CN219018690U - 一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路，其包括AC输入端、整流桥、浪涌电阻、后级功率输出单元，浪涌电阻两端并联有电子开关，后级功率输出单元与电子开关之间还连接用于配合控制电子开关打开或关闭的后级控制IC和控制电路单元。在大功率输出时，由后级控制IC和控制电路单元配合控制以启动电子开关闭合，关断浪涌电阻，让电流从电子开关上导通，没有经过浪涌电阻，从而达到旁路浪涌电阻的效果，此时浪涌电阻的损耗为0，电子开关选用的大功率器件，等效电阻约等于0，所以损耗也很小，可更大的功率输出，同时满足最新的能效要求。当处于空载待机时，控制电路单元不工作，此时电子开关一直处于OFF状态，没有增加功耗。
Description
技术领域：
本实用新型涉及电子电路技术领域，特指一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路。
背景技术：
随着全球能源危机的不断加剧，各国对能效都提出了不同的要求，如美国能源之星和CEC、欧盟ERP、澳大利亚MEPS、中国能效标识。这些标准都对产品的待机功耗作出了严格要求。
浪涌电流(Inrush Current)是电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。对于供电网络及用电设备的安全都很重要，大电流会引起插头打火，而产生一定的安全隐患，工程中通常需要对浪涌电流进行抑制处理，特别是一些特殊场所，如易燃易爆场合。
图1为AC-DC电源电路，浪涌电流计算公式为I＝U/R,此时浪涌电流约等于电解电容等效内阻+其它环路阻抗，浪涌电流(理论值)。现在行业对此要求越来越高，如60A、40A、20A。此时必要在AC-DC电源电路中串入一个电阻R1来减小浪涌电流流，如图2所示，但是这样又会导致出现另一个问题，电阻R1的损耗会很大，根椐P＝I2 R，在大功率输出时P＝22*10＝40W，即功耗较高，不能很好地满足最新的能效要求。
此时就需要设计一个电路对此电阻R1进行启动后旁路，减小其损耗，同时满足最新的能效要求，因此，本发明人提出以下技术方案。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路包括AC输入端、与AC输入端连接的整流桥、与整流桥连接的浪涌电阻、与浪涌电阻连接的后级功率输出单元，所述浪涌电阻两端并联有用于对其进行旁路的电子开关，该后级功率输出单元与电子开关之间还连接用于配合控制该电子开关打开或关闭的后级控制IC和控制电路单元。
进一步而言，上述技术方案中，所述控制电路单元包括有用于供电的整流回路、用于控制该电子开关打开或关闭的控制回路以及与控制回路连接的采样电路，该采样电路连接所述后级控制IC，该整流回路连接后级控制IC和控制回路。
进一步而言，上述技术方案中，所述电子开关为继电器或MOS管。
进一步而言，上述技术方案中，所述整流回路包括有二极管D1、二极管D4、电阻R3、电解电容EC1、二极管D2、电解电容EC2，其中，该电解电容EC2一端连接后级控制IC，另一端接地；二极管D1、二极管D4的阴极连接并连接电阻R3的一端，二极管D1、二极管D4的阳极均连接变压器，该电阻R3的另一端连接二极管D2的阳极，该二极管D2的阴极连接电解电容EC2与后级控制IC的连接线，该电解电容EC1一端连接二极管D2的阳极，另一端接地，该二极管D2的阳极还连接所述控制回路。
进一步而言，上述技术方案中，所述采样电路包括有电阻R8、电阻R6、电容C3、电容C2、三极管Q7，该三极管Q7的B极依次连接电阻R6和电阻R8，该电阻R8连接后级控制IC，该三极管Q7的B极与E极之间连接电容C2，该电容C3一端连接电阻R8与电阻R6的连接线，电容C3另一端接地，该三极管Q7的E极接地，该三极管Q7的C极连接控制回路。
进一步而言，上述技术方案中，所述控制回路包括电阻R2、电阻R4、三极管Q5、电阻R5、电阻R7、电容C4、三极管Q6，该三极管Q5的C极连接整流回路，该三极管Q5的C极与B极之间连接所述电阻R2，该电阻R2连接电阻R4后连接所述三极管Q7的C极，该三极管Q5的C极连接电阻R5后连接所述三极管Q6的B极，该三极管Q6的B极与E极之间连接所述电容C4，该三极管Q6的E极接地，且该电阻R7并联于电容C4两端，该三极管Q6的C极连接电子开关。
进一步而言，上述技术方案中，所述电子开关还连接有用保护的保护单元。
进一步而言，上述技术方案中，所述保护单元包括二极管D3。
采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：当AC输入端接入市电后，由于浪涌电阻的存在，浪涌电流必须经过浪涌电阻，在后级功率输出单元实现大功率输出时，由后级控制IC和控制电路单元配合控制以启动电子开关闭合，关断浪涌电阻，让电流从电子开关上导通，没有经过浪涌电阻，从而达到旁路浪涌电阻的效果，此时浪涌电阻的损耗为0，电子开关选用的大功率器件，等效电阻约等于0，所以损耗也很小，可以更大的功率输出，同时满足最新的能效要求。当本实用新型处于空载待机时，控制电路单元不工作，此时电子开关一直处于OFF状态，此时待机功耗等于后级控制IC的功耗，没有任何增加。
附图说明：
图1是现有技术中AC-DC电源电路的电路图；
图2是现有技术中AC-DC电源电路增加浪涌电阻3后的电路图；
图3是本实用新型的原理图；
图4是本实用新型的电路图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。
见图3-4所示，为一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路，其实就是一种AC-DC电源电路。
该大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路包括AC输入端1、与AC输入端1连接的整流桥2、与整流桥2连接的浪涌电阻3、与浪涌电阻3连接的后级功率输出单元4(即DC-DC转换电路)，所述浪涌电阻3两端并联有用于对其进行旁路的电子开关5，该后级功率输出单元4与电子开关5之间还连接用于配合控制该电子开关5打开或关闭的后级控制IC6和控制电路单元7。当AC输入端1接入市电后，由于浪涌电阻3的存在，浪涌电流必须经过浪涌电阻3，在后级功率输出单元4实现大功率输出时，由后级控制IC6和控制电路单元7配合控制以启动电子开关5闭合，关断浪涌电阻3，让电流从电子开关5上导通，没有经过浪涌电阻3，从而达到旁路浪涌电阻3的效果，此时浪涌电阻3的损耗为0，电子开关5选用的大功率器件，等效电阻约等于0，所以损耗也很小，可以更大的功率输出，同时满足最新的能效要求。当本实用新型处于空载待机时，控制电路单元7不工作，此时电子开关一直处于OFF状态，此时待机功耗等于后级控制IC的功耗，没有任何增加。
结合图3所示，在本实用新型的AC输入端没有接入市电的情况下，电子开关5处于开的状态，此时控制电路单元没有工作；当接入市电后，电流从浪涌电阻3流向电解电容器C1，对电解电容器C1进行充电，完成电源的启动，此时浪涌电流I＝U/R。
当电源或充电器插入市电时，由于浪涌电阻3的存在，浪涌电流必须经过浪涌电阻3，根椐欧姆定律I＝U/R,等到R取10欧，整个回路电阻约等于10欧。
浪涌电阻的损耗太大时，此时控制电路单元会根椐后级控制IC的不同工作形态作出判断，在大功率输出时，由后级控制IC6和控制电路单元7配合控制以启动电子开关5闭合，关断浪涌电阻3，让电流从电子开关5上导通，没有经过浪涌电阻3，从而达到旁路浪涌电阻3的效果，此时浪涌电阻3的损耗为0，电子开关5选用的大功率器件，等效电阻约等于0，所以损耗也很小，可以更大的功率输出，同时满足最新的能效要求。
所述控制电路单元7包括有用于供电的整流回路71、用于控制该电子开关5打开或关闭的控制回路72以及与控制回路72连接的采样电路73，该采样电路73连接所述后级控制IC6，该整流回路71连接后级控制IC6和控制回路72。
所述电子开关5为继电器或MOS管。本实施例作为优选的实施例，采用的是电子开关5为继电器，其易于控制。
所述整流回路71包括有二极管D1、二极管D4、电阻R3、电解电容EC1、二极管D2、电解电容EC2，其中，该电解电容EC2一端连接后级控制IC6，另一端接地；二极管D1、二极管D4的阴极连接并连接电阻R3的一端，二极管D1、二极管D4的阳极均连接变压器74，该电阻R3的另一端连接二极管D2的阳极，该二极管D2的阴极连接电解电容EC2与后级控制IC6的连接线，该电解电容EC1一端连接二极管D2的阳极，另一端接地，该二极管D2的阳极还连接所述控制回路72。当该电子开关5的继电器时，该二极管D2的阳极还连接继电器内线圈的一端。
所述采样电路73包括有电阻R8、电阻R6、电容C3、电容C2、三极管Q7，该三极管Q7的B极依次连接电阻R6和电阻R8，该电阻R8连接后级控制IC6，该三极管Q7的B极与E极之间连接电容C2，该电容C3一端连接电阻R8与电阻R6的连接线，电容C3另一端接地，该三极管Q7的E极接地，该三极管Q7的C极连接控制回路72。
所述控制回路72包括电阻R2、电阻R4、三极管Q5、电阻R5、电阻R7、电容C4、三极管Q6，该三极管Q5的C极连接整流回路71，该三极管Q5的C极与B极之间连接所述电阻R2，该电阻R2连接电阻R4后连接所述三极管Q7的C极，该三极管Q5的C极连接电阻R5后连接所述三极管Q6的B极，该三极管Q6的B极与E极之间连接所述电容C4，该三极管Q6的E极接地，且该电阻R7并联于电容C4两端，该三极管Q6的C极连接电子开关5，当该电子开关5的继电器时，该三极管Q6的C极连接继电器内线圈的另一端。
所述电子开关5还连接有用保护的保护单元8。所述保护单元8包括二极管D3。该电子开关5的继电器时，该二极管D3两端并联于继电器内线圈的两端，其起到保护的作用。
本实用新型具体的工作原理为：后级控制IC6输出PWM信号到控制电路单元7，由采样电路73进行采集，PWM信号占空比经过电阻R8、电容C3、电阻R6、电容C2积分滤波后，形成一个稳定的电压，当此电压高于一定值时(相当于占空比大于一定值)，三极管Q7进入导通状态后，电阻R2与电阻R4的分压使得三极管Q5导通，三极管Q5导通后，经过电阻R5、电阻R7、电容C4形成电压，促使三极管Q6导通，三极管Q6导通直接使得电子开关5闭合，从而达到旁路浪涌电阻3的效果。本实用新型处于待机时，后级控制IC6发出的PWM占空比非常小，积分后的电压很低，不足于开通三极管Q7，所以整个控制回路没有工作，就没有增加待机功耗。
综上所述，当AC输入端1接入市电后，由于浪涌电阻3的存在，浪涌电流必须经过浪涌电阻3，在后级功率输出单元4实现大功率输出时，由后级控制IC6和控制电路单元7配合控制以启动电子开关5闭合，关断浪涌电阻3，让电流从电子开关5上导通，没有经过浪涌电阻3，从而达到旁路浪涌电阻3的效果，此时浪涌电阻3的损耗为0，电子开关5选用的大功率器件，等效电阻约等于0，所以损耗也很小，可以更大的功率输出，同时满足最新的能效要求。当本实用新型处于空载待机时，控制电路单元7不工作，此时电子开关一直处于OFF状态，此时待机功耗等于后级控制IC的功耗，没有任何增加。
当然，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。
Claims (8)
1.一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路，其包括AC输入端(1)、与AC输入端(1)连接的整流桥(2)、与整流桥(2)连接的浪涌电阻(3)、与浪涌电阻(3)连接的后级功率输出单元(4)，其特征在于：
所述浪涌电阻(3)两端并联有用于对其进行旁路的电子开关(5)，该后级功率输出单元(4)与电子开关(5)之间还连接用于配合控制该电子开关(5)打开或关闭的后级控制IC(6)和控制电路单元(7)。
2.根据权利要求1所述的一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路，其特征在于：所述控制电路单元(7)包括有用于供电的整流回路(71)、用于控制该电子开关(5)打开或关闭的控制回路(72)以及与控制回路(72)连接的采样电路(73)，该采样电路(73)连接所述后级控制IC(6)，该整流回路(71)连接后级控制IC(6)和控制回路(72)。
3.根据权利要求2所述的一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路，其特征在于：所述电子开关(5)为继电器或MOS管。
4.根据权利要求2-3任意一项所述的一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路，其特征在于：所述整流回路(71)包括有二极管D1、二极管D4、电阻R3、电解电容EC1、二极管D2、电解电容EC2，其中，该电解电容EC2一端连接后级控制IC(6)，另一端接地；二极管D1、二极管D4的阴极连接并连接电阻R3的一端，二极管D1、二极管D4的阳极均连接变压器(74)，该电阻R3的另一端连接二极管D2的阳极，该二极管D2的阴极连接电解电容EC2与后级控制IC(6)的连接线，该电解电容EC1一端连接二极管D2的阳极，另一端接地，该二极管D2的阳极还连接所述控制回路(72)。
5.根据权利要求2-3任意一项所述的一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路，其特征在于：所述采样电路(73)包括有电阻R8、电阻R6、电容C3、电容C2、三极管Q7，该三极管Q7的B极依次连接电阻R6和电阻R8，该电阻R8连接后级控制IC(6)，该三极管Q7的B极与E极之间连接电容C2，该电容C3一端连接电阻R8与电阻R6的连接线，电容C3另一端接地，该三极管Q7的E极接地，该三极管Q7的C极连接控制回路(72)。
6.根据权利要求5所述的一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路，其特征在于：所述控制回路(72)包括电阻R2、电阻R4、三极管Q5、电阻R5、电阻R7、电容C4、三极管Q6，该三极管Q5的C极连接整流回路(71)，该三极管Q5的C极与B极之间连接所述电阻R2，该电阻R2连接电阻R4后连接所述三极管Q7的C极，该三极管Q5的C极连接电阻R5后连接所述三极管Q6的B极，该三极管Q6的B极与E极之间连接所述电容C4，该三极管Q6的E极接地，且该电阻R7并联于电容C4两端，该三极管Q6的C极连接电子开关(5)。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路，其特征在于：所述电子开关(5)还连接有用保护的保护单元(8)。
8.根据权利要求7所述的一种大功率电源低待机功耗及低浪涌电流电路，其特征在于：所述保护单元(8)包括二极管D3。
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