[发明专利]一种交流电源输入高压防护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电源领域，尤其涉及交流电源输入高压防护装置。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，对于电源供电系统的要求日益增高。根据各种应用的实际需要，电源通常组成各种容量的系统对负载供电，如在通信用电源中，交流输入通过交流接触器或者空气开关直接挂在交流电网上，当交流输入长期处于输入高压或者三相掉零线时，虽然电源此时过压保护没有功率输出，但是其输入电路仍然没有脱离电网，如果电源或系统不采取措施，就会损坏整流桥后面输出滤波的电解电容(通常是450V/470uF)，从而造成电容爆裂，甚至引起电源起火，故障现象恶劣，造成通信系统的中断。

由于成本及技术问题，多数电源系统对输入高压没有保护措施，如图1所示，当输入高压时，高压直接通过整流桥加到电容C1上，超过电容的耐压规格时，将会引起电容损坏或者电源起火的恶性故障。目前电源保护措施有以下两种：

系统保护，即：当检测到交流输入过压或者交流输入三相掉零线时，利用系统的交流接触器断开交流输入，达到保护电源的目的。这种系统级别的高压防护的缺点为：首先需要增加一套与电网永久连接的控制电路，其本身就存在着高压防护和可靠性等相关问题，要求设计余量较大，成本很高。

电源本身保护，当数字控制电路检测到整流桥电路后面电解电容C1上的电压过压时，断开辅助继电器K2，实现数控交流电源输入高压防护。同时，为了有效防止辅助电源正式建立前，交流输入高压窜入整流桥后面的电解电容C1；在电路缓启动，辅助电源正式建立前，由硬件保护电路控制辅助继电器K2的断开与吸合（如图2所示），达到交流输入高压防护目的。该电路存在如下缺点：

(一)交流输入高压启动时，由于缓启动电阻的阻值恒定，交流输入电压按比例经过整流电路后加到整流桥后面的电解电容上，硬件过压保护电路检测到电解电容过压后，立即发出过压保护信号，但是实际的继电器触点脱离时间为毫秒级(一般为5~15毫秒)，交流输入高压在继电器触点完全脱开前，由整流桥后面的电解电容C1承受，超过电解电容450V的最大耐压值，引起整流桥后面的电解电容炸毁。同时，在电源高压输入启动的瞬间，母线电容电压为0，交流输入和母线电容之间的压差全部加到缓启动电阻上面，缓启动电阻需要具有很大的功率，增加了缓启动电路的体积和成本。

(二)交流持续高压输入或者交流输入长期三相掉零线时，辅助继电器K2触点断开，交流输入和整流滤波电路隔离，辅助电源VCC给电解电容C1放电，整流桥后面电解电容C1上电压逐渐下降。当电解电容C1上的电压下降到辅助电源关机电压后，辅助电源停电，辅助继电器K2恢复到初始常闭状态，交流输入高压再一次进入整流滤波电路，造成交流电源在持续高压输入时，不停地进行来电、停电切换，影响交流电源的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种交流电源输入高压防护装置，有效克服现有技术中存在的交流输入高压启动时电解电容损坏的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种交流电源输入高压防护装置，包括整流桥和待保护电解电容，以及高压防护电路、交流输入电压检测电路、电解电容电压检测电路和控制电路，高压防护电路的第一端设置为与火线连接，高压防护电路的第二端与整流桥的交流输入端相连，整流桥的交流输出端设置为与零线相连，待保护电解电容的两端分别与整流桥的直流输入端和直流输出端相连，所述整流桥的直流输入端设置为与直流电源相连，整流桥的直流输出端设置为接地，其中：

所述高压防护电路包括主电路和辅电路，主电路根据所述控制电路的控制仅在交流输入电压未超过交流电压过压保护点，以及待保护电解电容电压未超过电解电容过压保护点时导通，辅电路根据所述控制电路的控制在符合条件时导通；

所述控制电路用于根据交流输入电压检测电路和电解电容电压检测电路的输出结果分别控制主电路和辅电路的导通和断开；

所述交流输入电压检测电路，设置为并联在火线与零线之间，用于检测交流输入电压是否超过交流电压过压保护点；

所述电解电容电压检测电路，设置为与待保护电解电容并联，用于检测待保护电解电容电压是否超过电解电容过压保护点。

进一步地，所述高压防护电路的主电路包括主继电器，所述高压防护电路的辅电路包括辅助继电器和热敏电阻，所述辅助继电器和热敏电阻串联连接，主继电器与串联连接的辅助继电器和热敏电阻并联，主继电器与热敏电阻连接的一端为高压防护电路的第一端，设置为与火线相连，主继电器与辅助继电器连接的一端为高压防护电路的第二端，设置为与整流桥相连。

进一步地，所述热敏电阻为正温度系数热敏电阻。