CN1797924B - 一种整流电路启动电流抑制器 - Google Patents

Abstract

一种整流电路启动电流抑制器，涉及具有以较大容量电容作为滤波器的不可控整流电路的起动过程保护装置。它包括整流电路启动保护装置(21003)、输入采样器及比较器(21002)、积分比较输出器(21001)三部分。除其中的限流电阻外全部集成封装在一起，结构紧凑，使用简便。本发明在被保护电路正常时它能正常保护整流电路起动，抑制对滤波电解电容的初始充电电流；而当被保护电路出现故障时，它能发出信号去切断被保护电路交流输入端的供电电源从而保护本发明本身。本发明的主回路接点额定电流可达到200A，而控制功率很小，产生的热量也很小，便于在电子设备中安装。

Description

一种整流电路启动电流抑制器

技术领域

本发明涉及一种自动保护电路装置，具体地说涉及一种具有以较大容量电容作为滤波器的不可控整流电路启动电流抑制的保护装置。

背景技术

在交流变频器，交、直流伺服驱动器，UPS电源，静止中频电源等装置中，現在广泛使用着的主功率电路，是由单相或三相交流电源经过不可控整流电路、熔断器、並联的电解电容滤波器、各种变换电路变换再输出给相应的负载。这种结构的主功率电路简单、经济，但其缺奌是：在交流电源开始供电时，不可控整流电路的输出电压立即达到最大值，而电解电容滤波器中尚未储存电荷，这样就会对电解电容滤波器产生很大的初始充电电流。不可控整流电路的输入电压越高，输出的功率越大，电解电容滤波器的电容量越大，这亇电流也越大。在不少情况下这亇电流会使线路中的熔断器烧断或上级电源跳闸。这样这种结构的主功率电路就无法正常启动。

申请号为2003 1 0112964.7的发明专利：“一种整流电路启动保护装置”很好地解决了这个问题，它在整流电路中的联接如图1所示：即在熔断器与电解电容滤波器的正端之间接入一种整流电路启动保护装置。保护装置的主回路输入端接熔断器，输出端接电解电容滤波器和变换电路的正端。保护装置的公共接地端与不可控整流电路的负端、电解电容滤波器和变换电路的负端接在一起。保护装置的工作电源输入端接工作电源的+15V和“地”。保护装置通过它的主回路输出端监测着电解电容滤波器的电压，并根据这个电压控制它的主回路接点的通、断。单相或三相交流电源接到不可控整流电路的输入端时，不可控整流电路立即输出最大电压，而电解电容滤波器上的电压为零，保护装置的主回路接点断开，不可控整流电路的输出电压就经过保护装置的限流电阻向电解电容滤波器充电。在电解电容滤波器的电压上升到设定电压U时，保护装置的主回路接点被接通，正常的工作电流就由主回路接点通过，电路正常启动。

实践证明在正常的情况下，这个启动保护装置能很好地工作，缺点是：当被保护电路或部件如电解电容滤波器、变换电路及其连接线出现了如短路、漏电、或负载电路提前运行等情况时，电解电容滤波器上的电压不能在较短的时间内上升到设定电压U，保护装置的主回路接点不能及时接通，导致保护装置的限流电阻过电流超过允许时间而过热损坏、爆炸，甚至殃及与它装在一起的其它部件。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，提出一种新的整流电路启动电流抑制器。与現有技术相比较，本发明的优点是：当本发明的被保护电路工作正常时本发明整流电路启动电流抑制器能正常工作；而当被保护电路出现短路、漏电或负载电路提前运行等一类故障时，本发明能切断被保护电路交流输入端的供电电源。防止限流电阻因过流时间过长而损毁。

本发明采用的技术方案是：在申请号为2003 1 0112964.7的专利“一种整流电路启动保护装置”的基础上增加了主回路输入端采样器和控制电路。主回路输入端电压采样系数小于主回路输出端电压采样系数，也就是说：如果主回路输入端和输出端对公共地的电压相等，则得到的主回路输入端的采样电压小于主回路输出端的采样电压。在被保护电路启动时，本发明整流电路启动电流抑制器监测被保护电路的启动、主回路输入端电压、输出端电压并进行比较。如果被保护电路没有故障，启动后主回路输出端的电压很快上升，在限流电阻允许过载的时间内主回路输出端的电压就上升到使主回路接点接通的设定电压U，本发明整流电路启动电流抑制器自动使它的主回路接点闭合，限流电阻被短路，保证了电路正常运行。如果被保护电路存在故障，主回路输出端的电压在预定的时间内不能达到设定电压U，本发明整流电路启动电流抑制器就使它的输出接点切断整流器的供电电路来保护整个电路。

本发明由下述三部分组成：

(1)整流电路启动保护装置；

(2)输入采样器及比较器；

(3)积分比较输出器；

上面三部分中除整流电路启动保护装置中的限流电阻外都封装在一起，封装体通过七个接线端：工作电源正端、工作电源负端、主回路输入端、主回路输出端、公共接地端、输出一端、输出二端与外部电路连接。工作电源负端与公共接地端在内部已连接；限流电阻在封装体的外边，它的二端分别与主回路输入端和输出端连接。

本发明整流电路启动电流抑制器的接线端与被保护电路的联接是：主回路输入端经过熔断器与不可控整流电路的正端相接，主回路输出端与电解电容滤波器及变换电路的正端相接，公共接地端与不可控整流电路负端、电解电容滤波器及变换电路的负端相接，工作电源正端与外加工作电源的正端相接，工作电源负端与外加工作电源的地相接，输出一端、输出二端串联到不可控整流电路交流供电接触器的控制线圈电路中。

(1)整流电路启动保护装置包括限流电阻、主回路接点、接点控制器、输出采样降压电阻、输出采样分压电位器五部分；主回路接点为常开接点并联在主回路输入端、输出端之间，受接点控制器控制；输出采样降压电阻的第一端通过输出端高压引线接到主回路输出端，输出采样降压电阻的第二端、输出采样分压电位器的第一固定端和活动端连接并定义该点为输出采样检测点TP1，输出采样分压电位器的第二固定端接到公共接地端，它们构成了输出采样器。输出采样检测点TP1与公共接地端之间的电阻是输出采样分压电位器的有效电阻r1。输出采样检测点TP1通过检测信号线一与接点控制器的电压监控输入端相接。接点控制器监测主回路输出端电压，并根据是否达到设定电压U来控制主回路接点的通、断，当主回路输出端电压低于设定电压U时使主回路接点断开，当主回路输出端电压达到设定电压U时使主回路接点接通，当主回路输出端电压由高降到低于设定电压下限U-ΔU时，又使主回路接点断开。

(2)输入采样器及比较器由输入采样降压电阻、输入采样分压电位器、箝位降压电阻、箝位分压电阻、箝位二极管、比较器正端输入电阻、比较器负端输入电阻、第一个运算放大器组成；输入采样降压电阻的第一端通过输入端高压引线与主回路输入端相接，输入采样降压电阻的第二端与输入采样分压电位器的第一固定端和活动端联接并定义该点为输入采样检测点TP2；输入采样分压电位器的第二固定端与公共接地端连接；它们构成了输入采样器；输入采样检测点TP2与公共接地端之间的电阻值为输入采样分压电位器的有效电阻值r2；输入采样检测点TP2通过比较器正端输入电阻接到第一个运算放大器的正输入端。箝位降压电阻的第一端与工作电源正端相连箝位降压电阻的第二端与箝位分压电阻的第一端、箝位二极管的阳极相接，箝位分压电阻的第二端与公共接地端连接，箝位降压电阻、箝位分压电阻的联接点对公共地的电位应为50mv。箝位二极管的阴极通过检测信号线二与整流电路启动保护装置的输出采样检测点TP1连接，箝位二极管的阴极还通过比较器负输入电阻与第一个运算放大器的负输入端连接。第一个运算放大器的正电源端与工作电源正端相接，第一个运算放大器的负电源端与公共接地端相接；第一个运算放大器的输出就是输入采样器及比较器的输出。输入采样检测点TP2和输出采样检测点TP1的信号在比较器中进行比较，比较结果反映了主回路供电与否和在主回路供电情况下主回路接点的通断情况，在主回路没有供电时比较器输出低电位，在主回路已供电而主回路接点断开时比较器输出高电位，在主回路已供电而主回路接点也接通时比较器输出低电位；比较器的输出信号通过比较器输出线送到积分比较输出器的输入端。

(3)积分比较输出器由积分电阻、积分电容、参考降压电阻、参考分压电阻、积分比较器正端输入电阻、积分比较器负端输入电阻、第二个运算放大器、反馈电阻、反馈二极管、复位按钮、小继电器、续流二极管组成；积分电阻的第一端为积分比较输出器的输入端，通过比较器输出线与输入采样器及比较器中的第一个运算放大器的输出端连接，积分电阻的第二端与积分电容的第一端相接，该接点还通过积分比较器正端输入电阻与第二个运算放大器的正输入端连接；积分电容的第二端与公共接地端相接；参考降压电阻的第一端与工作电源正端连接。参考降压电阻的第二端与参考分压电阻的第一端连接，该接点还通过比较器负端输入电阻接第二个运算放大器的负输入端，该联接点即为积分比较器的参考点，参考分压电阻的第二端与公共接地端连接。第二个运算放大器的输出端通过反馈电阻接到反馈二极管的阳极，反馈二极管的阴极接到第二个运算放大器的正输入端；第二个运算放大器的输出端还通过复位按钮接到公共接地端和工作电源负端。第二个运算放大器的输出端又与小继电器线圈的第二端、续流二极管的阳极相联小继电器线圈的第一端及续流二极管的阴极接到工作电源正端。小继电器的一对常开控制接点为积分比较输出器的输出接点，分别接到整流电路启动电流抑制器的输出一端和输出二端。积分比较输出器对输入信号积分并把积分电压与参考点的电位比较以判断输入高电位持续是否达到予定时间，当输入为低电位时积分比较输出器的输出接点接通，当输入高电位持续未到积分时间时输出接点仍保持接通，当输入高电位持续达到积分时间时则输出接点断开。整流电路启动电流抑制器的保护动作后保护锁定电路能使输出接点锁定在断开状态；当故障排除后按一下复位按钮就解除了保护锁定，使整流电路启动电流抑制器又能正常开始工作。

在本发明整流电路启动电流抑制器中输入采样降压电阻的电阻值应与输出采样降压电阻相同，输出采样降压电阻及输出采样器分压电位器的有效电阻r1如下确定：r1＝R1/(-1+U/1.182)，式中U为设定电压，电解电容滤波器上电压达到设定电压U后与不可控整流电路直接接通不会产生影响启动过程的充电电流。R1输出采样降压电阻的阻值，阻值的选取应至少保证它在电路中的功耗小于1瓦；设定电压下限：U-ΔU＝(1+R1/r1)*1.132。输入采样分压电位器的有效电阻值r2可用对电路仿真求得。仿真时模拟在被保护电路无故障的情况下启动，在安全时间Δt1内，输出采样检测点TP1的电压应达到输入采样检测点TP2的电压；在被保护电路无故障的情况下启动后，不可控整流电路的输出电压立即经过限流电阻向电解电容滤波器充电，这个充电电流远远大于限流电阻的额定电流，只有把充电时间限止在“极短的时间”内，限流电阻才不会被这个充电电流损坏。安全时间Δt1必须小于这个“极短的时间”，并留下足够的余量。换句话说安全时间Δt1为小于限流电阻在该被保护电路中承受最大连续电流而不损坏的最大允许时间。

在积分比较输出器中，积分电容的电容量可设定一个常用值，如1微法，然后按在积分电路突加工作电源电压后在积分电容上的电位能在积分时间Δt2内达到参考点的电位来确定积分电阻的值。参考电位设定为工作电源电压的2/3。积分时间Δt2应略微大于安全时间Δt1。

附图说明

图1一种整流电路启动保护装置在具有电解电容滤波器的不可控整流电路启动保护中的连接图。

图2整流电路启动保护装置的电路原理图。

图3本发明整流电路启动电流抑制器的方块图及其在具有电解电容滤波器的不可控整流电路保护中的连接图。

图4按本发明制作的整流电路启动电流抑制器600的内部电路原理图。

具体实施方式

現在结合附图，以本发明在具有电解电容滤波器的不可控整流电路中具体实施启动保护的方式进一步说明本发明。

该电路以~380V供电，不可控三相全波桥式整流电路整流，整流电路額定连续输出电流200A，在整流电路的正端联接熔断器，熔断器后联接的电解电容滤波器，电容量为6800μF。

图3是整流电路启动电流抑制器600的方块图及其在具有电解电容滤波器的不可控整流电路中具体实施启动保护的连接原理图。本发明整流电路启动电流抑制器600包括整流电路启动保护装置、输入采样器及比较器、积分比较输出器。三相交流电源由供电线经过交流接触器的常开主接点JLC1输入到不可控整流电路100，不可控整流电路100的正端经过熔断器200接整流电路启动电流抑制器600的主回路输入端Port3，整流电路启动电流抑制器600的主回路输出端Port4接到电解电容滤波器400、变换电路500的正端。不可控整流电路100的负端、电解电容滤波器400负端、变换电路500的负端与整流电路启动电流抑制器600的公共接地端Port5连接。本发明整流电路启动电流抑制器600的工作电源正端Port1接工作电源的+15V，工作电源负端Port2接工作电源的“地”。交流接触器的控制线圈JLC的一端接到交流电源进线的一根相线，另一端与常开按钮AN1的一端相接，常开按钮AN1的另一端与常闭按钮AN2的一端相接，常开按钮AN1的两端又并联一个交流接触器的常开辅助触点JLC4；常闭按钮AN2的另一端接到本发明整流电路启动电流抑制器600的输出一端Port6，输出二端Port7接到交流供电电源的零线N。

本发明整流电路启动电流抑制器600内部的具体电路如图4所示：

在图4中，虚线框21003为整流电路启动保护装置，它的具体电路如图2所示：它由限流电阻Rb、主回路接点ZJ2、接点控制器21003-1、输出采样降压电阻R1、输出采样分压电位器R2五部分组成。限流电阻Rb和主回路接点ZJ2都并联在主回路输入端Port3和主回路输出端Port4之间，主回路接点ZJ2的通、断受接点控制器21003-1的控制；主回路输出端Port4通过输出端高压引线1005接输出采样降压电阻R1的第一端，输出采样降压电阻R1的第二端与输出采样分压电位器R2的第一固定端和滑动端连接，该连接点定义为输出采样检测点TP1，输出采样分压电位器R2的第二固定端与公共接地端Port5和工作电源负端Port2连接构成了输出采样器；输出采样检测点TP1与公共接地端Port5间的电阻r1为输出分压电位器R2的有效电阻；图2的虚线框内为接点控制器21003-1，它由储能电解电容C0、电源降压电阻R3、滤波电容C1、滤波电解电容E1、电压监控芯片IC2、稳压二极管DW1、加速电容C2、输入电阻R4、基极电阻R5、晶体管T1、二极管D1、小功率继电器ZJ0、继电器降压电阻R6、磁保持继电器线圈ZJ1、正向蓄能电解电容E2、反向蓄能电解电容E3、调试端子XJ组成。储能电解电容C0的第一端、电源降压电阻R3的第一端、二极管D1的阴极、继电器降压电阻R6的第一端、小功率继电器ZJ0第一组接点1008的常开静触头ZJ0-5、小功率继电器ZJ0第二组接点1009的常闭静触头ZJ0-4都接到工作电源正端Port1，储能电解电容C0的第二端、滤波电容C1的第二端、滤波电解电容E1的第二端、电压监控芯片IC2的第一端IC2-1和第二端IC2-2、稳压二极管DW1的阳极、输入电阻R4的第二端、晶体管T1的发射极、调试端子XJ的第二端、小功率继电器ZJ0第一组接点1008的常闭静触头ZJ0-1、小功率继电器ZJ0第二组接点1009的常开静触头ZJ0-8都接到工作电源负端Port2，电压监控芯片IC2的第四端IC2-4、第五端IC2-5、第六端IC2-6连接在一起，电源降压电阻R3的第二端、稳压二极管的阴极、电压监控芯片IC2的第七端IC2-7接在一起为电压监控芯片IC2供电，继电器降压电阻R6的第二端与小功率继电器ZJ0线圈的第一端连接，小功率继电器ZJ0线圈的第二端、二极管D1的阳极、晶体管T1的集电极、调试端子XJ的第一端连接，小功率继电器ZJ0第一组接点1008的动触头ZJ0-9与磁保持继电器线圈ZJ1的正端ZJ1-+连接，磁保持继电器线圈ZJ1的负端ZJ1--与正向蓄能电解电容E2的正端连接，正向蓄能电解电容E2的负端与反向蓄能电解电容E3的负端连接，反向蓄能电解电容E3的正端与小功率继电器ZJ0第二组接点1009的动触头ZJ0-12连接，输出采样检测点TP1通过检测信号线一1001与电压监控芯片IC2的输入端IC2-3，滤波电容C1及滤波电解电容E1的第一端连接，电压监控芯片IC2的输出端IC2-8与加速电容C2的第一端、基极电阻R5的第一端、输入电阻R4的第一端连接；设主回路输出端Port4的电压为Ud，则输出采样检测点TP1的对地电压Utp1＝Ud*r1/(R1+r1)。当输入到电压监控芯片IC2输入端IC2-3的电压Utp1＜1.182V时电压监控芯片IC2的输出端IC2-8为低电位，接点控制器21003-1控制主回路接点ZJ2断开；当输入到电压监控芯片IC2输入端IC2-3的电压Utp1≥1.182V时电压监控芯片IC2的输出端IC2-8为高电位，接点控制器21003-1控制主回路接点ZJ2接通。当输入到电压监控芯片IC2输入端IC2-3的电压由高降低到Utp1＜(1.182-0.05)V时，电压监控芯片IC2的输出端IC2-8又变为低电位，接点控制器21003-1又控制主回路接点ZJ2断开。调试端子仅在电路调试时用，把调试端子短路则主回路接点接通，不受接点控制器21003-1的控制。

图4中，输入采样器及比较器21002由输入采样降压电阻R15、输入采样分压电位器R16、箝位降压电阻R13、箝位分压电阻R14、箝位二极管D11、比较器正端输入电阻R17、比较器负端输入电阻R18、第一个运算放大器IC11A组成；输出采样检测点TP1通过检测信号线二1002接到输入采样器及比较器21002中的比较器负端输入电阻R18的第二端，比较器负端输入电阻R18的第一端与第一个运算放大器IC11A的负输入端IC11-2相接。箝位降压电阻R13的第一端与工作电源正端Port1连接、箝位降压电阻R13的第二端与箝位分压电阻R14的第一端、箝位二极管D11的阳极相接，箝位分压电阻R14的第二端接到公共接地端Port5，箝位二极管D11的阴极通过检测信号线二1002与输出采样检测点TP1相接。箝位降压电阻R13、箝位分压电阻R14把输出采样检测点TP1对公共接地端Port5的最低电位箝位在50mV。由整流电路启动保护装置21003中的主回路输入端Port3通过输入端高压引线1003与输入采样降压电阻R15的第一端连接，输入采样降压电阻R15的第二端与输入采样分压电位器R16的第一端及活动端相接，该连接点定义为输入采样检测点TP2；输入采样分压电位器R16的第二端与公共接地端Port5联接。输入采样降压电阻R15、输入采样分压电位器R16、输入采样检测点TP2构成了输入采样器。输入采样检测点TP2与公共接地端Port5间的电阻为输入采样分压电位器R16的有效电阻r2，输入采样检测点TP2还通过比较器正端输入电阻R17接到第一个运算放大器IC11A的正输入端IC11-3，输入采样降压电阻R15的电阻值应与输出采样降压电阻R1相同。输入采样分压电位器R16的有效电阻r2可用仿真来求得。方法是：当把本发明接入没有故障的被保护电路中启动后，r2的值应能满足在安全时间Δt1的时间内(在本实施例子中Δt1＝120ms)使TP1点的电位达到TP2点的电位。安全时间Δt1应小于限流电阻Rb在该被保护电路中承受最大连续电流而不损坏的时间限定值，并留下足够的余量。第一个运算放大器IC11A的电源正端IC11-8接工作电源正端Port1，电源负端IC11-4接公共接地端Port5。运算放大器IC11A的输出端IC11-1是输入采样器及比较器21002的输出端接到积分比较输出器21001的输入端。

图4中积分比较输出器21001包括积分电阻R19、积分电容C11、参考降压电阻R20、参考分压电阻R21、积分比较器正端输入电阻R23、积分比较器负端输入电阻R22、反馈二极管D12、反馈电阻R24、第二个运算放大器IC11B、复位按钮AN、小继电器ZJ、续流二极管D13；参考降压电阻R20的第一端、续流二极管D13的阴极、小继电器ZJ线圈的第一端接到工作电源正端Port1，积分电容C11的第二端、参考分压电阻R21的第二端、复位按钮AN的第一端接到工作电源负端Port2；积分电阻R19的第一端为积分比较输出器21001的输入端通过比较器输出线1004与比较器21002中第一个运算放大器IC11A的输出端IC11-1连接，积分电阻R19的第二端与积分电容C11的第一端相接，该连接点还通过积分比较器正端输入电阻R23接到第二个运算放大器IC11B的正输入端IC11-5，参考降压电阻R20的第二端与参考分压电阻R21的第一端相接，该点定义为积分比较器的参考点，积分比较器的参考点通过积分比较器负端输入电阻R22接到第二个运算放大器IC11B的负输入端IC11-6；积分比较器的参考点电位可取为工作电源电压的2/3。积分电阻R19和积分电容C11组成的积分电路参数如下确定：先设定电容C11为一个常用值(在本实施例中C11＝1微法)，然后按照当第一个运算放大器IC11A的输出端IC11-1为高电位即工作电源正极的电位后，经过一段积分时间Δt2积分电阻R19和积分电容C11联接处的电位应达到积分比较器的参考点的电位来计算电阻R19的阻值，积分时间Δt2应略微大于Δt1(在本实施例子中Δt2＝130ms)。第二个运算放大器IC11B的输出端IC11-7通过反馈电阻R24接反馈二极管D12的阳极，反馈二极管D12的阴极接第二个运算放大器IC11B的正输入端IC11-5。第二个运算放大器IC11B的输出端IC11-7还通过复位按钮AN与公共接地端Port5、工作电源负端Port2相连。第二个运算放大器IC11B的输出端IC11-7又接到小继电器ZJ线圈的第二端和续流二极管D13的阳极。小继电器ZJ的两个输出接点分别接到整流电路启动电流抑制器600的输出一端Port6和输出二端Port7。

下面结合图3和图4说明本发明的工作原理：

在所有外部电源接上但未按常开按钮AN1时，交流接触器的线圈JLC无电，不可控整流电路100输出电压为0。输入采样检测点TP2的电位也为0，而由于箝位降压电阻R13、箝位分压电阻R14和箝位二极管D11提供的箝位电位，使输出采样检测点TP1的电位比输入采样检测点TP2高50mV，这时第一个运算放大器IC11A的输出端IC11-1为低电位，第二个运算放大器IC11B的输出端IC11-7也为低电位，小继电器ZJ的线圈得电，小继电器ZJ的接点把输出一端Port6和输出二端Port7接通。这时按下常开按钮AN1交流接触器的线圈JLC即可得电，交流接触器的常开辅助接点JLC4把常开按钮AN1的两端短路，使交流接触器的线圈JLC保持得电，交流接触器的主接点JLC1接通把单相或三相交流电源接到不可控整流电路100的输入端。不可控整流电路100立即输出满幅的直流电压。输入采样检测点TP2的电位立即达到最大值，而由于电解电容滤波器400和限流电阻Rb的存在，输出采样检测点TP1的电位将从50mV逐渐上升但仍低于输入采样检测点TP2；这时候运算放大器IC11A的输出端IC11-1为高电位，由于积分电阻R19和积分电容C11组成的积分电路存在，积分电容C11第一端的电位在按下常开按钮AN1后的积分时间Δt2时间(本实例中为130ms)内不会高于参考点的电位(本实例中为10V)，第二个运算放大器IC11B的输出端IC11-7仍为低电位，小继电器ZJ的接点仍保持接通。不可控整流电路100的供电不会中断。如果电解电容滤波器400和变换电路500没有故障，电解电容滤波器400上的电压很快上升并在安全时间Δt1内达到设定电压U，接点控制器21003-1会控制主回路接点ZJ2接通，相应地输出采样检测点TP1的电位也会达到高于输入采样检测点TP2的电位，在第二个运算放大器IC11B的输出端IC11-7变为高电位以前第一个运算放大器IC11A的输出端IC11-1已变为低电位，第二个运算放大器IC11B的输出端IC11-7不会再变为高电位，系统进入正常运行。如果电解电容滤波器400或变换电路500中出现了故障，电解电容滤波器400上的电压上升很慢即使在积分时间Δt2的时间内也达不到设定电压U，接点控制器21003-1不可能使主回路接点ZJ2接通，相应地输出采样检测点TP1点的电位在积分时间Δt2(130ms)的时间以后也不能达到输入采样检测点TP2的电位，在积分时间Δt2时间以后，积分电容C11上的电位将高于参考电位，第二个运算放大器IC11B的输出端IC11-7就变为高电位；反馈电阻R24和反馈二极管D12的作用使第二个运算放大器IC11B的正输入端IC11-5被锁定在高电位，因而第二运算放大器IC11B的输出端IC11-7也被锁定在高电位，小继电器ZJ的线圈失电它的接点断开，输出一端Port6和输出二端Port7的连接被切断，交流接触器的线圈JLC失电，交流接触器的主接点JLC1也就断开，不可控整流电路100就停止工作保护了限流电阻Rb和整个电路。故障排除后如果不切断工作电源想使第二个运算放大器IC11B的输出端IC11-7恢复正常，可按下复位按钮AN。

Claims (6)

1.一种整流电路启动电流抑制器，其特征在于整流电路启动电流抑制器(600)由整流电路启动保护装置(21003)、输入采样器及比较器(21002)、积分比较输出器(21001)三部分组成；整流电路启动电流抑制器(600)通过工作电源正端(Port1)、工作电源负端(Port2)、主回路输入端(Port3)、主回路输出端(Port4)、公共接地端(Port5)、输出一端(Port6)、输出二端(Port7)与外部电路连接；整流电路启动保护装置(21003)包括接点控制器(21003-1)、主回路接点(ZJ2)、限流电阻(Rb)、输出采样降压电阻(R1)、输出采样分压电位器(R2)；接点控制器(21003-1)又包括储能电解电容(C0)、电源降压电阻(R3)、滤波电容(C1)、滤波电解电容(E1)、电压监控芯片(IC2)、稳压二极管(DW1)、加速电容(C2)、输入电阻(R4)、基极电阻(R5)、晶体管(T1)、二极管(D1)、小功率继电器(ZJ0)、继电器降压电阻(R6)、磁保持继电器线圈(ZJ1)、正向蓄能电解电容(E2)、反向蓄能电解电容(E3)、调试端子(XJ)；输入采样器及比较器(21002)包括输入采样降压电阻(R15)、输入采样分压电位器(R16)、箝位降压电阻(R13)、箝位分压电阻(R14)、箝位二极管(D11)、比较器正端输入电阻(R17)、比较器负端输入电阻(R18)、第一个运算放大器(IC11A)；积分比较输出器(21001)包括积分电阻(19)、积分电容(C11)、参考降压电阻(R20)、参考分压电阻(R21)、积分比较器负端输入电阻(R22)、积分比较器正端输入电阻(R23)、第二个运算放大器(IC11B)、反馈电阻(R24)、反馈二极管(D12)、复位按钮(AN)、小继电器(ZJ)、续流二极管(D13)；

整流电路启动保护装置(21003)的主回路接点(ZJ2)的一端与主回路输入端(Port3)连接，另一端与主回路输出端(Port4)连接；限流电阻(Rb)的一端与主回路输入端(Port3)连接，另一端与主回路输出端(Port4)联接；主回路输出端(Port4)通过输出端高压引线(1005)接输出采样降压电阻(R1)的第一端，输出采样降压电阻(R1)的第二端与输出采样分压电位器(R2)的第一固定端和滑动端连接，该连接点定义为输出采样检测点(TP1)；输出采样分压电位器(R2)的第二固定端与公共接地端(Port5)、工作电源负端(Port2)连接构成了输出采样器；储能电解电容(C0)的第一端、电源降压电阻(R3)的第一端、二极管(D1)的阴极、继电器降压电阻(R6)的第一端、小功率继电器(ZJ0)第一组接点(1008)的常开静触头(ZJ0-5)、小功率继电器(ZJ0)第二组接点(1009)的常闭静触头(ZJ0-4)接工作电源正端(Port1)；储能电解电容(C0)的第二端、滤波电容(C1)的第二端、滤波电解电容(E1)的第二端、电压监控芯片(IC2)的第一端(IC2-1)和第二端(IC2-2)、稳压二极管(DW1)的阳极、输入电阻(R4)的第二端、晶体管(T1)的发射极、调试端子(XJ)的第二端、小功率继电器(ZJ0)第一组接点(1008)的常闭静触头(ZJ0-1)、小功率继电器(ZJ0)第二组接点(1009)的常开静触头(ZJ0-8)接工作电源负端(Port2)；电压监控芯片(IC2)的第四端(IC2-4)、第五端(IC2-5)、第六端(IC2-6)连接，电源降压电阻(R3)的第二端、稳压二极管(DW1)的阴极、电压监控芯片(IC2)的第七端(IC2-7)连接，继电器降压电阻(R6)的第二端与小功率继电器(ZJ0)线圈的第一端连接，小功率继电器(ZJ0)线圈的第二端、二极管(D1)的阳极、晶体管(T1)的集电极、调试端子(XJ)的第一端连接，小功率继电器(ZJ0)第一组接点(1008)的动触头(ZJ0-9)与磁保持继电器线圈(ZJ1)的正端(ZJ1-+)连接，磁保持继电器线圈(ZJ1)的负端(ZJ1--)与正向蓄能电解电容(E2)的正端连接，正向蓄能电解电容(E2)的负端与反向蓄能电解电容(E3)的负端连接，反向蓄能电解电容(E3)的正端与小功率继电器(ZJ0)第二组接点(1009)的动触头(ZJ0-12)连接，输出采样检测点(TP1)通过检测信号线一(1001)与电压监控芯片(IC2)的输入端(IC2-3)、滤波电容(C1)、滤波电解电容(E1)的第一端连接，电压监控芯片(IC2)的输出端(IC2-8)与加速电容(C2)的第一端、基极电阻(R5)的第一端、输入电阻(R4)的第一端连接；整流电路启动保护装置(21003)根据主回路输出端(Port4)的电压控制主回路接点(ZJ2)的通、断；当主回路输出端(Port4)的电压低于设定电压U时主回路接点(ZJ2)断开，当主回路输出端(Port4)的电压高于设定电压U时主回路接点(ZJ2)接通，当主回路输出端(Port4)的电压由高降到低于设定电压下限U-ΔU时主回路接点(ZJ2)又断开。

2.按照权利要求1所述的一种整流电路启动电流抑制器，其特征在于整流电路启动电流抑制器(600)的封装体内部的联接是：由整流电路启动保护装置(21003)的输出采样检测点(TP1)引出检测信号线二(1002)接到输入采样器及比较器(21002)的比较器负端输入电阻(R18)的第二端，比较器负端输入电阻(R18)的第一端与第一个算放大器(IC11A)的负输入端IC11-2连接；箝位降压电阻(R13)的第一端与工作电源正端(Port1)联接，箝位降压电阻(R13)的第二端与箝位分压电阻(R14)的第一端、箝位二极管(D11)的阳极连接，箝位分压电阻(R14)的第二端接到公共接地端(Port5)，箝位二极管(D11)的阴极与检测信号线二(1002)相接；整流电路启动保护装置(21003)的主回路输入端(Port3)通过输入端高压引线(1003)接到输入采样降压电阻(R15)的第一端，输入采样降压电阻(R15)的第二端、输入采样分压电位器(R16)的第一固定端及活动端相接，该连接点定义为输入采样检测点(TP2)；输入采样分压电位器(R16)的第二端与公共接地端(Port5)连接；输入采样检测点(TP2)与公共接地端(Port5)间的电阻(r2)为输入采样分压电位器(R16)的有效电阻；输入采样检测点(TP2)还通过比较器正端输入电阻(R17)接到第一个运算放大器(IC11A)的正输入端(IC11-3)，输入采样降压电阻(R15)的电阻值应与输出采样压电阻(R1)相同；第一个运算放大器(IC11A)的正电源端(IC11-8)接工作电源正端(Port1)，第一个运算放大器(IC11A)的负电源端(IC11-4)接公共接地端(Port5)；运算放大器(IC11A)的输出端(IC11-1)通过比较器输出线(1004)接到积分比较输出器(21001)中积分电阻(R19)的第一端，积分电阻(R19)的第二端与积分电容(C11)的第一端相接，该连接点还通过积分比较器正端输入电阻(R23)接到第二个运算放大器(IC11B)的正输入端(IC11-5)，积分电容(C11)的第二端接公共接地端(Port5)；参考降压电阻(R20)的第一端接到工作电源正端(Port1)，参考降压电阻(R20)的第二端与参考分压电阻(R21)的第一端相接，该点还通过比较器负端输入电阻(R22)接到第二个运算放大器(IC11B)的负输入端(IC11-6)，参考分压电阻(R21)的第二端接到公共接地端(Port5)；第二个运算放大器(IC11B)的输出端(IC11-7)通过反馈电阻(R24)接到反馈二极管(D12)的阳极，反馈二极管(D12)的阴极接到第二个运算放大器(IC11B)的正输入端(IC11-5)；第二个运算放大器(IC11B)的输出端(IC11-7)还通过复位按钮(AN)与公共接地端(Port5)相连；公共接地端(Port5)与工作电源负端(Port2)相连；第二个运算放大器(IC11B)的输出端(IC11-7)又接到小继电器(ZJ)线圈的第二端和续流二极管(D13)的阳极；小继电器(ZJ)线圈的第一端和续流二极管(D13)的阴极接到工作电源正端(Port1)；小继电器(ZJ)输出接点的二端分别接到输出一端(Port6)和输出二端(Port7)。

3.按照权利要求1所述的一种整流电路启动电流抑制器，其特征在于整流电路启动电流抑制器(600)在被保护电路中的连接方式是：交流供电电源导线经过交流接触器的常开主接点JLC1输入到不可控整流电路(100)的输入端，不可控整流电路(100)的正输出端经熔断器(200)接到启动电流抑制器(600)的主回路输入端(Port3)，启动电流抑制器(600)的主回路输出端(Port4)接到电解电容滤波器(400)、变换电路(500)的正端；不可控整流电路(100)的负输出端与启动电流抑制器(600)的公共接地端(Port5)、电解电容滤波器(400)、变换电路(500)的负端连接；启动电流抑制器(600)的工作电源正端(Port1)接+15V工作电源的正极，工作电源负端(Port2)接工作电源的地；交流接触器的控制线圈(JLC)的第一端接交流电源进线中的一根相线，交流接触器的控制线圈(JLC)的第二端与常开按钮(AN1)的第一端相接，常开按钮(AN1)的第二端与常闭按钮(AN2)的第一端相接，常开按钮(AN1)的两端又并联一个交流接触器常开辅助触点(JLC4)；常闭按钮(AN2)的第二端接到启动电流抑制器(600)的输出一端(Port6)，启动电流抑制器(600)的输出二端(Port7)接到交流供电电源的零线N。

4.按照权利要求1所述的一种整流电路启动电流抑制器，其特征在于整流电路启动电流抑制器(600)的输入采样器及比较器(21002)中的箝位降压电阻(R13)、箝位分压电阻(R14)把工作电源分压，该两个电阻的连接点对公共接地端(Port5)的最低电压为50mV。

5.按照权利要求1所述的一种整流电路启动电流抑制器，其特征在于所述的整流电路启动电流抑制器(600)的输入采样器及比较器(21002)中输入采样分压电位器(R16)的分压电位器有效值r2可用仿真来求得，方法是：当把启动电流抑制器(600)接入没有故障的被保护电路中并启动后，r2的值应能满足在安全时间(Δt1)内使输出采样检测点(TP1)的电位达到输入采样检测点(TP2)的电位，安全时间(Δt1)应小于为限流电阻(Rb)在该被保护电路中承受最大连续电流而不损坏的最大允许时间。

6.按照权利要求1所述的一种整流电路启动电流抑制器，其特征在于所述的整流电路启动电流抑制器(600)由积分电阻(R19)和积分电容(C11)组成的积分电路参数如下确定：先设定电容(C11)为1微法，然后按第一个运算放大器(IC11A)的输出端(IC11-1)为高电位即工作电源正极的电位后，经过一段积分时间Δt2后积分电阻(R19)和积分电容(C11)联接处的电位应达到由参考降压电阻(R20)、参考分压电阻(R21)组成的参考点的电位来计算积分电阻(R19)的阻值，积分时间Δt2应略微大于安全时间Δt1；参考点的电位取为工作电源电压的2/3。

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