CN203086098U - 一种继电保护电源输出时序线路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种继电保护电源输出时序线路，涉及电力系统领域。电路由开关电源、输入端、5伏输出端、24伏输出端、时序输出控制电路组成。该电路包括一个精密稳压源TL431、一个场效应管、一个三极管、一个光电耦合器，以及其他一些电阻、电容、二极管等电子元器件。其中精密稳压源TL431用于采样输入电压，场效应管用来作为时序开关，三极管用来确保电容上的电荷能在关机时及时泄放。本实用新型可以实现继电保护电源在开机时24伏输出滞后5伏开通，关机时24伏输出先于5伏输出关断，满足了继电保护系统对电源的特殊性要求，防止引起继电保护装置误动。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统领域，尤其涉及一种继电保护电源输出时序线路。
背景技术
继电保护装置对电力系统的安全可靠运行有着十分重要的作用，而继电保护电源是继电保护装置中重要的组成部分，其性能的优越直接影响着继电保护装置的可靠性。继电保护电源的输出一般包含了5伏输出和24伏输出。5伏输出用于CPU单元运行程序判定是否需要出口，24伏输出主要用于开出回路驱动跳闸出口继电器。
区别于常规电源的多路输出并不要求各路输出的电压有先后顺序，继电保护电源有其特殊性：开关电源在开机时24伏输出滞后5伏开通，滞后时间一般大于要求50毫秒，关机时24伏输出先于5伏输出关断。开机时5伏输出先于24伏输出是为了保证在继电保护装置中的CPU完成初始化程序，进入正常工作状态，所保护电力线路正常时，能够有效闭锁出口回路，避免保护装置误动。如果开机时24伏输出先于5伏输出开通，则不能够确定此时开出回路的状态，易造成误动。关机时24伏输出先于5伏输出关断亦是基于此原因。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种继电保护电源输出时序线路，能够满足继电保护装置中开关电源的特殊性要求，使得继电保护电源在开机时24伏输出滞后5伏开通，在关机时24伏输出先于5伏输出关断。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种继电保护电源输出时序线路，包括一个开关电源，一个输入端，5伏 输出端，24伏输出端；
在所述输入端和所述24伏输出端之间还包括一种时序输出控制电路；
所述时序输出控制电路进一步的包括电压采样电路和时序开关电路；
所述电压采样电路包括精密稳压源TL431、采样电阻、光电耦合器；在开关电源输入上电时，所述精密稳压源TL431呈导通状态，所述光电耦合器开始工作；在输入断电后输入电压低于一定值时，所述精密稳压源TL431呈截止状态，所述光电耦合器停止工作；
所述时序开关电路包括场效应管、电解电容、控制电阻、二极管、三极管，其中所述场效应管用于作为时序开关；当所述电压采样电路中的所述光电耦合器工作，并且所述电解电容两端的电压充到一定值时，所述场效应管导通，所述24伏输出开始给负载供电；当所述电压采样电路中的所述光电耦合器停止工作时，所述场效应管关断，所述24伏输出停止给负载供电；所述三极管用于确保所述电解电容上的电荷能在关机时及时泄放。
所述采样电阻包括第一电阻和第二电阻；所述控制电阻包括第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻。
所述第一电阻和所述第二电阻的选择，应满足当开关电源输入上电时，所述精密稳压源TL431呈导通状态。
所述电压采样电路中所述精密稳压源TL431的阳极接地，阴极与所述光电耦合器输入部分的一端相连，基准端串联所述第一电阻后与所述开关电源的输入端相连；所述第二电阻的一端与所述精密稳压源TL431的基准端相连，另一端接地；所述开关电源的直流供电电源串联第三电阻后与所述光电耦合器输入部分的另一端相连。
所述时序开关电路中所述场效应管为N沟道的场效应管，所述N沟道的场 效应管的栅极与所述电压采样电路中所述光电耦合器输出部分的一端相连，漏极与所述24伏输出的负极相连，源极串联所述第五电阻后与所述N沟道的场效应管的栅极相连；所述二极管的阳极与所述N沟道的场效应管的栅极相连，阴极串联所述电解电容后与所述N沟道的场效应管的源极相连；所述电解电容的正极与所述二极管的阴极相连；所述第四电阻的一端与所述24伏输出的正极相连，另一端与所述电压采样电路中所述光电耦合器输出部分的另一端相连。
所述时序开关电路中所述三极管为PNP型三极管，所述PNP型三极管的基极串联所述第六电阻后与所述N沟道的场效应管的栅极相连，集电极与所述N沟道的场效应管的源极相连，发射极串联所述第七电阻后与所述二极管的阴极相连。
本实用新型采用一个精密稳压源TL431来采样输入电压，场效应管用作时序开关，三极管用于确保电容C1上的电荷能在关机时及时泄放，满足了继电开关电源在开机时24伏输出滞后5伏开通，关机时24伏输出先于5伏输出关断的特殊性要求，实现了开关机时5伏输出和24伏输出的序配合，避免了保护装置误动的可能性。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式提供的继电保护电源输出时序线路原理图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
图1是本实用新型具体实施方式提供的继电保护电源输出时序线路原理图。
如图1所示，一种继电保护电源输出时序线路，包括一个开关电源，输入 端，5伏输出端，24伏输出端，还包括一种时序输出控制电路。其中时序控制电路位于电源开关的输入端和24伏输出端之间，包括电压采样电路和时序开关电路。
其中电压采样电路包括TL431精密稳压源A1、第一电阻R1、第二电阻R2、光电耦合器PC1。其中精密稳压源A1的阳极接地，阴极与光电耦合器PC1输入部分的一端相连，基准端串联第一电阻R1后与开关电源的输入端相连，第二电阻R2的一端与精密稳压源A1的基准端相连，另一端接地，开关电源的直流供电电源VCC串联第三电阻R3后与光电耦合器PC1输入部分的另一端相连。在电压采样电路中，对输入电压的采样主要是通过精密稳压源A1来实现的。输入电压通过第一电阻R1和第二电阻R2分压，第二电阻R2上的电压决定精密稳压源A1能否导通，影响采样电路的输出状态。当开关电源输入正常供电时，该电压采样电路保持输出，光电耦合器PC1导通。开关电源输入断电时，当输入电压下降到一定值时，精密稳压源A1会迅速截止，光电耦合器PC1关断。
其中时序开关电路包括N沟道的场效应管Q1、PNP型三极管Q2、电解电容C1、二极管D1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7。其中N沟道的场效应管Q1栅极与电压采样电路中的光电耦合器PC1输出部分的一端相连，漏极与24伏输出的负极相连，源极串联第五电阻R5后与N沟道的场效应管Q1的栅极相连，二极管D1的阳极与N沟道的场效应管Q1的栅极相连，阴极串联电解电容C1后与N沟道的场效应管Q1的源极相连，电解电容C1的正极与二极管D1的阴极相连，PNP型三极管Q2的基极串联第六电阻R6后与N沟道的场效应管Q1的栅极相连，集电极与N沟道的场效应管Q1的源极相连，发射极串联第七电阻R7后与二极管D1的阴极相连，第四电阻R4的 一端与24伏输出的正极相连，另一端与电压采样电路中光电耦合器PC1输出部分的另一端相连。
当开关电源输入上电时，开关输出端5伏输出即刻建立，而24伏输出由于时序开关电路中电解电容C1的存在会产生一定地延迟，其具体的建立过程如下：输入上电后，电压采样电路中的精密稳压源A1导通，光电耦合器PC1有电流流过，正常工作，此时时序开关电路中的24伏输出可以通过电阻R4给N沟道的场效应管Q1门极进行供电，由于电解电容C1有一个充电过程，在电解电容C1上的电压充到4伏前，N沟道的场效应管Q1没有达到所要求的工作电压，因此是关断的，从而阻止了24伏给负载供电的可能。当电解电容C1上的电压充到4伏后，N沟道的场效应管Q1开始导通，24伏开始给负载供电。电解电容C1上的电压从0伏开始充到4伏的时间，即为24伏输出滞后5伏输出开通的延迟时间。24伏输出相对5伏输出的延迟时间可通过调整电阻R4、R5和电解电容C1的参数来调节，满足滞后时间大于50毫秒的要求。
当开关电源的输入断电时，由于电解电容的作用，输入电压有一个下降的过程，在这个下降过程中5伏输出依然存在。但是当输入电压下降到一定值时，采样电路中精密稳压源A1截止，光电耦合器PC1停止工作，N沟道的场效应管Q1迅速关断，24伏输出停止给负载供电，实现了24伏输出优先5伏输出关断的功能。
在N沟道的场效应管Q1关断的过程中，PNP型三极管Q2导通，使得C1上的电荷全部通过Q2泄放，保证在电源下次启动时电解电容C1的充电时间不变。
采用本实用新型的技术方案，满足了继电开关电源在开机时24伏输出滞后5伏开通，关机时24伏输出先于5伏输出关断的特殊性要求，实现了开关机时 5伏输出和24伏输出的序配合，避免了保护装置误动的可能性。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种继电保护电源输出时序线路，包括一个开关电源，一个输入端，5伏输出端，24伏输出端，其特征在于：
在所述输入端和所述24伏输出端之间还包括一种时序输出控制电路；
所述时序输出控制电路进一步的包括电压采样电路和时序开关电路；
所述电压采样电路包括精密稳压源TL431、采样电阻、光电耦合器；在开关电源输入上电时，所述精密稳压源TL431呈导通状态，所述光电耦合器开始工作；在输入断电后输入电压低于一定值时，所述精密稳压源TL431呈截止状态，所述光电耦合器停止工作；
所述时序开关电路包括场效应管、电解电容、控制电阻、二极管、三极管，其中所述场效应管用于作为时序开关；当所述电压采样电路中的所述光电耦合器工作，并且所述电解电容两端的电压充到一定值时，所述场效应管导通，所述24伏输出开始给负载供电；当所述电压采样电路中的所述光电耦合器停止工作时，所述场效应管关断，所述24伏输出停止给负载供电；所述三极管用于确保所述电解电容上的电荷能在关机时及时泄放。
2.根据权利要求1所述的继电保护电源输出时序线路，其特征在于，所述采样电阻包括第一电阻和第二电阻；所述控制电阻包括第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻。
3.根据权利要求2所述的继电保护电源输出时序线路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻的选择，应满足当开关电源输入上电时，所述精密稳压源TL431呈导通状态。
4.根据权利要求2所述的继电保护电源输出时序线路，其特征在于，所述电压采样电路中所述精密稳压源TL431的阳极接地，阴极与所述光电耦合器输入部分的一端相连，基准端串联所述第一电阻后与所述开关电源的输入端相连； 所述第二电阻的一端与所述精密稳压源TL431的基准端相连，另一端接地；所述开关电源的直流供电电源串联第三电阻后与所述光电耦合器输入部分的另一端相连。
5.根据权利要求2所述的继电保护电源输出时序线路，其特征在于，所述时序开关电路中所述场效应管为N沟道的场效应管，所述N沟道的场效应管的栅极与所述电压采样电路中所述光电耦合器输出部分的一端相连，漏极与所述24伏输出的负极相连，源极串联所述第五电阻后与所述N沟道的场效应管的栅极相连；所述二极管的阳极与所述N沟道的场效应管的栅极相连，阴极串联所述电解电容后与所述N沟道的场效应管的源极相连；所述电解电容的正极与所述二极管的阴极相连；所述第四电阻的一端与所述24伏输出的正极相连，另一端与所述电压采样电路中所述光电耦合器输出部分的另一端相连。
6.根据权利要求2所述的继电保护电源输出时序线路，其特征在于，所述时序开关电路中所述三极管为PNP型三极管，所述PNP型三极管的基极串联所述第六电阻后与所述N沟道的场效应管的栅极相连，集电极与所述N沟道的场效应管的源极相连，发射极串联所述第七电阻后与所述二极管的阴极相连。
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