负载分级启动电路及相应漏电保护器制造技术

本发明专利技术提供了一种负载分级启动电路，用于接收电源提供的电能，并向两个或两个以上的负载提供电能。所述负载分级启动电路包括：两个或两个以上的电能控制单元，其中每个电能控制单元用于向与之对应的负载提供供电电压，其中所述电能控制单元包括：电压检测单元，用于检测所述电能控制单元能够提供给所述负载的电压的大小，开关单元用于控制所述电能控制单元是否向所述负载提供电压；所述负载分级启动电路还包括控制装置，耦合到所述电压检测单元和所述开关单元，用于在检测到所述电能控制单元能够给相应负载提供不低于该负载的工作电压的电压时，使所述开关单元导通，并先后启动所述两个或两个以上的负载。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种负载分级启动电路，尤其涉及一种用于漏电保护器（Residual Current Protection Device,RCD）中的负载分级启动电路。 
技术介绍
漏电保护器（RCD）是一种广泛使用的电路防护装置，用来在设备发生漏电故障时打开主电路中的断路器以切断电源供电，从而防止触电事故的发生。目前的漏电保护器中，一般采用开关电源（Switching Mode Power Supply，SMPS）对其进行供电。开关电源从上电至达到稳定输出之间需要一段时间，通常将这段时间称为开关电源的启动时间。 给漏电保护器供电的开关电源具有许多容性负载，如系统中的单片机、30%漏电继电器指示、60%漏电继电器指示、磁翻转指示、LED指示等。这些负载中需要采用大量的电容进行滤波。因此，在开关电源上电的瞬间，其输出电流较大，容易将电压拉低，造成开关电源在其启动时间范围内输出电压不稳定的现象。电压不稳定容易导致负载中的部件的误动作，还有可能导致元件故障甚至损坏，影响RCD的正常工作。另外，较大的输出电流还会导致开关电源的启动时间的增加，使开关电源需要一段较长的时间才能够实现稳定供电。 若在开关电源的启动时间内发生了漏电事故，由于RCD还没有从开关电源得到稳定的供电，会导致RCD无法切断主电路中的电源供电。因此需要使开关电源的启动时间非常短，通常不超过40毫秒。所以，在如此短的时间内启动诸多的容性负载，所需的启动电流非常大，加剧了电压不稳定的现象的发生。 为了减小开关电源的启动时间，避免启动时间范围内电压不稳定的现象，现有技术中通常采取增大开关电源的的输出功率的方案，但这种方案需要较大功率的变压器和开关管。这会导致RCD体积的增大和成本的升高。而且考虑到整体系统的功耗和工作效率的问题，开关电源的输出功率会受到一定的限制，不可能太高。 
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种负载分级启动电路，可避免负载中的部件的误动作和损坏，且能够缩短开关电源的启动时间。 本专利技术提供了一种负载分级启动电路，用于接收电源提供的电能，并向两个或两个以上 的负载提供电能，其中所述负载分级启动电路包括：两个或两个以上的电能控制单元，其中每个电能控制单元用于向与之对应的负载提供供电电压，其中所述电能控制单元包括：电压检测单元，用于检测所述电能控制单元能够提供给所述负载的电压的大小，开关单元用于控制所述电能控制单元是否向所述负载提供电压；控制装置，耦合到所述电压检测单元和所述开关单元，用于在检测到所述电能控制单元能够给相应负载提供不低于该负载的工作电压的电压时，使所述开关单元导通，并先后启动所述两个或两个以上的负载。 本专利技术提供的负载分级启动电路，可防止因负载同时启动导致的电源启动过程中电流过大，避免负载中的部件由于电压不足够造成的误动作和损坏，且能够缩短开关电源的启动时间。 根据本专利技术提供的负载分级启动电路，其中所述多个电能控制单元中的每一个包括电流限制单元，用于限制流过所述电能控制单元的电流。电流限制单元的设置进一步确保了开关电源在启动瞬间输出的电流不会过大。可选地，电流限制单元还可设置成用于限制所述电源输出的电流，而非设置在每个电能控制单元中。 根据本专利技术提供的负载分级启动电路，所述电压检测单元将检测结果提供给所述控制装置，所述控制装置根据接收到的所述检测结果控制开关单元。 根据本专利技术提供的负载分级启动电路，其中先后启动负载的顺序为所述多个负载的预定启动优先级的顺序。优选地，在所述预定的启动优先级顺序中，用于控制其他部件的控制单元优先启动。可选地，根据本专利技术提供的负载分级启动电路，其中先后启动负载的顺序为所述多个负载被提供电压的先后顺序。 根据本专利技术提供的负载分级启动电路，其中所述电流限制单元由电阻器构成。根据本专利技术提供的负载分级启动电路，其中所述电压检测单元由串联的多个电阻器构成。根据本专利技术提供的负载分级启动电路，其中所述开关单元包括三极管或MOS管等开关管。根据本专利技术提供的负载分级启动电路，其中所述电源为开关电源。 本专利技术还提供一种分级启动多个负载的方法，该方法包括：启动电源；检测所述多个负载中的每一个负载上所能够被提供的电压；当所述能够被提供的电压不低于对应的负载的工作电压时，向该对应的负载提供电压；先后启动所述多个负载。 根据本专利技术提供的操作方法，其中先后启动负载的顺序为所述多个负载被提供电压的先后顺序。根据本专利技术提供的操作方法，其中先后启动负载的顺序为所述多个负载的预定启动优先级的顺序。 本专利技术还提供一种漏电保护器，包括上述负载分级启动电路。 本专利技术提供的快速启动电路，可避免负载中的部件的误动作和损坏，且能够缩短开关电源的启动时间，无需电源在启动时提供较大的输出功率，无需大功率的变压器和开关管，可减小体积、降低成本。 附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中， 图1是根据本专利技术的一个实施例提供的负载分级启动电路的结构示意图； 图2是根据本专利技术的又一个实施例提供的负载分级启动电路的结构示意图； 图3是根据本专利技术的一个实施例提供的操作方法的示意图； 图4是根据本专利技术的又一个实施例提供的负载分级启动电路的电路图。 具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。 图1示出了根据本专利技术的一个实施例的负载分级启动电路，其用于使开关电源DC分级启动由该开关电源DC供电的多个负载L1、L2。该负载分级启动电路包括MCU（微控制单元）和多个电能控制单元E1、E2。其中电能控制单元E1位于开关电源DC与负载L1之间，用于控制开关电源DC向负载L1提供的电能。电能控制单元E2位于开关电源DC与负载L2之间，用于控制开关电源DC向负载L2提供的电能。当开关电源DC开始供电时，电能控制单元E1、E2限制流过其中的电流，并在电能控制单元E1、E2能够向对应的负载L1、L2提供的电压不低于该负载L1、L2的工作电压后，才开始向负载L1、L2提供电压。MCU根据负载L1、L2的优先级使负载L1、L2先后启动。 下面以电能控制单元E1为例，详细说明电能控制单元的作用。如图1所示，电能控制单元E1包括电流限制单元C1、电压检测单元D1和开关单元S1。电流限制单元C1用于限制流过该电能控制单元E1的电流，使其不超过某一阈值电流Ith1，从而限制开关电源DC提供给电能控制单元E1的电能。电压检测单元D1用于检测电能控制单元E1能够提供给负载L1的电压，并将检测结果提供给MCU。开关单元S1用于控制负载L1上是否加电，并受到MCU的控制。当电压检测单元D1检测到该电能控制单元E1能够提供给负载L1的电压达到负载L1的工作电压后，MCU控制开关单元S1使其导通，从而使开关电源DC向负载L1提供不低于其工作电压的电压。 如图1所示，电能控制单元E2具有与电能控制单元E1相对应的部件，包括电流限制单 元C2、电压检测单元D2和开关单元S2。各个部件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载分级启动电路，用于接收电源提供的电能，并向两个或两个以上的负载（L、L0、L1、L2、L3、Ln）提供电能，其中所述负载分级启动电路包括：两个或两个以上的电能控制单元（E1、E2、E3、En），其中每个电能控制单元用于向与之对应的负载提供供电电压，其中所述电能控制单元包括：电压检测单元（D、D1、D2），用于检测所述电能控制单元能够提供给所述负载的电压的大小，开关单元（S、S1、S2），用于控制所述电能控制单元是否向所述负载提供电压；控制装置（MCU），耦合到所述电压检测单元（D、D1、D2）和所述开关单元（S、S1、S2），用于在检测到所述电能控制单元（E1、E2、E3、En）能够给相应负载提供不低于该负载的工作电压的电压时，使所述开关单元（S、S1、S2）导通，并先后启动所述两个或两个以上的负载。

【技术特征摘要】
1.一种负载分级启动电路，用于接收电源提供的电能，并向两个或两个以上的负载（L、
L0、L1、L2、L3、Ln）提供电能，其中所述负载分级启动电路包括：
两个或两个以上的电能控制单元（E1、E2、E3、En），其中每个电能控制单元用于向
与之对应的负载提供供电电压，其中所述电能控制单元包括：
电压检测单元（D、D1、D2），用于检测所述电能控制单元能够提供给所述负载的
电压的大小，
开关单元（S、S1、S2），用于控制所述电能控制单元是否向所述负载提供电压；
控制装置（MCU），耦合到所述电压检测单元（D、D1、D2）和所述开关单元（S、
S1、S2），用于在检测到所述电能控制单元（E1、E2、E3、En）能够给相应负载提供不低
于该负载的工作电压的电压时，使所述开关单元（S、S1、S2）导通，并先后启动所述两
个或两个以上的负载。
2.根据权利要求1所述的负载分级启动电路，其中所述电能控制单元中的每一个包括
电流限制单元（C1、C2），用于限制流过所述电能控制单元的电流。
3.根据权利要求1所述的负载分级启动电路，还包括电流限制单元（C），用于限制所
述电源输出的电流。
4.根据权利要求1所述的负载分级启动电路，其中，所述控制装置（MCU）按照预
定的启动优先级顺序先后启动所述两个或两个以上的负载。
5.根据权利要求4所述的负载分级启动电路，其中，在所述预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红申，董天帅，徐首旗，卢向东，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE