专利名称：一种适用于各式电子整流滤波器的保护节能限流电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子整流滤波器，特别是一种适用于各式电子整流滤波器的保护节能限流电路简称一种保节限(BJX)电路。
业内人士个个皆知，电子设备通常都要有一个(或几个)输出电压的直流电源；人人都晓，整流滤波电容平滑滤波、充放电时间常数控制的双重作用；容量愈大、贮能愈多、效果愈好，充放电时间愈长。一台关机(间隔长于十倍放电时间常数)待用的电子设备，在开闭(按通、断开、短路及电势和元件参数的实然变化)时，使电路由一个稳定状态(关机或开机)到另一个稳定(停机或运行)状态出现的过渡过程称为暂态过程，这个暂态过程对各式电子整流电路带来利害攸关的潜在危害。在开关开闭后t→0+的瞬间，整流输出的脉动电流通过整流电路综合的等效内阻Rn(包括变压器次级直流线阻漏抗Rbn、整流二极管VD的正向电阻Rdn、滤波电容等效损耗电阻Rcn=ZK/WCε、开关接触电阻、连接线路的线阻Rmn)向电容C充电，同时向负载供电；如果整流直接取自市电220伏电源，由于市电电源内阻极低，在开机瞬间，1只330μF的滤波电容在桥式整流电路中，如在综合的等效内阻的串联电路上不加入限流电阻Rxn，开机间的峰值电流达50A左右；考虑开关接触电阻、线路线阻Rmn，二管的正向电阻Rdn的限流作用，瞬峰电流虽比实际值略小一些，但仍可足以冲击损坏开关、二极管、滤波电容，甚至危及电网。
随着家庭影院大功率宽动态扩音设备的普及应用，对直流电源的低内阻强输出更为迫切、更加突出，都希望加大滤波电容的容量来获得更大的贮能与转换释放，时下104～105μF巨容滤波已趋之若骛，成为时尚。从充电过程中，电容器贮能、电路电阻耗能相等Wc=Wr=1/2CE2；分析式中因子，可发现增加电容量C的数值，贮能可成比例增加，若C从104μF增加到105μF,Rcn则下降了十倍，其它不变情况下，使Rn明显下降，瞬间峰流将大大地增加，潜在的因素进一步加剧，这是其一；容量过大，充放电时间常数呈十倍延长，过长时间的放电，电容贮能得不到及时复充补给，效果也适得其反，这是其二；由于Wc正比于电源E的平方，因此提高电源电压E是增加贮能一个行之有效的途径。
本发明的目的在于提供一个可以串接在各式电子整流滤波电路里的一种保节限(BJX)电路，利用随机调变的动态限流电阻，适应电路由暂态过程向稳态过程状态的变化，适时适度地把瞬峰电流限制压低，尔后旁路直通，提供一个动作明快、稳定可靠的保护环节；以解除传统程式整流滤波电路对高压馈电、巨大电容滤波的双重限制；并根据电路及负载要求，选配反向电压耐受强度、整流电流密度高，热时间常数大、过电流过电压耐量够的基本元件，适合于各种场合、宽范围供电的安全优质直流电源的需求。
本发明的目的是这样实现的采用瞬峰压顶、二次整流、定额启动、稳态直通技术；由控制信号形成电路(1)、伺服导通监控电路(2)、随机调节执行电路(3)、瞬峰压顶限流电路(4)组成，其方框图见
图1。其特征在于控制信号形成电路(1)先与伺服导通监控电路串接，后分三端输出，定额启动控制信号的输出端再与随机调节执行电路的控制极G连接，另两端与电路(3)、(4)同极性并联；运用配接时，将受保电路从滤波电容器负极引线靠近整流二极管的正极端处断开，把保节限电路按电流流极性要求串接进去。
所述的控制信号形成电路(1)是由二次整流二极管1VD1，本电路的降压滤波电阻1RP1，滤波电容1C1、负载电阻1R1连接构成；所述的伺服导通监控电路(2)由稳压二极管1VD2、对控制信号进行再次滤波并起限流作用的电阻1R2、抗干扰电容1C2组成；所述的随机调节执行电路(3)由单向可控硅1VS1构成；所述的瞬峰压顶限流电路(4)由大功率可调线绕电阻1RP2构成。
保节限(BJX)电路原理图见图2。
工作原理假设有一个等效内阻Rn和负载电阻Rfz都同为10欧姆的整流滤波电路，在整流脉动电流输出端并联一个容量为104μF的滤波电容C。在正半周二极管导电期间，电源在向负载供电的同时向电容C充电；在脉冲技术中，通常认为，当t=(3-5)RC时，电容器被充电可上升至95～99.3％的幅度，就此电路RC元件参数，历时0.15～0.25秒，充电暂态结束，电容电能即可认为充足。当电容器端电压Uc大于二极管两端馈电电压。二极管因反向而截止，电容器上的贮能以电压Uc向负载Rfz放电，历时0.3～0.5放电暂态完毕。随后电路转入稳定的工作状态。
由于保节限电路的串入，开闭后瞬间t→0+；充电电流流经1RP2的同时也流过1VD1进行二次整流。因为控制信号形成电路，伺服导通控制电路的时间常数远远小于主电源滤波的时间常数，经过二级RC滤波及阻尼限流，控制信号由1RP1调节，在负载电阻1R1上降压，输送到稳压二极管1VD2进行定额监控，经由1R2送到1VS1的控制极，控制1VS1的两端压降，也即动态电阻，经过时间常数的配合调节，使1RP2在暂态期间不被1VS1短路，达到瞬峰压顶降低了充电电流；在充电暂态结束直至稳态工作期间，1VS1始终保持导通，端电压减小，亦即动态电阻变小，旁路了1RP2，确保稳态直通，大大地降低人工增设的限流电阻阻值，降低了内阻，提高了输出，减小功耗、提高了效率。只要适当选择1RP2使其满足限流的要求，选择1VS1保证使其能安全工作于功率需要的电流强度；就可完全解除传统电路对馈电电压高、滤波电容容量大的束缚和限制，为电子整流滤波高电压大电容运行打下坚实可靠的基础。
次级电压为32伏的桥式整流滤波电路串入1RP2=10欧姆的保节限电路后，用自配的双向直流电流表，对相同电压不同滤波电容容量的充电电流进行测试，相应数据见表(1)；固定滤波电容容量、改变馈电电压，充电电流相应数据见表(2)；直接馈电市电电网桥式整流滤波的充电电流相应数据，见表(3)。
整理、分析表(1)、(2)、(3)，可见(1)、同一电路串接了保节限电路后，开机瞬间的峰值电流有几十至成百倍的防护性减小；(2)、同一电路串接了保节限电路后，在限流电阻上的降压有十几至几十倍的减小；(3)、同一电路串接了保节限电路后，二百三十伏市电直接整流220F电容滤波，限流电阻1RP2=10欧姆，其两端压降，直通效果不佳时，压降为12伏，直通效果良好，压降为0.38伏，限流电阻功耗由15瓦降低为0.364瓦减少功率损耗400多个百分点。
由此可知，串接保节限电路，可以使传统电路采用高电压、大电容状态工作；能使电源升格，进入低内阻、强输出、高效率的挡次，达到抗冲击、稳定可靠的安全运行。
实施本发明，进行保节限电路和受保电路的配接，对于有隔离交压器传统电路的串接，无须赘述。用RC降压直接与电网连接半波整流电路，建议用图(3)；用可控硅交流调压，适用于宽范围电压、电流的整流滤波电路，建议用图(4)；电子管扩音机无变压器的灯丝电源，建议用图(5)；电子管扩音机高压倍压电源，建议用图(6)；进行连接。
综合数据表 表一(1)
综合数据表表(2)表(3)
权利要求
1.一种适用于各式电子整流滤波器的保护节能限流电路，简称一种保护节能限流电路(BJX电路)，是由控制信号形成电路(1)、伺服导通监控电路(2)、随机调节执行电路(3)、瞬峰压顶限流电路(4)构成。其特征在于控制信号形成电路(1)与伺服导通监控电路(2)串接后，以三个端点形式与外电路电气连接，定额起控信号输出端与电路(3)的可控硅控制极连接，其余两端与电路(3)、(4)依极性并联；本电路按电流流向串接于欲被保护直流电源的滤波电容与地之间、靠近整流二极管输出端点连线的断开处；接地电位的公共点维持在原接地端点。
2.根据权利要求1所述的保节限(BJX)电路，其特征在于控制信号形成电路(1)是由二次整流二极管1VD1，限流、RC滤波电路电阻1RP1、滤波电容1C1、负载电阻1R1构成。
3.根据权利要求1所述保节限(BJX)电路，其特征在于伺服导通监控电路(2)是由稳压二极管1VD2、二级RC滤波及抗干扰电路的限流电阻1R1，电容1C2组成。
4.根据权利要求1所述的保节限(BJX)电路，其特征在于随机调节执行电路(3)是由按电路参数、容量要求选配的单向可控硅1VS1组成。
5.根据权利要求1所述的保节限(BJX)电路，其特征在于瞬峰压顶限流电路(4)是由按电路参数、容量要求选配的大功率可调(或固定)电阻(电位器)1RP2组成。
全文摘要
本发明公开了一种适用于各式电子整流滤波器的保护节能限流电路,简称一种保节限(BJX)电路;采用瞬蜂压顶、二次整流、定额启动、稳态直通技术;由控制信号形成电路、伺服导通监控电路、随机调节执行电路、瞬峰压顶限流电路组成;性能达标的工作电路,动作明快,可靠稳定;其削峰限流,减耗降温,抗冲保护,功效显著;尤其是解除了传统程式电路对高电压、大电容滤波的限制,保护了构件,保证受保电路低内阻、大功率、高效率的安全运行。
文档编号H02H9/02GK1231537SQ9910321
公开日1999年10月13日 申请日期1999年3月29日 优先权日1999年3月29日
发明者陈基生, 陈兆 申请人:陈基生