CN203180764U - 一种低能耗限流电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低能耗限流电路，包括正极馈电线路、负极馈电线路，串接在正极或负极馈电线路中的限流电阻，该限流电阻两端之间连接一可控硅；在开机瞬间，可控硅截止，限流电阻起限流保护作用；在电源正常工作时，可控硅导通，限流电阻短接退出运行，以降低能耗。本实用新型性能稳定，可靠性强、性能优良、操作简单、安全系数高、对电源本身无破坏性，提高了电源的整机工作效率。可适用于开关电源、线性稳压电源、新能源光伏逆变器或类似产品。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源领域，尤其涉及一种在电源开机时限制输入冲击电流、在电源正常工作时维持低能耗的限流电路。
背景技术
在现代社会，随着科学技术的进步，电源在全球范围内的应用也越来越广。同时也对电源的性能，如可靠性、转换效率及输出电压纹波等提出了更高要求，同时还要求电源对高温环境、低温环境、反复开关等情况有更好的适应性。开关电源、线性稳压电源、新能源光伏逆变器等产品中，常涉及到的一个问题是：由于电源中存在大容量的容性元器件，开机时会产生较大的冲击电流，为防止冲击电流对电源造成损伤，在主电路中串接一个热敏电阻。如图1所示，该电路是一个应用于输入电压为交流的电源拓扑结构。当电源开启瞬间，交流电压经防雷电路、EMI电磁干扰滤波电路及整流桥BD1进行整流，经C1滤波后得到较为纯净的直流电压（若C1容量变小，输出电压纹波将会增大，为了减少输出电压纹波，故该电容的容量一般都比较大，俗称大电容），由于该电压要对大电容C1充电，故瞬间电流大，加热敏电阻RT1就能有效的防止输入冲击电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高其RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。
这种单纯的依靠加热敏电阻防止输入冲击电流的技术方案是不完善的，众所周知，热敏电阻RT1是负温系数元件，也就是说，该器件RT1随自身温度的升高而阻值急剧变小，随温度的降低而阻值急剧变大。从图1的电路中不难看出电源在实际的全环境应用及实际操作中有三个缺陷：缺陷一，该电路在电源的首次开机是能正常起到防止输入冲击电流的作用，但当电源在反复的输入开关机中，该RT1的温度会逐渐升高而使阻值急剧变小，导致输入冲击电流大而损坏电源；缺陷二，在高温环境下其RT1因温度高而使阻值很小，在高输入电压开机时容易导致输入冲击电流大而损坏电源；缺陷三，在低温环境下其RT1因温度低而使阻值很大，在低输入电压开机时容易因RT1上压降很大导致输入电压低而使电源振荡开机或不能开机的现象。
对此，现有技术提出了一种改进方案，即在热敏电阻RT1旁并联固定功率电阻以平衡热敏电阻的阻值，防止该热敏电阻随温度的升高或降低而使自身的阻值突减或突增。如图2所示，该电路是现有技术中一个应用于输入电压为交流的电源拓扑结构。同图1相比，其区别仅在于，热敏电阻RT1旁并联了两个固定功率电阻R1和R2，具体电路组织结构和工作方式相同，不再赘述。
这种在热敏电阻RT1旁并联固定功率电阻以平衡热敏电阻的阻值方法，虽然使得电源在实际的全环境应用及实际操作中都能够很好的防止输入冲击电流，但是由于功率电阻R1和R2串在主回路中，自始自终都参与工作，尤其是在电源正常工作时仍在消耗电能，造成不必要的浪费，不符合现代高效电源的要求。
实用新型内容
本实用新型是要解决现有技术的上述问题，提出一种在电源开机时限制输入冲击电流、在电源正常工作时维持低能耗的限流电路。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是设计一种低能耗限流电路，包括正极馈电线路、负极馈电线路、耦合连接在正极或负极馈电线路之间的功率变换变压器、串接在正极或负极馈电线路中的限流电阻，所述功率变换变压器具有辅助绕组，所述限流电阻两端之间连接一可控硅，可控硅的控制极与阴极之间并联稳压二极管和第三电阻，可控硅的控制极与阴极之间串联第四电阻和第二电容，所述第二电容两端之间串联二极管和所述辅助绕组,所述二极管阳极接辅助绕组、阴极接第二电容，所述稳压二极管阳极接可控硅阴极、阴极接可控硅控制极。
所述正极馈电线路和负极馈电线路之间连接一滤波电容。
所述功率变换变压器原边绕组的一端接正极馈电线路、另一端接开关管的漏极，开关管的源极通过第五电阻接负极馈电线路。
本实用新型可以包括直流电源、依次串接在直流电源与所述正极、负极馈电线路之间的防雷电路和电磁干扰滤波电路。
本实用新型也可以包括交流电源、依次串接在交流电源与所述正极、负极馈电线路之间的防雷电路、电磁干扰滤波电路和整流电路。
上述限流电阻可以是热敏电阻。
上述限流电阻还可以是并联的第一电阻和第二电阻。
上述限流电阻还可以是并联的热敏电阻、第一电阻和第二电阻。
本实用新型与现有技术相比，它一方面避免了在实际的环境温度应用及实际操作中其输入电压反复开关机对电源的影响，另一方面也避免了由输入冲击电流限流电阻直接参与导致电源整机损耗大而影响整机效率偏低的问题。它不仅能解决了当电源开启瞬间产生的输入冲击大电流对电源的冲击造成的危害，保证了电源在实际的全环境应用及实际操作中都能够很好的安全起机，同时在电源输出建立到一定电压后由输入冲击电流限流电路的晶闸管控制电路控制晶闸管自动短接输入冲击电流限流电阻，这时它消耗的能量为零损耗，后级电路可正常工作，解决了电源正常工作时由输入冲击电流限流电阻直接参与导致电源整机损耗大的问题，提高了电源的整机工作效率。本实用新型可适用于开关电源、线性稳压电源、新能源光伏逆变器或类似产品。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作出详细的说明，其中：
图1是现有技术中的限流电路原理图；
图2是现有技术中对图1电路的改良电路；
图3是本实用新型适用于交流电源的电路原理图；
图4是本实用新型适用于直流电源的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型揭示了一种低能耗限流电路，其在供电主回路中串接限流电阻，以钳制开机瞬间的输入冲击电流，避免输入大电流冲击电源的造成危害；待电源正常工作后，短接限流电阻两端，使限流电阻上无电流通过，将其功耗降为零，藉此达到降低能耗，提高整机工作效率。
参看图3本，本实用新型包括正极馈电线路DC+、负极馈电线路DC-、耦合连接在正极或负极馈电线路之间的功率变换变压器T1、串接在正极或负极馈电线路中的限流电阻，其特征在于：所述功率变换变压器具有辅助绕组T1A，所述限流电阻两端之间连接一可控硅Q1，可控硅的控制极与阴极之间并联稳压二极管ZD1和第三电阻R3，可控硅的控制极与阴极之间串联第四电阻R4和第二电容C2，所述第二电容两端之间串联二极管D1和所述辅助绕组T1A,所述二极管阳极接辅助绕组、阴极接第二电容，所述稳压二极管阳极接可控硅阴极、阴极接可控硅控制极。
在较佳实施例中,正极馈电线路和负极馈电线路之间连接一滤波电容C1。
在较佳实施例中, 滤波电容C1的后级连接功率变换变压器,其原边绕组的一端接正极馈电线路、另一端接开关管Q2的漏极，开关管的源极通过第五电阻R5接负极馈电线路。
本实用新型可适用于直流电源，参看图4，本实用新型还包括直流电源、依次串接在直流电源与所述正极、负极馈电线路之间的防雷电路和电磁干扰滤波电路（EMI）。
本实用新型可适用于交流电源，参看图3，本实用新型还包括交流电源、依次串接在交流电源与所述正极、负极馈电线路之间的防雷电路、电磁干扰滤波电路（EMI）和整流电路（BD1）。
在一个实施例中，限流电阻为热敏电阻。
在另一个实施例中，限流电阻为并联的第一电阻R1和第二电阻R2。设计两个电阻并联是出于安全考虑，它比用一个大功率小阻值的电阻更加稳定安全。
在较佳实施例中，限流电阻为并联的热敏电阻、第一电阻R1和第二电阻R2。
下面图3示出的较佳实施例的电路图，详细描述其工作原理：本实施例主要包括依次连接的防雷电路、EMI电磁干扰滤波电路、整流电路、滤波电路、功率变换变压器。所述防雷电路的输入端分别接市电AC-L、AC-N，所述防雷电路的输出端接EMI电磁干扰滤波电路的输入端，所述整流电路的输入端接EMI电磁干扰滤波电路的输出端，所述整流电路的输出正端和输出负端分别接正极馈电线路、负极馈电线路，滤波电路接在正极和负极馈电线路之间，功率变换变压器耦合连接在正极和负极馈电线路之间，本例中限流电阻串接在负极馈电线路之中，当电源开启瞬间，交流电压经防雷电路、EMI电磁干扰滤波电路及整流电路整流，经C1滤波后得到较为纯净的直流电压（若C1容量变小，输出电压纹波将会增大，为了减少输出电压纹波故该电容的容量一般都比较大，俗称大电容），由于该电压要对大电容C1充电，故瞬间电流大，加输入限流电阻就能有效的防止输入冲击电流，同时功率变换变压器开始工作，其辅助绕组T1-A产生的电压通过D1对C2进行充电，该电压经过电阻R4后由稳压管ZD1进行稳压，当电压稳定在一定电压时，晶闸管Q1导通，从而短接限流电阻，主回路的上的电流通过晶闸管Q1旁通，限流电阻上无电流流过，其功耗为零，不影响后级电路正常工作。藉此降低了能耗，提高了整机工作效率。
以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。
Claims (8)
1.一种低能耗限流电路，包括正极馈电线路、负极馈电线路、耦合连接在正极或负极馈电线路之间的功率变换变压器（T1）、串接在正极或负极馈电线路中的限流电阻，其特征在于：所述功率变换变压器具有辅助绕组（T1A），所述限流电阻两端之间连接一可控硅（Q1），可控硅的控制极与阴极之间并联稳压二极管（ZD1）和第三电阻（R3），可控硅的控制极与阴极之间串联第四电阻（R4）和第二电容（C2），所述第二电容两端之间串联二极管（D1）和所述辅助绕组（T1A）,所述二极管阳极接辅助绕组、阴极接第二电容，所述稳压二极管阳极接可控硅阴极、阴极接可控硅控制极。
2.如权利要求1所述的低能耗限流电路，其特征在于：所述正极馈电线路和负极馈电线路之间连接一滤波电容（C1）。
3.如权利要求2所述的低能耗限流电路，其特征在于：所述功率变换变压器原边绕组的一端接正极馈电线路、另一端接开关管（Q2）的漏极，开关管的源极通过第五电阻（R5）接负极馈电线路。
4.如权利要求3所述的低能耗限流电路，其特征在于：还包括直流电源、依次串接在直流电源与所述正极、负极馈电线路之间的防雷电路和电磁干扰滤波电路。
5.如权利要求3所述的低能耗限流电路，其特征在于：还包括交流电源、依次串接在交流电源与所述正极、负极馈电线路之间的防雷电路、电磁干扰滤波电路和整流电路。
6.如权利要求1至5任一项所述的低能耗限流电路，其特征在于：所述限流电阻为热敏电阻。
7.如权利要求1至5任一项所述的低能耗限流电路，其特征在于：所述限流电阻为并联的第一电阻（R1）和第二电阻（R2）。
8.如权利要求1至5任一项所述的低能耗限流电路，其特征在于：所述限流电阻为并联的热敏电阻、第一电阻（R1）和第二电阻（R2）。
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| CN105141117A (zh) * | 2015-10-16 | 2015-12-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | 开关电源的控制电路和方法 |
| CN105262332A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-01-20 | 广东工业大学 | 一种应用于开关电源的上电浪涌电流抑制电路 |
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