[實(shí)用新型]一種具有軟啟動(dòng)及故障保護(hù)的大功率開(kāi)關(guān)電源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220587822.0
• 申請(qǐng)日: 2012-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202918187U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張興旺;劉多亮;賴(lài)前程
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電器科學(xué)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/36
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/36;H02H7/10;H02H5/04;H02H3/08
• 代理公司: 廣州知友專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 宣國(guó)華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種開(kāi)關(guān)電源，具體地說(shuō)是一種具有軟啟動(dòng)及故障保護(hù)的大功率開(kāi)關(guān)電源。

背景技術(shù)

如圖1所示，現(xiàn)有的大功率開(kāi)關(guān)電源一般包括強(qiáng)電的主功率電路和弱電的PWM控制電路，PWM控制電路輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM)控制主功率電路的工作頻率，從電源輸入端Vin輸入的電壓信號(hào)通過(guò)主功率電路進(jìn)行功率變換后在電源輸出端Vout輸出；為了保障大功率開(kāi)關(guān)電源的工作安全，電源電路常設(shè)置軟啟動(dòng)電路、過(guò)流故障保護(hù)電路、超溫故障保護(hù)電路和接觸器對(duì)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行保護(hù)。

如圖中所示，該開(kāi)關(guān)電源的PWM控制電路主要由型號(hào)為UC3879的主控制芯片及其外圍電路組成，軟啟動(dòng)電路連接在開(kāi)關(guān)電源的電源輸入端Vin和PWM控制電路的啟動(dòng)端，即UC3879主控制芯片的SS端之間，當(dāng)開(kāi)關(guān)電源上電后，軟啟動(dòng)電路經(jīng)過(guò)一定的充電時(shí)間后，才向PWM控制電路輸出邏輯高電平控制其開(kāi)始工作，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源的軟啟動(dòng)；過(guò)流故障保護(hù)電路連接在開(kāi)關(guān)電源的電源輸入端Vin和PWM控制電路的故障控制端，即UC3879主控制芯片的CS端之間，過(guò)流故障保護(hù)電路設(shè)有霍爾電流傳感器，該電流傳感器檢測(cè)直流母線的工作電流，并在過(guò)流時(shí)過(guò)流故障保護(hù)電路向PWM控制電路輸出故障信號(hào)，PWM控制電路停止工作，直到故障信號(hào)消失PWM控制電路才恢復(fù)工作；超溫故障保護(hù)電路檢測(cè)主功率電路的溫度，其輸出端連接到PWM控制電路的故障控制端，即UC3879主控制芯片的CS端，在檢測(cè)主控制電路超溫時(shí)，超溫故障保護(hù)電路向PWM控制電路輸出故障信號(hào)，PWM控制電路停止工作，直到故障信號(hào)消失PWM控制電路才恢復(fù)工作；接觸器接在開(kāi)關(guān)電源的直流母線上，其作為開(kāi)關(guān)電源的電源輸入總開(kāi)關(guān)，控制整個(gè)開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)或關(guān)閉。

上述大功率開(kāi)關(guān)電源中軟啟動(dòng)電路、過(guò)流故障保護(hù)電路、超溫故障保護(hù)電路的設(shè)置方式簡(jiǎn)單，但由于在大功率開(kāi)關(guān)電源工作時(shí)，其主功率電路中的開(kāi)關(guān)管和二極管高頻通、斷會(huì)產(chǎn)生很大的電流變化di/dt，這對(duì)其弱電控制電路系統(tǒng)，即上述PWM控制電路、軟啟動(dòng)電路、過(guò)流故障保護(hù)電路和超溫故障保護(hù)電路會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致弱電控制電路系統(tǒng)不能正常工作；特別是對(duì)于弱電控制電路中的故障保護(hù)和軟啟動(dòng)電路來(lái)講，由于其輸入信號(hào)直接來(lái)自主功率電路，極易受到其中變化的高壓和大電流的干擾。因此，現(xiàn)有的大功率開(kāi)關(guān)電源存在以下不足：

第一，過(guò)流和超溫故障保護(hù)電路受主功率電路干擾經(jīng)常誤動(dòng)作，尤其是在開(kāi)關(guān)電源運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)更加嚴(yán)重，開(kāi)關(guān)電源難以持續(xù)正常工作；

第二，開(kāi)關(guān)電源在上電起動(dòng)的過(guò)程中由于軟啟動(dòng)電路受主功率電路干擾，起動(dòng)過(guò)程中功率并不是平滑的上升，而是存在高頻振蕩，開(kāi)關(guān)電源工作狀態(tài)不穩(wěn)定。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種具有軟啟動(dòng)及故障保護(hù)的大功率開(kāi)關(guān)電源，能夠免受主功率電路中變化的高壓和大電流干擾，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的軟啟動(dòng)和可靠的故障保護(hù)。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的：

一種具有軟啟動(dòng)及故障保護(hù)的大功率開(kāi)關(guān)電源，包括主功率電路、PWM控制電路、軟啟動(dòng)電路、過(guò)流故障保護(hù)電路和超溫故障保護(hù)電路，所述軟啟動(dòng)電路的輸出端連接到PWM控制電路的啟動(dòng)端，所述過(guò)流故障保護(hù)電路和超溫故障保護(hù)電路的輸出端分別連接到PWM控制電路的故障控制端，所述超溫故障保護(hù)電路和PWM控制電路的故障控制端之間連接有第一光耦合器，所述過(guò)流故障保護(hù)電路和PWM控制電路的故障控制端之間連接有第二光耦合器，所述軟啟動(dòng)電路和PWM控制電路的啟動(dòng)端之間連接有第三光耦合器。

作為實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的大功率開(kāi)關(guān)電源還包括保護(hù)繼電器和作為大功率開(kāi)關(guān)電源總電源開(kāi)關(guān)的接觸器；所述第一光耦合器和第二光耦合器的輸出端均分為兩路，該兩個(gè)光耦合器的第一路輸出端均連接到PWM控制電路的故障控制端，第一光耦合器的第二路輸出端通過(guò)第一達(dá)林頓三極管連接到所述保護(hù)繼電器的輸入端，第二光耦合器的第二路輸出端通過(guò)第二達(dá)林頓三極管連接到所述保護(hù)繼電器的輸入端，保護(hù)繼電器的輸出端與所述接觸器的控制端相連接，所述接觸器接在大功率開(kāi)關(guān)電源的直流母線上。

作為實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述超溫故障保護(hù)電路和第一光耦合器之間、所述過(guò)流故障保護(hù)電路和第二光耦合器之間均連接有用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大及濾除干擾噪聲預(yù)處理的放大及濾波電路。

作為實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的大功率開(kāi)關(guān)電源還包括分別用于提示開(kāi)關(guān)電源超溫、過(guò)流故障狀態(tài)和啟動(dòng)狀態(tài)的數(shù)個(gè)指示燈；所述數(shù)個(gè)指示燈分別連接到相應(yīng)的電路中。