CN112448600A - 一种综合电源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种综合电源，属于一种电源供电设备，该综合电源包括多个相互隔离、独立工作的线性稳压电源和开关电源，每路电源均具有过压、过流、短路等保护，本发明能够为设备提供工作源、测试标准源、数字模拟电源、继电器工作电源盒散热风扇电源等，该综合电源的输入为220V/50Hz市电，综合电源的输出为4～33V、+5V、+12V、±15V、‑100V等多路直流电压电源，具有安全、可靠的工作特点。
Description
技术领域
本发明属于一种电源供电设备，尤其涉及一种综合电源。
背景技术
电源电路是指提供给用电设备电力供应的电源部分的电路设计，使用的电路形式和特点。既有交流电源也有直流电源。现有的电源电路普遍功能单一，适用于某种、或某几种用电设备，不能作为普遍性的综合电源。特别是在地面专用测试设备中，需要为多种用电设备供电，例如：负载工作源、测试标准源、数字模拟电源、继电器工作电源盒散热风扇电源等，此时，一方面需要将市电进行转换，另一方面还要考虑可靠性和安全性，为了满足专用测试设备的电源需求，急需一种综合性电源满足当前的技术空白。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提出的综合电源包括多个相互隔离、独立工作的线性稳压电源和开关电源，每路电源均具有过压、过流、短路等保护，本发明能够为设备提供工作源、测试标准源、数字模拟电源、继电器工作电源盒散热风扇电源等，该综合电源的输入为220V/50Hz市电，综合电源的输出为4～33V、+5V、+12V、±15V、-100V等多路直流电压电源，具有安全、可靠的工作特点。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种综合电源，其特征在于，包括多个相互隔离的开关电源和线性电源，通过所述线性电源和开关电源能够将220V/50Hz的市电转换成4～33V、+5V、+12V、±15V或-100V直流电压电源，其中：所述开关电源包括输入EMC抑制电路、整流滤波电路、输入防冲击电路、高频逆变电路、高频变压器、输出整流滤波电路、电流电压采样电路、驱动及控制保护电路，输入EMC抑制电路的输入口连接220V/50Hz市电，输入EMC抑制电路的输出口连接整流滤波电路的输入口，输入防冲击电路设置在整流滤波电路内部用于减小开机的瞬时电流，整流滤波电路的输出口连接高频逆变电路的输入口，高频变压器作为高频逆变器的执行器件安装在高频逆变电路中，高频逆变电路的输出口连接输出整流滤波电路的输入口，输出整流滤波电路的输出口连接直流输出端口，电流电压采样电路的输入口连接直流输出端口，电流电压采样电路的输出口连接驱动及控制保护电路的输入口，驱动及控制保护电路的输出口连接高频逆变电路的控制端；所述线性电源包括输入EMC抑制电路、隔离变压器、整流滤波电路、线性稳压电路、输出滤波电路和电流电压采样反馈电路，输入EMC抑制电路的输入口连接220V/50Hz市电，输入EMC抑制电路的输出口连接隔离变压器的初级绕组，隔离变压器的次级绕组连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接线性稳压电路的输入端，线性稳压电路的输出端连接输出滤波电路的输入端，输出滤波电路的输出端连接直流输出端口，电流电压采样反馈电路的输入口连接直流输出端口，电流电压采样电路的输出口连接线性稳压电路的控制端。
优选的，所述输入EMC抑制电路包括压敏电阻、共模电感、X电容和Y电容，其中：所述共模电感分为第一电感和第二电感，所述第一电感和第二电感依次接入交流电路中零线和火线；所述X电容和Y电容分为第二电容、第三电容、第四电容、第五电容，第六电容和第七电容；所述第二电容、压敏电阻和第三电容设置在第一电感的前端，第二电容、压敏电阻和第三电容依次安装在零线和火线之间；所述第四电容设置在第一电感和第二电感之间，所述第二电感安装在零线和火线之间；所示第五电容，第六电容和第七电容设置在第二电感的后端，第五电容并联在零线和火线之间，第六电容和第七电容相互串联后与第五电容并联，第六电容和第七电容的公共点接地。
优选的，所述开关电源中的整流滤波电路包括整流桥和PFC电路，所述输入防冲击电路设置在所述整流桥和PFC电路之间，所述PFC电路包括滤波用的第八电容和第九电容，其中：所述输入防冲击电路包括第一电阻和第二电阻以及第一继电器，所述第一电阻和第二电阻串联后接入到电路中，所述第一继电器跨接在在第一电阻和第二电阻的两端，控制电路驱动第一继电器断开时，交流电经整流桥整流后由第一电阻和第二电阻限流向PFC电路中的第八电容和第九电容充电，当第八电容和第九电容电压充到阈值时，由控制电路将第一继电器闭合。
优选的，所述高频逆变电路采用了LLC谐振软开关技术。
优选的，所述输出整流滤波电路中的控制MOS管的栅极采用了电荷泵的驱动方式。
优选的，所述线性稳压电路包括调整管、参考电压源、取样电路和误差放大电路，所述取样电路中的取样电阻通过取样输出取样电压，比较取样电压与参考电压，比较结果由误差放大电路放大后，控制调整管的导通程度，使输出电压保持稳定。
优选的，所述输出滤波电路包括负温度系数NTC电阻和第十二电感、第二十二电感，所述第十二电感和第二十二电感用于抑制输出端瞬时电流，第十二电感和第二十二电感分别安装在正、负回路中，所述负温度系数NTC电阻安装在正回路电路中，根据输出瞬时电流强度选择增减负温度系数NTC电阻。
本发明的一种综合电源具有以下有益效果：
该综合电源具有如下技术特点：输入电压220V/50Hz市电，输出多路直流电压；每一路输出电源均相互隔离；均具有输入输出过欠压保护，输出过流、短路、过温保护功能；均采用软启动技术，冲击电流极小；单路输出故障不影响其他路电源使用；模块化设计，安全可靠，使用维护方便。
该综合电源具有如下主要功能：
具备输出9路直流电源的能力；各输出电源具备实时异常状态检测和保护功能（异常状态主要包括短路、过负荷、欠压、过压等）；可通过外部0～5V模拟信号控制DC4～33V电源输出电压；整体带工作正常（异常）双色指示灯及输出信号端；各电源参考地相互隔离，并设有输出限压功能；电源开机启动稳定时间不大于0.5S（辅助电源+5V，两路隔离）。
附图说明
图1为本发明中整体结构示意图；
图2为本发明中开关型稳压电源设计框图；
图3为本发明中线性稳压电源设计框图；
图4为本发明中输入EMC抑制电路；
图5为本发明中输入防冲击电路；
图6为本发明中高频逆变及输出整流电路；
图7为本发明中LLC谐振半桥波形图；
图8为本发明中同步整流电路；
图9为本发明中由附加绕组产生的栅压波形；
图10为本发明中稳压电路示意图；
图11为本发明中输出滤波电路；
图12为本发明的正面示意图；
图13为本发明的顶面示意图；
图14为本发明的侧面示意图。
具体实施方式
根据附图所示，对本发明进行进一步说明：
如图1所示，一种综合电源包括9个相互隔离的开关电源和线性电源，通过所述线性电源和开关电源能够将220V/50Hz的市电转换成4～33V、+5V、+12V、±15V或-100V直流电压电源，220V市电通过各个AC-DC模块输出直流电。当某一模块损坏或故障时，不影响其他模块的工作。每个模块均具有过压、过流、短路等保护，当某一路负载异常时，电源模块可自我保护以防止模块损坏。综合电源内部可选配微处理器及通信模块，可通过上位机监视输出电压、负载电流。
如图2所示，开关电源包括输入EMC抑制电路、整流滤波电路、输入防冲击电路、高频逆变电路、高频变压器、输出整流滤波电路、电流电压采样电路、驱动及控制保护电路，输入EMC抑制电路的输入口连接220V/50Hz市电，输入EMC抑制电路的输出口连接整流滤波电路的输入口，输入防冲击电路设置在整流滤波电路内部用于减小开机的瞬时电流，整流滤波电路的输出口连接高频逆变电路的输入口，高频变压器作为高频逆变器的执行器件安装在高频逆变电路中，高频逆变电路的输出口连接输出整流滤波电路的输入口，输出整流滤波电路的输出口连接直流输出端口，电流电压采样电路的输入口连接直流输出端口，电流电压采样电路的输出口连接驱动及控制保护电路的输入口，驱动及控制保护电路的输出口连接高频逆变电路的控制端。
如图3所示，线性电源包括输入EMC抑制电路、隔离变压器、整流滤波电路、线性稳压电路、输出滤波电路和电流电压采样反馈电路，输入EMC抑制电路的输入口连接220V/50Hz市电，输入EMC抑制电路的输出口连接隔离变压器的初级绕组，隔离变压器的次级绕组连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接线性稳压电路的输入端，线性稳压电路的输出端连接输出滤波电路的输入端，输出滤波电路的输出端连接直流输出端口，电流电压采样反馈电路的输入口连接直流输出端口，电流电压采样电路的输出口连接线性稳压电路的控制端，具体的，输入220V交流电通过EMC抑制电路后进入隔离变压器，隔离变压器进行降压处理，转化为不同幅度的交流电通过整流滤波后进入到线性稳压电路。当输出电压幅度较大时，采用调整管稳压；当输出幅度低于28V时采用专用LDO芯片稳压。
需要说明的是，EMC又称电磁兼容，是指设备和***在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力，EMC包含电磁干扰EMI与电磁抗扰度EMS，该定义包含两个方面的意思，首先，该设备应能在一定的电磁环境下正常工作， 即该设备应具备一定的电磁抗扰度(EMS)； 其次该设备自身产生的电磁骚扰不能对其他电子产品产生过大的影响，即电磁骚扰(EMI)。
其中，开关电源和线性电源均包括EMC抑制电路，如图3所示，输入EMC抑制电路包括压敏电阻RV1、共模电感、X电容和Y电容，其中：共模电感分为第一电感L1和第二电感L2，第一电感L1和第二电感L2依次接入交流电路中零线和火线；X电容和Y电容分为第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5，第六电容C6和第七电容C7；第二电容C2、压敏电阻RV1和第三电容C3设置在第一电感L1的前端，第二电容C2、压敏电阻RV1和第三电容C3依次安装在零线和火线之间；第四电容C4设置在第一电感L1和第二电感L2之间，第二电感L2安装在零线和火线之间；所示第五电容C5，第六电容C6和第七电容C7设置在第二电感L2的后端，第五电容C5并联在零线和火线之间，第六电容C6和第七电容C7相互串联后与第五电容C5并联，第六电容C6和第七电容C7的公共点接地。
具体的，压敏电阻主要抑制由输入交流端引入的浪涌电压、雷击等脉冲信号，压敏电阻是一种限压型保护器件，利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的主要参数有：压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等；共模电感、X电容和Y电容组成LC滤波电路，主要抑制传导干扰和辐射干扰。
由于交流电经整流后需要接大容量的电解电容做滤波，在交流电源接通瞬间，由于电容器初始电压为零相当于短路，电源会以大电流向电容充电，此时的充电电流会高到平均电流的10～20倍，这样就会严重干扰交流电网电压。为了抑制出现这种大电流的冲击情况，需要在整流电路和滤波电容器之间串入防冲击电路来解决这一问题。高压电源与机上电源设计了如图5所示的防冲击电路，具体的，开关电源中的整流滤波电路包括整流桥和PFC电路，输入防冲击电路设置在整流桥和PFC电路之间，PFC电路包括滤波用的第八电容C8和第九电容C9，其中：输入防冲击电路包括第一电阻R1和第二电阻R2以及第一继电器K1，第一电阻R1和第二电阻R2串联后接入到电路中，第一继电器K1跨接在在第一电阻R1和第二电阻R2的两端，控制电路驱动第一继电器K1断开时，交流电经整流桥整流后由第一电阻R1和第二电阻R2限流向PFC电路中的第八电容C8和第九电容C9充电，当第八电容C8和第九电容C9电压充到阈值时，由控制电路将第一继电器K1闭合。
需要说明的是，当输入交流接通时，交流电经整流桥整流后，由电阻R1和R2限流向电容充电，当电容电压充到一定值后由控制电路将继电器K1的常开触点接通，这样就减少了电容容性负载特性带来的冲击电流。为提高整机效率，减小整机电源发热量，输出整流滤波采用同步整流方式。输入220V交流电通过EMC抑制电路后。进入到防冲击电路，防冲击电路用于减小开机的瞬时电流。防冲击电流电路输出经过整流滤波后作为高频逆变电路的母线电压，在PWM控制电路和驱动电路的作用下，输出高压PWM波。高压PWM波作用在输出变压器初级，一方面用于输入输出级隔离，另一方面保证后级负载不影响前级电路。变压器次级接整流滤波电路后将获得1000V高压电，电压电流采集电路实时采集输出电压电流，一方面作用于保护电路，另一方面反馈至控制电路部分，实现闭环稳压控制。
需要进一步说明的是，高压电源和机上电源由于输出功率不低于300W，需要较大的电容进行储能，通过整流滤波实现AC-DC的变换。在图5中，KB1为整流桥堆、C8和C9为大容值滤波电容。整流桥堆与大容值滤波电容一起获得较干净的直流电压。
高频逆变电路如图6所示，高频逆变电路是将母线电压（220V交流变换为直流的电压）逆变成高频的交流电压，经变压器耦合后输出直流信号，主要实现功率的转换和电气隔离。输出整流滤波电路是将变压器输出的交流信号整流成直流电压，再经滤波电路滤除交流成分得到干净的直流电，全桥是整个电源的功率单元，通过开关的开合，将直流逆变为某个频率或可变频率的交流电。PWM驱动器输出信号将接入到全桥。将输出信号通过取样变压器取样输入到PWM控制器中，实现电压的反馈。
具体的，采用LLC谐振软开关电路的优点有：①在整个负载范围(包括轻载)下都是以ZVS条件工作，从而实现高效率；②工作频率变化范围比较窄，便于高频变压器和输入滤波器的设计；③初级端所用开关的电压应力被钳位在输入电压上，而次级端两个二极管上的电压始终等于中心抽头变压器输出电压的两倍。因此，单个开关管的导通损耗和单个变压器的初级铜耗将降低，有效提高了效率。
LLC谐振半桥主要的工作波形如图7所示。图中，Vgs1和Vgs2分别是Q1、Q2的驱动波形，Ir为谐振电感Lr电感电流波形，Im为变压器漏感Lm电流波形，Id1和Id2分别是次级侧输出整流二级管波形，Ids1则为Q1导通电流，波形图根据不同工作状态被分成6个阶段。
同步整流电路采用改良的拓扑结构，如图8所示为同步整流电路，该电路以VF1和VF2的栅极电压来自输入电容C1、C2，以产生VF1和VF2的驱动信号，其驱动电路的输入和输出电压如图9所示。输出整流滤波电路中的控制MOS管的栅极采用了电荷泵的驱动方式。同步整流工作过程如下：
1）0～t0时段：该时段内Ut1和Ut2均处于正半周，Ut2=Ut2m，则VD4正偏导通，VD3反偏截止。 Ut2通过VD4对电容Cl充电，电容C2被VD4的正向压降钳位。充电结束后，Ug1=Ut2m-Ud>Ut，Ug2=-Ud，其中Ud是VD4的导通压降，此时VF1反向导通，VF2正向阻断。
2）t0～t1时段：该时段内Ut2=0，则VD3和 VD4截止，电容Cl向电容C2放电，直至两电容上电压相等，则 Ug1=Ug2=Ut2m-Ud=Usb>Ut。由于Ug1和Ug2均高于Ut，故VF1和VF2均处于导通状态，L释放能量以维持负载电流连续。
3）t1～t2时段：该时段内UT2 = - UT2m，则VD3正向导通，VD4反偏截止，Ut2通过VD3对电容C2充电，充电结束后UT2m -UD= Usa>Ut、Ug1=-Ud，则VF1正向阻断，VF2反向导通。
4）t2～t3时段：该时段Ut2=0，VD3和VD4都截止，电容C2向C1放电，直至两电容上电压相等，则Ug1=Ug2=Ut2m-Ud=Usb>Ut。由于Ug1、Ug2均高于Ut，故VF1和VF2均处于导通状态，L释放能量以维持负载电流连续。
通过同步整流技术，在大电流输出状态下，有效降低了整流损耗，提高了电源整机效率，同时减小了电源模块的体积。
在本实施例中，高压电源与机上电源均采用专用的PWM控制芯片UCC28950，该控制IC是TI公司的UCCx895系列移相控制器工业标准基础上对功能进行优化提高退出的新产品，是当今高性能要求的电源***提供最高的频率和转换效率。UCC28950应用了先进的全桥控制和助攻的同步整流输出控制，初级信号允许变成延迟来确保在宽负载电流和输入电压范围内ZVS能正常运行，而负载电流自然地调整次级同步整流器开关延迟时间，最终效率达到最大值。
具体的，线性稳压电源通过EMC抑制电路后进入隔离变压器进行降压，整流后输入到线性稳压电路中。考虑到线性电源的整机散热，需考虑每一路线性电源的输入电压幅度，应尽量保证输入电压幅度接近输出电压+3V。
如图10所示，线性稳压电路包括调整管、参考电压源、取样电路和误差放大电路，取样电路中的取样电阻通过取样输出取样电压，比较取样电压与参考电压，比较结果由误差放大电路放大后，控制调整管的导通程度，使输出电压保持稳定。此时调整管工作在放大区，当输出电压发生改变时，反馈电压也发生改变，改变调整管的到同程度，动态地调节输出电压。对于低压输出电源，可采用专用LDO芯片。
如图11所示，为保证输出信号纹波噪声尽量小，并减小电源与负载端的串扰，隔绝负载对电源的影响，在电源的输出端设计有EMC抑制电路。输出滤波电路包括负温度系数NTC电阻R12和第十二电感L12、第二十二电感L22，第十二电感L12和第二十二电感L22用于抑制输出端瞬时电流，第十二电感L12和第二十二电感L22分别安装在正、负回路中，负温度系数NTC电阻R12安装在正回路电路中，根据输出瞬时电流强度选择增减负温度系数NTC电阻R12。
本发明中的综合电源的外壳采用导电氧化处理，结构棱角倒钝。交流输入接口采用标准计算机电源插座形式，输入接口设置保险盒，易于更换保险管，同时电源线接口一侧安装手动开关，交流输入内置多级滤波器。如图12、13、14所示为综合电源的外观示意图，为保证电源具有良好地散热特性，使用金属外壳，导电氧化处理，同时机壳采用一体成型，增大电源的散热面积。为充分保证运输条件，对电源称重件进行加固处理（如灌胶、紧固螺钉等）。
需要说明的是，本电源采用风机强制风冷，使用时只需要留意风机是否转动，避免过温造成电源内部半导体元件受损、老化，延长其使用寿命。同时，本电源主要电路板喷三防处理，使得其能在潮湿环境下良好工作。本电源***内部结构加强抗振动能力，所有直插元件点胶处理，所有螺钉采用螺纹紧固胶固定。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种综合电源，其特征在于，包括多个相互隔离的开关电源和线性电源，通过所述线性电源和开关电源能够将220V/50Hz的市电转换成4～33V、+5V、+12V、±15V或-100V直流电压电源，其中：
所述开关电源包括输入EMC抑制电路、整流滤波电路、输入防冲击电路、高频逆变电路、高频变压器、输出整流滤波电路、电流电压采样电路、驱动及控制保护电路，输入EMC抑制电路的输入口连接220V/50Hz市电，输入EMC抑制电路的输出口连接整流滤波电路的输入口，输入防冲击电路设置在整流滤波电路内部用于减小开机的瞬时电流，整流滤波电路的输出口连接高频逆变电路的输入口，高频变压器作为高频逆变器的执行器件安装在高频逆变电路中，高频逆变电路的输出口连接输出整流滤波电路的输入口，输出整流滤波电路的输出口连接直流输出端口，电流电压采样电路的输入口连接直流输出端口，电流电压采样电路的输出口连接驱动及控制保护电路的输入口，驱动及控制保护电路的输出口连接高频逆变电路的控制端；
所述线性电源包括输入EMC抑制电路、隔离变压器、整流滤波电路、线性稳压电路、输出滤波电路和电流电压采样反馈电路，输入EMC抑制电路的输入口连接220V/50Hz市电，输入EMC抑制电路的输出口连接隔离变压器的初级绕组，隔离变压器的次级绕组连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接线性稳压电路的输入端，线性稳压电路的输出端连接输出滤波电路的输入端，输出滤波电路的输出端连接直流输出端口，电流电压采样反馈电路的输入口连接直流输出端口，电流电压采样电路的输出口连接线性稳压电路的控制端。
2.根据权利要求1所述的综合电源，其特征在于，所述输入EMC抑制电路包括压敏电阻（RV1）、共模电感、X电容和Y电容，其中：
所述共模电感分为第一电感（L1）和第二电感（L2），所述第一电感（L1）和第二电感（L2）依次接入交流电路中零线和火线；所述X电容和Y电容分为第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第五电容（C5），第六电容（C6）和第七电容（C7）；所述第二电容（C2）、压敏电阻（RV1）和第三电容（C3）设置在第一电感（L1）的前端，第二电容（C2）、压敏电阻（RV1）和第三电容（C3）依次安装在零线和火线之间；所述第四电容（C4）设置在第一电感（L1）和第二电感（L2）之间，所述第二电感（L2）安装在零线和火线之间；所示第五电容（C5），第六电容（C6）和第七电容（C7）设置在第二电感（L2）的后端，第五电容（C5）并联在零线和火线之间，第六电容（C6）和第七电容（C7）相互串联后与第五电容（C5）并联，第六电容（C6）和第七电容（C7）的公共点接地。
3.根据权利要求1所述的综合电源，其特征在于，所述开关电源中的整流滤波电路包括整流桥和PFC电路，所述输入防冲击电路设置在所述整流桥和PFC电路之间，所述PFC电路包括滤波用的第八电容（C8）和第九电容（C9），其中：所述输入防冲击电路包括第一电阻（R1）和第二电阻（R2）以及第一继电器（K1），所述第一电阻（R1）和第二电阻（R2）串联后接入到电路中，所述第一继电器（K1）跨接在在第一电阻（R1）和第二电阻（R2）的两端，控制电路驱动第一继电器（K1）断开时，交流电经整流桥整流后由第一电阻（R1）和第二电阻（R2）限流向PFC电路中的第八电容（C8）和第九电容（C9）充电，当第八电容（C8）和第九电容（C9）电压充到阈值时，由控制电路将第一继电器（K1）闭合。
4.根据权利要求1所述的综合电源，其特征在于，所述高频逆变电路采用了LLC谐振软开关技术。
5.根据权利要求1所述的综合电源，其特征在于，所述输出整流滤波电路中的控制MOS管的栅极采用了电荷泵的驱动方式。
6.根据权利要求1所述的综合电源，其特征在于，所述线性稳压电路包括调整管、参考电压源、取样电路和误差放大电路，所述取样电路中的取样电阻通过取样输出取样电压，比较取样电压与参考电压，比较结果由误差放大电路放大后，控制调整管的导通程度，使输出电压保持稳定。
7.根据权利要求1所述的综合电源，其特征在于，所述输出滤波电路包括负温度系数NTC电阻（R12）和第十二电感（L12）、第二十二电感（L22），所述第十二电感（L12）和第二十二电感（L22）用于抑制输出端瞬时电流，第十二电感（L12）和第二十二电感（L22）分别安装在正、负回路中，所述负温度系数NTC电阻（R12）安装在正回路电路中，根据输出瞬时电流强度选择增减负温度系数NTC电阻（R12）。
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|---|---|
| CN (1) | CN112448600A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114485757A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-05-13 | 航天科工防御技术研究试验中心 | 用于温湿度传感器的测试***及方法 |
| CN114843845A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-08-02 | 湖南炬神电子有限公司 | 一种带wifi功能的智能插座 |
Citations (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1391720A (zh) * | 1999-09-24 | 2003-01-15 | 艾利森公司 | 用于桥式同步矫正的外部驱动电路 |
| CN1770611A (zh) * | 2004-11-06 | 2006-05-10 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 线性稳压电源电路 |
| CN201142050Y (zh) * | 2007-11-30 | 2008-10-29 | 上海云骅电子科技有限公司 | 计算机电源 |
| CN101304217A (zh) * | 2008-07-02 | 2008-11-12 | 东南大学 | 链式变换器功率单元控制器用开关电源 |
| EP2040365A2 (en) * | 2007-09-21 | 2009-03-25 | GlacialTech., Inc. | Forward converter with self-driven synchronous rectifiers |
| CN101452330A (zh) * | 2007-11-30 | 2009-06-10 | 上海云骅电子科技有限公司 | 一种带直流接口的计算机电源 |
| US20100026095A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Astec International Limited | Multiple Output Isolated DC/DC Power Converters |
| CN101873068A (zh) * | 2009-04-27 | 2010-10-27 | 武汉市创佳源电子有限公司 | 线性电源实现高效率的通用性和集成化技术 |
| CN201766508U (zh) * | 2010-09-21 | 2011-03-16 | 北京优科利尔能源设备有限公司 | 单相单级全桥隔离型功率因数校正变换器 |
| US20110188269A1 (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Switching power-supply apparatus |
| CN102176807A (zh) * | 2011-03-08 | 2011-09-07 | 河海大学常州校区 | 自保护变频调制icp镇流器 |
| CN102215615A (zh) * | 2010-04-02 | 2011-10-12 | 上海古森实业有限公司 | Led灯驱动电路 |
| CN102214996A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-10-12 | 深圳可立克科技股份有限公司 | 微压差线性稳压电源电路 |
| CN202034910U (zh) * | 2010-10-26 | 2011-11-09 | 康舒电子(东莞)有限公司 | 具限压功效的电源供应器 |
| CN202309514U (zh) * | 2011-11-15 | 2012-07-04 | 北京普源精电科技有限公司 | 一种开关电源 |
| CN102665369A (zh) * | 2012-05-10 | 2012-09-12 | 合肥大明节能科技有限公司 | 大功率电子镇流器 |
| CN202455267U (zh) * | 2011-07-08 | 2012-09-26 | 西安天照伟成电气有限公司 | 电源电路 |
| CN202840976U (zh) * | 2012-07-16 | 2013-03-27 | 洛阳隆盛科技有限责任公司 | 一种高效能全范围稳压电源 |
| US20140029311A1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-01-30 | Shengli Lu | Synchronous rectifying apparatus and controlling method thereof |
| CN104104216A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-10-15 | 孟加顷 | 开关电源滤波电路 |
| CN203942444U (zh) * | 2014-05-19 | 2014-11-12 | 浙江交通职业技术学院 | 一种高精度电池模拟器 |
| CN104167925A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-11-26 | 南京理工大学 | 一种基于移向全桥和同步整流的双向直流变换器 |
| CN104518673A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-04-15 | 成都城电电力工程设计有限公司 | 一种用于通信机房的逆变装置的开关电源 |
| CN204538988U (zh) * | 2015-03-19 | 2015-08-05 | 海信（山东）空调有限公司 | 一种开关电源、变频控制器及变频空调 |
| CN105048797A (zh) * | 2015-06-13 | 2015-11-11 | 中山市韩科电器有限公司 | 一种电磁式加热电饭煲的电磁加热用滤波电路 |
| CN205792244U (zh) * | 2016-05-27 | 2016-12-07 | 西安科技大学 | 低浓度型甲烷传感器用开关电源 |
| CN106301029A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-01-04 | 广东工业大学 | 一种开关电源电路结构 |
| CN106505879A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-03-15 | 江苏省瑞宝特科技发展有限公司 | 物联网智能综合电源装置 |
| CN206432913U (zh) * | 2016-12-16 | 2017-08-22 | 榆林学院 | 一种多路输出开关电源 |
| CN107204704A (zh) * | 2016-03-18 | 2017-09-26 | 广东美的生活电器制造有限公司 | 搅拌机以及用于搅拌机的电磁干扰抑制电路 |
| CN108306526A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-20 | 北京航天发射技术研究所 | 一种电流滞环控制电路及控制方法 |
| CN108649816A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-10-12 | 徐杰 | 一种整流滤波电路 |
| CN109600035A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-09 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种电源模块 |
| CN109660125A (zh) * | 2017-10-12 | 2019-04-19 | 首利实业股份有限公司 | 高功率电源供应器的电路结构 |
| CN109683532A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-26 | 上海应用技术大学 | 一种舵机及多舵机控制器及无人机控制*** |
| CN109756123A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-14 | 西安霍威电源有限公司 | 一种多路输出混合电源模块 |
| CN209329980U (zh) * | 2019-03-05 | 2019-08-30 | 深圳富集新能源科技有限公司 | 高性能大容量可调直流开关电源装置 |
-
2019
- 2019-09-03 CN CN201910827542.9A patent/CN112448600A/zh active Pending
Patent Citations (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1391720A (zh) * | 1999-09-24 | 2003-01-15 | 艾利森公司 | 用于桥式同步矫正的外部驱动电路 |
| CN1770611A (zh) * | 2004-11-06 | 2006-05-10 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 线性稳压电源电路 |
| EP2040365A2 (en) * | 2007-09-21 | 2009-03-25 | GlacialTech., Inc. | Forward converter with self-driven synchronous rectifiers |
| CN201142050Y (zh) * | 2007-11-30 | 2008-10-29 | 上海云骅电子科技有限公司 | 计算机电源 |
| CN101452330A (zh) * | 2007-11-30 | 2009-06-10 | 上海云骅电子科技有限公司 | 一种带直流接口的计算机电源 |
| CN101304217A (zh) * | 2008-07-02 | 2008-11-12 | 东南大学 | 链式变换器功率单元控制器用开关电源 |
| US20100026095A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Astec International Limited | Multiple Output Isolated DC/DC Power Converters |
| CN101873068A (zh) * | 2009-04-27 | 2010-10-27 | 武汉市创佳源电子有限公司 | 线性电源实现高效率的通用性和集成化技术 |
| US20110188269A1 (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Switching power-supply apparatus |
| CN102215615A (zh) * | 2010-04-02 | 2011-10-12 | 上海古森实业有限公司 | Led灯驱动电路 |
| CN201766508U (zh) * | 2010-09-21 | 2011-03-16 | 北京优科利尔能源设备有限公司 | 单相单级全桥隔离型功率因数校正变换器 |
| CN202034910U (zh) * | 2010-10-26 | 2011-11-09 | 康舒电子(东莞)有限公司 | 具限压功效的电源供应器 |
| CN102176807A (zh) * | 2011-03-08 | 2011-09-07 | 河海大学常州校区 | 自保护变频调制icp镇流器 |
| CN102214996A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-10-12 | 深圳可立克科技股份有限公司 | 微压差线性稳压电源电路 |
| CN202455267U (zh) * | 2011-07-08 | 2012-09-26 | 西安天照伟成电气有限公司 | 电源电路 |
| CN202309514U (zh) * | 2011-11-15 | 2012-07-04 | 北京普源精电科技有限公司 | 一种开关电源 |
| CN102665369A (zh) * | 2012-05-10 | 2012-09-12 | 合肥大明节能科技有限公司 | 大功率电子镇流器 |
| CN202840976U (zh) * | 2012-07-16 | 2013-03-27 | 洛阳隆盛科技有限责任公司 | 一种高效能全范围稳压电源 |
| US20140029311A1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-01-30 | Shengli Lu | Synchronous rectifying apparatus and controlling method thereof |
| CN203942444U (zh) * | 2014-05-19 | 2014-11-12 | 浙江交通职业技术学院 | 一种高精度电池模拟器 |
| CN104104216A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-10-15 | 孟加顷 | 开关电源滤波电路 |
| CN104167925A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-11-26 | 南京理工大学 | 一种基于移向全桥和同步整流的双向直流变换器 |
| CN104518673A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-04-15 | 成都城电电力工程设计有限公司 | 一种用于通信机房的逆变装置的开关电源 |
| CN204538988U (zh) * | 2015-03-19 | 2015-08-05 | 海信（山东）空调有限公司 | 一种开关电源、变频控制器及变频空调 |
| CN105048797A (zh) * | 2015-06-13 | 2015-11-11 | 中山市韩科电器有限公司 | 一种电磁式加热电饭煲的电磁加热用滤波电路 |
| CN107204704A (zh) * | 2016-03-18 | 2017-09-26 | 广东美的生活电器制造有限公司 | 搅拌机以及用于搅拌机的电磁干扰抑制电路 |
| CN205792244U (zh) * | 2016-05-27 | 2016-12-07 | 西安科技大学 | 低浓度型甲烷传感器用开关电源 |
| CN106301029A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-01-04 | 广东工业大学 | 一种开关电源电路结构 |
| CN206432913U (zh) * | 2016-12-16 | 2017-08-22 | 榆林学院 | 一种多路输出开关电源 |
| CN106505879A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-03-15 | 江苏省瑞宝特科技发展有限公司 | 物联网智能综合电源装置 |
| CN109660125A (zh) * | 2017-10-12 | 2019-04-19 | 首利实业股份有限公司 | 高功率电源供应器的电路结构 |
| CN108306526A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-20 | 北京航天发射技术研究所 | 一种电流滞环控制电路及控制方法 |
| CN108649816A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-10-12 | 徐杰 | 一种整流滤波电路 |
| CN109600035A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-09 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种电源模块 |
| CN109683532A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-26 | 上海应用技术大学 | 一种舵机及多舵机控制器及无人机控制*** |
| CN209329980U (zh) * | 2019-03-05 | 2019-08-30 | 深圳富集新能源科技有限公司 | 高性能大容量可调直流开关电源装置 |
| CN109756123A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-14 | 西安霍威电源有限公司 | 一种多路输出混合电源模块 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114485757A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-05-13 | 航天科工防御技术研究试验中心 | 用于温湿度传感器的测试***及方法 |
| CN114843845A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-08-02 | 湖南炬神电子有限公司 | 一种带wifi功能的智能插座 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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