一种用于交流电源的远程数控软启动器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于交流电源的远程数控软启动器，包括过零检测电路、控制电路、以及电源开关电路。过零检测电路的输入端与交流电源相线输入和零线输入连接，以检测交流电源相线输入上交流正弦波电压的零点位置，并将检测到的零点位置以过零检测脉冲信号的形式传送到控制电路。控制电路与电源开关电路连接，以在外部使能信号处于使能状态时，根据来自于过零检测电路的过零检测脉冲信号的上升沿启动计时，在计时到达计时值时，向电源开关电路输出可控硅开启脉冲，计数值逐渐减小，使电源开关电路输出的电压逐渐升高。计时值减小到0时，控制电路向电源开关电路持续输出高电平信号，使电源开关电路处于持续打开状态，完成软启动过程。

【技术实现步骤摘要】
一种用于交流电源的远程数控软启动器
本技术属于单相或三相交流电源领域，更具体地，涉及一种用于交流电源的远程数控软启动器。
技术介绍
通常的，单相或三相交流电源通过电源开关接入负载，电源开关打开瞬间，注入负载的瞬时电流通常远大于稳态工作电流，即产生浪涌电流，浪涌电流不仅会使设备内的交流开关、保险丝、EMI滤波器等损坏，还会对电网电源产生干扰，触发电源保护设备开启，导致断电，或者干扰其他设备的正常工作。在电源开启的瞬间，负载产生的浪涌电流超过正常工作电流几十倍，必须对该浪涌电流进行抑制处理，目前普遍采用的一种处理方式是采用软启动器。其基本原理是电源开关打开后，通过软启动器控制输出到负载的电压逐渐升高，从而消除浪涌电流。目前用于交流电源的软启动器通常有两类，第一类是采用电阻R、电容C与MOS管组成软启动器，通过电阻R对电容C充电以调整电源启动时间，MOS管作为电源的开关，由电容C的电压进行控制，电阻R通常采用大功率电阻，工作过程中会产生散热和额外功耗的问题，为了解决该问题，通常将电阻R与继电器并联，软启动完成后继电器闭合，将电阻R短路；第二类是采用电阻R和电容C与时序控制芯片连接，时序控制芯片的输出控制可控硅的开关，通过调整电阻R和电容C控制电源启动时间，并且需要采用变压器和整流桥实现过零检测。然而，上述两类软启动器存在一些不可忽视的缺陷：1、这两类软启动器在使用过程中无法调节R和C的参数值，难以满足不同负载对不同软启动时间的需求；2、为满足电源反复启动的需求，需要对电容C进行放电处理，增加了电路复杂度，且电源反复启动之间必须要有等待时间；3、这两类软启动器无法通过远程输入实现电源开和关的控制，无法满足仪器仪表领域设备组网后电源开关远程自动化控制的要求；4、使用电阻R等大功率器件，存在额外的功率消耗、并且需要散热的问题；5、引入的继电器、变压器存在体积大、寿命有限的问题；
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种用于交流电源的远程数控软启动器，其目的在于，解决现有软启动器中存在的无法满足不同负载对不同软启动时间的需求、反复重启时需要等待时间、无法通过远程输入实现开关、使用大功率器件引来额外的功率消耗和散热问题、以及采用继电器、变压器等体积大、寿命有限的技术问题。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种用于交流电源的远程数控软启动器，包括过零检测电路、控制电路、以及电源开关电路，过零检测电路的输入端与交流电源相线输入和零线输入连接，以检测交流电源相线输入上交流正弦波电压的零点位置，并将检测到的该零点位置以过零检测脉冲信号的形式传送到控制电路，控制电路与电源开关电路连接，以在外部使能信号处于使能状态时，根据来自过零检测电路的过零检测脉冲信号的上升沿启动计时，在计时到达计时值时，向电源开关电路输出可控硅开启脉冲，使电源开关电路打开并输出一部分正弦波电压；检测到后续的上升沿时，计数值逐渐减小，使电源开关输出的正弦波长度增加，软启动器输出的电压逐渐升高。在计时值减小到0时，控制电路向电源开关电路持续输出高电平信号，使电源开关电路处于持续打开状态。电源开关电路的输入端与交流电源相线输入和零线输入连接，输出端与交流电源相线输出连接，以根据来自控制电路的可控硅开启脉冲或高电平信号，对交流电源相线输出进行开或关操作。优选地，过零检测电路包括整流桥、第一电阻、第一光电耦合器、以及第二电阻，整流桥的输入端与交流电源相线输入连接，第一输出端通过第一电阻连接到第一光电耦合器输入侧的正极，第二输出端与第一光电耦合器输入侧的负极连接，第一光电耦合器的第一输出端通过第二电阻与直流输入连接，同时连接到控制电路的第一输入端，第一光电耦合器的第二输出端接地。优选地，整流桥为表贴型整流桥，并直接将相线输入上的交流正弦波电压整流转换为全正半周正弦波电压，当整流桥整流转换后的电压高于第一光电耦合器的开启电压时，第一光电耦合器的输出侧导通，输出低电平的过零检测信号到控制电路，当整流桥整流后的电压低于第一光电耦合器的开启电压时，第一光电耦合器的输出侧关闭，输出高电平的过零检测脉冲信号到控制电路。优选地，控制电路还在外部使能信号处于失能状态时，向电源开关电路持续输出低电平信号，使电源开关电路处于持续关闭状态。优选地，控制电路包括控制器、多位拨码开关、第三电阻、以及第四电阻，控制器的第一输出端与电源开关电路的第五电阻连接，控制器的多位第二输入端分别与拨码开关的各位连接，控制器的第三输入端通过第四电阻与第三电阻的一端、以及外部接口连接，以获取来自于该外部接口的外部输入开关信号，第三电阻的另一端接地，控制器的第四输入端与远程通信网络连接，以接收来自于该远程通信网络的远程通信控制信号，控制器对远程通信控制信号的使能状态与外部输入开关信号的使能状态进行与操作，其结果就是外部使能信号。优选地，在外部使能信号处于使能状态时：当控制电路第1次到第n次接收到来自于过零检测电路的过零检测脉冲信号的上升沿时，计时值应小于交流正弦波电压的半周时间与可控硅开启脉冲宽度的差，且大于或等于交流正弦波电压的半周时间与可控硅开启脉冲宽度的差取整后的整数值，其中n为每个计时值被连续重复使用的次数，其取值等于控制电路中多位拨码开关输入电平所对应的十进制数值；当控制电路在第n+1次到第2n次、第(2n+1)到第3n次，…第mn+1到第(m+1)n次接收到来自于过零检测电路1的过零检测脉冲信号的上升沿时，计时值的取值逐步递减，其中m表示计时值递减到0的递减总次数。优选地，当电源开关电路从控制电路接收到的是高电平信号时，电源开关电路对交流电源相线输出进行持续打开操作，当从控制电路接收到的是可控硅开启脉冲时，电源开关电路在可控硅开启脉冲的上升沿将交流电源相线输出打开，并在交流电源相线输入电压变为0时，将交流电源相线输出关闭，电源开关电路还在从控制电路接收到的是低电平信号时，对交流电源相线输出进行持续关闭操作。优选地，电源开关电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、电容、双向可控硅、光耦可控硅、以及三极管，第六电阻的一端与双向可控硅的第二阳极、第七电阻的一端、以及交流电源相线输入连接，另一端通过电容连接到双向可控硅的第一阳极、第八电阻的一端、以及交流电源相线输出，第八电阻的另一端连接到双向可控硅的控制极、以及光耦可控硅的第一阳极，光耦可控硅的第二阳极连接到第七电阻的另一端，光耦可控硅输入侧的正极通过第九电阻连接到直流电源，输入侧的负极连接到三极管的集电极，三极管的发射极接地，基极连接到第五电阻。当三极管的基极为高电平时，三极管和光耦可控硅导通，光耦可控硅驱动双向可控硅导通，交流电源相线输出将与交流电源相线输入导通，并输出电压。当接收到来自于控制电路的可控硅开启脉冲时，三极管和光耦可控硅短暂开启，并在光耦可控硅U1开启上升沿激发双向可控硅导通，双向可控硅会持续开启，直到交流电源的相线输入电压变为0V，此时双向可控硅自动关闭。优选地，所述远程数控软启动器进一步包括浪涌保护电路，其与交流电源相线输入连接，以吸收交流电源相线输入和零线输入上可能存在的尖峰电压。优选地，浪涌保护电路包括空气放电管、第一压敏电阻、第二压敏电阻、以及第三压敏电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于交流电源的远程数控软启动器，包括过零检测电路、控制电路、以及电源开关电路，其特征在于，过零检测电路的输入端与交流电源相线输入和零线输入连接，以检测相线输入上交流正弦波电压的零点位置，并将检测到的该零点位置以过零检测脉冲信号的形式传送到控制电路；控制电路与电源开关电路连接，以在外部使能信号处于使能状态时，根据来自于过零检测电路的过零检测脉冲信号的上升沿启动计时，在计时到达计时值时，向电源开关电路输出可控硅开启脉冲，并在计时值为0时，向电源开关电路持续输出高电平信号，使电源开关电路处于持续打开状态；电源开关电路的输入端与交流电源相线输入和零线输入连接，输出端与交流电源相线输出连接，以根据来自控制电路的可控硅开启脉冲或高电平信号，对交流电源相线输出进行开或关操作。

【技术特征摘要】
1.一种用于交流电源的远程数控软启动器，包括过零检测电路、控制电路、以及电源开关电路，其特征在于，过零检测电路的输入端与交流电源相线输入和零线输入连接，以检测相线输入上交流正弦波电压的零点位置，并将检测到的该零点位置以过零检测脉冲信号的形式传送到控制电路；控制电路与电源开关电路连接，以在外部使能信号处于使能状态时，根据来自于过零检测电路的过零检测脉冲信号的上升沿启动计时，在计时到达计时值时，向电源开关电路输出可控硅开启脉冲，并在计时值为0时，向电源开关电路持续输出高电平信号，使电源开关电路处于持续打开状态；电源开关电路的输入端与交流电源相线输入和零线输入连接，输出端与交流电源相线输出连接，以根据来自控制电路的可控硅开启脉冲或高电平信号，对交流电源相线输出进行开或关操作。2.根据权利要求1所述的远程数控软启动器，其特征在于，过零检测电路包括整流桥、第一电阻、第一光电耦合器、以及第二电阻；整流桥的输入端与交流电源相线输入和零线输入连接，第一输出端通过第一电阻连接到第一光电耦合器输入侧的正极，第二输出端与第一光电耦合器输入侧的负极连接；第一光电耦合器的第一输出端通过第二电阻与直流输入连接，同时连接到控制电路的第一输入端；第一光电耦合器的第二输出端接地。3.根据权利要求1所述的远程数控软启动器，其特征在于，整流桥为表贴型整流桥，并直接将交流电源相线输入的交流正弦波电压整流转换为全正半周正弦波电压；当整流桥整流转换后的电压高于第一光电耦合器的开启电压时，第一光电耦合器的输出侧导通，输出低电平的过零检测信号到控制电路；当整流桥整流后的电压低于第一光电耦合器的开启电压时，第一光电耦合器的输出侧关闭，输出高电平的过零检测脉冲信号到控制电路。4.根据权利要求1所述的远程数控软启动器，其特征在于，控制电路还在外部使能信号处于失能状态时，向电源开关电路持续输出低电平信号，使电源开关电路处于持续关闭状态。5.根据权利要求4所述的远程数控软启动器，其特征在于，控制电路包括控制器、多位拨码开关、第三电阻、以及第四电阻；控制器的第一输出端与电源开关电路的第五电阻连接，以控制电源开关电路的开或关操作；控制器的多位第二输入端分别与拨码开关的各位连接，以控制软启动时间；控制器的第三输入端通过第四电阻与第三电阻的一端、以及外部接口连接，以获取来自于该外部接口的外部输入开关信号，第三电阻的另一端接地；控制器的第四输入端与远程通信网络连接，以接收来自于该远程通信网络的远程通信控制信号；外部使能信号是远程通信控制信号中的使能信号与外部输入开关信号所表...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正刚，邱衍军，
申请(专利权)人：武汉中科开物技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42