本實用新型涉及一種單相過零開過零關(guān)的軟啟動電路，尤其涉及一種應(yīng)用于大功率音響的軟啟動電路。

背景技術(shù)：

目前，各種音頻功率放大器絕大多數(shù)是使用單相變壓器全波整流——濾波電容電路供電。這種供電電路十分成熟而且計算方便、結(jié)構(gòu)簡單。但其供電的質(zhì)量極度依賴于濾波電容。在小功率的音頻功率放大器電路使用20000μF的濾波電容，這對使用并無大礙，而再千瓦級別的音頻功率放大器中，為提供必要的儲能，使工作時電壓不致跌落太大，其輸入濾波電容器已經(jīng)使用到40000μF的濾波電容，甚至?xí)褂玫?0000μF的濾波電容，這會在使用中帶來一些問題。

由于大容量的濾波電容接在變壓器的次級的整流橋堆之后，由于電容器上的初始電壓為零，電容器在開機(jī)初始充電會形成很大的瞬時沖擊電流。由于開機(jī)具有隨機(jī)性，如果開機(jī)的瞬間剛好碰上交流電壓的峰值，則對電網(wǎng)的沖擊極大，其沖擊電流可達(dá)數(shù)十安培。電源接通瞬間產(chǎn)生如此大的沖擊浪涌電流幅值，往往會導(dǎo)致輸入熔斷器熔斷，開關(guān)的觸點燒壞或者使空氣開關(guān)過流跳閘，上述原因均使音頻功率放大器無法正常投入運行。

為此，幾乎大功率的音頻功率放大器在其交流輸入回路設(shè)計有防浪涌沖擊電流保護(hù)電路，或稱為軟啟動電路、柔性啟動電路，以保證音頻功率放大器可以正常而可靠地運行。

其中常見的軟啟動電路是熱敏電阻防沖擊電流電路。它是利用熱敏電阻防止開機(jī)瞬間沖擊電流的電路。熱敏電阻具有負(fù)溫度特性，在電源接通瞬間，熱敏電阻冷態(tài)電阻很大，達(dá)到接通電流瞬間限制電流的作用。當(dāng)熱敏電阻流過較大電流時，熱敏電阻自身發(fā)熱而阻值變小，電路處于正常工作狀態(tài)，這時再用一個繼電器短路熱敏電阻，以減少電路損耗。

采用熱敏電阻防開機(jī)瞬間沖擊電流方法簡單，但由于熱敏電阻存在熱慣性，重新恢復(fù)高阻需要時間，如果電源斷電后又很快接通，是起不到限制沖擊電流的作用。

為此，有越來越多的音頻功率放大器采用過零觸發(fā)防沖擊電流電路來避免大功率音頻功率放大器在開機(jī)瞬間產(chǎn)生的沖擊電流?，F(xiàn)時比較多的方法是采用過零觸發(fā)雙向可控硅構(gòu)成的防沖擊電流電路。這種電路雖然可以做到防沖擊電流，但是雙向可控硅在工作的過程中回路中依然有導(dǎo)通電壓降，依然有功率損耗存在。

如果使用繼電器來代替雙向可控硅作為開關(guān)，由于繼電器在開關(guān)時會出現(xiàn)抖動與振蕩及繼電器的吸合需要時間，難以直接用于過零觸發(fā)防沖擊電路上。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種使用繼電器和二極管組成的過零開關(guān)軟啟動電路。

為解決技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下：一種單相過零開過零關(guān)的軟啟動電路包括作為負(fù)載的變壓器、輔助開關(guān)電路、主開關(guān)電路、繼電器控制用的信號檢測電路，所述輔助開關(guān)電路由二極管D2與繼電器K1串聯(lián)組成，所述主開關(guān)電路由主繼電器K2并聯(lián)在輔助開關(guān)電路上組成，繼電器控制用的信號檢測電路由二極管D1、限流電阻R1、光耦U1和R2，BT1輔助電源組成。

優(yōu)選的在開機(jī)階段，二極管D2正端與零線N之間的電壓由正轉(zhuǎn)負(fù)時繼電器K1吸合。此時，由于二極管工作在截止?fàn)顟B(tài)，其反向電流極小，繼電器K1吸合過程近似處于零電流開關(guān)狀態(tài)，承受電壓的是二極管。

優(yōu)選的在開機(jī)階段，主繼電器K2的吸合過程。此時，由于二極管D2已經(jīng)工作在導(dǎo)通狀態(tài)，其導(dǎo)通電壓只有0.6V，主繼電器K2吸合過程近似處于零電壓狀態(tài)。

優(yōu)選的在關(guān)機(jī)階段，二極管D2正端與零線N之間的電壓由正轉(zhuǎn)負(fù)時繼電器K1吸合。此時，由于主繼電器K2處于吸合狀態(tài)，繼電器K1的吸合過程處于零電流/零電壓狀態(tài)。

優(yōu)選的在關(guān)機(jī)階段，主繼電器K2釋放過程。主開關(guān)電路2退出工作，K2釋放。流過負(fù)載的電流轉(zhuǎn)移到二極管D2與繼電器K1串聯(lián)組成的輔助開關(guān)電路1上。主繼電器K2釋放時由于繼電器K1已經(jīng)吸合，D2已經(jīng)導(dǎo)通，主繼電器K2釋放過程近似處于零電壓狀態(tài)。

優(yōu)選的在關(guān)機(jī)階段，隨著時間的推移，二極管D2正端與零線N之間的電壓由正轉(zhuǎn)負(fù)時，二極管D2自然截止，對負(fù)載而言實現(xiàn)過零關(guān)機(jī)，二極管D2截止后，繼電器K1釋放，繼電器K1釋放過程由于二極管工作在截止?fàn)顟B(tài)，其反向電流極小，繼電器K1釋放過程近似處于零電流狀態(tài)，承受電壓的是二極管。

優(yōu)選的，繼電器K1吸合與釋放是處于零電流狀態(tài)，繼電器K2吸合與釋放是處于零電壓狀態(tài)。因此繼電器的觸點不會出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象。

優(yōu)選的，按電源頻率50Hz計算，以目前單片機(jī)的處理速度，繼電器的吸合與釋放完全可以在半個周期10mS內(nèi)完成，繼電器的吸合與釋放時間約為1mS。

優(yōu)選的，繼電器K1吸合與釋放是處于零電流狀態(tài)，繼電器K2吸合與釋放是處于零電壓狀態(tài)。繼電器的抖動與振蕩對電路不會產(chǎn)生實質(zhì)的影響。

附圖說明

附圖1為本實用新型的電路示意圖。

具體實施方式

圖中：輔助開關(guān)電路1、主開關(guān)電路2、繼電器控制用的信號檢測電路3、二極管D1、D2、限流電阻R1、檢測電路負(fù)載電阻R2、繼電器K1、K2、光耦U1，BT1輔助電源。

如附圖1所示，一種單相過零開過零關(guān)的軟啟動電路包括輔助開關(guān)電路1、主開關(guān)電路2、繼電器控制用的信號檢測電路3，所述輔助開關(guān)電路1由二極管D2與繼電器K1串聯(lián)組成，所述主開關(guān)電路2由主繼電器K2并聯(lián)在輔助開關(guān)電路上組成，繼電器控制用的信號檢測電路3由二極管D1、限流電阻R1、光耦U1和R2組成，繼電器控制用的信號檢測電路3在相電正半波時，J1輸出高電平。負(fù)半波時，J1輸出低電平。單片機(jī)將根據(jù)J1輸出的電平高低，根據(jù)用戶發(fā)出的開機(jī)/關(guān)機(jī)指令，在程序的運行作用下輸出相應(yīng)的控制信號，以控制有關(guān)繼電器的吸合與釋放，實現(xiàn)過零開過零關(guān)。

開機(jī)過程如下，當(dāng)單片機(jī)收到用戶發(fā)出的開機(jī)指令后，將不斷檢測J1的電平是高或是低，當(dāng)發(fā)現(xiàn)J1的電平是由高轉(zhuǎn)低時，單片機(jī)發(fā)出K1吸合指令，此時二極管D2正端與零線N之間的電壓已經(jīng)由正轉(zhuǎn)負(fù)，在整個負(fù)半周期間，負(fù)載并無電流流過。

隨著時間的推移，D2正端與零線N之間的電壓已由負(fù)轉(zhuǎn)正。二極管由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，施加于負(fù)載（變壓器）的端電壓和電流開始上升。（由于二極管的導(dǎo)通電壓只有0.6V左右，相對于220V的交流電壓而言，可以近似地認(rèn)為是過零導(dǎo)通。）單片機(jī)發(fā)出K1吸合指令后將繼續(xù)不斷檢測J1的電平是高或是低，當(dāng)發(fā)現(xiàn)J1的電平是高時，單片機(jī)發(fā)出K2吸合指令，然后主繼電器K2吸合。主繼電器K2吸合后，輔助開關(guān)電路1的電流轉(zhuǎn)移主開關(guān)電路2上。

主繼電器K2吸合后，單片機(jī)將繼續(xù)不斷檢測J1的電平是高或是低，當(dāng)發(fā)現(xiàn)J1的電平是低時，單片機(jī)發(fā)出K1釋放指令，繼電器K1釋放，輔助開關(guān)電路1退出工作。開機(jī)過程結(jié)束。

關(guān)機(jī)過程如下，當(dāng)單片機(jī)收到用戶發(fā)出的關(guān)機(jī)指令后，將不斷檢測J1的電平是高或是低，當(dāng)發(fā)現(xiàn)J1的電平是低時，單片機(jī)發(fā)出K1吸合指令，繼電器K1吸合（此時主繼電器K2時處于吸合狀態(tài)，K1吸合過程觸點處于零電流零電壓狀態(tài)），單片機(jī)發(fā)出K1吸合指令后將繼續(xù)不斷檢測J1的電平是高或是低，當(dāng)發(fā)現(xiàn)J1的電平是高時，單片機(jī)發(fā)出K2釋放指令。

二極管D2正端與零線N之間的電壓已由負(fù)轉(zhuǎn)正后，主繼電器K2釋放，表明主開關(guān)電路2退出工作。流過負(fù)載的電流轉(zhuǎn)移到二極管D2與繼電器K1串聯(lián)組成的輔助開關(guān)電路1上。

隨著時間的推移，二極管D2正端與零線N之間的電壓由正轉(zhuǎn)負(fù)時，二極管D2自然截止，對負(fù)載而言實現(xiàn)過零關(guān)機(jī)。主繼電器K2釋放后，單片機(jī)將繼續(xù)不斷檢測J1的電平是高或是低，當(dāng)發(fā)現(xiàn)J1的電平是低時，單片機(jī)發(fā)出K1釋放指令，繼電器K1釋放，輔助開關(guān)電路1退出工作。關(guān)機(jī)過程結(jié)束。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行多種組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。