CN218976559U

CN218976559U - 浪涌抑制器和用电设备

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Publication number: CN218976559U
Application number: CN202222629592.6U
Authority: CN
Inventors: 陈矿伟; 向金华; 童立; 刘建中
Original assignee: Jiangxi Aiyue Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Jiangxi Aiyue Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2022-10-08
Filing date: 2022-10-08
Publication date: 2023-05-05
Anticipated expiration: 2032-10-08

Abstract

本申请涉及浪涌抑制器和用电设备，包括：连接交流供电端100和用电端200为用电端200充电的限流电路300；并联在所述限流电路300两端的开关电路400；与所述开关电路400连接，用于在交流供电端100接通后延迟一段时间控制所述开关接通的延时控制电路500。本申请解决了智能家居中，电源设备上电瞬间浪涌电流过大引起其他设备损坏问题，本方案使用纯硬件方式实现，结构简单，体积小，安装方便。

Description

浪涌抑制器和用电设备

技术领域

本发明属于电源领域，特别涉及对智能家居电源的改进。

背景技术

在智能家居系统中，每个设备的电源供应采用两种方式：

参照图1所示，其一为统一直流供电，即所有设备的电源供应均由一个AC/DC电源800适配器将220V电网的交流电转换为直流电后，再通过线缆供应给所有负载设备。

参照图2所示，其二为独立电源方式供电，即所有设备的电源供应均由其自身内置的AC/DC电源800电路将220V电网的交流电转换为直流电后给负载设备供电。

在上述两种电源供电方案中：

第一种独立供电方式，一般功率比较大，上电瞬间会产生上百安培以上的浪涌电流或更大的浪涌电流，对国家电网产生干扰污染。

第二种统一直流供电方式需要使用多个数瓦几至十瓦的功率的AC/DC电源800适配器。一般都是小功率设备供电使用，体积比较小，每个AC/DC电源800上电瞬间浪涌电源可达几十安培至上百安培浪涌电流，负载设备过多会同时工作的时，瞬间会把电网电压拉低，影响其他设备工作。

因此无论何种方案AC/DC造成浪涌可能对电网造成影响，影响电网环境或其他用电设备900正常工作。

实用新型内容

本实用新型将以上两种方式相结合以上问题。基本原理是：将每个内置了AC/DC电源800电路，输入端增加一个浪涌抑制器700，ACL交流经过浪涌抑制器700后再输出给AC/DC电源800，并能够实现浪涌电流的抑制作用。

浪涌抑制器700，包括：

连接交流供电端100和用电端200为用电端200充电的限流电路300；

并联在所述限流电路300两端的开关电路400；

与所述开关电路400连接，用于在交流供电端100接通后延迟一段时间控制所述开关接通的延时控制电路500。

在一较佳的实施方案中，所述限流电路300包括电阻310，或ntc电阻310。

在一较佳的实施方案中，所述时间2-10毫秒。

在一较佳的实施方案中，所述延时控制电路500将所述延迟一段时间的起点P配置为交流供电端100的非峰值点P。

在一较佳的实施方案中，所述电阻310是ntc电阻310连接保护电路600，保护电路600连接交流供电端100的第一端子。

在一较佳的实施方案中，所述延时控制电路500输入端501连接交流供电端100供电端的第一端子ACL和第二端子ACN，延时控制电路500的输出端连接所述开关电路400的控制端。

在一较佳的实施方案中，交流供电端100和用电端200的第一端子之间（ACL和ACL-OUT）串联所述电阻310和所述开关电路400；交流供电端100和用电端200的第二端子直接连接。

基于上述浪涌抑制器700本实用新型还提供一种用电设备900，包括，用电负载901、AC/DC电源800和所述的浪涌抑制器700；所述浪涌抑制器700的输入端701连接交流供电端100；浪涌抑制器700的输出端702连接AC/DC电源800的输入端801；AC/DC电源800的输出端802连接用电负载901的输入端903。

在一较佳的实施方案中，用电负载901、AC/DC电源800和浪涌抑制器700组成用电单元902，多个用电单元902并联在所述交流供电端100。

在一较佳的实施方案中，用电负载901和AC/DC电源800组成用电单元902，浪涌抑制器700的输入端701与交流供电端100连接，浪涌抑制器700的输出端702与多个所述用电单元902的输入端连接。

本发明解决了智能家居中，电源设备上电瞬间浪涌电流过大引起其他设备损坏问题，本方案使用纯硬件方式实现，结构简单，体积小，安装方便。AC/DC交流电源上电瞬间浪涌抑制作用增加浪涌抑制器700后可以有效抑制，电源上电瞬间浪涌问题，通过限流电路300给负载设备预充一个阈值电压后，在通过控制电流闭合开关，从而达到抑制浪涌电流能力。

附图说明

图1是现有技术示意图。

图2是又一现有技术示意图。

图3是交流电波形示意图。

图4是浪涌抑制器电路结构示意图。

图5是用电设备结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施方案做进一步的说明，具体实施方案仅为了帮助本领域技术人员理解本申请的技术方案。不应当视为对本申请保护范围的限制，本申请的波保护范围应当以权利要求书的记载为准。

图4所示为浪涌抑制器700的电路结构，其中省略了用电设备900，其输入端连接交流供电端100，输出端连接直流用电设备900。进一步而言其输出端连接直流用电设备900的AC/DC电源800，由于AC/DC电源800中存在容性负载其在短时间内会产生电流尖峰对电网或其他设备冲击，浪涌抑制器700的目的即消除该冲击电流减少其对电网或电网中的其他设备的影响。

浪涌抑制器700的输入端701连接交流供电端100，其中包括第一端子和第二端子，第一交流供电端100子为交流火线，第二交流供电端100子为交流零线。如图3所示，在优选的方案中所述电网提供220V交流电，交流电的波峰大约为150V，交流电的波谷大约为-150V。

浪涌抑制器700的输出端702连接用电设备900的AC/DC电源800的第一端子811和第二端子812。所述AC/DC电源800可包括一个也可以包括多个，用电设备900中的负载设备的输入端连接AC/DC电源800的输出端802。

具体而言所述浪涌抑制器700，包括：连接交流供电端100和用电端200为用电端200充电的限流电路300；并联在所述限流电路300两端的开关电路400；与所述开关电路400连接，用于在交流供电端100接通后延迟一段时间控制所述开关接通的延时控制电路500。

浪涌抑制器700上电后所述限流电路300，使用小电流平缓的为用电端200充电，使得其中的容性负载获得初始的电流和电压，经过一段时间后延时控制电流控制所述开关接通，开关接通后所述用电端200与交流供电端100直接连接，此时由于用电端200容性负载已获得了初始的充电因此其不会在短时间内产生尖峰电流冲击电网或影响其他设备。

在一较佳的实施方案中，所述限流电路300包括电阻310，或ntc电阻310。电阻310在充电过程中起到降低充电时用电设备900产生的波峰的作用，由于随温度降低电阻310的特性ntc电阻310在启动条件下提供高电阻310，但在电路正常状态下提供低电阻310。即使得限流电路300在初始充电时提供较高的电阻310，在充电完成后电阻310降低。

在一较佳的实施例中，所述限流电路300还可通过场效应管、三极管、电容、电阻310等电路单独或组合形成的电路实现。

在一较佳的实施例中，所述限流电路300还可以是集成电路，例如模拟电路、数字电路等。

在一较佳的实施例中，所述限流电路300还可以是可调的电流源芯片。

在一较佳的实施方案中，所述延时控制电路500将所述延迟一段时间的起点P配置为交流供电端100的非峰值点P。在交流电的峰值处其电压值大约为正负311V，虽然限流电流已经对用电设备900进行了预充电，但如果此时开关接通由于电压处于峰值处还是有可能对电网造成一定的冲击。因此延时控制电路500避开所述峰值设置延迟时间端的起点，在经过延时后延时时间段DD的终点已经到达了非峰值处，在一较佳的实施例中控制所述延时的时长可以使得延时时间段DD的终点落P'P'在交流电，电压接近零的位置。即在时间段的终点闭合开关，此时交流供电端100和用电端200直接连接，交流供电端100和用电设备900的电压差小抑或不存在电压差，用电端200不会对交流供电端100产生冲击。

在一较佳的实施例中，所述延时时间段DD为2-10毫秒。所述延迟时间端的起点位置为波峰或波谷向后3-5毫秒。

所述延时控制电路500输入端501连接交流供电端100供电端的第一端子ACL和第二端子ACN，延时控制电路500的输出端连接所述开关电路400的控制端。延时控制电路500在所述延时时间段DD结束后产生延时控制信号，该延时控制信号控制所述开关闭合以直接接通交流供电端100和用电端200。当所述开关闭合时，所述限流电路300被短路，限流电路300中的电阻310中没有电流，从而降低系统功耗。

所述延时控制电路500包括本领域技术人员已知的各种实现方案。例如RC延时控制电路500，可通过R或C的大小来调整延时长短。又例如精确长延时控制电路500，这种电路通常包括时基电路，由时基电路产生定时时基脉冲，通过内部分频器分频后输出时基信号。再通过外设的分频电路分频，取得所需要的定时控制时间。延时控制电路500超时、满足计时条件时输出延时控制信号。

在一优选的实施方案中，所述延时控制电路500还可以是比较器构成的等效延时控制电路500。例如比较器中设置参考电压，当交流输入端的电压小于参考电压时，输出延时控制信号（高/低电平信号）。

所述开关包括NMOS开关管、PMOS开关管、可控硅管。根据开关管得不同所述控制信号提供不同的导通信号。例如开关管为NMOS时所述延时控制信号为高电平，开关管为PMOS时延时控制信号为低电平。所述高电平或低电平为持续的电平信号。开关管为可控硅时所述延时控制信号可以为高电平脉冲信号，可控硅导通后能够自动维持导通的状态。除上述开关外本领域技术人员还可以使用其他的等效方式实现开关控制的功能。

继续参照图4，所述浪涌抑制器700中还包括保护电路600。所述保护电路600的第一端601连接交流供电端100的第一端子，所述保护电路600的第二端602连接开关和NTC电阻310的第一端。总体上看所述开关和NTC电阻310并联，该并联结构与保护电路600串联。

在一优选的实施方案中，所述保护电路600包括过流保护电路600。

在一优选的实施方案中，所述保护电路600不是必需的，省略所述保护电路600后NTC电阻310和开关电路400并联，并且分别串联在交流供电端100的第一端子以及用电端200的第一输入端子。

图5所示的为本申请用电设备900的一种实施方式示意图，其中包括多个并联在电网中的用电设备900，多个用电设备900可以通过近场、蓝牙、无线局域网、电力局域网等方式通信，所述多个用电设备900还可以通过互联网组成智能家居系统。在该智能家居系统中不同设备可通过通信实现系统联动。

多个所述用电设备900中的每一个用电设备900包括用电负载901、AC/DC电源800和浪涌抑制器700组成用电单元902，多个用电单元902并联在所述交流供电端100。所述浪涌抑制器700的输入端701连接交流供电端100；浪涌抑制器700的输出端702连接AC/DC电源800的输入端801；AC/DC电源800的输出端802连接用电负载901的输入端903。

在一优选的实施方案中，用电负载901和AC/DC电源800组成用电单元902，浪涌抑制器700的输入端701与交流供电端100连接，浪涌抑制器700的输出端702与多个所述用电单元902的输入端连接。

在一优选的实施方案中，用电设备900包括多个用电负载901，一个大功率的AC/DC电源800，一个浪涌抑制器700。浪涌抑制器700的输入端701连接交流供电端100，浪涌抑制器700的输出端702连接AC/DC电源800的输入端801，AC/DC电源800的输出端802连接所述多个用电负载901。

在一优选的实施方案中，用电设备900包括多个用电负载901，一个大功率的AC/DC电源800，多个浪涌抑制器700。多个浪涌抑制器700的输入端701连接交流供电端100，多个浪涌抑制器700的输出端702连接AC/DC电源800的输入端801，AC/DC电源800的输出端802连接所述多个用电负载901。

综上所述本发明解决了智能家居中，电源设备上电瞬间浪涌电流过大引起其他设备损坏问题，本方案使用纯硬件方式实现，结构简单，体积小，安装方便。AC/DC交流电源上电瞬间浪涌抑制作用增加浪涌抑制器700后可以有效抑制，电源上电瞬间浪涌问题，通过限流电路300给负载设备预充一个阈值电压后，在通过控制电流闭合开关，从而达到抑制浪涌电流能力。

以上仅对本申请优选的实施方案作出示例性的说明，本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，熟悉本领域的技术人员仍可基于本发明的教导及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请的权利要求所涵盖。

Claims

1.浪涌抑制器，其特征在于，包括：

连接交流供电端（100）和用电端（200）为用电端（200）充电的限流电路（300）；

并联在所述限流电路（300）两端的开关电路（400）；

与所述开关电路（400）连接，用于在交流供电端（100）接通后延迟一段时间控制所述开关接通的延时控制电路（500）。

2.根据权利要求1所述的浪涌抑制器，其特征在于，所述限流电路（300）包括电阻（310），或ntc电阻（310）。

3.根据权利要求2所述的浪涌抑制器，其特征在于，所述时间2-10毫秒。

4.根据权利要求3所述的浪涌抑制器，其特征在于，所述延时控制电路（500）将所述延迟一段时间的起点P配置为交流供电端（100）的非峰值点P。

5.根据权利要求2所述的浪涌抑制器，其特征在于，所述电阻是ntc电阻（310）连接保护电路（600），保护电路（600）连接交流供电端（100）的第一端子。

6.根据权利要求2所述的浪涌抑制器，其特征在于，交流供电端（100）和用电端（200）的第一端子之间串联所述电阻（310）和所述开关电路（400）；交流供电端（100）和用电端（200）的第二端子直接连接。

7.根据权利要求1所述的浪涌抑制器，其特征在于，所述延时控制电路（500）输入端（501）连接交流供电端（100）供电端的第一端子ACL和第二端子ACN，延时控制电路（500）的输出端连接所述开关电路（400）的控制端。

8.用电设备，其特征在于，包括，用电负载（901）、AC/DC电源（800）和权利要求1-7中任一项所述的浪涌抑制器（700）；所述浪涌抑制器（700）的输入端（701）连接交流供电端（100）；浪涌抑制器（700）的输出端（702）连接AC/DC电源（800）的输入端（801）；AC/DC电源(800)的输出端（802）连接用电负载（901）的输入端（903）。

9.根据权利要求8所述的用电设备，其特征在于，用电负载（901）、AC/DC电源（800）和浪涌抑制器（700）组成用电单元（902），多个用电单元（902）并联在所述交流供电端（100）。

10.根据权利要求8所述的用电设备，其特征在于，用电负载（901）和AC/DC电源（800）组成用电单元（902），浪涌抑制器（700）的输入端（701）交流供电端（100）连接，浪涌抑制器（700）的输出端（702）与多个所述用电单元（902）的输入端连接。