CN2033557U - 稳压电源的限流过流过压保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种交直流电功率变换的设备，特别是可控硅整流设备中的稳压限流，过流过压保护电路。该电路一般包括基准电压，电流电压取样及电压比较放大器。本实用新型通过改变运算放大器放大倍数，获得任意欲预置的不同稳压限流范围，并在此基础上与基准电压比较，确定限流启控值、过流保护启动值，解决了过流保护启动值与预置的限流启控值自动跟随问题，用类同的方法也解决了过压启动值与所整定的输出电压的自动跟随问题。

Description

稳压电源的限流过流过压保护装置

本实用新型涉及一种将交流功率输入转变为直流功率输出的设备，更确切地说是涉及一种自动稳压稳流可控硅整流设备中的限流、过流、过压保护装置。

现有的自动稳压、稳流整流设备，在稳压、稳流工作状态下，一般从输出端采集两种电压，通过电阻分压器采集电压取样电压，通过直流互感、整流桥路等采集电流取样电压，当输出电流、电压偏离整定值一定范围时，经过电路自动调整，而使整流器的输出保持稳定，达到限流稳压的目的。当输出电流、电压超过整定值的另一更大限定值时，电路自动切断设备的交流供电，进行跳机保护，同时发出过流、过压告警信号如声、光报警等。

常用的稳压限流电路、过压过流保护电路及其工作原理可参见《现代通信电源》一书的P94－P103如通信用相控型稳压电源DZ603系列和DZW03－60／500系列自动稳压稳流整流设备中所采用的电路，上述限流稳压、过流过压保护电路及其他类型整流设备中所采用的多种电路，存在的共同问题是：设备稳压限流值范围的设定及过流、过压保护启动值的设定都是以设备输出电流输出电压的额定值为基准，按固定比例预置的。但是，大多数整流设备都不是在额定输出状态下工作，实际整定的输出电流、电压与设定值之差可能会大大高于额定值与设定值之差，使用电设备在所要求的使用条件下得不到保护。

本实用新型的目的在于设计一种能使整流设备根据不同使用条件所实际整定的输出电流、电压值精确地预置不同稳压限流范围，并按预定比例自动跟随地设置出相应的过流保护启动值、过压保护启动值，并在DZW11型程控电话交换机可控硅稳压、稳流整流设备中实施。

附图1.已有技术中与本实用新型最接近的自动稳压限流及过压过流保护简化电原理图（a）、（b）。

附图2.自动跟随整定值的稳压限流，过压过流保护电路。

附图3.本实用新型在DZW11型自动稳压稳流整流设备中的实施连接。

下面结合附图详细说明本实用新型的技术。

附图1.已有技术中与本实用新型最接近的自动稳压限流，过压过流保护简化电原理图（a）、（b）。

其中图1（a）为自动稳压限流简化电原理图，包括取样电路、基准电压和稳压限流运算放大器三部分。稳压限流运算放大器采用集成运算放大器A₁基准电压和各种取样电压都加到A₁的反相输入端。当整流器输出电压因市电或负载变化而升高时，取样电压随之升高，A₁反相输入端M点正电位增加，放大器输出的直流控制电压U_控向负的方向变化。该电压加入移相脉冲发生器使整流电路可控硅控制角增大，整流器输出电压下降保持稳定。在自动稳压限流工作状态下，当整流器输出的负载电流小于限流整定值（如额定电流的120％）时，稳压取样信号大于限流取样信号，二极管D2导通D3封锁；当负载电流大于限流整定值时，限流取样信号大于稳压取样信号，二极管D3导通D2封锁，整流器自动工作于稳压、稳流状态。

图1（b）为过压、过流保护简化电原理图。

过压、过流取样信号及其基准电压都加到用集成运算放大器A₂接成的电压比较器的同相输入端，但基准电压的极性与过压、过流取样信号电压的极性相反，当整流器输出电压、电流正常时，过压、过流取样信号电流小于基准信号的电流，A₂同相输入端N点电位为负，A₂输出负压，晶体管T、晶闸管L截止，过载断路继电器J不动作。当整流器输出电流、电压过大时，如超过额定输出的110％时，N点电位为正，A₂输出正压使T、L导通，过载断路继电器J动作，其静接点切断主电源回路中的交流电源，其动接点驱动声、光告警信号。

从上述电路原理的分析可知，由于稳压限流范围及其过压过流保护启动值都预置为额定输出的某一比例值，因此不能随时任意调整。

附图2自动跟随整定值的稳压限流、过压过流保护电路。

高增益、高稳定的运算放大器A₆，其同相输入端接基准电压（本实用新型在实施时取－5V），整流设备直流输出电压的取样电压加到A₆的反相输入端，其差值经比较放大后输出U_控，作为产生触发主电源整流回路中可控硅控制极移相脉冲的控制电压。

以运算放大器A₃、A₄为核心的稳压限流电路，其主要功能是监测输出电流，当电流达到限流启动的预置值时，稳压限流电路输出电压以降低A₆同相输入端的基准电压，达到整流设备稳压输出的目的。

电流的取样从整流设备输出电流指示表A所配定的分流器FL的电压端取出，输入运算放大器A₃的同相、反相输入端。K3为限流启动值预置开关，通过变换A₃的反馈电阻，即改变运算放大器的放大倍数，达到预置不同限流启动范围的目的（如为额定输出电流的50％。75％、100％……）。本电路在实施时，当输出电流等于所预置的限流启动值时，调整A₃输出与基准电压同值（－5V）。当整流设备的输出电流超过所预置的限流启动值时，A₃输出比基准电压更负，经A₄比较放大后，输出的限流控制正压使二极管D₁₀导通，并接入稳压限流运算放大器A₆的同相输入端，该值与基准电压的代数和使A₆同相输入端的基准绝对值减小，最终导致整流输出电压降低以阻止输出电流的进一步增加；当输出电流小于所预置的限流启动值时，A₃输出大于－5V，A4输出一个比－5V基准电压更负的电压，二极管D₁₀不导通，因此上述稳压限流电路不影响稳压比较放大器A₆的正常稳压工作。

A₃输出电压，除了在A₄用于产生限流控制正压外，还通过由电阻R₃₁、R₃₂组成的电阻分压器提供给以运算放大器A₅为核心的过流保护电路，作为过流保护启控电压，过流保护运算放大器A₅的反相端接基准电压。实施时，可以取R₃₂：R₃₁＝4：1，这样过流启动电流值就固定为限流启动值的120％。由于限流启动值可以通过开关K3预置，因此，过流启动值也自动与之相适应，不必另行设置。当发生过流时，A₅输出负压经二极管D₁₂、发光二极管D₁₃使过载断路继电器J导通，发出声光告警信号，并切断主回路电源，跳机保护。二极管D₁₁的作用是过流告警自锁，在主电源切断时，仍能维持J导通，保留告警信号。

过压保护电路以运算放大器A₇为核心，整流设备的取样电压再经R₅₂、R₅₃组成的电阻分压器施加到过压保护运算放大器A₇的同相输入端与反相输入端的基准电压比较，如果选择R₅₂：R₅₃＝9：1，那末只有当过压值增长到整定输出电压值的110％时，电阻R₅₂上分得的电压将负于A₇反相输入端的基准电压，A₇输出负压，二极管D₁₅、发光二极管D₁₄导通，过载断路继电器J动作，发出声光告警信号，并切断主回路电源，二极管D₆的作用是过压告警自锁，其工作原理同上述过流保护电路。

附图3.本实用新型在DZW11型自动稳压稳流整流设备中的实施连接。DZW11型自动稳压稳流可控硅整流设备是一种专门设计用来满足如程控电话交换机一类有各种特殊要求的通信电源设备，采用桥式半控整流电路，输入220V交流供电一路经面板开关K、熔断器RD₁至变压器B1初级，其次级经桥式全波整流、滤波由正负三端集成稳压电路输出±15V稳压电源供设备内各部分电路工作用。－15V电源还通过电阻R₁₀₀、R₂₀₀、R₃₀₀、稳压管2DW232产生－5V基准电压，供稳压稳流，过压、过流保护电路作比较基准。另一路交流供电经过载断路继电器J的静接点，熔断器RD₂至主回路变压器B2，主电源电路由整流二极管、可控硅组成桥式半控整流电路经滤波输出直流电压。取样电压、取样电流送往稳压、稳流电路，其输出的U_控送往移相脉冲发生器。

本实用新型的优点在于：利用运算放大器A₃，对任意欲预置的不同限流启动值，通过改变反馈电阻，即改变运算放大器放大倍数，而在运算放大器输出端得到数值相同的电压值获得，该电压值与基准电压比较，产生限流启控电压，因此反馈电阻的精度就是限流启控值的精度，限流启动值预置精确、方便；A₃输出电压经固定比例电阻分压器分压后再与基准电压比较，产生过流保护启动电压，同时解决了过流启控值与预置的限流启控值的自动跟随问题；电压取样值经另一固定比例电阻分压器分压后再与基准电压比较，解决了过压保护启动值与所整定的输出电压的自动跟随问题。

本实用新型除了用作通信用稳压、稳流可控硅整流设备中的稳压限流、过压过流保护电路外，还可用于其他用途的晶体管整流设备中。

Claims (5)

1、一种用于将交流功率输入转变为直流功率输出的可控硅整流设备的稳压限流、过压过流保护装置，包括获得输出电流取样电压的分流器，获得输出电压取样电压的电阻分压器，产生基准电压的电阻，稳压二极管电路，将电流取样电压或电压取压电压与基准电压比较产生触发主电源整流回路中可控硅控制极的移相脉冲控制电压U_控的稳压限流运算放大器，过流取样电压，过压取样电压与基准电压比较产生控制过载保护继电器动作使主电源回路断路跳机并发出声、光告警信号的过压、过流保护运算放大器，其特征在于：还包括输入接至输出电流的取样电压，输出稳压限流控制电压，通过改变并接在输出与反相输入端间的反馈电阻即放大倍数，预置不同稳压限流范围的运算放大器。

2、根据权利要求1所述的可控硅整流设备的稳压限流、过压过流保护装置，其特征在于所述的稳压限流运算放大器，其反相输入端接输出电压取样电压，其同相输入端接基准电压与限流控制正压的代数和，该限流控制正压是稳压限流控制电压（反相）与基准电压（同相）在运算放大器中作电压比较的结果。

3、根据权利要求1所述的可控硅整流设备的稳压限流、过压过流保护装置，其特征在于所述的过流保护运算放大器，反相输入端接基准电压，正相输入端通过固定比例的电阻分压器接稳压限流控制电压，实现过流保护启动值按比例自动跟随不同稳压限流范围。

4、根据权利要求1所述的可控硅整流设备的稳压限流、过压过流保护装置，其特征在于所述的过压保护运算放大器，输出电压的取样电压再经固定比例电阻分压器分压接入同相输入端，反相输入端接基准电压，实现过压保护启动值自动按比例跟随整流输出整定值。

5、根据权利要求1或3或4所述的可控硅整流设备的稳压限流、过压过流保护装置，其特征在于所述的过压保护运算放大器，过流保护运算放大器的输出端和同相输入端之间并接有过压保护、过流保护告警信号自锁的二极管和电阻。

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