[發(fā)明專利]一種浪涌抑制電路和浪涌抑制方法

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• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107888059A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何林;邱永東;陳斌;唐開鋒;于士森;曹偉華
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶力華自動化技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12
• 代理公司: 重慶信航知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司50218
• 代理人: 穆祥維

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種浪涌抑制電路和浪涌抑制方法。

背景技術(shù)

許多測試設(shè)備在對測試對象進(jìn)行測試時，需要向被測件供電。由于被測件的供電端往往都加有非常大的電容(＞10000uF)，當(dāng)電源接通時，會產(chǎn)生非常大的浪涌沖擊電流，導(dǎo)致供電電源瞬間進(jìn)入過流保護(hù)狀態(tài)，電源電壓下降，致使測試設(shè)備掉電、復(fù)位、重啟。不但造成用戶使用不便，還降低了測試設(shè)備的可信度和可靠性。

為了減小浪涌沖擊電流，傳統(tǒng)的方法是在供電回路中串入負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1，如圖1所示，當(dāng)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1在冷態(tài)時阻值較大，在開機(jī)瞬間可以對浪涌電流進(jìn)行抑制，在正常工作時，由于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1中有電流流過，電阻體發(fā)熱，電阻阻值變小，供電電源向用電設(shè)備正常供電。

但是，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，這種電路仍然存在以下問題：

1、電阻RT1的存在增加了額外功耗，系統(tǒng)可靠性降低：由于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1的電阻不可能無限小，因而在用電設(shè)備正常工作時仍會消耗一定的功率，維持負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1的溫度，由此不但造成能源的浪費(fèi)，而且由于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1在較高溫度工作時較易損壞，使系統(tǒng)的可靠性降低；

2、不適用于短時間內(nèi)頻繁開/關(guān)機(jī)電路：由于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1的熱惰性，當(dāng)測試系統(tǒng)需要頻繁開/關(guān)被測件供電電路時，由于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1的阻值未恢復(fù)，起不到浪涌電流抑制作用，無法保證系統(tǒng)安全；

3、無法確定準(zhǔn)確的浪涌電流抑制值：由于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1的阻值和溫度的相關(guān)性以及負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1制造時的工藝偏差，使得在浪涌抑制電路設(shè)計和調(diào)試時無法確定合理的浪涌電流抑制值，只能通過調(diào)試時具體驗(yàn)證，來確定負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1的大致范圍，并且當(dāng)環(huán)境溫度大范圍變化時，這種電路根本無法滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)在供電回路中串入負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1來減小浪涌沖擊電流，而電阻的存在增加了額外功耗，系統(tǒng)可靠性降低，不適用于短時間內(nèi)頻繁開/關(guān)機(jī)電路，且無法確定準(zhǔn)確浪涌電流抑制值的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種新型浪涌抑制電路。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種浪涌抑制電路，包括保險絲、過零點(diǎn)檢測電路、單片機(jī)、開關(guān)器件、整流電路和儲能電容；其中，

所述過零點(diǎn)檢測電路的輸入端經(jīng)保險絲與市電電源的輸出端連接，用于對所述市電電源的輸出電壓波形進(jìn)行過零點(diǎn)檢測和方波波形轉(zhuǎn)換；

所述單片機(jī)與過零點(diǎn)檢測電路的輸出端連接，用于對所述過零點(diǎn)檢測電路轉(zhuǎn)換后的方波波形進(jìn)行分析，得出方波波形的周期，并在至少一個方波波形周期后的任意一個過零點(diǎn)半周期時刻輸出開關(guān)控制信號；

所述開關(guān)器件的輸入端經(jīng)保險絲與市電電源的輸出端連接，輸出端與整流電路連接，控制端與單片機(jī)連接，所述開關(guān)器件用于在開關(guān)控制信號的控制下，將所述市電電源的輸出電能直接輸出到整流電路；

所述整流電路用于對輸入的市電電源交流電能進(jìn)行整流，并將整流后的直流電能輸入到儲能電容進(jìn)行存儲。

進(jìn)一步，所述過零點(diǎn)檢測電路包括第一二極管、第二二極管、第一電阻、第二電阻、第一穩(wěn)壓二極管和第二穩(wěn)壓二極管，所述第一二極管的正極與市電電源的零線連接，負(fù)極經(jīng)第一電阻與第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和單片機(jī)的第一輸入端連接，所述第二二極管的正極經(jīng)保險絲與市電電源的火線連接，負(fù)極經(jīng)第二電阻與第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和單片機(jī)的第二輸入端連接，所述第一穩(wěn)壓二極管的正極和第二穩(wěn)壓二極管的正極與單片機(jī)的地連接。

進(jìn)一步，所述過零點(diǎn)檢測電路包括第一恒流二極管、第二恒流二極管、光耦合器和上拉電阻，所述第一恒流二極管的正極經(jīng)保險絲與市電電源的火線連接，負(fù)極經(jīng)順序串聯(lián)的第二恒流二極管和光耦合器與單片機(jī)連接，所述上拉電阻的一端與光耦合器的輸出端連接，另一端接上拉電源。

進(jìn)一步，所述單片機(jī)采用MSP430F系列單片機(jī)。

進(jìn)一步，所述開關(guān)器件為繼電器，所述繼電器的第一常開觸點(diǎn)經(jīng)保險絲與市電電源的火線連接，第二常開觸點(diǎn)與整流電路連接，控制端與單片機(jī)連接。

本發(fā)明還提供一種浪涌抑制方法，所述浪涌抑制方法根據(jù)前述的浪涌抑制電路抑制，具體包括以下步驟：

S1、過零點(diǎn)檢測電路對市電電源的輸出電壓波形進(jìn)行過零點(diǎn)檢測和方波波形轉(zhuǎn)換；

S2、單片機(jī)對轉(zhuǎn)換后的方波波形進(jìn)行分析，得出方波波形的周期，并在至少一個方波波形周期后的任意一個過零點(diǎn)半周期時刻輸出開關(guān)控制信號；