸入電路仍然沒有脫離電網，如果電源或系統不采取措施，就會損壞整流橋后面輸出濾波的電解電容(通常是450V/470uF)，從而造成電容爆裂，甚至引起電源起火，故障現象惡劣，造成通信系統的中斷。

由于成本及技術問題，多數電源系統對輸入高壓沒有保護措施，如圖1所示，當輸入高壓時，高壓直接通過整流橋加到電容C1上，超過電容的耐壓規格時，將會引起電容損壞或者電源起火的惡性故障。目前電源保護措施有以下兩種：

系統保護，即：當檢測到交流輸入過壓或者交流輸入三相掉零線時，利用系統的交流接觸器斷開交流輸入，達到保護電源的目的。這種系統級別的高壓防護的缺點為：首先需要增加一套與電網永久連接的控制電路，其本身就存在著高壓防護和可靠性等相關問題，要求設計余量較大，成本很高。

電源本身保護，當數字控制電路檢測到整流橋電路后面電解電容C1上的電壓過壓時，斷開輔助繼電器K2，實現數控交流電源輸入高壓防護。同時，為了有效防止輔助電源正式建立前，交流輸入高壓竄入整流橋后面的電解電容C1；在電路緩啟動，輔助電源正式建立前，由硬件保護電路控制輔助繼電器K2的斷開與吸合（如圖2所示），達到交流輸入高壓防護目的。該電路存在如下缺點：

(一)交流輸入高壓啟動時，由于緩啟動電阻的阻值恒定，交流輸入電壓按比例經過整流電路后加到整流橋后面的電解電容上，硬件過壓保護電路檢測到電解電容過壓后，立即發出過壓保護信號，但是實際的繼電器觸點脫離時間為毫秒級(一般為5~15毫秒)，交流輸入高壓在繼電器觸點完全脫開前，由整流橋后面的電解電容C1承受，超過電解電容450V的最大耐壓值，引起整流橋后面的電解電容炸毀。同時，在電源高壓輸入啟動的瞬間，母線電容電壓為0，交流輸入和母線電容之間的壓差全部加到緩啟動電阻上面，緩啟動電阻需要具有很大的功率，增加了緩啟動電路的體積和成本。

(二)交流持續高壓輸入或者交流輸入長期三相掉零線時，輔助繼電器K2觸點斷開，交流輸入和整流濾波電路隔離，輔助電源VCC給電解電容C1放電，整流橋后面電解電容C1上電壓逐漸下降。當電解電容C1上的電壓下降到輔助電源關機電壓后，輔助電源停電，輔助繼電器K2恢復到初始常閉狀態，交流輸入高壓再一次進入整流濾波電路，造成交流電源在持續高壓輸入時，不停地進行來電、停電切換，影響交流電源的使用壽命。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提出一種交流電源輸入高壓防護裝置，有效克服現有技術中存在的交流輸入高壓啟動時電解電容損壞的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種交流電源輸入高壓防護裝置，包括整流橋和待保護電解電容，以及高壓防護電路、交流輸入電壓檢測電路、電解電容電壓檢測電路和控制電路，高壓防護電路的第一端設置為與火線連接，高壓防護電路的第二端與整流橋的交流輸入端相連，整流橋的交流輸出端設置為與零線相連，待保護電解電容的兩端分別與整流橋的直流輸入端和直流輸出端相連，所述整流橋的直流輸入端設置為與直流電源相連，整流橋的直流輸出端設置為接地，其中：

所述高壓防護電路包括主電路和輔電路，主電路根據所述控制電路的控制僅在交流輸入電壓未超過交流電壓過壓保護點，以及待保護電解電容電壓未超過電解電容過壓保護點時導通，輔電路根據所述控制電路的控制在符合條件時導通；

所述控制電路用于根據交流輸入電壓檢測電路和電解電容電壓檢測電路的輸出結果分別控制主電路和輔電路的導通和斷開；

所述交流輸入電壓檢測電路，設置為并聯在火線與零線之間，用于檢測交流輸入電壓是否超過交流電壓過壓保護點；

所述電解電容電壓檢測電路，設置為與待保護電解電容并聯，用于檢測待保護電解電容電壓是否超過電解電容過壓保護點。

進一步地，所述高壓防護電路的主電路包括主繼電器，所述高壓防護電路的輔電路包括輔助繼電器和熱敏電阻，所述輔助繼電器和熱敏電阻串聯連接，主繼電器與串聯連接的輔助繼電器和熱敏電阻并聯，主繼電器與熱敏電阻連接的一端為高壓防護電路的第一端，設置為與火線相連，主繼電器與輔助繼電器連接的一端為高壓防護電路的第二端，設置為與整流橋相連。

進一步地，所述熱敏電阻為正溫度系數熱敏電阻。