[实用新型]一种具有软启动及故障保护的大功率开关电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开关电源，具体地说是一种具有软启动及故障保护的大功率开关电源。

背景技术

如图1所示，现有的大功率开关电源一般包括强电的主功率电路和弱电的PWM控制电路，PWM控制电路输出脉冲宽度调制信号(PWM)控制主功率电路的工作频率，从电源输入端Vin输入的电压信号通过主功率电路进行功率变换后在电源输出端Vout输出；为了保障大功率开关电源的工作安全，电源电路常设置软启动电路、过流故障保护电路、超温故障保护电路和接触器对开关电源进行保护。

如图中所示，该开关电源的PWM控制电路主要由型号为UC3879的主控制芯片及其外围电路组成，软启动电路连接在开关电源的电源输入端Vin和PWM控制电路的启动端，即UC3879主控制芯片的SS端之间，当开关电源上电后，软启动电路经过一定的充电时间后，才向PWM控制电路输出逻辑高电平控制其开始工作，实现了开关电源的软启动；过流故障保护电路连接在开关电源的电源输入端Vin和PWM控制电路的故障控制端，即UC3879主控制芯片的CS端之间，过流故障保护电路设有霍尔电流传感器，该电流传感器检测直流母线的工作电流，并在过流时过流故障保护电路向PWM控制电路输出故障信号，PWM控制电路停止工作，直到故障信号消失PWM控制电路才恢复工作；超温故障保护电路检测主功率电路的温度，其输出端连接到PWM控制电路的故障控制端，即UC3879主控制芯片的CS端，在检测主控制电路超温时，超温故障保护电路向PWM控制电路输出故障信号，PWM控制电路停止工作，直到故障信号消失PWM控制电路才恢复工作；接触器接在开关电源的直流母线上，其作为开关电源的电源输入总开关，控制整个开关电源启动或关闭。

上述大功率开关电源中软启动电路、过流故障保护电路、超温故障保护电路的设置方式简单，但由于在大功率开关电源工作时，其主功率电路中的开关管和二极管高频通、断会产生很大的电流变化di/dt，这对其弱电控制电路系统，即上述PWM控制电路、软启动电路、过流故障保护电路和超温故障保护电路会产生很强的电磁干扰，严重时导致弱电控制电路系统不能正常工作；特别是对于弱电控制电路中的故障保护和软启动电路来讲，由于其输入信号直接来自主功率电路，极易受到其中变化的高压和大电流的干扰。因此，现有的大功率开关电源存在以下不足：

第一，过流和超温故障保护电路受主功率电路干扰经常误动作，尤其是在开关电源运行状态发生变化时更加严重，开关电源难以持续正常工作；

第二，开关电源在上电起动的过程中由于软启动电路受主功率电路干扰，起动过程中功率并不是平滑的上升，而是存在高频振荡，开关电源工作状态不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有软启动及故障保护的大功率开关电源，能够免受主功率电路中变化的高压和大电流干扰，实现平稳的软启动和可靠的故障保护。

本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的：

一种具有软启动及故障保护的大功率开关电源，包括主功率电路、PWM控制电路、软启动电路、过流故障保护电路和超温故障保护电路，所述软启动电路的输出端连接到PWM控制电路的启动端，所述过流故障保护电路和超温故障保护电路的输出端分别连接到PWM控制电路的故障控制端，所述超温故障保护电路和PWM控制电路的故障控制端之间连接有第一光耦合器，所述过流故障保护电路和PWM控制电路的故障控制端之间连接有第二光耦合器，所述软启动电路和PWM控制电路的启动端之间连接有第三光耦合器。

作为实用新型的一种改进，所述的大功率开关电源还包括保护继电器和作为大功率开关电源总电源开关的接触器；所述第一光耦合器和第二光耦合器的输出端均分为两路，该两个光耦合器的第一路输出端均连接到PWM控制电路的故障控制端，第一光耦合器的第二路输出端通过第一达林顿三极管连接到所述保护继电器的输入端，第二光耦合器的第二路输出端通过第二达林顿三极管连接到所述保护继电器的输入端，保护继电器的输出端与所述接触器的控制端相连接，所述接触器接在大功率开关电源的直流母线上。

作为实用新型的一种改进，所述超温故障保护电路和第一光耦合器之间、所述过流故障保护电路和第二光耦合器之间均连接有用于对输入信号进行放大及滤除干扰噪声预处理的放大及滤波电路。

作为实用新型的一种改进，所述的大功率开关电源还包括分别用于提示开关电源超温、过流故障状态和启动状态的数个指示灯；所述数个指示灯分别连接到相应的电路中。