專利名稱：電源供電器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源供電器，是為網絡設備提供能源的關鍵設備，屬于電源技術領域。
背景技術：
現在市場上的電源供電器，其電路結構形式主要由四個功能性單元組成，分別為1)電源開關、電流、電壓表，這部分組成人機控制與工作狀態顯示；2)主供電變壓器，是供電器的核心器件，完成初、次級電壓隔離和電壓變換，為負載提供特定電壓和電流；3)保護和繼電器切換電路，是保證供電器安全運行的安全衛士，過電壓和過電流檢測電路或其它功能檢測電路檢測到異常情況時命令繼電器強行關斷電源，如果繼電器失靈，接點打不開，則保險絲熔斷，保護變壓器不致燒毀；4)控制電路專用整流穩壓電路，該整流穩壓電源是為檢測控制電路和繼電器以及狀態顯示電路提供必需的穩定電源。
當前有線網絡中使用的電源供電器基本分為磁飽和型、開關逆變型、傳統變壓器型三種，但是它們都存在一定不足，現分別分析如下1)磁飽和型磁飽和型供電器是利用電磁諧振原理生產制造，它的不足之處在于它的工作噪聲極大，效率低下，發熱嚴重。因嚴重的影響周圍環境，雖有良好的穩壓特性和短路保護特性，也只適合在沒人的野外使用，所以它的推廣使用比較困難。
2)開關逆變型供電器工作原理是AC-DC-AC變換，由大量昂貴的電子元件完成市電整流為直流電，再經逆變為50Hz的交流電供線路設備使用，它雖然有良好的穩壓性能，過流過壓保護和極高的工作效率，但是該類供電器價格昂貴，電路復雜，故障率高，抗雷擊及抗浪涌能力差，所以網絡上極少采用該類產品，只適合在特殊要求的場合使用。
3)傳統變壓器型供電器它的效率高，價格低無噪聲，安裝維修方便，所以是目前使用極為廣泛的電源供電器，但它的嚴重不足在于以下幾個方面A)同其它類型供電器相比，它的輸出特性很“硬”，不允許負載短路或過流發生。
B)必須加裝良好的保護電路和設施，確保保護靈敏有效，可實際情況并不理想。
C)保護測控電路一般好解決，但是所有供電器都選用繼電器和保險絲做兩級保護切斷和連通元件，具有局限性。
D)繼電器接觸點承受不了過流或偶發的短路電流沖擊使其很快失效，接觸點燒熔在一起是經常發生的，也是造成供電器及用電設備損壞的主原因。
E)還有一個嚴重不足是熔斷保險絲，因供電負載、線路、繼電器失靈，以及網絡施工維護操作失誤等原因，造成保險絲經常爆掉，而保險絲管又是一次性保險器件，外界故障排除后不能自動恢復供電，需人工再到供電器所在地更換保險絲，因距離遠，造成停電時間長，傳輸信號中斷時間過長，給網絡用戶造成極大損失，尤其是金融、公安、交通等要害部門更甚。
實用新型內容本實用新型的目的是針對現有傳統變壓器型供電器存在的上述不足，提供故障發生后可快速切斷、消除繼電器觸點燒蝕和燒熔現象、故障排除后可自動恢復供電的一種電源供電器。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的，一種電源供電器，包括供電電源主開關、主供電變壓器、過電流檢測電路、主供電變壓器的次級連接的過電壓檢測電路、過電壓檢測電路的輸出連接的執行機構專用附助整流穩壓電源、執行機構及控制面板，其特征是主供電變壓器的次級繞組與過電流檢測電路之間接有本地供電電源過零控制開關，過電流檢測電路的輸出端與執行機構之間接有狀態狀況判斷檢測控制單元；過電壓檢測電路的輸出端連接狀態狀況判斷檢測控制單元；本地供電電源過零控制開關與狀態狀況判斷檢測控制單元之間接有本地供電電源過零檢測電路。
狀態狀況判斷檢測控制單元由與或門電路、接入與或門電路的至少對應過電流檢測電路、電源過零檢測電路的各電壓比較器、接入各電壓比較器的基準電壓和與或門電路連接的電平轉移保護后延時與恢復電路構成，與或門電路和電壓比較器均可采用現有成熟電路。
供電電源主開關與主供電變壓器的初級之間接有由電容和二極管構成的防浪涌抑制電路，防浪涌抑制電路的輸出接狀態狀況判斷檢測控制單元。
本實用新型利用交流電源過零點無電壓也無電流的特性，在主供電變壓器的次級與過電流檢測電路之間接有本地供電電源過零控制開關，在過電流檢測電路的輸出端與執行機構之間接有狀態狀況判斷檢測控制單元，在本地供電電源過零控制開關與狀態狀況判斷檢測控制單元之間接有本地供電電源過零檢測電路，在負載短路、過載情況下連續做通電試驗，繼電器接點無火花產生，接觸良好，壽命得以極大提高；保險絲管在上述情況下毫發無損，免除了經常更換保險絲管的麻煩，保證了網絡供電質量；自動恢復供電功能和保護功能極佳；對供電器性能標準指標無任何損傷和劣化；極大的提高了供電器的安全使用系數和供電質量；免除了一切不必要的人機操作。
圖1為本實用新型電路框圖；圖2為本實用新型電路圖；
圖3為本實用新型中狀態狀況判斷檢測控制單元電路框圖；圖4為本實用新型中狀態狀況判斷檢測控制單元電路圖之一；圖5為本實用新型中狀態狀況判斷檢測控制單元電路圖之二。
具體實施方式
本實用新型由供電電源主開關、主供電變壓器、過電流檢測電路、主供電變壓器的次級連接的過電壓檢測電路、過電壓檢測電路的輸出連接的執行機構附助整流穩壓電源、執行機構、控制面板，主供電變壓器的次級與過電流檢測電路之間接入的本地供電電源過零控制開關，過電流檢測電路的輸出端與執行機構之間接入的狀態狀況判斷檢測控制單元，本地供電電源過零控制開關與狀態狀況判斷檢測控制單元之間接入的本地供電電源過零檢測電路構成。供電電源主開關與主供電變壓器的初級之間還接有由電容和二極管構成的防浪涌抑制電路，防浪涌抑制電路的輸出接狀態狀況判斷檢測控制單元。狀態狀況判斷檢測控制單元由與或門電路、接入與或門電路的對應過電流檢測電路、電源過零檢測電路、過電壓檢測電路、外線電壓檢測電路、過溫檢測電路、雨濕檢測電路的各電壓比較器、接入各電壓比較器的基準電壓和與或門電路連接的電平轉移保護后延雖與恢復電路構成。本實用新型還設置控制系統用常備整流穩壓電源和異地供電。
針對繼電器接點因負載過重或偶發短路以及過電壓等造成通斷電流過大，接點燒蝕嚴重，究其主要原因是因繼電器開斷動作時間過慢，檢測電路雖然以極快的速度發出了控制指令，但是在繼電器的動作過程中，還是流過了若干個電源周期短路電流，是真正造成繼電器失效的原因。如果在控制指令發出后的第一個電源周期的1/2處過零點切斷或接通，那就解決問題了。但是繼電器固有的慣惰性無法從根本上解決，采用過零切換技術，也就是利用交流電源過零點無電壓也無電流的特性進行電源開關切換，該技術關鍵是過零檢測與高速開關。當電源頻率為50HZ時的半周期為1秒÷50÷2＝0.6ms，我們選用某型號雙向可控硅做可控開關元件，它的開關時間分別為8us和16us。平均通過電流為40A，20ms瞬間電流達400A，擊穿電壓在600V以上。過零檢測電路用光電耦合器和簡單的幾只元件組成，它巧妙的利用了光耦內置的單向可控硅過零關斷，無光照也關斷的特性，組成了供電器零電流切換的核心技術。
本地供電電源過零檢測電路由光電耦合器GK連接由二極管D3、D4、D5、D6構成的全橋整流電路和電容C7、電阻R17、R18組成。光電耦合器GK內由發光二極管和受光單向可控硅組成。受光單向可控硅在陽極接正電源、陰極接負電源。在發光二極管發光的情況下導通。當發光二極管不發光或者單向可控硅陽極、陰極兩端電壓消失或低于可控硅導通閥值電壓時，單向可控硅自動關斷，這是單向可控硅的特有特性。本地供電電源過零控制開關采用雙向可控硅SCR作為受控高速開關，可控硅SCR的陽極A1、陽極A2，串接于60V交流供電回路內，控制極G的觸發信號由R18從SCR陽極A2引出，流經由二極管D3-D6整流橋組成的交流輸入對角一端，另一端接到控制極G。在整流橋正負極輸出100Hz脈動直流電。正脈動直流電加到光耦內受光單向可控硅的陽極，負端接到陰極，當光耦內發光管不發光時，受光單向可控硅陽極、陰極即便是加有正向電壓，也呈截止狀態，有光時則導通。雙向可控硅觸發信號由R18、整流全橋、受光可控硅輸入控制極G后，雙向可控硅SCR導通，主回路接通，開始向負載供電。光耦內的發光二極管由Q1、Q2、R15、R16組成開關驅動電路，負載或電壓正常時，狀態控制板無保護信號發出，Q1管截止、Q2管導通，發光管發光。檢測到導常狀況時，狀態控制板發出保護指令，經由R1、LED加至Q1管，Q1管導通，Q2管因上偏置被Q1短接到地呈截止狀態，光耦內發光管熄滅。受光可控硅截止，雙向可控硅SCR因無觸發信號亦在電源電壓過零點時截止，主供電回路斷開，它的斷開時間為60ms÷50÷2＝0.6ms，是一個交流電源頻率的1/2周期。當外界故障排除，保護電路發出恢復供電指令，Q1管截止，Q2管導通，光耦恢復導通，雙向可控硅SCR的控制極G得到觸發信號，因而A1、A2兩端亦導通，從而恢復供電。雙向可控硅SCR與繼電器串聯工作，繼電器作為主開關，起雙重開關作用，安全系數加大，因為雙向可控硅的開通斷開時間遠小于繼電器的動作時間，每次開通或斷開都是雙向可控硅先斷開，回路電流已下降到零時繼電器才動作，所以沒有開關電流流過，也就沒有接觸點火花發生，接觸點得到安全保護。因繼電器J1和J13、J15接點是在無電流的情況下先接通或斷開，無電火花發生。因為整個控制過程動作迅速，并且是在設定電流保護點立即發出保護控制信號，關斷可控硅SCR與主供電回路，所以保險絲并沒有超過額定電流，也就不會熔斷，因此免除了更換保險絲的麻煩。
權利要求1.一種電源供電器，包括供電電源主開關、主供電變壓器、過電流檢測電路、主供電變壓器的次級連接的過電壓檢測電路、過電壓檢測電路的輸出連接的執行機構專用附助整流穩壓電源、執行機構及控制面板，其特征是主供電變壓器的次級繞組與過電流檢測電路之間接有本地供電電源過零控制開關，過電流檢測電路的輸出端與執行機構之間接有狀態狀況判斷檢測控制單元；過電壓檢測電路的輸出端連接狀態狀況判斷檢測控制單元；本地供電電源過零控制開關與狀態狀況判斷檢測控制單元之間接有本地供電電源過零檢測電路。
2.根據權利要求1所述的電源供電器，其特征在于供電電源主開關與主供電變壓器的初級之間接有由電容和二極管構成的防浪涌抑制電路，防浪涌抑制電路的輸出接狀態狀況判斷檢測控制單元。
3.根據權利要求1所述的電源供電器，其特征在于狀態狀況判斷檢測控制單元由與或門電路、接入與或門電路的至少對應過電流檢測電路、電源過零檢測電路的各電壓比較器、接入各電壓比較器的基準電壓和與或門電路連接的電平轉移保護后延時與恢復電路構成。
4.根據權利要求1所述的電源供電器，其特征在于本地供電電源過零檢測電路由光電耦合器GK連接由二極管D3、D4、D5、D6構成的全橋整流電路和電容C7、電阻R17、R18組成。
5.根據權利要求4所述的電源供電器，其特征在于光電耦合器GK由發光二極管和受光可控硅組成。
6.根據權利要求1所述的電源供電器，其特征在于本地供電電源過零控制開關采用高速開關，高速開關為雙向可控硅SCR。
專利摘要本實用新型涉及一種電源供電器，是為網絡設備提供能源的關鍵設備，屬于電源技術領域，本實用新型利用了交流電源過零點無電壓也無電流的特性，在主供電變壓器的次級繞組與過電流檢測電路之間接有本地供電電源過零控制開關，過電流檢測電路的輸出端與執行機構之間接有狀態狀況判斷檢測控制單元；過電壓檢測電路的輸出端連接狀態狀況判斷檢測控制單元；本地供電電源過零控制開關與狀態狀況判斷檢測控制單元之間接有本地供電電源過零檢測電路，本實用新型實現了在故障發生后可快速切斷、消除繼電器觸點燒蝕和燒熔現象、故障排除后可自動恢復供電，保證了網絡供電質量，極大的提高了供電器的安全使用系數和供電質量；免除了一切不必要的人機操作。
文檔編號H02M5/04GK2891428SQ20062006988
公開日2007年4月18日 申請日期2006年3月2日 優先權日2006年3月2日
發明者唐文光, 孟憲安, 唐學幫 申請人:揚州市保視通電子有限公司