[实用新型]一种交流输入保护装置

说明书

本实用新型属于电源技术领域，涉及开关电源的输入保护。

由市电供电的开关电源，一般要求具有输入保护： 

1.输入过压/欠压保护是在交流输入回路中串联一个继电器开关K1，由检测装置监视输入电压，当输入电压过高或过低时，驱动继电器K1关断输入回路。

2.由于电源的输入整流部分一般都有较大容量的滤波电容，因此在开机瞬间，往往有超过额定电流十倍以上的大电流、即所谓的浪涌电流，对电网造成较大的干扰和污染。为抑制浪涌电流，一般都是再在交流输入回路中串一个功率电阻R和继电器开关K2的并联网络；在控制电路的作用下，开机时，继电器开关K2断开，初始电容充电电流由于电阻的限制，不会太大，延时一段后，当电容充电到接近正常工作电压时，继电器开关K2接通，将电阻短路，电路恢复正常工作。以上用两个继电器开关来进行过/欠压保护和浪涌电流抑制的方法在目前的很多大功率电源中十分普遍，其作用也很有效。但是，由于继电器的开关不是理想开关，其触点间不可避免地存在着10mΩ上下的接触电阻，产生功率损耗。在大功率情况下，如效率为90％的3KW电源，在输入交流电压为低限值176V时，输入电流达到18.4A，每个继电器开关触点的功率损耗达到3.6W。

本实用新型的目的是提供一种具有输入交流过压/欠压保护和浪涌电流抑制功能、并且自身消耗较小的开关电源的输入保护装置。

本实用新型的指导思想是将原来串联的输入过压/欠压保护继电器开关K1和浪涌抑制继电器开关K2改为并联，于是触点的功率损耗减少一半。

具体方案是，功率电阻(R1)和浪涌开关(KK)串联后，再与过压/欠压保护的继电器开关(J1-1)并联，将这个并联整体串接到交流输入回路中。

具体接法是：电阻(R1)的右端与浪涌开关(KK)的左端相连，电阻(R1)的左端与继电器开关(J1-1)的左端相连后作为本保护装置的一个端点N1，浪涌开关(KK)的右端与继电器开关(J1-1)的右端相连后作为本保护装置的另一个端点N2。应用时，将本保护装置的N1、N2端串联到交流输入回路中即可。

工作原理如下：

开机后，控制电路(KZ)使浪涌开关(KK)接通，电阻(R1)限制输入电流不会太大，当电源后级的滤波电容充电电压接近正常工作电压时，继电器开关(J1-1)闭合，将(R1)短路；随后，浪涌开关(KK)断开，电路进入正常工作状态。在电源工作时，如果交流输入电压的变化超出上下限，控制电路(KZ)就会断开继电器开关(J1-1)，达到保护电源的目的。

浪涌开关(KK)可以使用继电器开关(J2-1)，继电器开关(J1-1)和(J2-1)的动作是由开关电源中的控制电路(KZ)驱动的，具体控制电路的设计是业内常识性的技术，无需赘述。

浪涌开关(KK)也可以换成双向可控硅(TRIAC)，此时只要用(TRIAC)的阴极K和阳极A替换继电器开关(J2-1)的一对触点就可以了。当然，相应的驱动信号应该改加在双向可控硅(TRIAC)的阴极K和控制极G之间。采用双向可控硅(TRIAC)还有一个好处，就是可以采取过零开关技术，在交流电压为零时开通，在电阻R1的配合下，使得根本就没有浪涌电流。

本实用新型的优点是保护装置只有一个串联的继电器开关，因而功率损耗减小一半。

附图1是现有的输入过压/欠电压保护和浪涌电流抑制装置。

附图2是本实用新型提供的输入过压/欠电压保护和浪涌电流抑制装置原理。

附图3是本实用新型使用继电器开关的一个实施例，其中图3-1是主电路，图3-2是控制电路(KZ)对继电器J1、J2的控制示意。

附图4是本实用新型使用双向可控硅的另一实施例。

以下结合附图3的实施例进一步详细叙述本新型的工作过程：

开关电源开机前，继电器开关(J1-1)和(J2-1)都是断开的，开机后，机内的控制电路(KZ)检测输入电压，如果过高或过低，两个继电器开关都仍然断开；如果输入电压正常，控制电路(KZ)使(J2-1)接通，电阻(R1)对输入电流加以限制，延时一段时间后，开关电源的滤波电容充电电压接近正常工作电压，控制电路(KZ)的输出信号使(J1-1)闭合，将(R1)短路；随后，继电器开关(J2-1)也断开，电路进入正常工作状态。

在正常工作时，如果交流输入电压变化，无论是超出上限还是不足下限，控制电路(KZ)都会输出信号，断开继电器开关(J1-1)，达到保护电源的目的。