专利名称：强功率直流电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将交流电变换成直流电的直流电源，尤其指一种强功率直流 电源。
背景技术：
直流电源是几乎所有的电子产品都要用到的基本电路，它的基本结构大同小异。 它是将220伏交流市电经过降压变压器降压后，送到桥式整流器变换成脉动直流电，再送 到包含滤波电容的滤波电路，从而形成了平滑的直流电。如果需要稳压或者稳流，还要将 滤波后的直流电送到开关或者串联稳压或稳流电路进行稳压或稳流，最后输出稳定的直流 电。对于强功率的直流电源(输出电流往往高达几十安培的数量级)，由于输出电流很大， 为了保证滤波效果，需要的滤波电容的电容值就很大(往往高达几万微法拉)，这就导致开 机的充电电流很大，再加上大功率电源变压器的输入阻抗很小，导致了开机的起始电流远 大于额定工作电流。这就要选择电流规格很大的保险丝，在工作时即便远远超过额定电流 保险丝也烧不断，使得内部功率元器件经常损坏，保险丝也起不到真正的保险作用。即便如 此，在正常启动时，保险丝也常常不知不觉地烧断。
发明内容本实用新型的目的是提供一种开机时不会产生大起始电流的强功率直流电源，它 在开机后很快就可达到额定输出，保险丝规格可用与整机额定电流值相匹配的，且不易发 生保险丝经常熔断的情况。为了实现上述目的，将电源插头和电源线及保险丝串联，在大功率变压器后面接 有大功率直流变换器，在电源线和大功率直流变换器之间的电路中串联有延时通限流保护 电路。延时通限流保护电路是由555延时电路和继电器以及限流元件连接而成的。555延 时电路的输出端通过继电器的电磁线圈接电源，继电器的常断触点开关与限流元件并联。由于本实用新型在强功率直流电源的电源线和大功率直流变换器之间的电路中 串联有延时通限流保护电路，使得在开机时不产生大冲击电流(或称大的起始电流)，从而 可选用与整机正常工作电流相匹配的保险丝，充分保护了内部元器件，并且不会发生频繁 烧保险丝的现象，提高了整机的可靠性和使用的方便性，同时成本相对而言几乎没有提高。
图1是本实用新型的第一个实施例的电路原理图。图2是本实用新型的第二个实施例的电路原理图。图3是本实用新型的第三个实施例的电路原理图。
具体实施方式
在图1中，虚线框起来的这部分电路13是延时通限流保护电路。电源变压器B把220V交流市电降压为9V，送给由二极管DpD2、D3、D4构成的桥式整流器变成脉动直流电，再 经过滤波电容C3、C4、C5、C6和三端稳压器IC1及升压二极管D5变成平滑的稳压5. 7V直流电 (对驱动电压高的继电器，可用稳压9V或12V的稳压电路，电源变压器B的输出电压要相 应提高)，该直流电源是延时通限流保护电路的工作电源，它也可以不用稳压电路，直接用 整流滤波电路就行(但此时电源变压器B的次级电压要降低到6V左右)，因555时基集成 块IC等各部分相关电路对电压稳定性无要求。555时基集成块IC的2脚和6脚连在一起 接定时电容C1和定时电阻R1以及放电二极管D7。555时基集成块IC的4脚和8脚连在一 起接稳压5. 7V直流电的正极，其1脚接地，5脚接电容C2,输出端3脚通过保护电阻R2接三 极管T的基极。三极管T的发射极接地，集电极接继电器的电磁线圈J，保护二极管D6是保 护三极管T不被继电器的电磁线圈J的反电势击穿的。限流电阻R3和继电器的常断触点 开关Jk并联后一端接上电源线，另一端接大功率变压器Bm的初级绕组的上端，作为延时通 限流保护电路13(即图1中虚线框起来的那部分电路)的执行部件。本实用新型将555时 基集成块IC等各部分相关电路(也包括稳压5. 7V直流电电路)合称555延时电路。如果 继电器J不需要很大的驱动电流，也可省略三极管T和电阻R2，此时要将继电器电磁线圈J 连同保护二极管D6 —起接在输出端3脚和地之间(二极管D6的正极接地)。下电源线与保险丝10串联后接大功率变压器Bm的初级绕组的下端。大功率变压 器Bm的次级绕组与大功率直流变换器11的输入端相连。大功率直流变换器11的输出端是 12。大功率直流变换器11的内部电路可按不同的需求设计成不同类型的，但其电路结构都 包括桥式整流器和滤波电容(这与图1中的由二极管Dp D2, D3、D4构成的桥式整流器和滤 波电容C3的连接方式相同，但由于要求强功率输出，桥式整流器要用50A左右的桥堆，滤波 电容也要几万微法拉的容量)。电源插头9与两条电源线相接。上电源线与电源插头之间 还可串联一个电源开关K(也可省略该开关用拔插电源插头9代替)。本实用新型的工作原理如下在刚接通电源的时刻，定时电容C1上的电压不能突 变，使555时基集成块IC的2脚和6脚电位较高，其输出端3脚无输出电压，使得三极管T 截止，继电器电磁线圈J中无电流，继电器的常断触点开关Jk还处于断开状态，限流电阻R3 就串入大功率变压器Bm的初级绕组，从而限制了开机电流；当过了 5秒钟后，定时电容(^上 的电压升高，使555时基集成块IC的2脚和6脚电位下降到5. 7V直流电源的1/3以下时， 其输出端3脚输出高电压，导致三极管T导通，继电器电磁线圈J中有电流，继电器的常断 触点开关Jk接通，限流电阻R3被短路而正常工作。此时由于前一个启动过程的开机的起始 电流过程已过去，电流已经降为额定电流附近，不会产生超过额定电流的过程。由于启动过 程仅几秒钟，限流电阻R3发热量很少且发热过程很短暂，可不必用很大功率的电阻。当然， 限流电阻民也可用电感器代替，其感抗应对50Hz交流电呈现大于30欧姆的阻值，电感线圈 的漆包线直径要大于0. 9毫米，电磁铁芯也要足够大，但此情况下成本提高，体积增大。本 实用新型将限流电阻R3或上述电感器统称限流元件。本实施例的各元器件参数如下电阻礼、R2的阻值分别为50K、3K。限流电阻R3可用1500W电炉丝取其一段，阻值 大约5-12欧姆，再把它拉开缝隙后两端用螺丝固定在一个陶瓷或电木等耐高温材料的绝 缘板上，其两端的固定螺丝就是其电阻接线端子。限流电阻R3也可用其他5-12欧姆、额定 电流大于3Α的成品电阻代替，其额定电流规格取决于整机工作电流。电容(^、(2、(3、(；、(5、
4C6 的电容值分别为 100、0. 01、470、0. 1,470,0. 1 微法。二极管 D” D2、D3、D4、D5、D6、D7 全为 1N4007，其中D5、D6、D7也可用开关二极管1N4148。三极管T可用C9013。三端稳压器IC1可 用7805。继电器J的电磁线圈J额定工作电压为6V的，其常断触点开关Jk的额定电流要 用15A以上的(具体要看整机工作电流大小)，也可并联使用其两组常断触点开关，这可成 倍提高允许通过的电流值。电源变压器B可用输出电压9V、额定功率大于5W的。电源开关 可用15A以上的拨动开关。保险丝10按整机额定工作电流选取。大功率变压器Bm以及大 功率直流变换器11的参数按原厂设计就行。图2是第二个实施例原理图。就是把图1中的延时通限流保护电路13由自动延 时通改为手动延时通电路，其中开关Ky为机械手动开关。当整机启动前，要先把开关Ky断 开，启动5秒后，再手动接通开关Κγ，其基本保护原理与前述相似，也可起到避免开机的起始 电流非常大的弊端。但这种方式太麻烦，并且一旦忘了事先把开关Ky断开，一通电就可能 因开机的起始电流过大而烧保险丝；若开机后忘了接通Ky也会使整机输出功率减小，并且 会因限流电阻R3长期发热温度显著升高而引起故障。第3个实施例见图3。它是将延时通限流保护电路13的执行部件(比如限流电阻 R3和继电器的常断触点开关Jk并联电路，或图2中的限流电阻R3和开关Ky的并联电路)串 联在大功率变压器Bm的次级绕组。或者将延时通限流保护电路13的执行部件串联在大功 率直流变换器11内部的桥式整流器的正极输出端与最前端的滤波电容的正极之间，构成 第四个实施例。第三和第四个实施例的限流电阻R3可适当增大。本实用新型的延时通限流保护电路13的电路结构可有多种变化。
权利要求一种强功率直流电源，电源插头和电源线及保险丝串联，大功率变压器后面接有大功率直流变换器，其特征在于电源线和大功率直流变换器之间的电路中串联有延时通限流保护电路。
2.按权利要求1所述的强功率直流电源，其特征在于延时通限流保护电路是由555延 时电路和继电器以及限流元件连接而成的，555延时电路的输出端通过继电器的电磁线圈 接电源，继电器的常断触点开关与限流元件并联。
专利摘要本实用新型公开了一种强功率直流电源。它在电源线和大功率直流变换器之间的电路中串联有延时通限流保护电路，延时通限流保护电路是由555延时电路和继电器以及限流元件连接而成的。它有效地克服了现有技术中强功率直流电源因启动电流远超过额定电流引起的保险丝使用规格过大导致的不起保险作用和频繁烧毁元器件和保险丝的缺陷。它可明显提高强功率直流电源的可靠性和耐用性，但成本几乎没有提高。本实用新型可用于具有强电流输出能力的高可靠强功率直流电源的生产和性能的提高。
文档编号H02M7/162GK201674413SQ20102019202
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者赵杰 申请人:德州学院