CN217848936U - 一种由电子元器件设计的电源开关电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种由电子元件设计的电源开关电路，涉及电源开关电路的技术领域，其包括辅助电源，继电器，控制电源模块，电流互感器，反馈电源模块，主线路传入交流电至辅助电源，辅助电源通过将主线路传入的交流电整流为直流电后，将辅助电源直流电传入控制电源模块，接着控制电源模块将辅助电源直流电传输至继电器，使主线路的开关闭合。当电路发生过载或者短路时，此时电流互感器产生的异常电流传入反馈电源模块，接着反馈电源模块传入控制电源模块，此时异常电流使得控制电源模块中的电路断开，促使继电器断开主线路上的电源开关。本申请具有降低原焊割设备中开关电路的体积，提高携带便捷性，降低开关电路成本的效果。

Description

一种由电子元器件设计的电源开关电路

技术领域

本申请涉及电源开关电路，尤其是涉及一种由电子元器件设计的电源开关电路。

背景技术

目前市场上大部分三项电压的焊割设备普遍采用空气开关来作为电源通电以及断电的作用手段，其中空气开关作用原理即检测电路中电流值，当电路中有元器件损坏、短路，对电路造成较大影响时，其电流值超过额定的电流值，则电路产生的温度会增大，触动空气开关中的热元件，热元件发送信号给空气开关中的开关模块，使其自行切断电源、形成断路，保护电路，让电路不继续工作。

而在现如今，焊割设备逐渐转型为可移动可携带，即对设备的体积大小有了更高的要求，其中空气开关的控制方式为机械式控制，其体积占比较大。

针对上述中的相关技术，发明人认为空气开关体积占比较大导致焊割设备可携带性大大降低，不方便进行移动，并且机械式的控制造成了成本高的缺点。

发明内容

本申请的目的是提供一种由电子元器件设计的电源开关电路，为了降低原焊割设备中开关电路的体积，提高携带便捷性，降低开关电路成本。

第一方面，本申请提供的一种由电子元器件设计的电源开关电路，采用如下的技术方案：

一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，包括，

辅助电源，所述辅助电源包括辅助电源输出端和交流电源输入端，所述辅助电源用于将主线路上的交流电整流并输出为供电直流电；

继电器，所述继电器用于控制主线路上交流电的导通和断开；

控制电源模块，所述控制电源模块包括控制电源输入端、控制电源输出端和反馈接收端，所述控制电源输入端连接辅助电源的辅助电源输出端，所述控制电源输出端连接继电器，所述反馈接收端用于接收反馈电流，控制继电器的作业状态；

电流互感器，所述电流互感器包括交流电源输出端，所述电流互感器用于感应主线路上的交流电；

反馈电源模块，所述反馈电源模块包括反馈电流输入端，反馈电流输出端，所述反馈电流输入端连接所述电流互感器的交流电源输出端，所述反馈电流输出端连接所述控制电源模块的反馈接收端，反馈电源模块用于将交流电源转为反馈直流电，对控制电源模块进行电流反馈作用。

通过采用上述技术方案，辅助电源导通控制电源之后，控制电源通过对继电器通电使主线路开始通电作业，反馈电源模块则实时感应主线路的电源，一旦主线路的电流大于预定值，则会通过反馈电源模块影响到控制电源模块，导致控制电源模块断开对继电器的供电，导致主线路断开，用电路元件设计而成，降低了原焊割设备中电源开关电路的设备体积，提高携带便捷性，降低开关电路成本。

优选的，所述控制电源模块还包括快速场效应管，所述快速场效应管连接继电器和控制电源输入端。

通过采用上述技术方案，利用快速场效应管能够较快的进行电流触发反应，当电流、电压发生异常变动时，能够以更快的响应速度进行断开和连通电路，让电路的灵敏性更高，提高电路整体的安全性。

优选的，所述控制电源模块还包括偏置电阻，所述偏置电阻快速场效应管连接。

通过采用上述技术方案，偏置电阻能够使快速场效应管作为泄放电阻泄放掉少量静电，防止快速场效应管产生误差动作，甚至静电击穿快速场效应管，最主要为场效应管提供偏置电压，让场效应管偏置处在一个适合的工作点，提高了电路的安全性，保护电路元件。

优选的，所述控制电源模块还包括防护电阻，所述防护电阻与快速场效应管连接。

通过采用上述技术方案，防护电阻能够快速场效应管导通速度过快，高压情况下容易击穿周围的电路元器件，与快速场效应管分压，提高了电路的安全性，保护电路元件。

优选的，所述控制电源模块中设置有三个继电器，每个继电器对应一条交流电源的电缆。

通过采用上述技术方案，每个继电器都能有效控制主线路上的三相电压的三根火线，当其中一根火线的电流存在异常时，能够同时控制三根火线的导通状态，避免提升危险系数，提高电路的安全性。

优选的，所述反馈电源模块还包括整流单元，所述整流单元用于将从反馈电流输入端进入的交流电整流为直流电。

通过采用上述技术方案，将反馈电源输入的感应到的交流电流整流为直流电，能够为后续电流的检测、采样提供较为稳定的检测电流，让检测数据更具备参考性。

优选的，所述整流单元设置为桥式整流器，所述桥式整流器用于将从反馈电流输入端进入的交流电整流为直流电。

通过采用上述技术方案，桥式整流器用多只整流二极管作桥式连接，性能优良，整流效率高，稳定性好，并且有利于后续滤波，并且对电源变压器的要求低，降低成本。

优选的，所述反馈电源模块中还包括采样单元，所述采样单元连接所述整流单元。

通过采用上述技术方案，采样单元能够实时有效地对电流的变化进行监控，将电信号传输至外部 MCU进行转化为数字信号，可在工业作业过程中时刻对作业器具的电流保持采样，监控，提升使用器具的安全性。

优选的，所述反馈电源模块中还包括有稳压单元，所述稳压单元连接所述采样单元。

通过采用上述技术方案，稳压单元能够对反馈电源模块中的整流后的直流电进行稳压作用，能够让反馈电源的直流电在对控制电源模块进行作用时，能够是以比较稳定的状态，防止电流的波动导致有误操作，提高反馈的准确性。

优选的，所述反馈电源模块中还包括有滤波单元，所述采样单元连接所述稳压单元。

通过采用上述技术方案，尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，防止交流电成分影响后续控制电源模块的作用，保证反馈电源模块对控制电源模块进行反控制的准确性，减少有误操作，提高反馈的准确性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本方案中通过设置反馈电源模块对控制电源模块进行一个反控制的作用，实现当主线路产生电流异常，反馈电源即时获取异常信号，将主线路断开，保护电路元件，降低了原焊割设备中电源开关电路的设备体积，提高携带便捷性，降低开关电路成本；

2.本方案中通过对控制电源模块设置防护电阻和偏置电阻，防止快速场效应管产生误差动作，甚至静电击穿快速场效应管，最主要为场效应管提供偏置电压，让场效应管偏置处在一个适合的工作点，提高了电路的安全性，保护电路元件；

3.本方案通过对反馈控制电路模块设置整流单元和滤波单元，尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，防止交流电成分影响后续控制电源模块的作用，保证反馈电源模块对控制电源模块进行反控制的准确性，减少有误操作，提高反馈的准确性。

附图说明

图1是本申请实施例1的电路示意图；

图中，101、辅助电源；102、继电器；103、控制电源模块；104、电流互感器；105、反馈电源模块。

具体实施方式

现有的市场上大部分三相电压的焊割设备，都是利用空气开关来实现电源的通电与断电，其中一旦电路发生过载或短路时，过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护作用，其中的原理是，当电路发生过载或短路，电流增大，随之电路的温度也会随之增大，当温度达到一定阈值时，则会让空气开关中的热元件感受到异常，从而发送异常信号，使得其断开连接。而空气开关的控制方式为一种机械式的控制方式，体积占比较大，对于焊割设备的携带会非常不方便，并且有很大的局限性。

本申请则主要方案为用一种由电子元器件设计而成的电源开关电路来替换现有的空气开关。

以下结合附图1，对本申请作进一步详细说明。

实施例1：一种由电子元器件设计的电源开关电路，参照图1，包括辅助电源101，继电器102，控制电源模块103，电流互感器104，反馈电源模块；

主线路传入交流电至辅助电源101，辅助电源101通过将主线路传入的交流电整流为直流电后，将辅助电源101直流电传入控制电源模块103，接着控制电源模块103将辅助电源101直流电传输至继电器102，继电器102通电后，则使主线路的开关闭合，将主电压作用到机器中的相关电路中。

具体的，辅助电源101与主线路的之间设有K4开关来控制其导通和断开，当K4开关合并时，将主线路交流电通过辅助电源101输入端传输进入辅助电源101进行整流作用，之后整流而成的直流电通过辅助电源101输出端传输至控制电源输入端，通过控制电源输入端，Q1快速场效应管得到辅助电源101整流而成的直流电时，立刻导通，继电器102线圈上的电流导通流向负极形成回路，继电器102线圈的两端加上一定的电压后，线圈会流过一定的电流，产生电磁效果，K1、K2、K3三个主线路的开关会在电磁吸引力的作用下闭合，主线路导通，此时主电压则开始作用。

当电路发生过载或者短路时，电流互感器104所转换的电流产生较大波动，此时电流互感器104产生的异常电流传入反馈电源模块105，接着反馈电源模块105传入控制电源模块103，此时异常电流使得控制电源模块103中的电路断开，促使继电器102断开电源，使得主电压无法作用到机器中的相关电路中。

具体的，电流互感器104对主线路中的电流进行采样，通过交流电源输出端传输进入反馈电流输入端，反馈电流输入端通过D1、D2、D3、D4二极管形成的桥型整流器进行整流，输出为检测直流电，再经过反馈电源模块中的稳压电阻R1、R2稳压后，再在采样电阻R3处，对外部MCU发送采样信号，接着电流流经稳压二极管进行二次稳压和滤波单元进行过滤交流电后，通过反馈电流输出端传入控制电源模块103的反馈接收端，在反馈接收端设置有Q2可控硅，当电流超过预设的阈值时，Q2可控硅控制极得到一个控制电压，在这个控制电压的作用下，Q2可控硅会处于导通的作用，而此时Q1快速场效应管栅极电压会被拉低，此时使继电器102线圈断电失去电磁吸引力，从而K1、K2、K3开关触点断开，主电路则立即断电，而一旦Q2可控硅导通，即使后续失去控制电压，也不会影响Q2可控硅正极向阴极的导通工作状态。

本申请实施例的实施原理为：通过辅助电源101导通控制电源模块103中的电路，从而使得继电器102能够通电产生电磁吸引力，使得在主线路上的开关能够闭合导通，让主电压作用到相关电路中，而当电路产生异常时，电流过大，电流互感器104能够将异常电流通过反馈电源模块105促使控制电源模块103中的电路断开，使得继电器102失去电磁吸引力，从而主线路上的开关断开，实现过流保护功能。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，包括，

辅助电源(101)，所述辅助电源(101)包括辅助电源(101)输出端和交流电源输入端，所述辅助电源(101)用于将主线路上的交流电整流并输出为供电直流电；

继电器(102)，所述继电器(102)用于控制主线路上交流电的导通和断开；

控制电源模块(103)，所述控制电源模块(103)包括控制电源输入端、控制电源输出端和反馈接收端，所述控制电源输入端连接辅助电源(101)的辅助电源(101)输出端，所述控制电源输出端连接继电器(102)，所述反馈接收端用于接收反馈电流，控制继电器(102)的作业状态；

电流互感器(104)，所述电流互感器(104)包括交流电源输出端，所述电流互感器(104)用于感应主线路上的交流电；

反馈电源模块，所述反馈电源模块包括反馈电流输入端，反馈电流输出端，所述反馈电流输入端连接所述电流互感器(104)的交流电源输出端，所述反馈电流输出端连接所述控制电源模块(103)的反馈接收端，反馈电源模块用于将交流电源转为反馈直流电，对控制电源模块(103)进行电流反馈作用。

2.根据权利要求1所述的一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，所述控制电源模块(103)还包括快速场效应管，所述快速场效应管连接继电器(102)和控制电源输入端。

3.根据权利要求2所述的一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，所述控制电源模块(103)还包括偏置电阻，所述偏置电阻与快速场效应管连接。

4.根据权利要求2所述的一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，所述控制电源模块(103)还包括防护电阻，所述防护电阻与快速场效应管连接。

5.根据权利要求1所述的一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，所述控制电源模块(103)中设置有三个继电器(102)，每个继电器(102)对应一条交流电源的电缆。

6.根据权利要求1所述的一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，所述反馈电源模块还包括整流单元，所述整流单元用于将从反馈电流输入端进入的交流电整流为直流电。

7.根据权利要求6所述的一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，所述整流单元设置为一种桥式整流器，所述桥式整流器用于将从反馈电流输入端进入的交流电整流为直流电。

8.根据权利要求6所述的一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，所述反馈电源模块中还包括采样单元，所述采样单元连接所述整流单元。

9.根据权利要求8所述的一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，所述反馈电源模块中还包括有稳压单元，所述稳压单元连接所述采样单元。

10.根据权利要求9所述的一种由电子元器件设计的电源开关电路，其特征在于，所述反馈电源模块中还包括有滤波单元，所述采样单元连接所述稳压单元。

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