CN210536529U - 智能电源电路及电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种智能电源电路及电源，属于电源技术及变压器领域。所述智能电源电路包括：滤波模块，设置在电源和负载之间的线路上，用于对电源的电源输出信号进行滤波处理；整流模块，用于对滤波处理后的电源输出信号进行整流处理以提供给负载；电压识别保护模块，用于识别电源输出信号是否与负载相适配，若不适配，则断开电源与负载之间的连接；以及软启动保护模块，用于控制负载启动时对应的电源输出信号的大小。本实用新型有效避免了现有技术中因桥堆电路本身存在保护功能不完善、可靠性低、滤波效果差、功率因数低等因素而导致负载电路或电器被损坏的现象发生。

Description

智能电源电路及电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术及变压器领域，具体地涉及一种智能电源电路及电源。

背景技术

目前，在变压器领域，往往需要配置电压转换电路以实现电源端和负载端的电压适配。例如，伺服电源就需要通过电压转换电路实现其与伺服系统、变频系统以及步进系统等之间的电压的AC-DC(交流-直流)变换。但是，以伺服电源为例，现有技术中部分的电压转换电路为半波整流电路，其是由桥堆电路所组成的简单电路，存在保护功能不完善、可靠性低、滤波效果差以及功率因数低等缺陷，很容易导致与半波整流电路相互连接的负载伺服驱动器、变频器以及步进驱动器的外界设备被损坏。另外，所述半波整流电路还存在加工工艺复杂的缺陷，导致其生产效率低。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种智能电源电路及电源，用于至少部分地解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种智能电源电路，所述智能电源电路设置在电源和负载之间的线路上，且包括：滤波模块，设置在所述电源和所述负载之间的线路上，用于对所述电源的电源输出信号进行滤波处理；整流模块，设置在所述滤波模块和所述负载之间的线路上，用于对滤波处理后的电源输出信号进行整流处理以提供给所述负载；电压识别保护模块，设置在所述滤波模块和所述整流模块之间线路上或者所述整流模块和所述负载之间的线路上，用于识别所述电源输出信号是否与所述负载相适配，若不适配，则断开所述电源与所述负载之间的连接；以及软启动保护模块，设置在所述滤波模块和所述整流模块之间线路上或者所述整流模块和所述负载之间的线路上，用于控制所述负载启动时对应的所述电源输出信号的大小。

可选地，所述电源为三相交流电源，且所述滤波模块为包括多个共模线圈的共模线圈模块，并且：所述三相交流电源的每相每根线至少连接在所述多个共模线圈中的一个共模线圈上，或者所述三相交流电源的三相四线全部至少连接在所述多个共模线圈中的一个共模线圈上。

可选地，所述整流模块包括串联连接、并联连接和/或封装在一起的多个整流二极管。

可选地，所述电压识别保护模块包括：电压感应元件，设置在所述电源与所述负载之间的线路上，用于感应所述电源输出信号中的电压值；以及第一通断元件，设置在所述电源与所述负载之间的线路上，并与所述电压感应元件连接，用于判断所述电压值与所述负载的额定电压是否相适配，若不适配则断开所述电源与所述负载之间的连接，若适配则导通所述电源与所述负载之间的连接。

可选地，所述电压感应元件为压敏电阻，和/或所述第一通断元件为继电器或可控硅元器件。

可选地，所述软启动保护模块包括：第二通断器件，设置在所述电源与所述负载之间的线路上，用于控制所述电源与所述负载之间的线路的导通或断开；热敏电阻，连接在所述第二通断器件的输入端与输出端之间，用于在所述负载启动时控制通过所述第二通断器件向所述负载输出的电源输出信号中的电流值和/或电压值以从小到大的方式变化。

可选地，所述第二通断器件为继电器或可控硅元器件。

可选地，所述电压识别保护模块的一端连接所述滤波模块的输出端，另一端连接所述整流模块的输入端，且所述软启动保护模块的一端连接所述整流模块的输出端，另一端连接所述负载。

可选地，所述软启动保护模块的一端连接所述整流模块的输出端，且另一端连接所述电压识别保护模块的一端，而所述电压识别保护模块的另一端连接所述负载。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种电源，该电源包括上述的智能电源电路。

通过上述技术方案，本实用新型实施例的智能电源电路和电源所具有的有益效果是：本实用新型实施例的智能电源电路和电源通过滤波模块抑制电压尖峰产生，通过电压识别保护模块的识别作用保证负载输入电压符合要求，通过整流模块实现电压变换，通过软启动保护模块实现电流控制，从而形成了多重保护，有效避免了现有技术中因桥堆电路本身存在保护功能不完善、可靠性低、滤波效果差、功率因数低等因素而导致负载电路或电器被损坏的现象发生。另外，相比于采用半波整流电路，本实用新型实施例的智能电源电路还具有生产效率高、加工工艺简单的优点。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是本实用新型实施例的智能电源电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的第一示例中的智能电源电路的电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例的第一示例中的电压识别保护模块的示例结构图；

图4是本实用新型实施例的第一示例中的软启动保护模块的示例结构图；以及

图5是本实用新型实施例的第二示例中的智能电源电路的电路结构示意图。

附图标记说明

100、智能电源电路；200、电源；300、负载；

110、滤波模块；120、整流模块；130、电压识别保护模块；140、软启动保护模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

本实用新型实施方式中涉及的“连接”主要是指“电性连接”，其用于表述两个部件之间的信号连接，例如通过电路连接，且涉及的“连接”可以是两个部件之间的直接电性连接，也可以是通过其他部件或电路的间接电性连接。另外，本实用新型实施方式中涉及的“第一”、“第二”仅用于示意不同元件，并不表示元件数量。

图1是本实用新型实施例的智能电源电路的结构示意图，其中该智能电源电路设置在电源和该电源所供电的负载之间的线路上，其中电源例如为伺服电源，负载可以是负载电路或负载器件，例如伺服驱动器、变频器及步进驱动器等。

如图1所示，本实用新型实施例所述的智能电源电路100包括：滤波模块110，设置在所述电源200和所述负载300之间的线路上，用于对所述电源200的电源输出信号进行滤波处理；整流模块120，设置在所述滤波模块110和所述负载300之间的线路上，用于对滤波处理后的电源输出信号进行整流处理以提供给所述负载300；电压识别保护模块130，设置在所述滤波模块110和所述整流模块120之间线路上或者所述整流模块120和所述负载300之间的线路上，用于识别所述电源输出信号是否与所述负载300相适配，若不适配，则断开所述电源200与所述负载300之间的连接；以及软启动保护模块140，设置在所述滤波模块110和所述整流模块120之间线路上或者所述整流模块120和所述负载300之间的线路上，用于控制所述负载300启动时对应的所述电源输出信号的大小。

其中，电压识别保护模块130和软启动保护模块140均设置在所述滤波模块110和所述整流模块120之间线路上或者所述整流模块120和所述负载300之间的线路上。据此，根据电压识别保护模块130和软启动保护模块140的位置，本实用新型实施例的智能电源电路可以进一步包括以下两个示例。

一、第一示例

图2是本实用新型实施例的第一示例中的智能电源电路的电路结构示意图。如图2所示，该第一示例中，所述电源200例如为380V的三相交流电源，其中UVW表示U、V、W三相，对应火线A、B、C，而N表示零线输入，负载300例如为两个整流管组构成的负载电路，其中由整流管DIODE1-DIODE6及电容C1构成第一整流管组，由整流管DIODE7-DIODE10及电容C2构成第二整流管组。

参考图2，该第一示例中，所述滤波模块110可以为包括多个共模线圈的共模线圈模块，并且所述电源200的每相每根线至少连接在所述多个共模线圈中的一个共模线圈上，例如U、V、W和N线各自连接一个共模线圈。在其他示例中，也可使所述三相交流电源的三相四线全部至少连接在所述多个共模线圈中的一个共模线圈上，例如U、V、W和N四线集体连接在同一个共模线圈上。

本实用新型实施例中，滤波模块110的主要功能是对电源输出信号进行滤波处理，以抑制电压尖峰的产生，缓冲电流冲击，从而有效保护负载300中的元器件被损坏。以第一示例为例，采用共模线圈能降低负载启动时三相交流电源对负载电路或负载电器的冲击，降低了负载电路或电器内部的各种电子元器件受到强力冲击，提高了滤波效果，达到保护负载电路或负载电器的功能。共模线圈具有加工工艺简单、价格便宜、易于配合三相交流电源进行安装等优点，但可以理解的是，在其他示例中，也可以采用其他类型的滤波器件，如滤波电容等。

再次参考图2，该第一示例中，所述整流模块120可以包括多个整流二极管，例如图2中并联的整流二极管DIODE11-DIODE13。本实用新型实施例中，所述整流模块120的主要作用是对滤波后的电源输出信号进行整流处理以实现AC-DC变换，从而可理解的是，除了图2中并联整流二极管的方式之外，还可以采用串联连接的多个整流二极管、封装在一起的多个整流二极管来实现整流处理，或者也可以采用串联连接、并联连接和封装这三种方式的任意结合来配置实现在此用于实现整流处理的多个整流二极管的连接方式。

进一步地，如图2所示，在第一示例中，所述软启动保护模块140的一端连接所述整流模块120的输出端，且另一端连接所述电压识别保护模块130的一端，而所述电压识别保护模块130的另一端连接所述负载300。

其中，所述电压识别保护模块130主要用于识别所述电源输出信号是否与所述负载相适配，从而根据其功能，可使得电压识别保护模块130包括：电压感应元件，设置在所述电源200与所述负载300之间的线路上，用于感应所述电源输出信号中的电压值；以及第一通断元件，设置在所述电源200与所述负载300之间的线路上，并与所述电压感应元件连接，用于判断所述电压值与所述负载的额定电压是否相适配，若不适配则断开所述电源200与所述负载300之间的连接，若适配则导通所述电源200与所述负载300之间的连接。

其中，所述第一通断元件可与三相交流电源的零线直接连接，用于在感应到电压值与负载的额定电压不适配时，快速切断电源。另外，电压值与负载的额定电压的不适配可能是由零线与火线的接反所造成。因此，举例而言，对于三相四线交流电源，当零线与火线接反时，所述电压识别保护模块130识别到外界流入电压不符合负载电压要求时，则快速切断负载电路的输入电流，使得负载电路内部电子元器件不受到巨大电流冲击；当零线和火线正常接入后，则所述电压识别保护模块130处于闭合状态，使得电流正常输入负载300内部，以供负载300正常使用。在此过程中，避免了当零线和火线接反时而产生巨大电流冲击负载电路或电器。

图3是本实用新型实施例的第一示例中的电压识别保护模块130的示例结构图。如图3所示，所述电压感应元件可以为压敏电阻R13、2R13、3R13，该三个压敏电阻R13、2R13、3R13分别与火线A、B、C连接，用于感应UVW三相的电压值。所述第一通断元件可以为继电器J1(该J1也可表示可控硅元器件)，继电器J1通过一些辅助元器件与压敏电阻R13、2R13、3R13及零线N连接，当通过压敏电阻R13、2R13、3R13获知火线A、火线B和火线C和零线的电压同时都为220V时，继电器J1吸合导通，从而导通了所述电源200与所述负载300之间的连接，而任意一路火线和零线电压为380V，继电器J1立即断开，从而也断开了所述电源200与所述负载300之间的连接，避免负载300中的元件因电压不适配而被损坏。

需说明的是，图3中除压敏电阻R13、2R13、3R13和继电器J1之外，还包括电阻、电容、二极管、晶体管等多种元件，但这些元件属于继电器J的常规外围电路的部分，可用于实现限流、限压等常规功能，且可由本领域技术人员任意配置，它们并不对本实用新型实施例的智能电源电路产生实质影响，故而在此不进行详述，仅在图3中示出部分元件的型号及参数。

进一步地，所述软启动保护模块140主要用于控制所述负载启动时对应的所述电源输出信号的大小，从而根据其功能，可使得所述软启动保护模块140包括：第二通断器件，设置在所述电源200与所述负载300之间的线路上，用于控制所述电源200与所述负载300之间的线路的导通或断开；热敏电阻，连接在所述第二通断器件的输入端与输出端之间，用于在所述负载启动时控制通过所述第二通断器件向所述负载300输出的电源输出信号中的电流值和/或电压值以从小到大的方式变化。据此，软启动保护模块140通过控制启动时电流从小到大，来实现对负载的供电功能，避免因负载启动时产生巨大电流而造成保护功能不完善、可靠性低以及滤波效果差等现象。

图4是本实用新型实施例的第一示例中的软启动保护模块140的示例结构图。如图4所示，线1、2、3分别对应其前一模块的输出，第二通断器件可以采用继电器J2(该J2也可表示可控硅元器件)，热敏电阻例如为热敏电阻RA、RB和RC，热敏电阻的作用是通过小电流提供继电器J2等控制部分的工作电压，使继电器J2导通工作，大电流才可以经过继电器J2提供给负载300。热敏电阻电流过大时，电阻值会迅速变大，相当于断开，从而不能提供继电器J2工作电压，实现电流从小到大的控制。据此，软启动保护模块140通过热敏电阻和第二通断器件实现了电路的软启过程，可以使得电路中的电流值、电压值逐渐增加，使得负载中的各种元件具有适应过程，不至于产生很大的电流和电压变化率，对负载产生保护作用。

综上，对于该第一示例，当负载300通电使用时，三相交流电的电流经过共模线圈后能抑制电压尖峰产生，再经过整流模块120连接软启动保护模块140，由软启动保护模块140控制先通过小电流、后提供负载所需要的大电流，避免因负载启动时产生巨大电流而造成保护功能不完善、可靠性低以及滤波效果差等现象；再经过电压识别保护模块130的识别作用，保证负载输入电压符合要求，避免人为接错电。

二、第二示例

图5是本实用新型实施例的第二示例中的智能电源电路的电路结构示意图，对比图2，该第二示例与第二示例的区别主要在于所述电压识别保护模块130及所述软启动保护模块140的位置。该第二示例中，所述电压识别保护模块130的一端连接所述滤波模块的输出端，另一端连接所述整流模块120的输入端，且所述软启动保护模块140的一端连接所述整流模块的输出端120，另一端连接所述负载300。

对于该第二示例，当负载300通电使用时，三相交流电的电流经过共模线圈后能抑制电压尖峰产生，经过电压识别保护模块130的识别作用，能保证负载输入电压符合要求，避免人为接错电；而电压识别保护模块130输出的电流，经过整流模块120连接软启动保护模块140，由软启动保护模块140控制先通过小电流、后提供负载所需要的大电流，有效避免了现有技术中因桥堆电路本身存在的保护功能不完善、可靠性低、滤波效果差、功率因数低等因素而导致与半波整流电路相互连接的负载的器件被损坏的现象发生。

另外，无论第一示例还是第二示例，相比于采用半波整流电路，本实用新型实施例的智能电源电路只配置了滤波模块110、整流模块120、电压识别保护模块130和软启动保护模块140，具有生产效率高、加工工艺简单的优点。

该第二示例的其他细节可参考第一示例，在此不进行赘述。

需说明的是，除了第一示例和第二示例所示出的之外，也可根据需要调整滤波模块110、整流模块120、电压识别保护模块130和软启动保护模块140在电源200和负载300之间的线路上的布置，且其中的任意布置均应属于本实用新型实施例的范围。

本实用新型实施例还提供一种电源，该电源包括上述的智能电源电路。其中，所述电源例如为伺服电源，其结构可参考图2、图5及相关描述，在此不再进行赘述。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种智能电源电路，其特征在于，所述智能电源电路设置在电源和负载之间的线路上，且包括：

滤波模块，设置在所述电源和所述负载之间的线路上，用于对所述电源的电源输出信号进行滤波处理；

整流模块，设置在所述滤波模块和所述负载之间的线路上，用于对滤波处理后的电源输出信号进行整流处理以提供给所述负载；

电压识别保护模块，设置在所述滤波模块和所述整流模块之间线路上或者所述整流模块和所述负载之间的线路上，用于识别所述电源输出信号是否与所述负载相适配，若不适配，则断开所述电源与所述负载之间的连接；以及

软启动保护模块，设置在所述滤波模块和所述整流模块之间线路上或者所述整流模块和所述负载之间的线路上，用于控制所述负载启动时对应的所述电源输出信号的大小。

2.根据权利要求1所述的智能电源电路，其特征在于，所述电源为三相交流电源，且所述滤波模块为包括多个共模线圈的共模线圈模块，并且：

所述三相交流电源的每相每根线至少连接在所述多个共模线圈中的一个共模线圈上，或者

所述三相交流电源的三相四线全部至少连接在所述多个共模线圈中的一个共模线圈上。

3.根据权利要求1所述的智能电源电路，其特征在于，所述整流模块包括串联连接、并联连接和/或封装在一起的多个整流二极管。

4.根据权利要求1所述的智能电源电路，其特征在于，所述电压识别保护模块包括：

电压感应元件，设置在所述电源与所述负载之间的线路上，用于感应所述电源输出信号中的电压值；以及

第一通断元件，设置在所述电源与所述负载之间的线路上，并与所述电压感应元件连接，用于判断所述电压值与所述负载的额定电压是否相适配，若不适配则断开所述电源与所述负载之间的连接，若适配则导通所述电源与所述负载之间的连接。

5.根据权利要求4所述的智能电源电路，其特征在于，所述电压感应元件为压敏电阻，和/或所述第一通断元件为继电器或可控硅元器件。

6.根据权利要求1所述的智能电源电路，其特征在于，所述软启动保护模块包括：

第二通断器件，设置在所述电源与所述负载之间的线路上，用于控制所述电源与所述负载之间的线路的导通或断开；

热敏电阻，连接在所述第二通断器件的输入端与输出端之间，用于在所述负载启动时控制通过所述第二通断器件向所述负载输出的电源输出信号中的电流值和/或电压值以从小到大的方式变化。

7.根据权利要求6所述的智能电源电路，其特征在于，所述第二通断器件为继电器或可控硅元器件。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的智能电源电路，其特征在于，所述电压识别保护模块的一端连接所述滤波模块的输出端，另一端连接所述整流模块的输入端，且所述软启动保护模块的一端连接所述整流模块的输出端，另一端连接所述负载。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的智能电源电路，其特征在于，所述软启动保护模块的一端连接所述整流模块的输出端，且另一端连接所述电压识别保护模块的一端，而所述电压识别保护模块的另一端连接所述负载。

10.一种电源，其特征在于，该电源包括权利要求1至9中任意一项所述的智能电源电路。

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