CN201994837U - 大功率开关电源冲击电流保护器 - Google Patents

Abstract

大功率开关电源冲击电流保护器。由限流电阻和驱动电路构成。它安装在充电机交流输入端。驱动电路由辅助绕组、整流电路和继电器组成。限流电阻一端连接在交流输入接口“火线”L上，另一端连接在开关电源交流输入接口“火线”L上。辅助绕组绕在开关电源功率变压器上，其输出接整流电路，整流电路输出信号经RC启动加速和电流控制电路连接在继电器线圈两端驱动继电器，并使继电器连接在限流电阻两端的常开接点动作。它具有使用寿命长，在冲击后基本不消耗功率，且对浪涌和反复开关机都有保护作用。延长了开关电源的使用寿命。

Description

大功率开关电源冲击电流保护器

所属技术领域

本实用新型涉及电力系统的电压变电站的电源设备，特别是对电池组进行充电的大功率充电机。

背景技术

充电机是变电站直流系统的重要组成部分，它负责对电池进行充电、维护以及对直流系统进行管理。

目前变电站大多使用110v、50～100Ah电池组，相应要求充电机最大输出为125v、10A，即1250w。按照通常效率计算，则充电机输入功率应该在1500w以上。为保证功率输出，其输入滤波电容容量通常在1500UF～2200UF之间。如此大的电容，在开机时造成的冲击电流也是相当大的，从而迫使充电机交流输入空气开关基本都应选择在20A以上，这大大超出充电机的正常电流，而且过大的冲击电流会影响EMI电路元件和整流元件的寿命，也会减少充电机的无故障运行时间。为此，通常也有采取在整流桥后接功率型热敏电阻来降低冲击电流。但是能够工作在千瓦输入功率场合的大功率热敏电阻并不稳定，其寿命也远远比不上在小功率电源上工作的同类产品。同时，在充电机工作期间，热敏电阻会始终发热，一般温度基本都维持在80℃以上，其结果除降低效率外，还会使机箱温度大大升高，从而进一步降低系统的无故障工作时间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能可靠限制冲击电流，并在冲击结束后基本不消耗功率的长寿命的附加设备。即能够可靠的在交流输入端抑制开机冲击电流，冲击结束后又能以低功耗维持且基本不发热，降低了屏柜内的温度，从而延长了充电机的无故障工作时间。

为实现上述目的，通过接在充电机开关电源交流输入端的限流电阻和驱动电路来实现。驱动电路由辅助绕组、整流电路和继电器组成。限流电阻一端连接在交流输入接口″火线″L上，另一端连接在开关电源交流输入接口″火线″L上。辅助绕组绕在开关电源功率变压器上，其输出接整流电路，整流电路输出经RC控制电路连接在继电器线圈两端。继电器常开接点连接在限流电阻两端。

当电源启动时，由于功率变压器没有工作，故辅助绕组没有输出，继电器不工作，常开接点处于断开状态，R1被串联到输入回路，冲击电流被R1限流。当充电机开始工作后，辅助绕组开始输出，经整流滤波加到C1、R2组成的启动加速和电流控制电路。此时C1内没有电量，基于电容两端电压不能突变的原理，此时C1相当于短路，电压全部加到继电器J线圈两端，使继电器J迅速动作。继电器J的接点吸合，R1被短路，交流通路上不再有限流电阻，R1上没有功率消耗。此时仅仅只有J的维持电流，不再像热敏电阻那样持续发热消耗功率。当C1充电结束时，R2即串联到继电器J的线圈回路中，降低了回路电流，也即降低了功耗和发热并延长了继电器J的寿命。

本实用新型的优点是：

1.寿命长。首先承担功率的是大功率的线绕电阻，其抗过载能力很强；其次流过继电器触点的是交流电，不存在直流的灭弧问题。

2.不发热。限流电阻在正常工作时间被短路，没有功率消耗。本电路动作可靠，动作速度快，且对短时间反复通电有保护作用。继电器在断电后很快消耗完C2中电量从而释放触点，早期的限流电路当快速的反复通电时会因为来不及复位而失去作用。

3.结构简单、性能可靠，安全性高，费用低廉，适宜大量生产和推广。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

附图说明

图1是本实用新型的结构方框图；

图2是本实用新型的原理示意图。

附图中，L、N为充电机交流输入的火、零线。R1为大功率线绕限流电阻，J为继电器，RC为启动加速和电流控制电路，ZLDC为高频整流电路，T为功率变压器附属绕组。C1、R2组成启动加速和电流控制电路，C2为滤波电容，D1为整流滤波组件，“→”接开关电源。

具体实施方式

参见附图可知，本实用新型利用了继电器启动电压来判断冲击电流的结束，从而短路限流电阻来达到低功耗、低发热和长寿命的目的。其原理如下：

在交流输入回路接入限流电阻(5.6Ω/25W)，电阻两端并联一个继电器的常开接点。

当电源启动的时候，由于功率变压器没有工作，故辅助绕组没有输出，继电器常开接点处于断开状态，R1被串联到输入回路，冲击电流被R1限流，此时电流是直接从A-＞C。当充电机开始工作后，则变压器的磁通变化在T上感应出高频电压，经D1整流后变成直流电压加到C1、R2组成的启动加速和电流控制电路，此时C1内没有电荷，基于电容两端电压不能突变的原理，C1相当于短路，电压全部加到J线圈两端，使J迅速动作，此过程电流通路为D-＞E-＞G-＞H-＞I-＞J。J的接点吸合，R1被短路，交流电路上不再有限流电阻，电流流向为A-＞B-＞C，R1上没有功率消耗。此时仅仅只有J的维持电流，不再像热敏电阻那样持续发热消耗功率。然后当C1充电结束的时候，R2即串联到J的线圈回路中，降低了回路电流，相应降低了功耗并延长了J的寿命和开关电源的使用寿命，此过程电流通路为D-＞E-＞F-＞H-＞I-＞J。

Claims (2)

1.一种大功率开关电源冲击电流保护器，由限流电阻和驱动电路构成，其特征在于：所述驱动电路由辅助绕组、整流电路和继电器组成；限流电阻一端连接在交流输入接口“火”线L上，另一端连接在开关电源交流输入接口“火”线L上，两端还连接有继电器常开接点；辅助绕组输出接整流电路，整流电路输出经RC控制电路接在继电器线圈两端。

2.根据权利要求1所述保护器，其特征在于所述限流电阻为25W 5.6Ω线绕电阻；辅助绕组绕在开关电源功率变压器上。

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