全開關(guān)電源-用于輸入保護(hù)電路的電路裝置

[全]開關(guān)電源-用于輸入保護(hù)電路的電路裝置為了從電力供應(yīng)系統(tǒng)(電力供應(yīng)電網(wǎng))向需要限定的供電電壓的電子設(shè)備供電，使用電源，特別是開關(guān)電源。這些電源將由電力供應(yīng)電網(wǎng)供應(yīng)的、并且作為輸入電壓與電源接觸的標(biāo)稱市電電壓(下面也稱為市電電壓或標(biāo)稱電壓)變換成適于電子設(shè)備的供電電壓。由于全世界安裝的電力供應(yīng)系統(tǒng)彼此不同并且可以包括取決于應(yīng)用領(lǐng)域的不同大小的標(biāo)稱電壓，因此需要多個電源來覆蓋大范圍的標(biāo)稱電壓。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，與電源的輸入電壓范圍有關(guān)的兩組電源已經(jīng)在市場上建立起來，即，用于24V至60V標(biāo)稱電壓的AC/DC電源(也稱為U1-NT)以及用于100V至240V標(biāo)稱電壓的AC/DC電源(也稱為U2-NT)。不同的生產(chǎn)商將這些電源作為單獨(dú)的設(shè)備或電力供應(yīng)模塊分配到市場上。這些已知的電源具有輸入保護(hù)電路，該輸入保護(hù)電路被校準(zhǔn)到相應(yīng)的輸入電壓范圍，其中，輸入電壓的動態(tài)范圍至多為4:1。為了盡可能有效，努力使輸入保護(hù)電路的功耗盡可能低。因此，在U1-NT中，橋式整流器配備有最大反向電壓為200V的肖特基二極管。在這種情況下，閾值電壓僅為0.3V，這是因?yàn)樵谛蕿?0％時，在小的輸入電壓19.2V(“24V-20％”)下，0.75A的輸入電流以及10W的輸出負(fù)荷流動。在這種情況下，2倍二極管路徑上的功耗為0.5W。在諸如電流補(bǔ)償扼流器(德語：Drosseln或Drosselspulen)的其他阻抗中，努力用盡可能小的歐姆電阻值構(gòu)造所述阻抗，以便不引起任何進(jìn)一步的附加損耗。布置在輸入保護(hù)電路中的輸出側(cè)的能量存儲裝置的尺寸被設(shè)定成緩沖電容器的形式，使得該能量存儲裝置的ESR(等效串聯(lián)電阻)僅生成高電路電流的小的損耗。然而，在U2-NT中，其他優(yōu)先級適用于輸入保護(hù)電路。為此，必須針對更大的電壓來設(shè)計部件，這是因?yàn)楦哌_(dá)400V的電壓與DC中間電路接觸。流過縱向元件的電流在該范圍內(nèi)明顯更小，即，在輸入電壓為100V、效率為70％以及輸出性能為10W時，僅0.14A流動。作為整流元件的肖特基二極管由于大約200V的最大反向電壓太小而被拒絕。因此，在這種情況下，優(yōu)選使用具有1kV的反向電壓的硅橋式整流器。能量存儲裝置(緩沖電容器)在U2-NT中占據(jù)大的構(gòu)造空間。U2-NT的ESR不是關(guān)鍵因素，因?yàn)槠渲辛鲃拥碾娐冯娏飨鄬^小，但在U2-NT中使用的電解質(zhì)電容器的類型由于積聚的熱量大而不能以相同的方式用于U1-NT。在一些產(chǎn)品規(guī)范中，需要4kV對稱和2kV非對稱的沖擊電壓測試。然而，在實(shí)踐中，大多數(shù)開關(guān)電源被構(gòu)造成僅針對2kV對稱和1kV非對稱的較低需求。市場上可購買的電源和電力供應(yīng)模塊所需的相對大的構(gòu)造空間已被證明是另外的缺點(diǎn)，這是因?yàn)檫@使集成到其他設(shè)備中變得復(fù)雜。因此可以說，迄今為止必須為市場生產(chǎn)兩種電源種類，其各自的輸入保護(hù)電路覆蓋下市電電壓范圍(U1-NT)或上市電電壓范圍(U2-NT)。因此，例如，由制造商分配的設(shè)備的數(shù)目加倍，同時增加了開發(fā)、制造、存儲和調(diào)度的成本。問題拆分電路裝置具有浪涌保護(hù)電路，該浪涌保護(hù)電路與輸入側(cè)的供電電壓接觸，并且電流補(bǔ)償扼流器作為抑制部件連接至該浪涌保護(hù)電路，所述電流補(bǔ)償扼流器連接至包括輸出側(cè)的能量存儲裝置的整流電路。經(jīng)由對電路技術(shù)進(jìn)行修改，例如，使用兩個變阻器作為浪涌保護(hù)，并且通過使用諸如硅二極管的合適的開關(guān)元件作為整流元件以及使用陶瓷電容器作為能量存儲裝置，輸入保護(hù)電路被設(shè)計成使得作為浪涌電路的擴(kuò)展的輸入電壓范圍要求的需求被滿足。該開關(guān)電源具有根據(jù)本實(shí)用新型的用于輸入保護(hù)電路的電路裝置。問題解決因此，本實(shí)用新型的目的是開發(fā)一種用于開關(guān)電源的輸入保護(hù)電路，該開關(guān)電源可以處理盡可能寬的標(biāo)稱市電電壓范圍并且還需要小的構(gòu)造空間。根據(jù)本實(shí)用新型的電路裝置通過以下來實(shí)現(xiàn)該目的:浪涌保護(hù)電路由第一變阻器和第二變阻器形成，所述第一變阻器布置在電流補(bǔ)償扼流器的上游，并且所述第二變阻器布置在電流補(bǔ)償扼流器的下游;電流補(bǔ)償扼流器的尺寸被設(shè)定成使得電流補(bǔ)償扼流器具有盡可能小的歐姆電阻和盡可能大的電感;整流電路包括具有至少5A的平均正向電流的硅二極管;能量存儲裝置被實(shí)現(xiàn)為陶瓷電容器;以及由澆鑄材料覆蓋的導(dǎo)電路徑熔絲被集成在導(dǎo)體板中，作為浪涌保護(hù)裝置。本實(shí)用新型的基本思想有利地基于經(jīng)由對電路技術(shù)的修改并且通過使用合適的電路元件來設(shè)計輸入保護(hù)電路，使得擴(kuò)展的輸入電壓范圍呈現(xiàn)給保護(hù)電路的需求被滿足。通過使用兩個變阻器，接觸市電電壓的瞬態(tài)浪涌被限制。通過將第一變阻器布置在電流補(bǔ)償扼流器的上游并且將第二變阻器布置在電流補(bǔ)償扼流器的下游，可以在不需要附加的外部部件的情況下滿足對標(biāo)準(zhǔn)要求的4kV沖擊電壓測試的要求。為了抑制經(jīng)由快速切換處理與寄生電容和寄生電感一起發(fā)生的無線電干擾電壓，使用電流補(bǔ)償扼流器作為抑制部件。電流補(bǔ)償扼流器包括盡可能低的歐姆電阻和盡可能高的電感。這通過銅繞組的對應(yīng)大的導(dǎo)體橫截面和具有高磁導(dǎo)率的芯材料來實(shí)現(xiàn)。因此，電壓降和由此產(chǎn)生的歐姆損耗很小，同時具有緊湊的設(shè)計。示對即將到來的應(yīng)用的有意加大，但與同一殼體中的平均整流電流為1A并且對應(yīng)用也足夠的二極管類型相比，根據(jù)5安培二極管類型的數(shù)據(jù)表，與二極管接觸的電壓在例如0.75A的導(dǎo)電電流下較低。這也引起較低的功耗，因?yàn)楣暮团c二極管接觸的電壓以及流過二極管的電流的乘積成比例。具有至少5A的平均導(dǎo)電電流的硅二極管被構(gòu)建在整流電路中。例如，5A的布局表替代通常使用的電解質(zhì)電容器，陶瓷電容器用作用于緩沖輸入保護(hù)電路的輸出電壓的能量存儲裝置。這些陶瓷電容器具有低ESR，從而即使在小輸入電壓和因而得到的大電流尖峰期間，損耗也可以保持為低并且也可以獲得可接受的效率。由澆鑄復(fù)合物覆蓋的導(dǎo)電路徑熔絲集成在承載電路元件的導(dǎo)體板中，作為浪涌保護(hù)裝置。與通常使用的玻璃熔絲相比，這些導(dǎo)電路徑熔絲具有短路保護(hù)的優(yōu)勢并且占用較少的構(gòu)造空間。經(jīng)由與電路技術(shù)有關(guān)的措施和通過選擇合適的部件，可以在不妨礙電氣強(qiáng)度并且不明顯增加構(gòu)造空間的情況下使功耗最小化，特別是在低輸入電壓下。此外，本實(shí)用新型包括開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括根據(jù)本實(shí)用新型的用于輸入保護(hù)電路的電路裝置。作為開關(guān)電源的部件，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的電路裝置因此能夠處理范圍從24V到240V的電網(wǎng)電壓，作為電源或電力供應(yīng)模塊的輸入電壓。至多可以獲得16:1的輸入電壓的動態(tài)范圍。[0031]護(hù)電路的兩個電源變體，僅需要具有根據(jù)本實(shí)用新型的電路裝置的寬范圍開關(guān)電源，以覆蓋24V到240V的市電電壓范圍。替代各自具有用于范圍從24V到60V或100V到240V的輸入電壓范圍的特定輸入保為了控制開關(guān)電源中的功能進(jìn)展，有利地使用功率因數(shù)控制控制系統(tǒng)(PFC控制器)。PFC控制器通常包括兩個控制電路，第一控制電路(功率控制電路)跟蹤與輸入電壓的瞬時值成比例的性能因數(shù)預(yù)控制器的輸入電流。如果該電流遵循正弦形