專利名稱：涌入電流控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可降低串接限流電阻的功率損耗或熱量產(chǎn)生的涌入電流控制器。
習(xí)知的主電力整流電路一般采用大電容作整流之用。而在交流電力剛供應(yīng)至此整流電路時(shí)，通常會(huì)有一個(gè)相當(dāng)大的充電電流(稱為涌入電流)流經(jīng)此大電容，且此充電電流的大小與跨過(guò)電力主線的瞬間電壓相關(guān)。此涌入電流若不經(jīng)適當(dāng)?shù)南蘖?，通常?huì)高達(dá)數(shù)百安培，造成輸入連接器、保險(xiǎn)絲、電力開(kāi)關(guān)或整流器的損壞。
習(xí)知的控制涌入電流的裝置設(shè)立一電阻與輸入電路串接。為了限制涌入電流在一安全值之內(nèi)，串接電阻的阻值通常要很大，而此大電阻值的串接電阻在電力系統(tǒng)正常運(yùn)作時(shí)會(huì)浪費(fèi)功率且產(chǎn)生不必要的熱量。
另一種控制涌入電流的方式是使用具有負(fù)電阻系數(shù)的電阻，即NTC電阻。在一般正常的環(huán)境溫度下，NTC電阻具有高電阻值，當(dāng)環(huán)境溫度變高時(shí)，NTC電阻的阻值會(huì)下降。然而此種方式并不能有效解決涌入電流的問(wèn)題，首先，NTC電阻須維持在一個(gè)高溫下以使其電阻值降低，因此無(wú)可避免會(huì)產(chǎn)生熱功率損失。再者，NTC電阻加熱后需要一段時(shí)間才能冷卻下來(lái)。如果在NTC電阻仍然保持在高溫狀態(tài)時(shí)交流電源打開(kāi)，則涌入電流仍無(wú)法抑制。
還有一種控制涌入電流的方式是使用一定時(shí)開(kāi)關(guān)，在交流電源啟動(dòng)后，使涌入電流限流電阻旁路。而在交流電源切斷后，此定時(shí)開(kāi)關(guān)亦會(huì)關(guān)閉。通常在交流電源切斷后，內(nèi)部直流電力的電壓下降，此定時(shí)開(kāi)關(guān)亦即關(guān)閉。然而此種方式亦有NTC電阻所遇到的問(wèn)題，定時(shí)開(kāi)關(guān)需要一段特定時(shí)間以回復(fù)到斷路狀態(tài)，因此交流電源切斷后無(wú)法立即連上。否則涌入電流限流電阻亦處在旁路狀態(tài)且后續(xù)的涌入電流無(wú)法抑制。
本實(shí)用新型的目的是提供一種涌入電流控制器，以解決或至少減輕上述問(wèn)題。
為達(dá)到此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種涌入電流控制器，包括一主電力整流電路，此主電力整流電路的輸出回路中串接一限制涌入電流的限流電阻，其特征在于所述主電力整流電路的輸入端與限流電阻的后端之間并接一可自動(dòng)偵測(cè)涌入電流且在涌入電流低于一預(yù)定值時(shí)可以隔離所述限流電阻的感測(cè)電路，該感測(cè)電路由驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)及觸發(fā)電路串聯(lián)構(gòu)成。
所述驅(qū)動(dòng)電路包括由兩個(gè)整流二極管構(gòu)成的全波電路，各整流二極管的陽(yáng)極和陰極分別接一穩(wěn)壓管和升壓電容，各穩(wěn)壓管的另端和各升壓電容的另端分別接所述主電力整流電路的一個(gè)輸入端，各整流二極管的陰極還正向連接一隔離二極管，兩個(gè)隔離二極管的陰極并接后接至檢測(cè)及觸發(fā)電路的直流電源輸入端；所述檢測(cè)及觸發(fā)電路由晶體管和一對(duì)可控硅構(gòu)成，晶體管的直流電源輸入接自驅(qū)動(dòng)電路的輸出，晶體管的輸出接各可控硅的觸發(fā)端，各可控硅的陽(yáng)極分別接所述主電力整流電路的一個(gè)輸入端，各可控硅的陰極接至所述限流電阻的后端。
所述限流電阻為一負(fù)電阻系數(shù)的電阻。
本實(shí)用新型涌入電流控制器用于具有一串接限流電阻的主電力整流電路，在涌入電流低于某一特定值或在輸入電壓的上升率小于某一特定值的時(shí)候，可以隔絕此限流電阻。涌入電流控制器的驅(qū)動(dòng)電路，可使得在每一導(dǎo)通周期之前觸發(fā)每一硅控整流電路，以避免雜訊產(chǎn)生。
本實(shí)用新型的涌入電流控制器在涌入電流低于某一特定值或在輸入電壓的上升率小于某一特定值的時(shí)候，可以旁路限流電阻，降低功率損失及過(guò)熱，因此極具產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用價(jià)值。
為能對(duì)本實(shí)用新型的目的、形狀、構(gòu)造、特征及其功效做更進(jìn)一步了解，茲舉實(shí)例配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下

圖1為本實(shí)用新型的電路圖。
較佳具體實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參考圖1。本實(shí)用新型包括一由全波整流器BR1及電容器C1構(gòu)成的主電力整流電路，其輸出回路中串接一NTC電阻RT1，以對(duì)涌入電流限流，否則此涌入電流可能會(huì)破壞此主電力整流電路。如前所述，此串接的NTC電阻RT1可以在一般環(huán)境溫度時(shí)對(duì)涌入電流限流，而在較高溫度或正常操作溫度時(shí)，其電阻值會(huì)下降，以不致于對(duì)正常操作的電流限流。但此電阻RT1不可避免的會(huì)浪費(fèi)功率且產(chǎn)生廢熱。
本實(shí)用新型的特征是在主電力整流電路的輸入端與限流電阻RT1的后端之間并接一可自動(dòng)偵測(cè)涌入電流且在涌入電流低于一預(yù)定值時(shí)可以隔離限流電阻RT1的感測(cè)電路，該感測(cè)電路由驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)及觸發(fā)電路串聯(lián)構(gòu)成。
驅(qū)動(dòng)電路包括由兩個(gè)整流二極管D1和D2構(gòu)成的全波電路，整流二極管D1的陽(yáng)極和陰極分別接一穩(wěn)壓管Z1(Z2)和升壓電容C2(C3)，整流二極管D2的陽(yáng)極和陰極分別接一穩(wěn)壓管Z2和升壓電容C3，各穩(wěn)壓管的另端和各升壓電容的另端分別接主電力整流電路的一個(gè)輸入端，整流二極管D1的陰極正向連接一隔離二極管D3，整流二極管D2的陰極正向連接隔離二極管D4，兩個(gè)隔離二極管的陰極并接后接至檢測(cè)及觸發(fā)電路的直流電源輸入端。
檢測(cè)及觸發(fā)電路由晶體管Q1和一對(duì)可控硅SCR1、SCR2構(gòu)成，Q1的直流電源輸入接自驅(qū)動(dòng)電路的輸出，Q1的輸出分別經(jīng)R5和C4、R6和C5構(gòu)成的兩個(gè)觸發(fā)電路接各可控硅的觸發(fā)端，各可控硅的陽(yáng)極分別接主電力整流電路的一個(gè)輸入端，各可控硅的陰極接至限流電阻RT1的后端。
當(dāng)涌入電流在開(kāi)關(guān)啟動(dòng)后且穩(wěn)定到一可忽略的值時(shí)，SCR1及SCR2會(huì)循環(huán)地自動(dòng)與電阻RT1并聯(lián)。因此電阻RT1上沒(méi)有電流流過(guò)，不致造成功率損失。在正常操作期間，此電阻RT1可以冷卻或是保持在冷卻狀態(tài)，以保持在適于抑制下一涌入電流的狀態(tài)(例如在下一次開(kāi)關(guān)啟動(dòng)時(shí))。
當(dāng)涌入電流大于一預(yù)定值，使得電阻RT1有一預(yù)定電位降時(shí)，Q1的射極電位也隨之降低，其基極-射極經(jīng)由電阻R2、R3構(gòu)成的分壓電路而獲得順向偏壓，使晶體管Q1導(dǎo)通。Q1導(dǎo)通時(shí)，SCR1及SCR2無(wú)法導(dǎo)通以使電阻RT1旁路。
在電源開(kāi)關(guān)打開(kāi)或插頭插上時(shí)，線電壓會(huì)急劇上升，涌入電流因此產(chǎn)生。在正常狀況下，線電壓會(huì)循環(huán)上升且呈現(xiàn)緩變的正弦波波形。上述的電路可以區(qū)分正常的正弦波電壓及較為急劇的電壓上升或是下降。如果考慮正半個(gè)周期，SCR1導(dǎo)通時(shí)，約1伏電壓跨過(guò)電容器C4，及電阻R4及R5。電容C4提供輸入電壓VI的時(shí)間延遲。如果輸入電壓VI上升非常迅速，跨過(guò)電容器C4的電壓在晶體管Q1導(dǎo)通前不會(huì)到達(dá)1伏。因此在dVI/dt之值很大時(shí)(典型的涌入電流狀況)，SCR1不會(huì)造成電阻RT1的旁路或是隔絕(SCR2依同樣方式亦不會(huì)造成RT1的旁路或是隔絕)。在輸入電壓VI上升較慢時(shí)，跨過(guò)電容器C4的電壓可以跟隨輸入電壓VI，且其跟隨誤差為Vc4≈Vx-Verr其中Verr＝dVx/dt*TC，Vx為RT1的電壓加上電容C2上的電壓，在有大的涌入電流狀況下，輸入電壓VI＝VRT1＝VX(因VRT1＞＞Vc2)；時(shí)間常數(shù)TC＝(R4+R5//R6)*(C4+C5)R5//R6＝R5*R6/(R5+R6)在Vx＝Vxk之時(shí)，晶體管Q1會(huì)導(dǎo)通，Vxk為使Q1導(dǎo)通所需的Vx臨界電壓Vxk≈Vbe(on)*(R2+R3)/R3臨界值dVx/dt，即RT1上的電壓變化率mk用來(lái)鑒別SCR是否會(huì)被驅(qū)動(dòng)mk≈[Vxk-Vg(on)]/TC≈Vxk/TC其中Vg(on)是硅控整流電路SCR的導(dǎo)通電壓，大約為1伏，此值經(jīng)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)較Vxk為小。
然而SCR需要花一段時(shí)間來(lái)導(dǎo)通，且在SCR觸發(fā)端處的觸發(fā)電路RC元件會(huì)使這個(gè)延遲問(wèn)題惡化。如果SCR必需在其主體端點(diǎn)即陽(yáng)極至陰極間達(dá)到數(shù)伏電壓后才能導(dǎo)通，則會(huì)引起相當(dāng)大且不為人接受的寬頻雜訊。
本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電路可解決此問(wèn)題電容器C2及C3經(jīng)由一調(diào)節(jié)及整流電路充電到10伏，且其方向可以使二極管D3及D4正向偏壓，電容器C2及C3的電壓堆疊在相對(duì)應(yīng)的交流輸入線電壓上。依此方式，在任何時(shí)間，SCR所承受的電壓會(huì)比交流輸入線電壓高約10伏左右，因此SCR可以被偏壓到一個(gè)隨時(shí)可導(dǎo)通的狀態(tài)。此10伏的偏移電壓使SCR可以較預(yù)定正向偏壓時(shí)間略微超前而導(dǎo)通。下面僅以C2充電過(guò)程為例說(shuō)明C2在交流輸入電壓負(fù)半周的期間先被充電至10V，隨后C2又通過(guò)D3放電，此電流經(jīng)R4和R5對(duì)C4充電，C4被充電至觸發(fā)電壓，一旦當(dāng)交流輸入電壓由負(fù)半周轉(zhuǎn)為正半周時(shí)刻，SCR1將會(huì)因具備導(dǎo)通條件而立即導(dǎo)通，故不會(huì)產(chǎn)生寬頻雜訊。上述調(diào)節(jié)及整流電路由電阻R1、齊納二極管Z1及Z2、二極管D1及D2構(gòu)成，改變R1、Z1及Z2的值，即可調(diào)節(jié)電容器C2及C3上所充電壓數(shù)值。
上面所述的電路使用一串接的NTC電阻RT1，也可以使用一定值的電阻串接，以與一感測(cè)或控制電路共同使用以抑制涌入電流、降低功率損失及過(guò)熱。除此之外，藉由驅(qū)動(dòng)一對(duì)可硅控整流電路SCR可以降低雜訊，并可以在每一導(dǎo)通周期旁路或是隔絕串接電阻。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型的構(gòu)造并不局限于此，任何熟悉此項(xiàng)技藝者在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)所實(shí)施的變化或修飾皆被涵蓋在本實(shí)用新型的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種涌入電流控制器，包括一主電力整流電路，此主電力整流電路的輸出回路中串接一限制涌入電流的限流電阻，其特征在于所述主電力整流電路的輸入端與限流電阻的后端之間并接一可自動(dòng)偵測(cè)涌入電流且在涌入電流低于一預(yù)定值時(shí)可以隔離所述限流電阻的感測(cè)電路，該感測(cè)電路由驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)及觸發(fā)電路串聯(lián)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的涌入電流控制器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電路包括由兩個(gè)整流二極管構(gòu)成的全波電路，各整流二極管的陽(yáng)極和陰極分別接一穩(wěn)壓管和升壓電容，各穩(wěn)壓管的另端和各升壓電容的另端分別接所述主電力整流電路的一個(gè)輸入端，各整流二極管的陰極還正向連接一隔離二極管，兩個(gè)隔離二極管的陰極并接后接至檢測(cè)及觸發(fā)電路的直流電源輸入端；所述檢測(cè)及觸發(fā)電路由晶體管和一對(duì)可控硅構(gòu)成，晶體管的直流電源輸入接自驅(qū)動(dòng)電路的輸出，晶體管的輸出接各可控硅的觸發(fā)端，各可控硅的陽(yáng)極分別接所述主電力整流電路的一個(gè)輸入端，各可控硅的陰極接至所述限流電阻的后端。
3.如權(quán)利要求1所述的涌入電流控制器，其特征在于所述限流電阻為一負(fù)電阻系數(shù)的電阻。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的涌入電流控制器，其特征在于所述感測(cè)電路包含一對(duì)可控硅整流電路，可以依序與所述限流電阻并聯(lián)，以在每一周期中，在涌入電流低于預(yù)定值之時(shí)，可以隔離所述限流電阻。
專利摘要本實(shí)用新型包括一主電力整流電路,其輸出回路中串接一限制涌入電流的限流電阻,其特征在于:主電力整流電路的輸入端與限流電阻的后端之間并接一可自動(dòng)偵測(cè)涌入電流且在涌入電流低于一預(yù)定值時(shí)可以隔離限流電阻的感測(cè)電路,該感測(cè)電路由驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)及觸發(fā)電路串聯(lián)構(gòu)成。本實(shí)用新型在涌入電流低于某一特定值或在輸入電壓的上升率小于某一特定值的時(shí)候,可以旁路限流電阻,降低功率損失及過(guò)熱,因此極具產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H02H9/02GK2405365SQ9925797
公開(kāi)日2000年11月8日 申請(qǐng)日期1999年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月27日
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