CN203761315U - 变压器软启动电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种变压器软启动电路，包括：前级电路、后级电路，以及感应线圈，前级电路上设置有短路开关，分流保护电路并联于短路开关两端，延时控制电路设置于前级电路或后级电路上并用于在前级电路或后级电路上电预定时间后控制短路开关闭合。这样，在上电后的一段时间内，由于前级电路短路开关处于开启状态，分流保护电路会限制变压器的启动电流，使得后级电路的电流较小，大大降低了变压器启动时对供电线路的冲击，在这段时间延迟后，延时控制电路会控制短路开关闭合，从而在变压器工作稳定后取消电流限制，设备随即处于正常工作状态。

Description

变压器软启动电路

技术领域

本申请涉及变压器领域，尤其涉及一种变压器软启动电路。

背景技术

变压器是一种利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，其主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯，主要功能有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等。

传统采用变压器降压供电的设备，在设备上电时，变压器的启动冲击电流能达到变压器工作电流的5-10倍。因此，一般在供电线路上会设置过流保护装置，从而在检测到大电流时，控制整个供电线路断电以保护设备。但是，由于设备上电时，其变压器的启动电流很大，过流保护装置会在设备上电瞬间启动，从而导致设备一直无法启动，影响设备以及供电线路的正常工作。

发明内容

本申请提供一种变压器软启动电路，以在变压器安全供电的前提下保证变压器正常工作，降低启动时对供电线路的冲击。

本申请提供一种变压器软启动电路，包括：与供电电路对接的前级电路、后级电路，以及设置于所述前级电路与所述后级电路之间的感应线圈，所述前级电路上设置有短路开关，所述变压器软启动电路还包括：并联于所述短路开关两端的分流保护电路，以及设置于所述前级电路或所述后级电路上的、用于在所述前级电路或所述后级电路上电预定时间后控制所述短路开关闭合的延时控制电路。

进一步地，所述延时控制电路包括：与所述供电电路对接的小功率变压器、设置于所述小功率变压器输出端的第一整流电路、设置于所述整流电路输出端的延时电路、设置于所述延时电路输出端的控制电路，以及设置于所述控制电路输出端的、用于受所述控制电路控制以使所述短路开关开启或闭合的控制线圈。

进一步地，所述第一整流电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管，以及第四二极管，所述延时电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻，以及电容，所述控制电路包括：第四电阻、比较器，以及第一三极管；

所述第一二极管的正向端子与所述小功率变压器的第一输出端相连，反向端子与所述第一三极管的输入端相连；所述第二二极管的正向端子与所述小功率变压器的第二输出端相连，反向端子与所述第一三极管的输入端相连；所述第三二极管的正向端子与所述控制线圈的第一端相连，反向端子与所述小功率变压器的第一输出端相连；所述第四二极管的正向端子与所述小功率变压器的第二输出端相连，反向端子与所述控制线圈的第一端相连；所述第一电阻的第一端与所述第一三极管的输入端相连，第二端与所述比较器的负输入端相连；所述第二电阻的第一端与所述第一三极管的输入端相连，第二端与所述比较器的正输入端相连；所述第三电阻的第一端与所述比较器的正输入端相连，第二端与所述控制线圈的第一端相连；所述第四电阻的第一端与所述比较器的输出端相连，第二端与所述第一三极管的控制端相连；所述电容的第一端与所述比较器的负输入端相连，第二端与所述控制线圈的第一端相连；所述第一三极管的输出端与所述控制线圈的第二端相连。

进一步地，所述延时控制电路包括：设置于所述后级电路上、用于检测所述后级电路上电时间的控制电路，以及设置于所述控制电路输出端的、用于受所述控制电路控制以使所述短路开关开启或闭合的控制线圈。

进一步地，所述控制电路包括：设置于所述后级电路上、用于检测所述后级电路上电时间的中央处理器、第五电阻，以及第二三极管，所述第二三极管的控制端通过所述第五电阻与所述中央处理器相连，输入端接工作电源，输出端与所述控制线圈的第一端相连，所述控制线圈的第二端与地相连。

进一步地，所述变压器软启动电路还包括：设置于所述前级电路上的电流传感器，以及设置于所述电流传感器输出端的第二整流电路，设置于所述第二整流电路与所述中央处理器之间、用于将所述电流传感器感应所得信号放大的运放电路。

进一步地，所述第二整流电路包括：第五二极管、第六二极管、第七二极管，以及第八二极管，所述运放电路包括：集成运放器、第六电阻、第七电阻、第八电阻，以及第九电阻；

所述第五二极管的正向端子与所述电流传感器的第一端相连，负向端子与所述第六电阻的第一端相连；所述第六二极管的正向端子与所述电流传感器的第二端相连，负向端子与所述第六电阻的第一端相连；所述第七二极管的正向端子与地相连，负向端子与所述电流传感器的第一端相连；所述第八二极管的正向端子与地相连，负向端子与所述电流传感器的第二端相连；所述第六电阻的第二端与所述集成运放器的正输入端相连；所述第七电阻的第一端与地相连，第二端与所述集成运放器的负输入端相连；所述第八电阻的第一端与所述集成运放器的负输入端相连，第二端与所述集成运放器的输出端相连；所述第九电阻的第一端与所述集成运放器的输出端相连，第二端与所述中央处理器相连。

进一步地，所述短路开关为继电器。

进一步地，所述分流保护电路上设置有功率电阻。

本申请的有益效果是：

通过提供一种变压器软启动电路，包括：前级电路、后级电路，以及感应线圈，前级电路上设置有短路开关，分流保护电路并联于短路开关两端，延时控制电路设置于前级电路或后级电路上并用于在前级电路或后级电路上电预定时间后控制短路开关闭合。这样，在上电后的一段时间内，由于前级电路短路开关处于开启状态，分流保护电路会限制变压器的启动电流，使得后级电路的电流较小，大大降低了变压器启动时对供电线路的冲击，在这段时间延迟后，延时控制电路会控制短路开关闭合，从而在变压器工作稳定后取消电流限制，设备随即处于正常工作状态。

附图说明

图1为本申请的变压器软启动电路的结构示意图。

图2为本申请的变压器软启动电路的另一结构示意图。

图3为本申请第一实施例的变压器软启动电路的结构示意图。

图4为本申请第二实施例的变压器软启动电路的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

请参考图1，本申请的变压器软启动电路主要包括：与供电电路1对接的前级电路2、后级电路3，以及设置于前级电路2与后级电路3之间的感应线圈4，前级电路上设置有短路开关K1，变压器软启动电路还包括：并联于短路开关K1两端的分流保护电路5，以及设置于前级电路2上的、用于在前级电路2上电预定时间后控制短路开关K1闭合的延时控制电路6。这样，在上电后的一段时间内，由于前级电路短路开关处于开启状态，分流保护电路会限制变压器的启动电流，使得后级电路的电流较小，大大降低了变压器启动时对供电线路的冲击，在这段时间（一般小于或等于500毫秒）延迟后，延时控制电路会控制短路开关闭合，从而在变压器工作稳定后取消电流限制，设备随即处于正常工作状态。

请参考图2，本申请的变压器软启动电路与上述方案区别主要在于：延时控制电路设置于后级电路上并用于在后级电路上电预定时间后控制短路开关闭合，这样，也同样可达到上述的效果。

下面通过两个具体实施例对本申请的变压器软启动电路进行说明。

实施例一：

请参考图3，本申请提供一种变压器软启动电路，包括：与供电电路1对接的前级电路2、后级电路3，以及设置于前级电路2与后级电路3之间的感应线圈T1，前级电路2上设置有短路开关K1，该短路开关K1为继电器，变压器软启动电路还包括：并联于短路开关K1两端的分流保护电路5，该分流保护电路5上设置有功率电阻R1，以及设置于前级电路2上的、用于在前级电路2上电预定时间后控制短路开关K1闭合的延时控制电路6。

延时控制电路6包括：与供电电路1对接的小功率变压器T1、设置于小功率变压器T2输出端的第一整流电路、设置于整流电路输出端的延时电路、设置于延时电路输出端的控制电路，以及设置于控制电路输出端的、用于受控制电路控制以使短路开关K1开启或闭合的控制线圈（图中以圆圈O进行标示）。

具体地，第一整流电路包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，以及第四二极管D4，延时电路包括：第一电阻R2、第二电阻R3、第三电阻R4，以及电容C，控制电路包括：第四电阻R5、比较器U1，以及第一三极管Q1。

第一二极管D1的正向端子与小功率变压器T2的第一输出端相连，反向端子与第一三极管Q1的输入端相连；第二二极管D2的正向端子与小功率变压器T2的第二输出端相连，反向端子与第一三极管Q1的输入端相连；第三二极管D3的正向端子与控制线圈的第一端相连，反向端子与小功率变压器T2的第一输出端相连；第四二极管D4的正向端子与小功率变压器T2的第二输出端相连，反向端子与控制线圈的第一端相连；第一电阻R2的第一端与第一三极管Q1的输入端相连，第二端与比较器U1的负输入端相连；第二电阻R3的第一端与第一三极管Q1的输入端相连，第二端与比较器U1的正输入端相连；第三电阻R4的第一端与比较器U1的正输入端相连，第二端与控制线圈的第一端相连；第四电阻R5的第一端与比较器U1的输出端相连，第二端与第一三极管Q1的控制端相连；电容C的第一端与比较器U1的负输入端相连，第二端与控制线圈的第一端相连；第一三极管Q1的输出端与控制线圈的第二端相连。

上述变压器软启动电路的工作原理大致如下述：

前级电路由小功率变压器T2供电，因T2功率很小，其冲击电流不会对电路造成影响。R2、C、R3、R4组成延时电路，刚上电时，由于电容C两端的电压不能突变，所以，C两端电压此时为0，由于R3、R4分压大于0，所以比较器U1输出高电平，使三极管Q1关闭，K1不闭合，变压器T1的初级线圈与功率电阻R1串联，限制了启动电流。电路通过R2给C充电，当C两端电压大于R3和R4的分压时，比较器U1输出低电平，三极管Q1闭合，继电器K1闭合，功率电阻R1被继电器K1短路，电路进入正常工作状态。电路可以通过调整R2、C、R3、R4的值来实现不同的延时。

实施例二：

请参考图4，本申请提供一种变压器软启动电路，包括：与供电电路1对接的前级电路2、后级电路3，以及设置于前级电路2与后级电路3之间的感应线圈T1，前级电路2上设置有短路开关K1，该短路开关K1为继电器，变压器软启动电路还包括：并联于短路开关K1两端的分流保护电路5，该分流保护电路5上设置有功率电阻R1，以及设置于后级电路3上的、用于在后级电路3上电预定时间后控制短路开关K1闭合的延时控制电路6。

延时控制电路6包括：设置于后级电路3上、用于检测后级电路3上电时间的控制电路，以及设置于控制电路输出端的、用于受控制电路控制以使短路开关K1开启或闭合的控制线圈（图中以圆圈O进行标示）。

具体地，控制电路包括：设置于后级电路3上、用于检测后级电路3上电时间的中央处理器CPU、第五电阻R6，以及第二三极管Q2，第二三极管Q2的控制端通过第五电阻R6与中央处理器CPU相连，输入端接工作电源Vcc，输出端与控制线圈的第一端相连，控制线圈的第二端与地相连。

变压器软启动电路还包括：设置于前级电路上的电流传感器S1，以及设置于电流传感器S1输出端的第二整流电路，设置于第二整流电路与中央处理器CPU之间、用于将电流传感器S1感应所得信号放大的运放电路。

其中，第二整流电路包括：第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7，以及第八二极管D8，运放电路包括：集成运放器U2、第六电阻R7、第七电阻R8、第八电阻R9，以及第九电阻R10；

第五二极管D5的正向端子与电流传感器S1的第一端相连，负向端子与第六电阻R7的第一端相连；第六二极管D6的正向端子与电流传感器S1的第二端相连，负向端子与第六电阻R7的第一端相连；第七二极管D7的正向端子与地相连，负向端子与电流传感器S1的第一端相连；第八二极管D8的正向端子与地相连，负向端子与电流传感器S1的第二端相连；第六电阻R7的第二端与集成运放器U2的正输入端相连；第七电阻R8的第一端与地相连，第二端与集成运放器U2的负输入端相连；第八电阻R9的第一端与集成运放器U2的负输入端相连，第二端与集成运放器U2的输出端相连；第九电阻R10的第一端与集成运放器U2的输出端相连，第二端与中央处理器CPU相连。

上述变压器软启动电路的工作原理大致如下述：

电路上电时，由于后级电路中无电源，所以后级电路不工作，Q2处于关闭状态，继电器K1断开，变压器T1的初级线圈与功率电阻R1串联，限制了启动电流。上电后，由于后级电路处于待机状态，功率相对较小，通过适当的选择功率电阻R1的大小，可以实现变压器初级串联功率电阻R1使后级电路待机工作。当后级电路启动后，CPU启动计时，当延时到达预定时间时（如500毫秒），CPU通过通用输入输出接口（GPIO）控制Q2导通，继电器K1闭合，功率电阻R1被短路，后级电路进入正常的工作状态。同时，电路中使用电流传感器S1来检测继电器K1是否已闭合。当继电器K1闭合后，电流传感器S1输出的信号经过整流放大后，得到CPU可以识别的信号，在工作状态下，CPU可以根据这个检测信号，确定继电器K1是否真正闭合，并作出相应提示。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (9)

1.一种变压器软启动电路，包括：与供电电路对接的前级电路、后级电路，以及设置于所述前级电路与所述后级电路之间的感应线圈，其特征在于，所述前级电路上设置有短路开关，所述变压器软启动电路还包括：并联于所述短路开关两端的分流保护电路，以及设置于所述前级电路或所述后级电路上的、用于在所述前级电路或所述后级电路上电预定时间后控制所述短路开关闭合的延时控制电路。

2.如权利要求1所述的变压器软启动电路，其特征在于，所述延时控制电路包括：与所述供电电路对接的小功率变压器、设置于所述小功率变压器输出端的第一整流电路、设置于所述整流电路输出端的延时电路、设置于所述延时电路输出端的控制电路，以及设置于所述控制电路输出端的、用于受所述控制电路控制以使所述短路开关开启或闭合的控制线圈。

3.如权利要求2所述的变压器软启动电路，其特征在于，所述第一整流电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管，以及第四二极管，所述延时电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻，以及电容，所述控制电路包括：第四电阻、比较器，以及第一三极管；

所述第一二极管的正向端子与所述小功率变压器的第一输出端相连，反向端子与所述第一三极管的输入端相连；所述第二二极管的正向端子与所述小功率变压器的第二输出端相连，反向端子与所述第一三极管的输入端相连；所述第三二极管的正向端子与所述控制线圈的第一端相连，反向端子与所述小功率变压器的第一输出端相连；所述第四二极管的正向端子与所述小功率变压器的第二输出端相连，反向端子与所述控制线圈的第一端相连；所述第一电阻的第一端与所述第一三极管的输入端相连，第二端与所述比较器的负输入端相连；所述第二电阻的第一端与所述第一三极管的输入端相连，第二端与所述比较器的正输入端相连；所述第三电阻的第一端与所述比较器的正输入端相连，第二端与所述控制线圈的第一端相连；所述第四电阻的第一端与所述比较器的输出端相连，第二端与所述第一三极管的控制端相连；所述电容的第一端与所述比较器的负输入端相连，第二端与所述控制线圈的第一端相连；所述第一三极管的输出端与所述控制线圈的第二端相连。

4.如权利要求1所述的变压器软启动电路，其特征在于，所述延时控制电路包括：设置于所述后级电路上、用于检测所述后级电路上电时间的控制电路，以及设置于所述控制电路输出端的、用于受所述控制电路控制以使所述短路开关开启或闭合的控制线圈。

5.如权利要求4所述的变压器软启动电路，其特征在于，所述控制电路包括：设置于所述后级电路上、用于检测所述后级电路上电时间的中央处理器、第五电阻，以及第二三极管，所述第二三极管的控制端通过所述第五电阻与所述中央处理器相连，输入端接工作电源，输出端与所述控制线圈的第一端相连，所述控制线圈的第二端与地相连。

6.如权利要求5所述的变压器软启动电路，其特征在于，所述变压器软启动电路还包括：设置于所述前级电路上的电流传感器，以及设置于所述电流传感器输出端的第二整流电路，设置于所述第二整流电路与所述中央处理器之间、用于将所述电流传感器感应所得信号放大的运放电路。

7.如权利要求6所述的变压器软启动电路，其特征在于，所述第二整流电路包括：第五二极管、第六二极管、第七二极管，以及第八二极管，所述运放电路包括：集成运放器、第六电阻、第七电阻、第八电阻，以及第九电阻；

所述第五二极管的正向端子与所述电流传感器的第一端相连，负向端子与所述第六电阻的第一端相连；所述第六二极管的正向端子与所述电流传感器的第二端相连，负向端子与所述第六电阻的第一端相连；所述第七二极管的正向端子与地相连，负向端子与所述电流传感器的第一端相连；所述第八二极管的正向端子与地相连，负向端子与所述电流传感器的第二端相连；所述第六电阻的第二端与所述集成运放器的正输入端相连；所述第七电阻的第一端与地相连，第二端与所述集成运放器的负输入端相连；所述第八电阻的第一端与所述集成运放器的负输入端相连，第二端与所述集成运放器的输出端相连；所述第九电阻的第一端与所述集成运放器的输出端相连，第二端与所述中央处理器相连。

8.如权利要求1至7中任一项所述的变压器软启动电路，其特征在于，所述短路开关为继电器。

9.如权利要求1至7中任一项所述的变压器软启动电路，其特征在于，所述分流保护电路上设置有功率电阻。