專利名稱：一種實現在線式交流輸入高壓保護的電路的制作方法
技術領域：
本發明屬于通訊技術類，尤其涉及通訊領域中高頻開關整流器的高壓防護。
背景技術：
目前，公知的通信用高頻開關整流器通常組成各種容量的系統對負載供電。電網的輸入高壓防護僅是在系統級采取措施，其方法是利用交流接觸器與電網進行切換時，通過控制電路設定高壓保護點，當電網低于該保護點時交流接觸器吸合，系統正常工作；當電網高于該保護點時交流接觸器不吸合，切斷對高頻開關整流器的交流供電，使高頻開關整流器得以保護。這種系統級別的高壓防護，首先要增加一套與電網永久連接的控制電路，其本身就存在著高壓防護的問題。其次交流接觸器的可靠性也直接影響到系統的高壓防護的可靠性；而且系統級別的高壓防護還會使成本有所增加。
實用技術中，基于成本考慮，許多系統上沒有電網過壓防護裝置。當電網電壓過高，雖然高頻開關整流器此時沒有功率輸出，但是高頻開關整流器此時不能從電網中脫離，輸入高壓不可避免作用到整流輸出濾波的電解電容(通常是450V/470μF)上，其高壓的長期作用必然造成電解電容爆裂，甚至引起電源起火，故障現象惡劣，造成通訊系統的中斷。
發明內容
本發明的目的是提供一種實現在線式交流輸入高壓保護的電路，解決上述難題，以滿足增加高壓防護網絡，由設備自身實現在線過壓防護，提高設備抗高壓，保證通訊系統正常工作等多方面的需要。
本發明的目的是這樣實現的一種實現在線式交流輸入高壓保護的電路，由高壓防護網絡電路和邏輯控制電路組成，其中，高壓防護網絡電路由交流輸入回路、交流輸出回路、PTC熱敏電阻R、繼電器常閉觸點、交流電容C構成；其PTC熱敏電阻R、繼電器常閉觸點的一端分別與交流輸入回路的一端連接，另一端分別與交流輸出回路的一端連接；交流電容C的一端與交流輸出回路的一端連接，另一端分別與交流輸入回路的另一端、交流輸出回路的另一端連接；邏輯控制電路由比較電路、繼電器控制線包構成，其比較電路的輸入端分別與網壓檢測信號輸入端、參考電壓輸入端連接，比較電路的輸出端與繼電器控制線包連接。
由于本發明采用了以上的技術方案，與現有技術相比，提高了高頻開關整流器抗電網高壓的防護能力，達到了降低故障率效果，節省了成本，提高了可靠性，進而保障了通訊系統的正常工作。
圖1是本發明的一種高壓防護網絡電路及控制電路的原理示意圖；圖2是圖1中的一種通信電源主功率部分的高壓防護網絡電路的原理示意圖；圖3是圖1中的一種通信電源的打嗝式保護邏輯控制電路的原理示意圖；圖4是圖1中的一種通信電源的閉鎖方式邏輯控制電路的原理示意圖。
圖中1，交流輸入回路1-1，交流輸入EMC濾波電路2，高壓防護網絡電路3，PTC熱敏電阻R4，繼電器4-1，繼電器常閉觸點4-2，繼電器控制線包5，交流電容C6，交流輸出回路6-1，交流輸入整流濾波回路7，邏輯控制電路8，比較電路9，PFC電路10，DC/DC電路11，輸出濾波電路12，保險器具體實施方式
以下結合附圖對本發明的實施作如下詳述在圖1中，一種實現在線式交流輸入高壓保護的電路，其由高壓防護網絡電路2和邏輯控制電路7組成，其中，高壓防護網絡電路2由交流輸入回路1、交流輸出回路6、PTC熱敏電阻R3、繼電器常閉觸點4-1、交流電容C5構成；其PTC熱敏電阻R3、繼電器常閉觸點4-1的一端分別由導線與交流輸入回路1的一端連接，另一端分別與交流輸出回路6的一端連接。交流電容C5的一端與交流輸出回路6的一端連接，另一端分別與交流輸入回路1的另一端、交流輸出回路6的另一端連接。
邏輯控制電路7由比較電路8、繼電器控制線包4-2構成，其比較電路8的輸入端分別與網壓檢測信號輸入端、參考電壓輸入端連接，比較電路8的輸出端與繼電器控制線包4-2連接。
本發明正常工作時，繼電器(K1)4的常閉觸點吸合。當交流輸入高壓而使網壓檢測信號超過設定的參考電壓時，通過比較電路8的控制，使得繼電器控制線包4-2控制繼電器常閉觸點3——1脫扣而脫開繼電器常閉觸點，高壓防護網絡2中的PTC熱敏電阻3進入交流回路中，交流電容C(1)5的作用是加快PTC熱敏電阻R3上電流的增加，使得正溫度系數的PTC熱敏電阻R3由于溫度升高而使阻值迅速增大，其兩端的分壓增加，從而使得交流輸出回路6上的其它器件(如整流濾波的電解電容等器件)承受的電壓下降，達到了在交流輸入高壓情況下避免設備受損的可能。
在圖2中，本發明的通信電源主功率部分的高壓防護網絡電路中，交流輸入回路1
設置為交流輸入EMC濾波電路1-1。交流輸出回路6由交流輸入整流濾波回路6-1、PFC電路9、DC/DC電路10、輸出濾波電路11組成。保險器12由導線與交流輸入EMC濾波電路1-1、高壓防護網絡電路2、交流輸入整流濾波回路6-1、PFC電路9、DC/DC電路10、輸出濾波電路11順序連接。
在主功率部分的高壓防護網絡電路2中，PTC熱敏電阻R3為正溫度系數熱敏電阻(PTC)；其后面增加交流電容C5，材料選擇為X2交流電容。繼電器4為常閉形式的繼電器，繼電器常閉觸點4-1與PTC熱敏電阻R3的連接關系為并聯關系。當交流輸入高壓(320Vac以上)而使TP1或是TP2的電壓超過一定閾值上限(例如450Vdc)時，在其控制電路的作用下使得整流器無功率輸出。此時，通過邏輯控制電路7脫開繼電器(K1)4的觸點，PTC熱敏電阻R3進入交流回路中，交流電容C5相當于負載作用。此時，交流電容C5可選用3.3μF/275Vac，每個電容的容抗Zc為1/ωC＝1000。在交流輸入300Vac時交流電容C5流過約300mA的交流電流。選擇適當的PTC的參數(這里使用的是EPCOS B59870-C120-A70不動作電流100mA～200mA)，使PTC熱敏電阻R3動作，阻值升高而分壓，從而使交流輸入整流濾波回路6-1輸出的整流部分，及PFC電路9輸出到電解電容上的電壓由此下降，達到了在交流輸入高壓情況下保護電解電容的作用。
在圖3中，本發明的通信電源的打嗝式保護邏輯控制電路，由四部分電路構成。
其第一部分電路電阻R1的一端與控制電源VCC相連接，另一端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與控制地連接。電阻R1與電阻R2相連的連接點與運算放大器D1B的6腳連接。電阻R3的一端與控制電源VCC相連接，另一端與二極管VD1陰極相連接。二極管VD1陽極與控制地相連接，二極管VD1的陰極與運算放大器D1B的5腳相連接。電阻R4的兩端分別與運算放大器D1B的5、7腳連接。
第二部分電路電阻R5一端與控制電源VCC相連，另一端與二極管VD2的陰極相連。二極管VD2的陰極與三極管VT1的集電極相連。三極管VT1的發射極與控制地相連。同時，二極管VD2的陽極和陰極分別與圖1中的高壓防護網絡電路2中的繼電器(K1)4的繼電器控制線包4-2相連接。電阻R6的一端與運算放大器D1B的7腳相連接，另一端與三極管VT1的基極相連。電阻R7的一端與三極管VT1的基極相連，另一端與控制地相連。本部分電路構成了對高壓防護網絡電路2中的繼電器控制線包4-2的控制電路。
第三部分電路電阻R15的一端與圖2中的主功率回路中的交流輸入整流濾波回路6-1的輸出端TP1或PFC電路9的輸出端TP2相連，另一端與電阻R14的一端連接。電阻R14的另一端與電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端與控制地連接。電阻R12、電容C2均與電阻R13并聯。電阻R10的一端與運算放大器D1A的2腳相連接，另一端與電阻R13和電阻R14的連接點相連接。電阻R11的一端與電壓參考輸入端VREF相連，另一端與運算放大器D1A的3腳相連接。電阻R9的兩端分別與運算放大器D1A的3腳、1腳相連接。本部分電路構成了圖2中主功率回路中的TP1或TP2
處的電壓取樣及與設定電壓限定值的比較電路8。
第四部分電路電阻R8的一端與運算放大器D1B的6腳相連，另一端與二極管VD3的陽極相連。二極管VD3的陰極與運算放大器D1A的1腳相連。
D1B和VT1組成繼電器4正常吸合的控制電路。正常工作狀態下，D1A組成滯回比較器，D1A的第2腳電平小于第3腳，輸出1腳高電平，VD3截止。
本發明在實際工作時，當交流輸入過高而使TP1或TP2的電壓超過其保護設定值，達到D1A組成的滯回比較器閾值上限，D1A的第2腳電平大于第3腳，輸出翻轉為低電平，VD3導通，將D1B的第6腳拉低，從而D1 A第B腳變為高電平，VT1導通，繼電器控制線包4-2流過電流，主繼電器4動作而使觸點脫開。繼電器4脫開后，TP1或TP2的電壓開始下降，當下降到D1A組成的滯回比較器下限時，D1A輸出1腳翻轉為高電平，D1B的第6腳電位恢復為高電平，從而D1B第7腳變為低電平，VT1截止，繼電器控制線包4-2不流過電流，主繼電器4觸點恢復為閉合狀態，整流器正常工作。
如果此時輸入高壓浪涌繼續作用，則繼電器4周期性地吸合、脫開；如果輸入電壓恢復正常，則繼電器4觸點閉合，恢復正常工作狀態。適當選擇D1A組成的滯回比較器的滯回寬度，可以控制繼電器4吸合、脫開交流輸入的電壓范圍。
在圖4中，本發明的通信電源的閉鎖方式邏輯控制電路，其也由四部分的電路構成。第一部分電路和第二部分電路的構成，與圖3中的打嗝式保護電路中的第一部分電路和第二部分電路相同，故省略。第三和第四部分電路構成略有不同，其第三部分電路電阻R15的一端與圖2中的主功率回路中的交流輸入整流濾波回路6-1的輸出端TP1或PFC電路9的輸出端TP2相連，另一端與電阻R14的一端連接。電阻R14的另一端與電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端與控制地連接。電阻R12、電容C2均與電阻R13并聯。電阻R10的一端與運算放大器D1A的3腳相連接，另一端與電阻R13和電阻R14的連接點相連接。電阻R11的一端與電壓參考輸入端VREF相連，另一端與運算放大器D1A的2腳相連接。電阻R9的兩端分別與運算放大器D1A的3腳、1腳相連接。本部分電路構成了圖2中的主功率回路中的TP1或TP2處的電壓取樣及與設定電壓限定值的比較電路8。
第四部分電路；電阻R8的一端與運算放大器D1B的5腳相連，另一端與可控硅VD3的陽極相連。可控硅VD3的陰極與控制地相連。可控硅VD3的控制端與電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端與運算放大器D1A的1腳相連。
本發明在實際工作時，繼電器4正常吸合控制電路不變。正常工作狀態下，D1A組成滯回比較器，D1A的第2腳電平大于第3腳，輸出1腳低電平。VD3 SCR驅動信號是低電平而不導通，VD3截止。
當交流輸入過高而使TP1或是TP2電壓超過D1A組成的滯回比較器上限電壓設置值時，D1A的第2腳電平小于第3腳，輸出翻轉為高電平。VD3 SCR承受正向電壓，驅動信號是高電平，VD3導通，將D1B的第6腳拉低，從而使D1B第7腳變為高電平，VT1導通，繼電器4控制繼電器控制線包4-2流過電流，使繼電器4觸點脫開。這里選用了單相可控硅VD3，由于其電流過零點關斷特性，動作后只有重新上電，輸入電壓正常情況下才能吸合繼電器4。繼電器4觸點脫開后，PTC熱敏電阻3進入交流回路中，TP1或TP2輸出電壓一直下降，其電壓值遠遠小于濾波電解電容的額定耐壓值。
由上所述，本發明的高壓保護裝置在主功率電路回路中串聯了PTC熱敏電阻3，并在其后增加了一個X2交流電容C(也可以增加幾個)。邏輯控制電路有兩種方案可供選擇，其一為打嗝式保護電路，可以實現自恢復功能；其二為閉鎖保護電路，不能自行恢復，需要重新上電才能正常工作，這在需要保護重要設備的場合中是可以選用的。通過上述電路，本發明可以實現在線式交流輸入高壓保護，提高了設備抗電網高壓的防護能力，達到了降低故障率效果。并節省了成本，提高了可靠性。
本發明可適用于各種交流輸入的回路中，達到有效的高壓保護功能。
權利要求
1.一種實現在線式交流輸入高壓保護的電路，其特征在于，由高壓防護網絡電路和邏輯控制電路組成，其中，高壓防護網絡電路由交流輸入回路、交流輸出回路、PTC熱敏電阻R、繼電器常閉觸點、交流電容C構成；其PTC熱敏電阻R、繼電器常閉觸點的一端分別與交流輸入回路的一端連接，另一端分別與交流輸出回路的一端連接；交流電容C的一端與交流輸出回路的一端連接，另一端分別與交流輸入回路的另一端、交流輸出回路的另一端連接；邏輯控制電路由比較電路、繼電器控制線包構成，其比較電路的輸入端分別與網壓檢測信號輸入端、參考電壓輸入端連接，比較電路的輸出端與繼電器控制線包連接。
2.根據權利要求1所述的一種實現在線式交流輸入高壓保護的電路，其特征在于，交流輸入回路為交流輸入EMC濾波電路，交流輸出回路由交流輸入整流濾波回路、PFC電路、DC/DC電路、輸出濾波電路組成，其交流輸入EMC濾波電路與高壓防護網絡電路、交流輸入整流濾波回路、PFC電路、DC/DC電路、輸出濾波電路順序連接。
3.根據權利要求1或2所述的一種實現在線式交流輸入高壓保護的電路，其特征在于，邏輯控制電路設置為打嗝式保護邏輯控制電路，由四部分電路構成，其第一部分電路電阻R1的一端與控制電源VCC相連接，另一端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與控制地連接；電阻R1與電阻R2相連的連接點與運算放大器D1B的6腳連接；電阻R3的一端與控制電源VCC相連接，另一端與二極管VD1陰極相連接；二極管VD1陽極與控制地相連接，二極管VD1的陰極與運算放大器D1B的5腳相連接；電阻R4的兩端分別與運算放大器D1B的5、7腳連接；第二部分電路電阻R5一端與控制電源VCC相連，另一端與二極管VD2的陰極相連；二極管VD2的陰極與三極管VT1的集電極相連；三極管VT1的發射極與控制地相連；二極管VD2的陽極和陰極分別與繼電器控制線包4-2相連接；電阻R6的一端與運算放大器D1B的7腳相連接，另一端與三極管VT1的基極相連；電阻R7的一端與三極管VT1的基極相連，另一端與控制地相連；第三部分電路電阻R15的一端與交流輸入整流濾波回路6-1的輸出端TP1或PFC電路9的輸出端TP2相連，另一端與電阻R14的一端連接；電阻R14的另一端與電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端與控制地連接；電阻R12、電容C2均與電阻R13并聯；電阻R10的一端與運算放大器D1A的2腳相連接，另一端與電阻R13和電阻R14的連接點相連接；電阻R11的一端與電壓參考輸入端VREF相連，另一端與運算放大器D1A的3腳相連接；電阻R9的兩端分別與運算放大器D1A的3腳、1腳相連接；第四部分電路電阻R8的一端與運算放大器D1B的6腳相連，另一端與二極管VD3的陽極相連；二極管VD3的陰極與運算放大器D1A的1腳相連。
4.根據權利要求1或2所述的一種實現在線式交流輸入高壓保護的電路，其特征在于，邏輯控制電路設置為閉鎖方式邏輯控制電路，由四部分電路構成，其第一部分電路電阻R1的一端與控制電源VCC相連接，另一端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與控制地連接；電阻R1與電阻R2相連的連接點與運算放大器D1B的6腳連接；電阻R3的一端與控制電源VCC相連接，另一端與二極管VD1陰極相連接；二極管VD1陽極與控制地相連接，二極管VD1的陰極與運算放大器D1B的5腳相連接；電阻R4的兩端分別與運算放大器D1B的5、7腳連接；第二部分電路電阻R5一端與控制電源VCC相連，另一端與二極管VD2的陰極相連；二極管VD2的陰極與三極管VT1的集電極相連；三極管VT1的發射極與控制地相連；二極管VD2的陽極和陰極分別與繼電器控制線包4-2相連接；電阻R6的一端與運算放大器D1B的7腳相連接，另一端與三極管VT1的基極相連；電阻R7的一端與三極管VT1的基極相連，另一端與控制地相連；第三部分電路電阻R15的一端交流輸入整流濾波回路6-1的輸出端TP1或PFC電路9的輸出端TP2相連，另一端與電阻R14的一端連接；電阻R14的另一端與電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端與控制地連接；電阻R12、電容C2均與電阻R13并聯；電阻R10的一端與運算放大器D1A的3腳相連接，另一端與電阻R13和電阻R14的連接點相連接；電阻R11的一端與電壓參考輸入端VREF相連，另一端與運算放大器D1A的2腳相連接；電阻R9的兩端分別與運算放大器D1A的3腳、1腳相連接；第四部分電路電阻R8的一端與運算放大器D1B的5腳相連，另一端與可控硅VD3的陽極相連；可控硅VD3的陰極與控制地相連，可控硅VD3的控制端與電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端與運算放大器D1A的1腳相連。
全文摘要
一種實現在線式交流輸入高壓保護的電路，屬于通訊技術類，由高壓防護網絡電路和邏輯控制電路組成，其中，高壓防護網絡電路中的PTC熱敏電阻R、繼電器常閉觸點的一端分別與交流輸入回路的一端連接，另一端分別與交流輸出回路的一端連接；交流電容C的一端與交流輸出回路的一端連接，另一端分別與交流輸入回路的另一端、交流輸出回路的另一端連接；邏輯控制電路中的比較電路輸入端分別與網壓檢測信號輸入端、參考電壓輸入端連接，比較電路輸出端與繼電器控制線包連接。與現有技術相比，提高了高頻開關整流器抗電網高壓的防護能力，達到了降低故障率效果，節省了成本，提高了可靠性，進而保障了通訊系統的正常工作。
文檔編號H02H9/04GK1501562SQ0214530
公開日2004年6月2日 申請日期2002年11月15日 優先權日2002年11月15日
發明者張前, 王學光, 前 張 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司