CN102570402A - 一种具有交流输入过压保护的开关电源装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有交流输入过压保护的开关电源装置，包括软启动模块，整流校正电路、交直流检测模块、继电器控制电路、电源电路和辅助电源；软启动电路包括并联的第一开关和第二开关，软启动电阻，软启动电阻连接二极管，二极管与整流校正电路的输出极相连；第二开关一端连接交流电输入，另一端连接整流校正电路的输入端；第一开关和第二开关为继电器触点；继电器控制电路中设逻辑判断单元，当开关电源装置输入的电压高于预设电压时，逻辑判断单元控制第一开关和第二开关断开实现过电压脱离。本发明具有能够实现当交流输入电压过高时模块能够自身实现过压脱离、结构简单、成本低廉的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有交流输入过压保护的开关电源装置。
背景技术
开关电源装置模块一般采取如图1的电路拓扑，包括软启动模块、整流校正电路、电源电路、辅助电源、交直流检测模块和继电器控制电路等。
如果交流输入电源电压过压，为防止电源模块的损坏，一般采取关闭主功率电路、停止功率输出和断开开关K0等措施。在此期间，输入交流电源通过软启动电阻Z0给辅助电源供电，以保证交直流检测和继电器控制电路正常工作，此时软启动电阻Z0起到一定的分压作用。但是如果交流输入电压太高，而软启动电阻Z0的分压功能有限，此时模块内部器件的耐压可能已经不够，从而导致开关电源装置模块的损坏。而此时真正有效的措施是切断交流输入电源与后面电路的耦合，即过压脱离。
但是目前的开关电源装置中如果交流输入电压太高，模块无法自身实现过压脱离，一旦脱离，辅助电源也停止电源输出，从而导致交直流检测和继电器控制电路停止工作。一般目前采取在系统上增加交流过压保护接触器的办法来达到脱离电网的目的，但是该方法需要外加设备，增加了成本。
发明内容
为克服现有技术的开关电源装置中当交流输入电压过高时模块无法自身实现过压脱离的缺点，本发明提供了一种能够实现当交流输入电压过高时模块能够自身实现过压脱离、结构简单、成本低廉的具有交流输入过压保护的装置及其方法。
一种具有交流输入过压保护的开关电源装置，包括接入交流电的软启动模块，对开关电源装置输入的交流电进行整流并输出直流电的整流校正电路，检测交直流实际输入电压的交直流检测模块，与交直流检测模块连接、根据实际输入电压控制软启动电路进行过电压脱离的继电器控制电路，和输出电源的电源电路，以及为交直流检测模块与继电器控制电路供电的辅助电源；
其特征在于：软启动电路包括并联的第一开关和第二开关，第一开关一端连接交流电输入，另一端通串联一软启动电阻，软启动电阻连接二极管，二极管与整流校正电路的输出极相连；
第二开关一端连接交流电输入，另一端连接整流校正电路的输入端；
所述的第一开关和第二开关为继电器触点，第一开关为常闭触点，第二开关为常开触点；继电器控制电路中设有逻辑判断单元，当开关电源装置电压高于预设电压时，逻辑判断单元控制第一开关和第二开关断开实现过电压脱离；当开关电源装置电压低于预设电压时，逻辑判断单元控制第一开关电源装置闭合，软启动完成后再控制第二开关闭合。
进一步，整流校正电路为全桥式整流电路或者整流校正电路，或者全桥式整流电路和整流校正电路的组合，软启动电阻通过二极管与整流校正电路的输出端连接；
交直流检测模块是检测交流电输入的实际交流电压的交流检测单元或者检测整流校正电路输出的实际直流电压的直流检测单元，或者交流检测单元和直流检测单元的组合，交流检测单元中预设有上限交流电压，直流检测单元中预设有上限直流电压；交流检测单元对比上限交流电压和实际交流电压、并将对比结果输入逻辑判断单元，直流检测单元对比上限直流电压和实际直流电压、并将对比结果输入逻辑判断单元。
进一步，软启动电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接。
或者，软启动电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。
或者，软启动电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接；并且软启动电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。
或者，软启动电阻由第一电阻和第二电阻组成，第一电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接；第二电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。
进一步，辅助电源的输入端与整流校正电路的输出端连接，或者与交流输入端连接，或者同时与整流校正电路的输出端、交流输入端连接。
进一步，输入的交流电为三相交流电，其中两根火线上分别设有软启动电路。
本发明的技术构思是：交流检测单元实时检测交流电电源的实际交流电压，直流检测单元实时检测整流校正电路输出的实际直流电压，当实际交流电压高于预设的上限交流电压或实际直流电压高于上限直流电压时，逻辑判断单元使第一开关和第二开关断开，交流电电源与整流校正电路的连接断开，实现过电压脱离。当实际交流电压低于上限交流电压时，逻辑判断单元控制第一开关闭合，交流电通过第一开关、软启动电阻、二极管对开关电源装置的容性负载供电。
本发明具有能够实现当交流输入电压过高时模块能够自身实现过压脱离、结构简单、成本低廉的优点。
附图说明
图1是现有的带交流输入过压保护装置开关电源装置模块的示意图。
图2是实施例一的软启动电阻的一种串联方式的示意图。
图2-1是实施例一的软启动电阻的另一种串联方式的示意图。
图3是实施例二的软启动电阻的一种串联方式的示意图。
图3-1是实施例二的软启动电阻的另一种串联方式的示意图。
图4是实施例三的软启动电阻的一种串联方式的示意图。
图4-1是实施例三的软启动电阻的另一种串联方式的示意图。
图5是实施例四的软启动电阻的一种串联方式的示意图。
图5-1是实施例四的软启动电阻的另一种串联方式的示意图。
图6是实施例五的软启动电阻的一种串联方式的示意图。
图6-1是实施例五的软启动电阻的另一种串联方式的示意图。
图7是实施例六的软启动电阻的一种串联方式的示意图。
图7-1是实施例六的软启动电阻的另一种串联方式的示意图。
图8是实施例七的软启动电阻的一种串联方式的示意图。
图8-1是实施例七的软启动电阻的另一种串联方式的示意图。
图9是实施例八的软启动电阻的一种串联方式的示意图。
图9-1是实施例八的软启动电阻的另一种串联方式的示意图。
图10是实施例九的示意图。
具体实施方式
实施例一
参照图2、2-1
一种具有交流输入过压保护的开关电源装置，包括接入交流电的软启动模块，对开关电源装置输入的交流电进行整流并输出直流电的整流校正电路，检测交流电的实际电压的交直流检测模块，与交直流检测模块连接、根据实交流电的实际电压控制软启动电路进行过电压脱离的继电器控制电路，和为输出电源供电的电源电路，以及为交直流检测模块与继电器控制电路供电的辅助电源；
软启动电路包括并联的第一开关和第二开关，以及与第一开关串联的软启动电阻和二极管；软启动电阻可以是一端与第一开关连接、且另一端与二极管连接，如图2所示。软启动电阻也可以是一端与交流电输入端连接、且另一端第一开关连接，如图2-1所示。
第二开关一端连接交流电输入，另一端连接整流校正电路的输入端；
所述的第一开关和第二开关为继电器触点，第一开关为常闭触点，第二开关为常开触点；继电器控制电路中设有逻辑判断单元，当开关电源装置输入的电压高于预设电压时，逻辑判断单元控制第一开关和第二开关断开实现过电压脱离；当开关电源装置输入的电源低于预设电压时，逻辑判断单元控制第一开关电源装置闭合对电源电路和辅助电源进行充电，软启动完成后再控制第二开关闭合，开关电源装置进入正常工作状态。
整流校正电路的输出端与整流校正电路的输入端连接，软启动电阻通过二极管与该整流校正电路的输出端连接；
交直流检测模块是检测交流电输入的实际交流电压的交流检测单元，或者检测整流校正电路输出的实际直流电压的直流检测单元，或者交流检测单元和直流检测单元的组合，交流检测单元中预设有上限交流电压，直流检测单元中预设有上限直流电压；交流检测单元对比上限交流电压和实际交流电压、并将对比结果输入逻辑判断单元，直流检测单元对比上限直流电压和实际直流电压、并将对比结果输入逻辑判断单元。
软启动电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接；并且软启动电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。
辅助电源的输入端与整流校正电路的输出端连接。
本发明的技术构思是：交流检测单元实时检测交流电电源的实际交流电压，直流检测单元实时检测整流校正电路输出的实际直流电压，当实际交流电压高于预设的上限交流电压或实际直流电压高于上限直流电压时，逻辑判断单元使第一开关和第二开关断开，交流电电源与整流校正电路的连接断开，实现过电压脱离。当实际交流电压低于上限交流电压时，逻辑判断单元控制第一开关闭合，交流电通过第一开关、软启动电阻、二极管对开关电源装置的电源电路供电。
本发明具有能够实现当交流输入电压过高时模块能够自身实现过压脱离、结构简单、成本低廉的优点。
实施例二
参照图3、3-1
本实施例与实施例一的区别在于：软启动电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接。软启动电阻可以是一端与第一开关连接、且另一端与第一二极管连接，如图3所示。软启动电阻也可以是一端与交流电输入端连接、且另一端第一开关连接，如图3-1所示。
其余结构都一样。
实施例三
参照图4、4-1
本实施例与实施例一的区别在于：软启动电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。软启动电阻可以是一端与第一开关连接、且另一端与第二二极管连接，如图4所示。软启动电阻也可以是一端与交流电输入端连接、且另一端第一开关连接，如图4-1所示。
其余结构都一样。
实施例四
参照图5、5-1
本实施例与实施例一的区别指出在于：软启动电阻由第一电阻和第二电阻组成，第一电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接；第二电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。第一电阻与第一二极管串联，可以是第一电阻一端与第一开关连接、另一端与第一二极管的正极端连接，如图5所示；也可以是第一电阻一端第一二极管的负极端连接、另一端与整流校正电路的输出正母线连接，如图5-1所示。第二电阻与第二二极管串联，可以是第二电阻一端与第一开关连接、另一端与第二二极管的正极端连接，如图5所示；也可以是第二电阻一端第二二极管的负极端连接、另一端与整流校正电路的输出负母线连接，如图5-1所示。
其余结构都相同。
实施例五
参照图6、6-1
本实施例与实施例一的区别在于：辅助电源的输入端与接入交流电连接。
其余结构都相同。
辅助电源直接与交流电连接，交流电直接对辅助电源充电，而后辅助电源对交流检测单元、直流检测单元和逻辑判断电源供电。
本实施例中，软启动电阻与二极管的串联方式也有两种：1、软启动电阻是一端与第一开关连接、且另一端与二极管连接，如图6所示。2、软启动电阻也可以是一端与交流电输入端连接、且另一端第一开关连接，如图6-1所示。
实施例六
参照图7、7-1
本实施例与实施例一的区别指出在于：辅助电源的输入端与接入交流电连接。
软启动电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接。软启动电阻可以是一端与第一开关连接、且另一端与第一二极管连接，如图7所示。软启动电阻也可以是一端与交流电输入端连接、且另一端第一开关连接，如图7-1所示。
其余结构都相同。
实施例七
参照图8、8-1
本实施例与实施例一的区别指出在于：辅助电源的输入端与接入交流电连接。
软启动电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。软启动电阻可以是一端与第一开关连接、且另一端与第二二极管连接，如图8所示。软启动电阻也可以是一端与交流电输入端连接、且另一端第一开关连接，如图8-1所示。
其余结构都一样。
实施例八
参照图9、9-1
本实施例与实施例一的区别指出在于：辅助电源的输入端与接入交流电连接。
软启动电阻由第一电阻和第二电阻组成，第一电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接；第二电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。第一电阻与第一二极管串联，可以是第一电阻一端与第一开关连接、另一端与第一二极管的正极端连接，如图5所示；也可以是第一电阻一端第一二极管的负极端连接、另一端与整流校正电路的输出正母线连接，如图5-1所示。第二电阻与第二二极管串联，可以是第二电阻一端与第一开关连接、另一端与第二二极管的正极端连接，如图9所示；也可以是第二电阻一端第二二极管的负极端连接、另一端与整流校正电路的输出负母线连接，如图9-1所示。
其余结构都相同。
实施例九
参照图10
本实施例与实施例一的区别指出在于：输入的交流电为三相交流电，其中两根火线上分别设有软启动电路。
结合图10具体说明为：火线L1上设有一组软启动电路，软启动电路包括开关K1和开关K2，开关K1一端与交流电连接、另一端与软启动电阻Z1连接，软启动电阻Z1与二极管D1的正极端连接，二极管D1的负极端与整流校正电路的输出正母线连接；软启动电阻Z1同时与二极管D2的负极端连接，二极管D2的正极端与整流校正电路的输出负母线连接；开关K2一端与交流电输入端连接、另一端与整流校正电路的输入端连接。
火线L2上设有另一组软启动电路，软启动电路包括开关K3和开关K4，开关K3一端与交流电连接、另一端与软启动电阻Z2连接，软启动电阻Z2与二极管D3的正极端连接，二极管D3的负极端与整流校正电路的输出正母线连接；软启动电阻同时与二极管D4的负极端连接，二极管D4的正极端与整流校正电路的输出负母线连接。开关K4一端与交流电输入端连接、另一端与整流校正电路的输入端连接。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (7)
1.一种具有交流输入过压保护的开关电源装置，包括接入交流电的软启动模块，对开关电源装置输入的交流电进行整流并输出直流电的整流校正电路，检测交直流实际输入电压的交直流检测模块，与交直流检测模块连接、根据实际输入电压控制软启动电路进行过电压脱离的继电器控制电路，和为输出电源供电的电源电路，以及为交直流检测模块与继电器控制电路供电的辅助电源；
其特征在于：软启动电路包括并联的第一开关和第二开关，第一开关一端连接交流电输入，另一端通串联一软启动电阻，软启动电阻连接二极管，二极管与整流校正电路的输出极相连；
第二开关一端连接交流电输入，另一端连接整流校正电路的输入端；
所述的第一开关和第二开关为继电器触点，第一开关为常闭触点，第二开关为常开触点；继电器控制电路中设有逻辑判断单元，当开关电源装置电压高于预设电压时，逻辑判断单元控制第一开关和第二开关断开实现过电压脱离；当开关电源装置电压低于预设电压时，逻辑判断单元控制第一开关电源装置闭合，软启动完成后再控制第二开关闭合。
2.如权利要求1所述的具有交流输入过压保护的开关电源装置，其特征在于：整流校正电路为全桥式整流电路或者整流校正电路，或者全桥式整流电路和整流校正电路的组合，软启动电阻通过二极管与该整流校正电路的输出端连接；
交直流检测模块包括检测交流电输入的实际交流电压的交流检测单元或者包括检测整流校正电路输出的实际直流电压的直流检测单元，或者两者的组合，交流检测单元中预设有上限交流电压，直流检测单元中预设有上限直流电压；交流检测单元对比上限交流电压和实际交流电压、并将对比结果输入逻辑判断单元，直流检测单元对比上限直流电压和实际直流电压、并将对比结果输入逻辑判断单元。
3.如权利要求2所述的具有交流输入过压保护的开关电源装置，其特征在于：软启动电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接。
4.如权利要求2所述的具有交流输入过压保护的开关电源装置，其特征在于：软启动电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。
5.如权利要求2所述的具有交流输入过压保护的开关电源装置，其特征在于：软启动电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接；并且软启动电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。
6.如权利要求2所述的具有交流输入过压保护的开关电源装置，其特征在于：软启动电阻由第一电阻和第二电阻组成，第一电阻串联第一二极管，第一二极管的负向端与整流校正电路的输出正母线连接；第二电阻串联第二二极管，第二二极管的正向端与整流校正电路的输出负母线连接。
7.如权利要求1-6之一所述的具有交流输入过压保护的开关电源装置，其特征在于：辅助电源的输入端与整流校正电路的输出端连接，或者与交流输入端连接，或者同时与整流校正电路的输出端、交流输入端连接。
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