CN104638898A - 软启动控制装置系统 - Google Patents

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杨奇峰
孟庆铸
曲道奎
徐方
陈廷辉
邹风山
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers

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Abstract

本发明属于电子电路技术领域，具体公开了一种软启动控制系统。该系统包括三极管、单片机以及依次连接的输入接口、电流检测模块、金属氧化物半导体场效应管和输出接口，所述单片机分别与电流检测模块、金属氧化物半导体场效应管、三极管连接；所述软启动控制系统还设置有继电器和热敏电阻，所述热敏电阻设置于输入接口与电流检测模块之间，所述继电器与三极管连接。本发明利用热敏电阻和继电器实现了电源的分级上电的软启动方式，通过热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小的负温度特性来限制启动时的电流，避免了电源上电时冲击电流过大对电源与后端电路的冲击，控制方便、灵活，实现成本较低。

Description

软启动控制装置系统
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，特别涉及一种软启动控制系统。
背景技术
在电子电路中，当后端电路板通过开关电源或其他直流电源供电时，由于后端电路板输入端可能存在电容，而如果一个电源后端接多个电路板时，可能存在多个电容并联在一个电源接口的情况，当电源启动时，电源如果直接给多个电容充电，充电回路电阻很小，冲击电流很大，这样对电源冲击很大，可能使电源或其他电路损坏，因此需要一个上电软启动的控制装置来对启动电流进行限制，从而保护电源及其他电路。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种软启动控制系统。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种软启动控制系统，包括三极管、单片机以及依次连接的输入接口、电流检测模块、金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）和输出接口，所述单片机分别与电流检测模块、金属氧化物半导体场效应管、三极管连接；所述软启动控制系统还设置有继电器和热敏电阻，所述热敏电阻设置于输入接口与电流检测模块之间，所述继电器与三极管连接。
所述继电器由继电器常开触点a、继电器线圈和继电器常开触点b组成，所述继电器常开触点a、继电器线圈和继电器常开触点b电气连接；继电器线圈与三极管连接，继电器常开触点b设置于继电器线圈与单片机之间，继电器常开触点a与热敏电阻并联。
所述软启动控制系统设置有与单片机连接的通讯模块。
所述软启动控制系统在继电器常开触点b与单片机之间设置有限流电阻。
所述软启动控制系统设置有与单片机连接的状态指示灯。状态指示灯的主要作用是显示电源工作的不同状态。
所述热敏电阻为NTC热敏电阻。
当电源启动过程时以及稳态小电流工作时，电流流过NTC热敏电阻；当流过电流大于NTC热敏电阻最大稳态电流时，继电器常开触点a闭合，电流流过继电器触点b；当流过电流大于电源所能承受的最大电流时，控制MOSFET将电源及时切下。上述状态既可以通过装置自行切换，也可以利用上位机通过通讯模块控制切换。
将输入接口1接电源的输出，输出接口6接后端电路板，将本软启动控制系统串入电路中。当电源上电时，单片机11控制MOSFET5导通，电源流出的电流依次经NTC热敏电阻3、电流检测模块4、MOSFET5后到后端电路板；利用NTC热敏电阻3的负温度特性，在上电时限制启动电流，而电路正常工作时热敏电阻的残余电阻值较小，几乎对后端电路板不造成影响，软启动控制系统工作在工作状态1。
通过电流检测模块4对电源所消耗的电流进行实时检测，当后端电路所消耗的电流大于NTC热敏电阻3的最大稳态工作电流时，单片机11控制三极管10导通，继而继电器线圈8得电，继电器常开触点a2闭合，将热敏电阻释放，电流从继电器常开触点a2流过，从而可以流过更大电流。同时继电器常开触点b7也闭合，返回给单片机11一个高电平信号，通知单片机11继电器已将NTC热敏电阻3切下，软启动控制系统工作在工作状态2。
当电流检测模块4检测的电流大于电源所能承受的最大电流时，单片机11通过通讯模块13将此信息传送给上位机，并及时控制MOSFET5使电源切断，保护电源不被损坏，软启动控制系统工作在工作状态3。
通过状态指示灯12的不同颜色来显示系统工作的不同状态。上位机还可以通过通讯模块13跟单片机11进行通讯，控制软启动控制系统切换到不同的工作状态。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：
（1）本发明利用热敏电阻和继电器实现了电源的分级上电的软启动方式，通过热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小的负温度特性来限制启动时的电流；利用电流检测模块来实时检测后端电路工作电流的大小，若超过NTC热敏电阻工作的最大稳态电流，控制继电器常开触点a闭合，从而将热敏电阻释放，实现分级上电；避免了电源上电时冲击电流过大对电源与后端电路的冲击。
（2）本发明将后端电路所消耗的电流以及装置的工作状态反馈给上位机，以便上位机对后端电路得以更好的保护；若后端电路所消耗的工作电流超出电源的承受范围时，利用单片机控制MOSFET将电源切断，以实现保护；本发明也可通过通讯模块来实现上位机对软启动控制系统的直接控制，控制更加方便、灵活，实现成本较低。
附图说明
图1为实施例1的软启动控制系统的结构示意图；
图2为实施例1的软启动控制系统的工作状态切换图；
其中：1-输入接口，2-继电器常开触点a，3-NTC热敏电阻，4-电流检测模块，5-MOSFET，6-输出接口，7-继电器常开触点b，8-继电器线圈，9-限流电阻，10-三极管，11-单片机，12-状态指示灯，13-通讯模块。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种软启动控制系统，包括三极管10、单片机11以及依次连接的输入接口1、电流检测模块4、金属氧化物半导体场效应管5（MOSFET）和输出接口6，单片机11分别与电流检测模块4、金属氧化物半导体场效应管5、三极管10连接；所述软启动控制系统还设置有继电器和热敏电阻3，所述热敏电阻3设置于输入接口1与电流检测模块4之间，所述继电器与三极管10连接。
所述继电器由继电器常开触点a2、继电器线圈8和继电器常开触点b7组成，所述继电器常开触点a2、继电器线圈8和继电器常开触点b7电气连接；继电器线圈8与三极管10连接，继电器常开触点b7设置于继电器线圈8与单片机11之间，继电器常开触点a2与热敏电阻3并联。
所述软启动控制系统设置有与单片机11连接的通讯模块13。
所述软启动控制系统在继电器常开触点b7与单片机11之间设置有限流电阻9。
所述软启动控制系统设置有与单片机11连接的状态指示灯12。状态指示灯12的主要作用是显示电源工作的不同状态。
所述热敏电阻3为NTC热敏电阻。
如图2所示，当电源启动过程时以及稳态小电流工作时，电流流过NTC热敏电阻；当流过电流大于NTC热敏电阻最大稳态电流时，继电器常开触点a闭合，电流流过继电器触点b；当流过电流大于电源所能承受的最大电流时，控制MOSFET将电源及时切下。上述状态既可以通过装置自行切换，也可以利用上位机通过通讯模块控制切换。
将输入接口1接电源的输出，输出接口6接后端电路板，将本软启动控制系统串入电路中。当电源上电时，单片机11控制MOSFET5导通，电源流出的电流依次经NTC热敏电阻3、电流检测模块4、MOSFET5后到后端电路板；利用NTC热敏电阻3的负温度特性，在上电时限制启动电流，而电路正常工作时热敏电阻的残余电阻值较小，几乎对后端电路板不造成影响，软启动控制系统工作在工作状态1。
通过电流检测模块4对电源所消耗的电流进行实时检测，当后端电路所消耗的电流大于NTC热敏电阻3的最大稳态工作电流时，单片机11控制三极管10导通，继而继电器线圈8得电，继电器常开触点a2闭合，将热敏电阻释放，电流从继电器常开触点a2流过，从而可以流过更大电流。同时继电器常开触点b7也闭合，返回给单片机11一个高电平信号，通知单片机11继电器已将NTC热敏电阻3切下，软启动控制系统工作在工作状态2。
当电流检测模块4检测的电流大于电源所能承受的最大电流时，单片机11通过通讯模块13将此信息传送给上位机，并及时控制MOSFET5使电源切断，保护电源不被损坏，软启动控制系统工作在工作状态3。
通过状态指示灯12的不同颜色来显示系统工作的不同状态。上位机还可以通过通讯模块13跟单片机11进行通讯，控制软启动控制系统切换到不同的工作状态。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种软启动控制系统，包括三极管、单片机以及依次连接的输入接口、电流检测模块、金属氧化物半导体场效应管和输出接口，所述单片机分别与电流检测模块、金属氧化物半导体场效应管、三极管连接，其特征在于，所述软启动控制系统还设置有继电器和热敏电阻，所述热敏电阻设置于输入接口与电流检测模块之间，所述继电器与三极管连接。
2.根据权利要求1所述的软启动控制系统，其特征在于，所述继电器由继电器常开触点a、继电器线圈和继电器常开触点b组成，所述继电器常开触点a、继电器线圈和继电器常开触点b电气连接；继电器线圈与三极管连接，继电器常开触点b设置于继电器线圈与单片机之间，继电器常开触点a与热敏电阻并联。
3.根据权利要求2所述的软启动控制系统，其特征在于，所述软启动控制系统设置有与单片机连接的通讯模块。
4.根据权利要求1所述的软启动控制系统，其特征在于，所述软启动控制系统在继电器常开触点b与单片机之间设置有限流电阻。
5.根据权利要求1所述的软启动控制系统，其特征在于，所述软启动控制系统设置有与单片机连接的状态指示灯。
6.根据权利要求1所述的软启动控制系统，其特征在于，所述热敏电阻为NTC热敏电阻。
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