CN104348348B - 一种软启动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种软启动电路，包括用于接220V单相交流电的输入接线端子，其输出端通过保护电路与电源变换电路相连，电源变换电路分别向同步信号检测电路、触发电路和主电路供电，同步信号检测电路的输出端与触发电路的输入端相连，触发电路的输出端与主电路的输入端相连，主电路的输出端通过输出接线端子接负载。通过触发电路实现在设定时间内，使主电路输出交流电压从0V线性的增加到220V。通过启动时的电压线性增加，使得启动电流从0增加到额定值，从而实现软启动的目的。由于本发明所用的电路简单，器件价格低廉，所以在低成本的条件下实现了负载的软启动控制。
Description
技术领域
本发明涉及电气控制技术领域，尤其是一种软启动电路。
背景技术
一般的用电设备特别是非阻性负载在启动瞬间所产生的启动电流是很大的，大启动电流会对电网产生冲击，也会对用电设备本身造成不良的影响甚至造成损害。如果，当用电设备在启动时的电流可以从零线性达到额定值，就可以从根本上减小冲击以及浪涌电流。软启动器就是这种设备，能够使用电设备从启动到额定状态有一定的延时，起到了缓冲的作用。
目前比较流行的软启动电路是使用变频器来驱动用电设备，变频器通过改变驱动电源的频率来控制负载电流，在负载容量较大的情况下效果是非常好的，然而对于小负载，其成本就显得较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在低成本的条件下实现单相低容量负载的软启动，减小负载的冲击以及浪涌电流的软启动电路。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种软启动电路，包括用于接220V单相交流电的输入接线端子，其输出端通过保护电路与电源变换电路相连，电源变换电路分别向同步信号检测电路、触发电路和主电路供电，同步信号检测电路的输出端与触发电路的输入端相连，触发电路的输出端与主电路的输入端相连，主电路的输出端通过输出接线端子接负载。
所述输入接线端子采用接线端子P2，所述保护电路采用熔断器F1，其一端与接线端子P2的2脚相连；所述电源变换电路由分压电容C1、整流桥DB1、限流电阻R11、稳压二极管D3和滤波电容C5组成，分压电容C1的一端接熔断器F1，另一端与整流桥DB1的2脚相连，整流桥DB1的3脚接同步信号检测电路的输入端，整流桥DB1的4脚接输入单相交流220V电源的零线，整流桥DB1的1脚与限流电阻R11的一端相连，限流电阻R11的另一端与稳压二极管D3的阴极相连，滤波电容C5并接在稳压二极管D3的两端，稳压二极管D3的阳极接地，整流桥DB1的1脚通过电阻R11输出+12V直流电。
所述同步信号检测电路由电容C2、二极管D2、比较器U2A和电阻R6、R8、R10、R4组成，比较器U2A的正相输入端分别与电阻R6、R8相连，比较器U2A的反相输入端分别与电阻R10、二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极接地，电阻R1O的另一端接+12V直流电，比较器U2A的输出端分别与电阻R4、电容C2的一端相连，电容C2的另一端接地，电阻R4的另一端接+12V直流电。
所述触发电路由电容C4、比较器U2B、电位计RW、二极管D1、双向晶闸管驱动芯片U1和电阻R2、R7、R9组成，电容C4的一端接+12V直流电，电容C4的另一端依次通过电位计RW、电阻R9接地，电容C4与电位计RW的终点均接比较器U2B的正相输入端，比较器U2B的反相输入端接同步信号检测电路的输出端，比较器U2B的输出端与二极管D1的阴极相连，二极管D1的阳极与双向晶闸管驱动芯片U1的2脚相连，双向晶闸管驱动芯片U1的1脚通过电阻R2接+12V直流电，双向晶闸管驱动芯片U1的3、5脚悬空，双向晶闸管驱动芯片U1的4、6脚与主电路的输入端相连。
所述主电路由双向晶闸管Q1、电容C3和电阻R1、R3组成，双向晶闸管Q1的T1端通过电阻R3接触发电路的第一输出端，双向晶闸管Q1的触发端G接触发电路的第二输出端，双向晶闸管Q1的T1端分别接220V单相交流电的火线、电阻R1，电阻R1与电容C3串联；所述输出接线端子采用接线端子P1，双向晶闸管Q1的T2端分别与电容C3、接线端子P1的2脚相连，接线端子P1的1脚和2脚接负载。
所述比较器U2A采用LM393芯片。
所述比较器U2B采用LM393芯片，所述双向晶闸管驱动芯片U1采用光耦隔离器MOC3021。
由上述技术方案可知，通过触发电路实现在设定时间内，使主电路输出交流电压从0V线性的增加到220V。通过启动时的电压线性增加，使得启动电流从0增加到额定值，从而实现软启动的目的。由于本发明所用的电路简单，器件价格低廉，所以在低成本的条件下实现了负载的软启动控制。
附图说明
图1为本发明的电路框图。
图2为本发明的电路原理图。
上述图中序号：保护电路1、电源变换电路2、同步信号检测电路3、触发电路4、主电路。
具体实施方式
一种软启动电路，包括用于接220V单相交流电的输入接线端子，其输出端通过保护电路1与电源变换电路2相连，电源变换电路2分别向同步信号检测电路3、触发电路4和主电路5供电，同步信号检测电路3的输出端与触发电路4的输入端相连，触发电路4的输出端与主电路5的输入端相连，主电路5的输出端通过输出接线端子接负载。保护电路1起到短路保护的作用；电源变换电路2通过整流得到直流电，为电路中芯片提供工作电源；同步信号检测电路3产生同步信号；触发电路4用于触发双向晶闸管Q1；主电路5通过双向晶闸管Q1实现单相交流调压，如图1所示。
如图1所示，交流220V电源接输入接线端子，利用主电路5的双向晶闸管Q1对交流220V电源进行交流调压，通过输出接线端子给负载提供电能。双向晶闸管Q1的驱动信号由电源变换电路2、同步信号检测电路3与触发电路4获得，电源变换电路2给芯片提供+12V直流电源并作为同步信号检测电路3的输入，同步信号检测电路3得到与交流220V同频率锯齿波信号，再经触发电路4得到双向晶闸管Q1的触发脉冲信号。由同步信号检测电路3、触发电路4产生的占空比在设定时间内自动由0变化到1的脉宽调制信号触发双向晶闸管Q1，使得双响晶闸管Q1通断的时间发生变化，从而改变输出电压大小。
如图2所示，所述输入接线端子采用接线端子P2，所述保护电路1采用熔断器F1，其一端与接线端子P2的2脚相连；所述电源变换电路2由分压电容C1、整流桥DB1、限流电阻R11、稳压二极管D3和滤波电容C5组成，分压电容C1的一端接熔断器F1，另一端与整流桥DB1的2脚相连，整流桥DB1的3脚接同步信号检测电路3的输入端，整流桥DB1的4脚接输入单相交流220V电源的零线，整流桥DB1的1脚与限流电阻R11的一端相连，限流电阻R11的另一端与稳压二极管D3的阴极相连，滤波电容C5并接在稳压二极管D3的两端，稳压二极管D3的阳极接地，整流桥DB1的1脚通过电阻R11输出+12V直流电。利用电容C1分压并通过整流桥DB1进行全波整流，整流桥DB1的1、3脚输出的就是一个直流电源。再利用限流电阻R11限流，稳压二极管D3将稳压二极管D3与限流电阻R11之间的电压钳位在12V，此直流12V电源用于软启动电路中芯片的工作电源。
如图2所示，所述同步信号检测电路3由电容C2、二极管D2、比较器U2A和电阻R6、R8、R10、R4组成，比较器U2A的正相输入端分别与电阻R6、R8相连，比较器U2A的反相输入端分别与电阻R10、二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极接地，电阻R1O的另一端接+12V直流电，比较器U2A的输出端分别与电阻R4、电容C2的一端相连，电容C2的另一端接地，电阻R4的另一端接+12V直流电，所述比较器U2A采用LM393芯片。整流桥DB1全波整流后的脉动直流电压经过电阻R6、R8分压之后接到比较器U2A的正相输入端，比较器U2A的反相输入端接由电阻R10与二极管D2得到的二极管D2的正向压降0.7V。为了得到锯齿波，在比较器U2A的1脚加上电容C2，当1脚输出高电平时给电容C2充电，电压逐渐上升，当3脚低于0.7V时，1脚输出为低电平，电容C2迅速放电，电压快速下降。这样就得到一个同步信号，达到移相控制的目的。
如图2所示，所述触发电路4由电容C4、比较器U2B、电位计RW、二极管D1、双向晶闸管驱动芯片U1和电阻R2、R7、R9组成，电容C4的一端接+12V直流电，电容C4的另一端依次通过电位计RW、电阻R9接地，电容C4与电位计RW的终点均接比较器U2B的正相输入端，比较器U2B的反相输入端接同步信号检测电路3的输出端，比较器U2B的输出端与二极管D1的阴极相连，二极管D1的阳极与双向晶闸管驱动芯片U1的2脚相连，双向晶闸管驱动芯片U1的1脚通过电阻R2接+12V直流电，双向晶闸管驱动芯片U1的3、5脚悬空，双向晶闸管驱动芯片U1的4、6脚与主电路5的输入端相连。所述比较器U2B采用LM393芯片，所述双向晶闸管驱动芯片U1采用光耦隔离器MOC3021。由于电容C4的充电电流逐渐减小，比较器U2B的正相输入端的电压从12V减小到0V，变化的时间长短可以调节电位计RW的阻值来改变。比较器U2B的输出端产生一个占空比逐渐减小的脉宽调制信号通过光耦隔离器MOC3021的4脚与6脚触发双向晶闸管Q1。
如图2所示，所述主电路5由双向晶闸管Q1、电容C3和电阻R1、R3组成，双向晶闸管Q1的T1端通过电阻R3接触发电路4的第一输出端，双向晶闸管Q1的触发端G接触发电路4的第二输出端，双向晶闸管Q1的T1端分别接220V单相交流电的火线、电阻R1，电阻R1与电容C3串联；所述输出接线端子采用接线端子P1，双向晶闸管Q1的T2端分别与电容C3、接线端子P1的2脚相连，接线端子P1的1脚和2脚接负载。电阻R1与电容C3组成浪涌吸收电路，防止浪涌电压损坏双向可控硅。
综上所述，通过触发电路4实现在设定时间内，使主电路输出交流电压从0V线性的增加到220V，通过启动时的电压线性增加，使得启动电流从0增加到额定值，从而实现软启动的目的。由于本发明所用的电路简单，器件价格低廉，所以在低成本的条件下实现了负载的软启动控制。
Claims (6)
1.一种软启动电路，其特征在于：包括用于接220V单相交流电的输入接线端子，其输出端通过保护电路(1)与电源变换电路(2)相连，电源变换电路(2)分别向同步信号检测电路(3)、触发电路(4)和主电路(5)供电，同步信号检测电路(3)的输出端与触发电路(4)的输入端相连，触发电路(4)的输出端与主电路(5)的输入端相连，主电路(5)的输出端通过输出接线端子接负载；所述输入接线端子采用接线端子P2，所述保护电路(1)采用熔断器F1，其一端与接线端子P2的2脚相连；所述电源变换电路(2)由分压电容C1、整流桥DB1、限流电阻R11、稳压二极管D3和滤波电容C5组成，分压电容C1的一端接熔断器F1，另一端与整流桥DB1的2脚相连，整流桥DB1的3脚接同步信号检测电路(3)的输入端，整流桥DB1的4脚接输入单相交流220V电源的零线，整流桥DB1的1脚与限流电阻R11的一端相连，限流电阻R11的另一端与稳压二极管D3的阴极相连，滤波电容C5并接在稳压二极管D3的两端，稳压二极管D3的阳极接地，整流桥DB1的1脚通过电阻R11输出+12V直流电。
2.根据权利要求1所述的一种软启动电路，其特征在于：所述同步信号检测电路(3)由电容C2、二极管D2、比较器U2A和电阻R6、R8、R10、R4组成，比较器U2A的正相输入端分别与电阻R6、R8相连，比较器U2A的反相输入端分别与电阻R10、二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极接地，电阻R1O的另一端接+12V直流电，比较器U2A的输出端分别与电阻R4、电容C2的一端相连，电容C2的另一端接地，电阻R4的另一端接+12V直流电。
3.根据权利要求1所述的一种软启动电路，其特征在于：所述触发电路(4)由电容C4、比较器U2B、电位计RW、二极管D1、双向晶闸管驱动芯片U1和电阻R2、R7、R9组成，电容C4的一端接+12V直流电，电容C4的另一端依次通过电位计RW、电阻R9接地，电容C4与电位计RW的终点均接比较器U2B的正相输入端，比较器U2B的反相输入端接同步信号检测电路(3)的输出端，比较器U2B的输出端与二极管D1的阴极相连，二极管D1的阳极与双向晶闸管驱动芯片U1的2脚相连，双向晶闸管驱动芯片U1的1脚通过电阻R2接+12V直流电，双向晶闸管驱动芯片U1的3、5脚悬空，双向晶闸管驱动芯片U1的4、6脚与主电路(5)的输入端相连。
4.根据权利要求1所述的一种软启动电路，其特征在于：所述主电路(5)由双向晶闸管Q1、电容C3和电阻R1、R3组成，双向晶闸管Q1的T1端通过电阻R3接触发电路(4)的第一输出端，双向晶闸管Q1的触发端G接触发电路(4)的第二输出端，双向晶闸管Q1的T1端分别接220V单相交流电的火线、电阻R1，电阻R1与电容C3串联；所述输出接线端子采用接线端子P1，双向晶闸管Q1的T2端分别与电容C3、接线端子P1的2脚相连，接线端子P1的1脚和2脚接负载。
5.根据权利要求2所述的一种软启动电路，其特征在于：所述比较器U2A采用LM393芯片。
6.根据权利要求3所述的一种软启动电路，其特征在于：所述比较器U2B采用LM393芯片，所述双向晶闸管驱动芯片U1采用光耦隔离器MOC3021。
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