一种简易的输出电压可调的抱闸电源

技术领域

本发明属于电梯技术领域，具体涉及一种简易的输出电压可调的抱闸电源。

背景技术

电梯抱闸装置是电梯的重要安全部件，主要起制动作用，防止电梯非正常升降。

目前抱闸电源常用方案有全桥整流强激+串电阻降压维持、晶闸管整流和开关电源方案，BUCK拓扑为常用的开关电源方案。全桥整流+串电阻方案简单，成本低，但是功耗较大，强激和维持的电压一般为固定值，不可调整，并且需要系统额外给定维持信号；晶闸管整流方案，输出电压可调，功耗相对较低，但目前常用的晶闸管整流电路中需要多个晶闸管，以及相应的多种数字逻辑芯片实现晶闸管驱动，和额外的电压过零检测电路，所以电路相对复杂；BUCK拓扑开关电源方案，输出电压稳定、加压调整方便、工作时无噪声，但是电路中功率管，驱动电路成本较高，同时控制电流环加入复杂，制约着其成本的降低、控制的简化。

为了简易电路、实现输出电压的调节、有效降低电路功率损耗，降低成本，为此我们提出一种简易的输出电压可调的抱闸电源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简易的输出电压可调的抱闸电源，简易电路、实现输出电压的调节、有效降低电路功率损耗，降低成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种简易的输出电压可调的抱闸电源，接双向晶闸管和不控整流桥组成抱闸电源主拓普，通过调整晶闸管的导通角，实现电压有效值大小的调整；包括：

控制电源为RC阻容降压电路，用于对高阻隔离电压过零脉宽生成电路、RC充放电电路、锯齿波、比较器、晶闸管驱动电路、参考电压电路、上电延迟电路功能模块供电；

高阻隔离电压过零脉宽生成电路由电阻、运放、比较器组成，用于检测出输入电压过零点，并在过零点时刻，产生脉宽可调的窄脉冲；

RC充放电电路由电阻、电容、三极管组成，充电、放电时刻由高阻隔离电压过零脉冲控制，过零时产生窄脉冲，输出高电平；

上电延迟电路由电阻、电容、二极管组成，用于调节参考电压的值；

参考电压电路，由TL431、电阻组成，用于实现抱闸输出电压有效值的调整；

生成的锯齿波和参考电压通过比较器生成晶闸管的驱动信号；

晶闸管驱动电路由光耦和EMC防护器件组成，用于控制晶闸管的导通角。

优选的，所述双向晶闸管的输入端分别与控制电220V AC输入和晶闸管驱动电路的输出端连接，双向晶闸管的输出端与不控整流桥的输入端连接，所述不控整流桥的输出端与抱闸电输出的输入端连接。

优选的，还包括锯齿波生成器，该锯齿波生成器由高阻隔离电压过零脉宽生成电路、RC充放电电路、锯齿波组成，且锯齿波为PWM波的载波。

优选的，所述参考电压电路锯齿波的参考电压为PWM波的调制波。

优选的，所述上电延迟电路的输出端与参考电压电路的输入端连接，所述比较器的输入端分别与锯齿波和参考电压电路的输出端连接，比较器的输出端与晶闸管驱动电路的输入端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

晶闸管驱动电路由常用电阻、电容、三极管和比较器构成，电路简单、成本较低，并且输出电压可调，输入电压范围宽、具有强激电压和维持电压自动切换功能、强激和维持时能有效降低电路功率损耗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的晶闸管驱动信号生成电路波形图；其中，高阻隔离采样电路输出为波形1；波形2和波形3为高阻隔离电压过零脉宽比较的参考电压；波形4位过零窄脉冲输出；波形5位锯齿波生成电路的波形；波形6为参考电压模块的输出波形；波形7为晶闸管驱动波形；

图3为本发明的交流电压过零锯齿波生成电路图；

图中：1、控制电220V AC输入；2、双向晶闸管；3、不控整流桥；4、抱闸电输出；5、控制电源；6、高阻隔离电压过零脉宽生成电路；7、RC充放电电路；8、锯齿波；9、比较器；10、晶闸管驱动电路；11、参考电压电路；12、上电延迟电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种技术方案：一种简易的输出电压可调的抱闸电源，接双向晶闸管2和不控整流桥3组成抱闸电源主拓普，通过调整晶闸管的导通角，实现电压有效值大小的调整；包括：

控制电源5为RC阻容降压电路，输出电压为12V/50mA，该电源方案电路简单，与常用的变压器降压相比，可实现180V AC～260V AC宽电压范围输入，用于对高阻隔离电压过零脉宽生成电路6、RC充放电电路7、锯齿波8、比较器9、晶闸管驱动电路10、参考电压电路11、上电延迟电路12功能模块供电；

高阻隔离电压过零脉宽生成电路6由电阻、运放、比较器9组成，用于检测出输入电压过零点，并在过零点时刻，产生脉宽可调的窄脉冲；

RC充放电电路7由电阻、电容、三极管组成，充电、放电时刻由高阻隔离电压过零脉冲控制，过零时产生窄脉冲，输出高电平，RC电路放电，电容C上的电压，在窄脉冲时间内，放电至0V；过零时产生窄脉冲之后，输出低电平，RC电路充电，电容C上的电压，在下个窄脉冲到来前，充电至10V；

上电延迟电路12由电阻、电容、二极管组成，上电时，RC充电，电容C上电压缓慢上升；上电时，RCD放电，电容C上电压快速跌落至0V，用于调节参考电压的值，实现上电时，110VDC强激，延迟5s后，80VDC维持；

参考电压电路11，由TL431、电阻组成，通过调整电阻阻值，可调整参考电压值，实现抱闸输出电压有效值的调整，该参考电压为PWM波的调制波；

生成的锯齿波8和参考电压通过比较器9生成晶闸管的驱动信号；

晶闸管驱动电路10由光耦和EMC防护器件组成，用于控制晶闸管的导通角。

本实施例中，优选的，双向晶闸管2的输入端分别与控制电220V AC输入1和晶闸管驱动电路10的输出端连接，双向晶闸管2的输出端与不控整流桥3的输入端连接，不控整流桥3的输出端与抱闸电输出4的输入端连接，利用双向晶闸管2和不控整流桥3的搭配实现输出电压可调的抱闸电源的正常运行。

本实施例中，优选的，还包括锯齿波生成器，该锯齿波生成器由高阻隔离电压过零脉宽生成电路6、RC充放电电路7、锯齿波8组成，且锯齿波8为PWM波的载波。

本实施例中，优选的，参考电压电路锯齿波8的参考电压为PWM波的调制波。

本实施例中，优选的，上电延迟电路12的输出端与参考电压电路11的输入端连接，比较器9的输入端分别与锯齿波8和参考电压电路11的输出端连接，比较器9的输出端与晶闸管驱动电路10的输入端连接。

关键晶闸管驱动信号生成电路波形如图2所示，高阻隔离采样电路输出为波形1；波形2和波形3为高阻隔离电压过零脉宽比较的参考电压，通过调整这两个参考电压，可以实现调整过零脉冲的宽度；波形4位过零窄脉冲输出；波形5位锯齿波生成电路的波形；波形6为参考电压模块的输出波形；波形7为晶闸管驱动波形。

抱闸电源方案中关键的交流电压过零锯齿波生成电路如图3所示。

电阻R1、R2将控制电与交流输入高阻隔离；

运放为单电源供电，输入电压为交流电，Vref为运放的抬升电压，电阻R1、R2、R3、R4将输入电压比例缩小，运放输出信号幅值为0～10VDC，运放延迟相对市电可以忽略，可以认为运放输出信号与输入交流电同步；

电阻R5、R6、R7生成输入电压过零比较的参考电压；

电阻R5、R6、R7、R8与比较器组合输出过零脉冲，脉冲宽度可以通过电阻R5、R6、R7的参数调整；

过零脉冲，控制三极管Q1、Q2通断，过零脉冲高电平时，Q1断开，Q2导通，电容C1通过电阻R15放电，在窄脉冲周期内，要使电容C1放电至0V；过零脉冲低电平时，Q1导通，Q2断开，电容C1通过电阻R14充电，在低电平周期内，要使C1一直充电；

电容C1上的电压近似成锯齿波，与后端参考电压做比较，得到晶闸管的驱动信号。

本发明的工作原理及使用流程：接双向晶闸管2和不控整流桥3组成抱闸电源主拓普，通过调整晶闸管的导通角，实现电压有效值大小的调整。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。