压，第二个电压比较器的输出端连接一二极管，该二极管的另一端连接整流单元，用于驱动整流单元中的功率M0SFET，完成软上电； 四个子单元中的第一参考电压都相同，四个子单元中的第二参考电压也都相同，唯一不同的是四个子单元中的四个RC时间常数不同；将可能出现的单相电网电压分成的四个等级:最高交流电压、次高交流电压、次低交流电压、最低交流电压，当输入不同的单相电网电压时，整流单元的直流电压幅值的高低不同和用时不同，与RC支路的RC时间常数相对应，单相电网电压越高，RC时间常数越短； 单相交流输入电压大于设定的最高交流电压，只有第一个子单元的两个比较器起作用，最终输出高电平，驱动整流单元中的功率MOSFET导通； 单相交流输入电压大于设定的次高交流电压而小于设定的最高交流电压，只有第二个子单元的两个比较器起作用，最终输出高电平，驱动整流单元中的功率MOSFET导通； 单相交流输入电压大于设定的次低交流电压而小于设定的次高交流电压，只有第三个子单元的两个比较器起作用，最终输出高电平，驱动整流单元中的功率MOSFET导通； 单相交流输入电压大于设定的最低交流电压而小于设定的次低交流电压，只有第四个子单元的两个比较器起作用，最终输出高电平，驱动整流单元中的功率MOSFET导通； 单相交流输入电压小于设定的最低交流电压，第一、第二、第三与第四子单元均不输出高电平，不能驱动整流单元中的功率MOSFET导通，属于供电异常情况。2.根据权利要求1所述的单相整流宽范围电源上电电路，其特征在于，第一个子单元负责最高交流电压供电和相应的最高直流电压输入，当输入电流电压大于设定的最高交流电压时，其第一个电压比较器输出高电平，经过RC支路限流后，RC时间常数最低，得到一个电压，提供到第一个子单元的第二个电压比较器的非反相输入端，第二个电压比较器的反相输入端设定动作电压；如果2—3个时间常数后，第一个子单元的第二个电压比较器的非反相输入端的电压大于反相输入端设定动作电压，则第二个电压比较器输出高电平，经过第二个电压比较器连接的二极管传送至整流单元，驱动功率MOSFET导通，短接温敏电阻完成最高输入电压情况下的软上电过程。3.根据权利要求1所述的单相整流宽范围电源上电电路，其特征在于，进一步的，第二个子单元负责次高交流电压供电和相应的次高直流电压输入，当输入电流电压大于设定的次高交流电压时，第二个子单元的第一个电压比较器输出高电平，经过RC支路滤波限流后，RC时间常数次低，得到一个电压，提供到第二个子单元的第二个电压比较器的非反相输入端，第二个电压比较器的反相输入端设定动作电压;如果2—3个时间常数后，第二个子单元的第二个电压比较器的非反相输入端的电压大于其反相输入端设定动作电压，则其第二个电压比较器输出高电平，经过与第二个电压比较器连接的二极管传送至整流单元，驱动功率MOSFET导通，短接温敏电阻完成次高输入电压情况下的软上电过程。4.根据权利要求1所述的单相整流宽范围电源上电电路，其特征在于，第三个子单元负责次高交流电压供电和相应的次低直流电压输入，当输入电流电压大于设定的次低交流电压时，第三个子单元的第一个电压比较器输出高电平，经过RC支路滤波限流后，RC时间常数次高，得到一个电压，提供到第三个子单元的第二个电压比较器的非反相输入端，第二个电压比较器的反相输入端设定动作电压;如果2—3个时间常数后，第三个子单元的第二个电压比较器的非反相输入端的电压大于反相输入端设定动作电压，则第二个电压比较器输出高电平，经过与第二个电压比较器连接的二极管传送至整流单元，驱动功率MOSFET导通，短接温敏电阻完成次高输入电压情况下的软上电过程。5.根据权利要求1所述的单相整流宽范围电源上电电路，其特征在于，第四个子单元负责次高交流电压供电和相应的最低直流电压输入，当输入电流电压大于设定的最低交流电压时，第四个子单元的第一个电压比较器输出高电平，经过RC支路滤波限流后，RC时间常数最高，得到一个电压，提供到第四个子单元的第二个电压比较器的非反相输入端，第二个电压比较器的反相输入端设定动作电压;如果2—3个时间常数后，第四个子单元的第二个电压比较器的非反相输入端的电压大于反相输入端设定动作电压，则第二个电压比较器输出高电平，经过与第二个电压比较器连接的二极管传送至整流单元，驱动功率MOSFET导通，短接温敏电阻完成次高输入电压情况下的软上电过程。6.根据权利要求1-5任一项所述的单相整流宽范围电源上电电路，其特征在于，所述整流单元，包括四只功率二极管、一只功率MOSFET、一只温敏电阻、一只电解电容、一只光电耦合器、六只电阻、四只电容和一只稳压二极管，其中:第一只功率二极管的阴极与第三只功率二极管的阴极相连后，形成直流回路正极，并与电解电容的正极、第一只电阻的一端、第四只电容的一端相连，第一只功率二极管的阳极与第二只功率二极管的阴极相连后，与单相交流电源的一端相连，第三只功率二极管的阳极与第四只功率二极管的阴极相连后，与单相交流电源的另一端相连，第二只功率二极管的阳极与第四只功率二极管的阳极相连后，与功率MOSFET的源极、温敏电阻的一端、第三只电阻的一端、第一只电容的一端、第二只电容的一端、第三只电容的一端、第五只电阻的一端、稳压二极管的阳极、第四只电容的另一端、光电耦合器的第三引脚、光电耦合器的第四引脚相连，形成直流回路负极，第一只电阻的另一端与第二只电阻的一端相连，第二只电阻的另一端与第三只电阻的另一端、第一只电容的另一端相连，并与判断单元中的第一只运算放大器的非反相输入端、第二只运算放大器的非反相输入端、第二只运算放大器的非反相输入端、第三只运算放大器的非反相输入端相连，第四只电阻的一端与判断单元中的第一只二极管的阴极、第二只二极管的阴极、第三只二极管的阴极、第四只二极管的阴极相连，第四只电阻的另一端与第二只电容的另一端、第五只电阻的另一端、光电親合器的第一引脚相连，光电親合器的第六引脚与驱动电源相连，光电親合器的第五引脚与第六只电阻的一端相连，第六只电阻的另一端与第三只电容的另一端、稳压二极管的阴极、功率MOSFET的门极相连，电解电容的负极与功率MOSFET的漏极、温敏电阻的另一端相连。7.根据权利要求6所述的单相整流宽范围电源上电电路，其特征在于，所述功率MOSFET，含有反并联的续流二极管。8.根据权利要求1-5任一项所述的单相整流宽范围电源上电电路，其特征在于，所述判断单元，其中每个子单元包括两只运算放大器、五只电阻、一只电容和一只二极管，每个子单元的输入端与整流单元中第二只电阻、第三只电阻、第一只电容的公共端相连，每个子单元的输出端与整流单元中第四只电阻的输入端相连;其中:第一只运算放大器的非反相输入端与整流单元中第二只电阻、第三只电阻、第一只电容的公共端相连，第一只运算放大器的反相输入端与第七只电阻的一端、第八只电阻的一端相连，第七只电阻的另一端与功率地相连，第八只电阻的另一端与驱动电源相连，第一只运算放大器的输出端与第九只电阻的一端相连，第九只电阻的另一端与第五只电容的一端、第二只运算放大器的非反相输入端相连，第五只电容的另一端与功率地相连，第二只运算放大器的反相输入端与第十只电阻的一端、第十一只电阻的一端相连，第十只电阻的另一端与功率地相连，第十一只电阻的另一端与驱动电源相连，第二只运算放大器的输出端与第一只二极管的阳极相连，第四只二极管的阴极与第一只二极管的阴极、第二只二极管的阴极、第三只二极管的阴极相连，并与整流单元中第四只电阻的一端相连;第七只电阻、第八只电阻构成第一分压支路;第九只电阻与第五只电容构成RC支路;第十只电阻、第十一只电阻构成第二分压支路。9.根据权利要求8所述的单相整流宽范围电源上电电路，其特征在于，第一只运算放大器采用双电源+15V与-15V供电，第二只运算放大器采用双电源+15V与-15V供电，第八只电阻的另一端与驱动电源+15V相连，第十一只电阻的另一端与驱动电源+15V相连。
【专利摘要】本发明提供了一种单相整流宽范围电源上电电路，包括整流单元和判断单元，整流单元包括功率MOSFET；判断单元含有四个电路完全相同的子单元，每个子单元包括两个电压比较器，第一个电压比较器反相输入端连接第一分压支路以获得，非反相输入端连接整流单元，第一个电压比较器的输出端连接RC支路输入端；第二个电压比较器的非反相输入端连接RC支路的输出端，第二个电压比较器的反相输入端连接第二分压支路以获得第二参考电压，第二个电压比较器的输出端连接一二极管，该二极管的另一端连接整流单元，用于驱动功率MOSFET，完成软上电。本发明能实现宽范围输入电压内单相整流器软上电，电路简单、功能齐全和成本低廉。
【IPC分类】H02M1/36
【公开号】CN105591534
【申请号】CN201510974288
【发明人】渠浩, 董娅韵, 赵维娜, 唐厚君, 杨喜军
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月22日