CN208112220U - 一种继电保护装置电源掉电保持实现电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，电路包括EMI滤波电路（1）、输入电容（2）、掉电保持实现电路（3）、DC转DC变换器（4）、输出滤波电路（5）、副边反馈电路（6）、DC转DC控制电路（7）和隔离光耦（8）。EMI滤波电路（1）实现电磁干扰防护功能以及电源开机防浪涌功能，输入电容（2）为保障电源正常工作的输入滤波电容，并起一定储能作用，掉电保持实现电路（3）则利用DC转DC控制电路（7）中控制芯片巧妙地实现装置掉电保持要求，同时又能保留继电保护装置电源的各项功能。本实用新型电路用低成本的方式实现继电保护装置掉电保持时间要求，电路简单可靠，为继电保护装置现场可靠运行提供保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种继电保护装置电源掉电保持实现电路。
背景技术
继电保护装置行业检验标准要求装置电源跌落输入最低电压的40%时要满足200ms要求，目前要满足该要求继电保护装置电源的使用方案有三种：1.使用两级式电源拓扑，通过第一级的变换器将输入电压升高，再通过第二级变换器将电压降低；2.端口的滤波电容并联足够多，储存足够多的能量；3.增大电源的工作范围，取消电源欠压功能。方案1明显增加了装置电源的复杂程度和成本，降低了电源的可靠性和使用寿命，不符合高可靠性高安全性的继电保护行业的要求。方案2同样增加了电解电容的数量，电解电容本身就是制约电源寿命的一个重要因素，并联较多的电解电容，显然大大降低了电源的使用寿命，同时由于端口的电容变多，使得端口的防开机浪涌电流冲击电路的设计变得困难，显然该方案更不可取。方案3的设计满足了掉电保持要求，但是没有了欠压保护功能，设计上要增加较多困难，如加入斜坡补偿，控制芯片选型困难，外围电路复杂，不仅仅加大了电源设计的困难，同时也变相增加了电源的复杂程度，降低了可靠性和电源寿命。而常使用的带有欠压保护、短路保护等功能的控制芯片，对使能电压范围又有比较大的限制，当高于芯片使能电压的范围时，芯片会过压保护，停止工作，所以综合各种因素电源方案设计困难，目前行业多使用方案1和方案2，但是缺点也是很明显的。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种继电保护装置掉电保持实现电路，该电路保留了电源的欠压保护功能、谐波补偿功能、短路或者过流电压前馈补偿功能的同时，拓宽了电源工作范围，满足电源掉电保持要求，电路简单、可靠，低成本。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，所述电路包括EMI滤波电路（1）、输入电容（2）、掉电保持实现电路（3）、DC转DC变换器（4）、输出滤波电路（5）、副边反馈电路（6）、DC转DC控制电路（7）和隔离光耦（8）；所述EMI滤波电路（1）的一侧与电源输入连接，另一侧与输入电容（2）连接，所述DC转DC变换器（4）分别与输入电容（2）、输出滤波电路（5）、掉电保持实现电路（3）和DC转DC控制电路（7）相连接，所述隔离光耦（8）分别与DC转DC控制电路（7）和副边反馈电路（6）连接；所述的掉电保持实现电路（3）由复数个电阻和高精度低漏电流稳压管组成，通过掉电保持实现电路的配置，得到一个有电压上限的区间值；其中，复数个电阻相互之间串联后，首端连接输入电容的正端，尾端连接输入电容的负端，高精度低漏电流稳压管与在串联电阻电路并联，串联电阻中的某一个电阻的电压采样后传输给DC转DC控制电路。
作为本实用新型的进一步优选方案，所述EMI滤波电路（1）通过电力电子元器件对继电保护装置电源的端口进行防护，包括电磁干扰防护和开机浪涌冲击防护，所述电力电子元器件包括X电容、Y电容、压敏电阻、热敏电阻、共模扼流圈、放电管、差模电容泄放电阻和放电管限流电阻，所有组成EMI滤波电路的电力电子元器件通过串并联的方式实现相互连接。
作为本实用新型的进一步优选方案，所述的输入电容（2）由一个或者多个电解电容器件组成，提供继电保护装置电源输入滤波和储能功能，其中一个或者多个电解电容器件相互之间并联连接。
作为本实用新型的进一步优选方案，所述的DC转DC变换器（4）由隔离主变压器、半导体开关管、电流采样电路、RCD吸收电路和二极管组成，DC转DC变换器（4）将一个宽范围变化的输入电压变换成稳定低压输出，其中隔离主变压器、半导体开关管串联和电流采样电路相互串联，RCD吸收电路与二极管串联后再与作为本实用新型的进一步优选方案，所述的输出滤波电路（5）由复数个电解电容、滤波电感和复数个瓷片电容组成，输出滤波电路（5）经由DC转DC变换器（4）进行滤波，其中复数个电解电容相互之间并联连接，复数个瓷片电容相互之间并联连接，并联的电解电容依次与滤波电感、并联的瓷片电容进行串联。
作为本实用新型的进一步优选方案，所述的副边反馈电路（6）由基准运放芯片、电阻和电容组成，副边反馈电路（6）对输出滤波电路（5）输出的电压进行采样，其中电阻电容相互之间串并联后与基准运放芯片的基准电压进行比较，与基准值对比放大后得到一个电压误差值。
作为本实用新型的进一步优选方案，所述的隔离光耦（8）由线性隔离光耦组成，隔离光耦（8）将副边反馈电路（6）所得的误差放大信号，通过光传输，得到一定传输比的信号。
作为本实用新型的进一步优选方案，所述的DC转DC控制电路（7）由主控制芯片FAN6605芯片、电阻、电容和二极管组成，DC转DC控制电路（7）将隔离光耦（8）得到信号转换成电压信号后，通过主控制芯片FAN6605运算得到一定占空比输出的脉冲电压信号，上述脉冲电压信号去驱动DC转DC变换器（4）中的半导体开关管，同时也通过输入电容（2）取能给主控制芯片FAN6605供电，通过掉电保持实现电路（3）所得区间电压信号来控制芯片FAN6605输出脉冲的使能信号。
本实用新型的有益效果是：
第一、通过掉电保持实现电路3的参数匹配和器件选型，实现了一个最佳的区间电压范围，这区间电压作为DC转DC控制电路7中控制芯片的使能信号，既拓宽了芯片的工作电压范围，也保留了芯片电流保护电压前馈补偿功能。
第二、本实用新型电路简单，器件少，成本低，可靠性高。
附图说明
图1是本实用新型一种继电保护装置掉电保持实现的结构示意图；
图2 是本实用新型电路中DC转DC控制电路结构示意图；
图3 是本实用新型电路中掉电保持实现电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
本实用新型的结构示意图如图1所示，一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，包括包括输入EMI滤波电路、输入电容、掉电保持实现电路、DC转DC变换器、输出滤波电路、副边反馈电路、DC转DC控制电路、隔离光耦。所述输入EMI滤波电路一侧与电源输入连接，另一侧与输入电容连接，DC转DC变换器与输入电容、输出滤波电路、掉电保持实现电路和DC转DC控制电路连接，隔离光耦与DC转DC控制电路和副边反馈电路连接。
下面进行详细说明。
优选所述为DC转DC控制电路。如图2所示，是一种反激电源隔离变换装置控制电路图实施例，其由主控制芯片FAN6605，外围的电阻电容组成，该电路功能包含：1、FB脚采样光耦输出的误差信号后进行逻辑运算；2、VIN脚将输入电容提供的BUS电压分压后作为过流保护电压前馈补偿的输入以及作为该控制芯片使能电压；3、SENSE脚采样DC转DC变换器中的电流进行短路或者过流保护；4.VDD脚通过DC转DC变换器中取能；5.Gate脚输出电压脉冲信号驱动DC转DC变换器中的半导体开关管；6、HV脚将输入电容提供的BUS电压作为高压启动源，此反激电源隔离变换装置控制电路图主要限制在于VIN脚采样的电压即作为该芯片的使能电压，也作为该芯片过流保护的前馈补充电压。不能简单地进行变动。
优选，掉电保持实现电路。如图3所示，由电阻器件和稳压管器件组成，通过电阻参数的选型和稳压器件的选型，可以将VIN脚的电压设置在一个可控的区间内。该电路设计的核心要求是，电阻阻值与稳压管参数相匹配。通过输入电容的BUS电压进行分压，通过稳压管进行限制区间电压的上限，通过阻值的匹配和稳压管的选型，使得稳压的漏电流尽可能少影响电压采样，根据芯片本身的前馈电压补充特性，在其饱和时设置区间电压的上限值，可以尽可能避免影响电源的过流保护。
本实用新型使用最简单的方式，最低成本的方案，实现了继电保护装置掉电保持时间的要求，提高了电源的可靠性。
Claims (8)
1.一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，其特征在于：所述电路包括EMI滤波电路（1）、输入电容（2）、掉电保持实现电路（3）、DC转DC变换器（4）、输出滤波电路（5）、副边反馈电路（6）、DC转DC控制电路（7）和隔离光耦（8）；
所述EMI滤波电路（1）的一侧与电源输入连接，另一侧与输入电容（2）连接，所述DC转DC变换器（4）分别与输入电容（2）、输出滤波电路（5）、掉电保持实现电路（3）和DC转DC控制电路（7）相连接，所述隔离光耦（8）分别与DC转DC控制电路（7）和副边反馈电路（6）连接；
所述的掉电保持实现电路（3）由复数个电阻和高精度低漏电流稳压管组成，通过掉电保持实现电路的配置，得到一个有电压上限的区间值；其中，复数个电阻相互之间串联后，首端连接输入电容的正端，尾端连接输入电容的负端，高精度低漏电流稳压管与在串联电阻电路并联，串联电阻中的某一个电阻的电压采样后传输给DC转DC控制电路。
2.如权利要求1所述的一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，其特征在于：所述EMI滤波电路（1）通过电力电子元器件对继电保护装置电源的端口进行防护，包括电磁干扰防护和开机浪涌冲击防护，所述电力电子元器件包括X电容、Y电容、压敏电阻、热敏电阻、共模扼流圈、放电管、差模电容泄放电阻和放电管限流电阻，所有组成EMI滤波电路的电力电子元器件通过串并联的方式实现相互连接。
3.如权利要求1所述的一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，其特征在于：所述的输入电容（2）由一个或者多个电解电容器件组成，提供继电保护装置电源输入滤波和储能功能，其中一个或者多个电解电容器件相互之间并联连接。
4.如权利要求1所述的一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，其特征在于：所述的DC转DC变换器（4）由隔离主变压器、半导体开关管、电流采样电路、RCD吸收电路和二极管组成，DC转DC变换器（4）将一个宽范围变化的输入电压变换成稳定低压输出，其中隔离主变压器、半导体开关管串联和电流采样电路相互串联，RCD吸收电路与二极管串联后再与隔离变压器并联。
5.如权利要求1所述的一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，其特征在于：所述的输出滤波电路（5）由复数个电解电容、滤波电感和复数个瓷片电容组成，输出滤波电路（5）经由DC转DC变换器（4）进行滤波，其中复数个电解电容相互之间并联连接，复数个瓷片电容相互之间并联连接，并联的电解电容依次与滤波电感、并联的瓷片电容进行串联。
6.如权利要求1所述的一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，其特征在于：所述的副边反馈电路（6）由基准运放芯片、电阻和电容组成，副边反馈电路（6）对输出滤波电路（5）输出的电压进行采样，其中电阻电容相互之间串并联后与基准运放芯片的基准电压进行比较，与基准值对比放大后得到一个电压误差值。
7.如权利要求1所述的一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，其特征在于：所述的隔离光耦（8）由线性隔离光耦组成，隔离光耦（8）将副边反馈电路（6）所得的误差放大信号，通过光传输，得到一定传输比的信号。
8.如权利要求1所述的一种继电保护装置电源掉电保持实现电路，其特征在于：所述的DC转DC控制电路（7）由主控制芯片FAN6605芯片、电阻、电容和二极管组成，DC转DC控制电路（7）将隔离光耦（8）得到信号转换成电压信号后，通过主控制芯片FAN6605运算得到一定占空比输出的脉冲电压信号，上述脉冲电压信号去驱动DC转DC变换器（4）中的半导体开关管，同时也通过输入电容（2）取能给主控制芯片FAN6605供电，通过掉电保持实现电路（3）所得区间电压信号来控制芯片FAN6605输出脉冲的使能信号。
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|---|---|---|---|---|
| CN109450549A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-08 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 光电转换装置和通信系统 |
| CN112881866A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-06-01 | 云南电网有限责任公司临沧供电局 | 一种局部放电监测过电压抑制方法和装置 |
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| CN112881866A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-06-01 | 云南电网有限责任公司临沧供电局 | 一种局部放电监测过电压抑制方法和装置 |
| CN112881866B (zh) * | 2021-01-11 | 2024-02-06 | 云南电网有限责任公司临沧供电局 | 一种局部放电监测过电压抑制方法和装置 |
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