[实用新型]一种过零开过零关的单相软启动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单相过零开过零关的软启动电路，尤其涉及一种应用于大功率音响的软启动电路。

背景技术

目前，各种音频功率放大器绝大多数是使用单相变压器全波整流——滤波电容电路供电。这种供电电路十分成熟而且计算方便、结构简单。但其供电的质量极度依赖于滤波电容。在小功率的音频功率放大器电路使用20000µF的滤波电容，这对使用并无大碍，而再千瓦级别的音频功率放大器中，为提供必要的储能，使工作时电压不致跌落太大，其输入滤波电容器已经使用到40000µF的滤波电容，甚至会使用到60000µF的滤波电容，这会在使用中带来一些问题。

由于大容量的滤波电容接在变压器的次级的整流桥堆之后，由于电容器上的初始电压为零，电容器在开机初始充电会形成很大的瞬时冲击电流。由于开机具有随机性，如果开机的瞬间刚好碰上交流电压的峰值，则对电网的冲击极大，其冲击电流可达数十安培。电源接通瞬间产生如此大的冲击浪涌电流幅值，往往会导致输入熔断器熔断，开关的触点烧坏或者使空气开关过流跳闸，上述原因均使音频功率放大器无法正常投入运行。

为此，几乎大功率的音频功率放大器在其交流输入回路设计有防浪涌冲击电流保护电路，或称为软启动电路、柔性启动电路，以保证音频功率放大器可以正常而可靠地运行。

其中常见的软启动电路是热敏电阻防冲击电流电路。它是利用热敏电阻防止开机瞬间冲击电流的电路。热敏电阻具有负温度特性，在电源接通瞬间，热敏电阻冷态电阻很大，达到接通电流瞬间限制电流的作用。当热敏电阻流过较大电流时，热敏电阻自身发热而阻值变小，电路处于正常工作状态，这时再用一个继电器短路热敏电阻，以减少电路损耗。

采用热敏电阻防开机瞬间冲击电流方法简单，但由于热敏电阻存在热惯性，重新恢复高阻需要时间，如果电源断电后又很快接通，是起不到限制冲击电流的作用。

为此，有越来越多的音频功率放大器采用过零触发防冲击电流电路来避免大功率音频功率放大器在开机瞬间产生的冲击电流。现时比较多的方法是采用过零触发双向可控硅构成的防冲击电流电路。这种电路虽然可以做到防冲击电流，但是双向可控硅在工作的过程中回路中依然有导通电压降，依然有功率损耗存在。

如果使用继电器来代替双向可控硅作为开关，由于继电器在开关时会出现抖动与振荡及继电器的吸合需要时间，难以直接用于过零触发防冲击电路上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足，从而提供一种使用继电器和二极管组成的过零开关软启动电路。

为解决技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：一种单相过零开过零关的软启动电路包括作为负载的变压器、辅助开关电路、主开关电路、继电器控制用的信号检测电路，所述辅助开关电路由二极管D2与继电器K1串联组成，所述主开关电路由主继电器K2并联在辅助开关电路上组成，继电器控制用的信号检测电路由二极管D1、限流电阻R1、光耦U1和R2，BT1辅助电源组成。

优选的在开机阶段，二极管D2正端与零线N之间的电压由正转负时继电器K1吸合。此时，由于二极管工作在截止状态，其反向电流极小，继电器K1吸合过程近似处于零电流开关状态，承受电压的是二极管。

优选的在开机阶段，主继电器K2的吸合过程。此时，由于二极管D2已经工作在导通状态，其导通电压只有0.6V，主继电器K2吸合过程近似处于零电压状态。

优选的在关机阶段，二极管D2正端与零线N之间的电压由正转负时继电器K1吸合。此时，由于主继电器K2处于吸合状态，继电器K1的吸合过程处于零电流/零电压状态。

优选的在关机阶段，主继电器K2释放过程。主开关电路2退出工作，K2释放。流过负载的电流转移到二极管D2与继电器K1串联组成的辅助开关电路1上。主继电器K2释放时由于继电器K1已经吸合，D2已经导通，主继电器K2释放过程近似处于零电压状态。

优选的在关机阶段，随着时间的推移，二极管D2正端与零线N之间的电压由正转负时，二极管D2自然截止，对负载而言实现过零关机，二极管D2截止后，继电器K1释放，继电器K1释放过程由于二极管工作在截止状态，其反向电流极小，继电器K1释放过程近似处于零电流状态，承受电压的是二极管。

优选的，继电器K1吸合与释放是处于零电流状态，继电器K2吸合与释放是处于零电压状态。因此继电器的触点不会出现烧蚀现象。

优选的，按电源频率50Hz计算，以目前单片机的处理速度，继电器的吸合与释放完全可以在半个周期10mS内完成，继电器的吸合与释放时间约为1mS。