CN1722928A - 软启动大功率直流光源 - Google Patents
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Abstract
一种软启动大功率直流光源，由碘钨灯(1)和电源部分组成，电源部分包含桥式整流器(2)、π形滤波电路(3)和5伏低压电源(6)，π形滤波电路(3)由第一电容(C1)、第六电阻(R6)和第二电容(C2)组成，桥式整流器(2)的两个输入端与220V市电网连接，桥式整流器(2)的正输出端与第一电容(C1)的正端连接，第六电阻(R6)跨接在第一电容(C1)的正端和第二电容(C2)的正端之间，第一电容(C1)的负端与第二电容(C2)的负端连接，碘钨灯(1)跨接在第二电容(C2)的正端和负端之间，其特征在于，它还含有限流电阻(4)和延时短路电路(5)，限流电阻(4)跨接在桥式整流器(2)的负输出端和第一电容(C1)的负端之间，延时短路电路(5)的正电源输入端和负电源输入端分别与低压电源(6)的正输出端和负输出端连接，延时短路电路(5)的两个输出端跨接在限流电阻(4)的两端。有能避免了大充电电流对桥式整流器(2)的损害和延时高度精密、工作稳定可靠的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种软启动大功率直流光源，确切说，涉及一种使用220伏市电的、输出为直流光的软启动大功率直流光源，属大功率直流光源的技术领域。
背景技术
目前，直接使用市电的光源一般输出交流光，光强随时变化。另一种常见的光源是由电池或小功率直流电源供电的，不能提供持续大功率高亮度的照明。在需要大功率直流光源照明的场合，以上光源都不能满足需要。
发明内容
为克服现有光源不能提供持续大功率直流光照明的不足，本发明的目的是提供一种软启动大功率直流光源。该直流光源有使用220伏市电、软启动、输出大功率直流光的优点。
本发明实现上述目的所采用的技术方案是：一种软启动大功率直流光源，由碘钨灯1和电源部分组成，电源部分包含桥式整流器2、π形滤波电路3和5伏低压电源6，π形滤波电路3由第一电容C1、第六电阻R6和第二电容C2组成，桥式整流器2的两个输入端与220V市电网连接，桥式整流器2的正输出端与第一电容C1的正端连接，第六电阻R6跨接在第一电容C1的正端和第二电容C2的正端之间，第一电容C1的负端与第二电容C2的负端连接，碘钨灯1跨接在第二电容C2的正端和负端之间，其特征在于，它还含有限流电阻4和延时短路电路5，限流电阻4跨接在桥式整流器2的负输出端和第一电容C1的负端之间，延时短路电路5的正电源输入端和负电源输入端分别与低压电源6的正输出端和负输出端连接，延时短路电路5的两个输出端跨接在限流电阻4的两端。
由于碘钨灯1工作时需要较大的功率，所以π形滤波电路3需采用电容量很大的滤波电容(第一电容C1和第二电容C2)。如碘钨灯1直接通过π形滤波电路3得到供电，即限流电阻4的阻值为0，那么，这样的大功率直流光源启动，即开机时，滤波电容的充电电流很大，会导致桥式整流器2因过流而烧毁。因此，大功率直流光源启动时必须采用软启动方式。在本发明的软启动大功率直流光源中，π形滤波电路3与两端跨接有延时短路电路5的限流电阻4串联。当该直流光源启动时，延时短路电路5断路，滤波电容通过限流电阻4充电，充电电流被限流电阻4限制在安全范围内；经一段延时后，延时短路电路5闭合，限流电阻4被短路，充了电的滤波电容继续充电，此时充电电流仍在安全范围内；滤波电容充电结束，碘钨灯1在桥式整流器2和π形滤波电路3的供电下，持续输出大功率直流光，与此同时，桥式整流器2不会过流，使桥式整流器2得到保护。
本发明的技术方案的进一步特征在于，延时短路电路5由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，继电器RLY，第一二极管D1、第二二极管D2，三极管Q1，MOS管Q，电压比较器U1，和单片机系统MCU组成，继电器RLY是单刀双掷型继电器，第一电阻R1与第二电阻R2串联后跨接在第二电容C2的正端和桥式整流器2的负输出端之间，第一电阻R1与第二电阻R2的连接点与继电器RLY的公共端com连接，栅极g、常开端no与第三电阻R3的一端连接在一起，第三电阻R3的另一端与桥式整流器2的负输出端连接，源极s、限流电阻4的一端与桥式整流器2的负输出端连接在一起，漏极d、限流电阻4的另一端与第一电容C1的负端连接在一起，电压比较器U1的正端VCC和地端GND分别与低压电源6的正端和负端连接，低压电源6的负端接地，第一二极管D1和第二二极管D2顺向串联后跨接在低压电源6的正端和正相输入端A+之间，反相输入端A-与单片机系统MCU的端口P2.2连接，继电器RLY跨接在低压电源6的正端和集电极c之间，发射极e与低压电源6的负端连接，第五电阻R5跨接在低压电源6的正端和输出端Aout之间，第四电阻R4跨接在输出端Aout和基极b之间。
本发明的软启动大功率直流光源启动，即开机后，端口P2.2输出高位信号，正相输入端A+的输入信号的电压低于反相输入端A-的输入信号的电压，输出端Aout输出低位信号，基极b电压低于0.6V，三极管Q1截止，继电器RLY不激磁，公共端com与常闭端nc接通，栅极g-源极s电压为0V，MOS管Q截止，限流电阻4与第一电容C1串联，限制第一电容C1开机充电电流至安全范围。延时几百毫秒后，延时短路电路5动作：端口P2.2输出低位信号，正相输入端A+的输入信号的电压高于反相输入端A-的输入信号的电压，输出端Aout输出高位信号，基极b电压高于0.6V，三极管Q1导通，继电器RLY激磁，公共端com与常开端no接通，栅极g-源极s电压为正压，MOS管Q导通，限流电阻4被短路，部分充电的第一电容C1继续充电，直到第一电容C1充电完成，其充电电流一直在安全范围内。碘钨灯1跨接在电源部分的两端，即第二电容C2的两端，碘钨灯1因得到供电而持续输出大功率的直流光。同时，软启动电路把流过桥式整流器2的电流限制在安全范围内，从而使桥式整流器2得到保护。此外，端口P2.2输出的延时信号由单片机系统MCU产生，延时高度精密，确保延时短路电路5能可靠稳定地工作。
与背景技术相比，本发明的有益效果是，本发明的软启动电路减小了启动时第一电容C1的充电电流，流过桥式整流器2的电流随之减小，避免了大充电电流对桥式整流器2的损害；延时短路电路5的延时信号由单片机系统MCU提供，延时高度精密，确保本发明的直流光源工作稳定可靠。
附图说明
图1是本发明的软启动大功率直流光源的结构框图。
图2是本发明的软启动大功率直流光源的电路图。
图3是没有限流电阻和延时短路电路的大功率直流光源启动时，第一电容C1和第二电容C2的充电电流超过安全范围的示意图。
图4是本发明的软启动大功率直流光源启动时，第一电容C1和第二电容C2的充电电流在安全范围内的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
图2中，虚线框内是限流电阻4和延时短路电路5。MOS管Q的源极s和漏极d是延时短路电路5的两个输出端，跨接在限流电阻4的两端。其他电路连接，在“发明内容”中已有详细描述，这里就不多赘述。
实施例
本实施例的电路如图2所示。现罗列本实施例所采用的元器件型号或参数如下：
碘钨灯1 500瓦碘钨灯
桥式整流器2 其型号为KBPC3510
第一电阻R1 150千欧姆，1/4瓦
第二电阻R2 10千欧姆，1/4瓦
第三电阻R3 1兆欧姆，1/4瓦
第四电阻R4 240欧姆，1/4瓦
第五电阻R5 3千欧姆，1/4瓦
第六电阻R6 10欧姆陶瓷电阻，300瓦
限流电阻4 30欧姆陶瓷电阻，20瓦
MOS管Q 其型号为MTY30N60E
继电器RLY DC5V，单刀双掷型继电器
单片机系统MCU 其型号为AT89C51
第一电容C1 100微法电解电容，耐压400伏
第二电容C2 1000微法电解电容，耐压400伏
第一二极管D1 其型号为1N4148
第二二极管D2 其型号为1N4148
电压比较器U1 其型号为LM393
三极管Q1 其型号为9013
在本实施例中，开机经过200毫秒的延时再将限流电阻短路，收到减小充电电流的效果。见图4。
Claims (4)
1、一种软启动大功率直流光源，由碘钨灯(1)和电源部分组成，电源部分包含桥式整流器(2)、π形滤波电路(3)和5伏低压电源(6)，π形滤波电路(3)由第一电容(C1)、第六电阻(R6)和第二电容(C2)组成，桥式整流器(2)的两个输入端与220V市电网连接，桥式整流器(2)的正输出端与第一电容(C1)的正端连接，第六电阻(R6)跨接在第一电容(C1)的正端和第二电容(C2)的正端之间，第一电容(C1)的负端与第二电容(C2)的负端连接，碘钨灯(1)跨接在第二电容(C2)的正端和负端之间，其特征在于，它还含有限流电阻(4)和延时短路电路(5)，限流电阻(4)跨接在桥式整流器(2)的负输出端和第一电容(C1)的负端之间，延时短路电路(5)的正电源输入端和负电源输入端分别与低压电源(6)的正输出端和负输出端连接，延时短路电路(5)的两个输出端跨接在限流电阻(4)的两端。
2、根据权利要求1所述的软启动大功率直流光源，其特征在于，延时短路电路(5)由第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)，继电器(RLY)，第一二极管(D1)、第二二极管(D2)，三极管(Q1)，MOS管(Q)，电压比较器(U1)，和单片机系统(MCU)组成，继电器(RLY)是单刀双掷型继电器，第一电阻(R1)与第二电阻(R2)串联后跨接在第二电容(C2)的正端和桥式整流器(2)的负输出端之间，第一电阻(R1)与第二电阻(R2)的连接点与继电器(RLY)的公共端(com)连接，栅极(g)、常开端(no)与第三电阻(R3)的一端连接在一起，第三电阻(R3)的另一端与桥式整流器(2)的负输出端连接，源极(s)、限流电阻(4)的一端与桥式整流器(2)的负输出端连接在一起，漏极(d)、限流电阻(4)的另一端与第一电容(C1)的负端连接在一起，电压比较器(U1)的正端(VCC)和地端(GND)分别与低压电源(6)的正端和负端连接，低压电源(6)的负端接地，第一二极管(D1)和第二二极管(D2)顺向串联后跨接在低压电源(6)的正端和正相输入端(A+)之间，反相输入端(A-)与单片机系统(MCU)的端口(P2.2)连接，继电器(RLY)跨接在低压电源(6)的正端和集电极(c)之间，发射极(e)与低压电源(6)的负端连接，第五电阻(R5)跨接在低压电源(6)的正端和输出端(Aout)之间，第四电阻(R4)跨接在输出端(Aout)和基极(b)之间。
3、根据权利要求1或2所述的软启动大功率直流光源，其特征在于，其所采用的元器件型号或参数罗列如下：
碘钨灯1 500瓦碘钨灯
桥式整流器2 其型号为KBPC3510
第一电阻R1 150千欧姆，1/4瓦
第二电阻R2 10千欧姆，1/4瓦
第三电阻R3 1兆欧姆，1/4瓦
第四电阻R4 240欧姆，1/4瓦
第五电阻R5 3千欧姆，1/4瓦
第六电阻R6 10欧姆陶瓷电阻，300瓦
限流电阻4 30欧姆陶瓷电阻，20瓦
MOS管Q 其型号为MTY30N60E
继电器RLY DC5V，单刀双掷型继电器
单片机系统MCU 其型号为AT89C51
第一电容C1 100微法电解电容，耐压400伏
第二电容C2 1000微法电解电容，耐压400伏
第一二极管D1 其型号为1N4148
第二二极管D2 其型号为1N4148
电压比较器U1 其型号为LM393
三极管Q1 其型号为9013。
4、根据权利要求1，2或3所述的软启动大功率直流光源，其特征在于，延时短路电路5的延时时间为200毫秒。
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