CN202940740U

CN202940740U - 一种大功率pwm型开关稳压电源

Info

Publication number: CN202940740U
Application number: CN 201120557478
Authority: CN
Inventors: 李伟平
Original assignee: NINGBO WUMA ELECTRIC APPLIANCE CO Ltd
Current assignee: NINGBO WUMA ELECTRIC APPLIANCE CO Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2021-12-28

Abstract

本实用新型公开了一种大功率PWM型开关稳压电源，包括有交流输入接口、EMI滤波器、浪涌电流控制单元、工频整流器、电流互感采样器、半桥电路变换器、高频变压器、PWM控制器、软启动电路、高频整流滤波电路和直流输出接口；本实用新型的大功率PWM型开关稳压电源具有体积小，重量轻，电压输出稳定，能适应电网电压波动大、范围宽的电压环境使用。同时，本实用新型的大功率PWM型开关稳压电源还具有浪涌电流控制和过热保护装置，能防范因生产、测试、试验过程中出现的输出短路等问题，防止对电源设备的损坏。

Description

一种大功率PWM型开关稳压电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体地说涉及一种大功率开关稳压电源的电源设备。

背景技术

电机生产企业中，用于直流电机性能检测的电源设备，一般都采用线性稳压电源为其供电。由于线性稳压电源为调整管串联型控制输出供电方式，在大电流供电时，如30A电流。大电流通过使调整管承载发热。更为重要的是，线性稳压电源还有一个体积大，重量不轻的工频变压器。除此之外，线性稳压电源的效率也很低，只有30%～40%，不节能。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种大功率开关稳压电源设备，电能转换效率可达85%以上。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种大功率PWM型开关稳压电源，包括有交流输入接口、EMI滤波器、浪涌电流控制单元、工频整流器、电流互感采样器、半桥电路变换器、高频变压器、PWM控制器、软启动电路、高频整流滤波电路和直流输出接口；所述的交流输入接口与EMI滤波器的输入接口相连接，所述EMI滤波器的输出接口与所述浪涌电流控制单元的输入接口相连接，所述浪涌电流控制单元的输出接口与所述工频整流器的交流侧相连接，所述工频整流器将交流电转换成直流电；所述工频整流器的直流侧与所述半桥电路变换器相连接，所述半桥电路变换器的驱动端与PWM控制器连接，所述半桥电路变换器将直流电调制为高频交变电流经所述高频变压器的原边绕组；在所述高频变压器的副边绕组输出高频交变电流用于所述高频整流滤波电路，所述高频整流滤波电路将高频交变电流转换成直流电输出；所述浪涌电流控制单元的供电端由所述高频变压器的辅助绕组并联；所述电流互感采样器将输出负载电流转换成电压信号，通过误差放大电路反馈到PWM控制器。

进一步，所述大功率PWM型开关稳压电源还包括驱动变压器、PWM驱动器；所述半桥电路变换器经由所述驱动变压器和所述PWM驱动器通过PWM控制器所驱动。

进一步，所述大功率PWM型开关稳压电源还包括辅助电源、VADJ调节器；所述辅助电源与EMI滤波器连接，所述辅助电源为PWM控制器提供电压；所述VADJ调节器用于外部人工调节PWM控制参量。

进一步，所述大功率PWM型开关稳压电源还包括V反馈电路、超压检测电路与所述LED显示器；所述V反馈电路、超压检测电路和所述LED显示器与直流输出端连接。所述V反馈电路、超压检测电路用于稳定输出电压，所述LED显示器用于显示输出的电压电流参数。

进一步，高频变压器的副绕组上接有浪涌电流控制单元，控制器件设置在EMI滤波器与工频整流器之间，以NTC器件和继电器触点并联而成。

（三）有益效果

本实用新型的大功率PWM型开关稳压电源具有体积小，重量轻，电压输出稳定，能适应电压波动大、范围宽的电网电压环境使用。同时，本实用新型的大功率PWM型开关稳压电源还具有浪涌电流控制和过热保护装置，能防范因生产、测试、试验过程中出现的输出短路等问题，防止对电源设备的损坏。

附图说明

图1是本实用新型大功率PWM型开关稳压电源原理方框图。

图2是主电路的拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1，图2所示，一种大功率PWM型开关稳压电源，包括有交流输入接口、EMI滤波器1、浪涌电流控制单元2、工频整流器3、半桥电路变换器4、高频变压器5、PWM控制器9、软启动电路14、高频整流滤波电路6和直流输出接口；所述交流输入接口的交流电到所述EMI滤波器1，所述EMI滤波器1引入交流电，并阻止因开关稳压电源在电流调制时所产生的电磁干扰传输给电网；引入的交流电经所述浪涌电流控制单元2，所述浪涌电流控制单元2在开关稳压电源启动时降低开机冲击电流；引入的交流电通过所述工频整流器3输出，所述工频整流器3将交流电流转换成直流电流并送到所述的半桥电路变换器4；

所述半桥电路变换器4的驱动口与驱动变压器7连接；PWM控制器9产生的PWM控制信号经PWM驱动器8、经驱动变压器7送入半桥电路变换器4的驱动口，所述半桥电路变换器4在PWM脉宽调制信号控制下，将直流电流变换为高频交变电流，通过所述高频变压器5的主绕组，在所述高频变压器5的副绕组感应产生低压高频交变电流，所述高频整流滤波电路6将所述高频变压器5副绕组感应的高频交变电流进行整流并且输出；

所述浪涌电流控制单元2的触点SJ是继电器的触点，继电器线圈的控制电源由所述高频变压器5的辅助绕组提供；所述电流互感采样器10与高频变压器5的主绕组串联，将半桥电路变换器4的高频交变电流转换成电压信号，通过误差放大电路11反馈到PWM控制器9；所述辅助电源18经过热保护器17为PWM控制器9提供电源；所述VADJ调节器用于外部人工调节，调节PWM控制量；所述PWM控制器9产生输出的PWM控制信号，经由所述PWM驱动器8和所述驱动变压器7驱动所述半桥电路变换器4；所述V反馈电路12、超压检测电路13和所述LED显示器16与直流输出端连接，所述V反馈电路、超压检测电路用于稳定输出电压；所述LED显示器16用于显示整机的输出电压电流参数。

图2是本实用新型的主电路拓扑结构示意图，在图2中，交流AC电源经EMI滤波电路1后接入主电路，浪涌电流控制单元2的NTC器件和继电器触点SJ，该两个器件的两个端点分别接于EMI滤波电路1和工频整流器3之间，SJ继电器线圈的供电由高频变压器5的一个辅助绕组提供。引入的交流电压经过工频整流器3整流后，将直流高压电源储存在半桥电路变换器4的两只电容器C1和C2中。如图2所示，半桥电路变换器4是由两只电容器和两只MOSFET管组成。电容器C1和C2串联接法，两只MOSFET管Q1和Q2也是串联接法。B点和A点之间连接有高频变压器5的原边绕组、电容器C3、电流互感采样器IT的原边绕组，它们构成串联回路。半桥电路变换器4工作时，在PWM信号驱动下，将直流电变换为高频交变电流作用于高频变压器5的主绕组上，从高频变压器5的副边绕组输出低压高频交变电流，经高频整流滤波电路6整流滤波后，为直流电机性能检测提供大功率的DC稳定电源。

本实用新型大功率PWM型开关稳压电源的控制***是由电流互感采样器10、误差放大电路11、V反馈电路12、超压检测电路13和PWM控制器9组成的闭环控制***。如图1、图2所示，半桥电路变换器4在变换运行时，电流互感采样器10实时采集运行电流，将采集信号引入误差放大电路11进行处理，电流参数则送入PWM控制器9；另一方面，经高频整流滤波电路6输出的DC电源，经超压检测电路13检测和V反馈电路12的处理，其电压参数也送入PWM控制器9。 PWM控制器9将电流、电压参数进行处理后，输出调整PWM脉宽，经PWM驱动器8，驱动变压器7，为半桥电路变换器4的双管Q1、Q2提供PWM调制信号，从而形成闭环控制，保持电源的稳定输出。

本实用新型大功率PWM型开关稳压电源的控制***中，设置有软启动电路14，以减小开机对主电路的冲击；在控制***中，外置设有VADJ调节器15，可以方便地调节稳压电源的电压输出值；同时，电源还设置有LED显示器，实时显示电源输出的电压、电流值，以便用户了解和掌握；在控制***中，还设置有过热保护装置17。过热保护装置17安装在两只MOSFET管Q1和Q2的外表面，以检测MOSFET管的实际工作温度，当因过载或短路造成的过电流使MOSFET管温度上升，过热保护装置17将自动切断PWM控制器9的电源供电，停止输出PWM调制信号，关闭开关电源，保护MOSFET管不受损害。

如图2所示，工频整流器3由4只二极管D1、D2、D3、D4组成；半桥电路变换器4由2只电容器C1、C2和2只MOSFET管Q1和Q2组成；IT为电流互感采样器10；T1为高频变压器5，其的副边绕组与2只高频整流二极管D5和D6相接，电容器C4为高频整流滤波；在DC输出电源端C4的正极端引出电压信号，在电阻R1端引出电流信号，作为超压检测电路13、V反馈电路12的测控点，为PWM控制器9提供电压、电流反馈信号。高频变压器5的一个辅助绕组，为浪涌电流控制单元的继电器SJ供电。S1开关为220V/110V市电电压切换开关，本实用新型的大功率开关电源可使用两种市电电源。

本实用新型的大功率PWM型开关稳压电源具有体积小，重量轻，电压输出性能稳定，能适应电网电压波动大、范围宽的电压环境使用。同时，本实用新型的大功率PWM型开关稳压电源还具有浪涌电流控制和过热保护装置，能防范因生产、测试、试验过程中出现的输出短路等问题，防止对电源设备的损坏。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种大功率PWM型开关稳压电源，其特征在于：包括有交流输入接口、EMI滤波器、浪涌电流控制单元、工频整流器、电流互感采样器、半桥电路变换器、高频变压器、PWM控制器、软启动电路、高频整流滤波电路和直流输出接口；所述的交流输入接口与EMI滤波器的输入接口相连接，所述EMI滤波器的输出接口与所述浪涌电流控制单元的输入接口相连接，所述浪涌电流控制单元的输出接口与所述工频整流器的交流侧相连接，所述工频整流器将交流电转换成直流电；所述工频整流器的直流侧与所述半桥电路变换器相连接，所述半桥电路变换器的驱动端与PWM控制器连接，所述半桥电路变换器将直流电调制为高频交变电流经所述高频变压器的原边绕组；在所述高频变压器的副边绕组输出高频交变电流用于所述高频整流滤波电路，所述高频整流滤波电路将高频交变电流转换成直流电输出；所述浪涌电流控制单元的供电端由所述高频变压器的辅助绕组并联；所述电流互感采样器将输出负载电流转换成电压信号，通过误差放大电路反馈到PWM控制器。

2.如权利要求1所述的大功率PWM型开关稳压电源，其特征在于：所述大功率PWM型开关稳压电源还包括驱动变压器、PWM驱动器；所述半桥电路变换器经由所述驱动变压器和所述PWM驱动器通过PWM控制器所驱动。

3.如权利要求1所述的大功率PWM型开关稳压电源，其特征在于：所述大功率PWM型开关稳压电源还包括辅助电源、VADJ调节器；所述辅助电源与EMI滤波器连接，所述辅助电源为PWM控制器提供电压；所述VADJ调节器用于外部人工调节PWM控制参量。

4.如权利要求1所述的大功率PWM型开关稳压电源，其特征在于：所述大功率PWM型开关稳压电源还包括V反馈电路、超压检测电路与所述LED显示器；所述V反馈电路、超压检测电路和所述LED显示器与直流输出端连接，所述V反馈电路、超压检测电路用于稳定输出电压，所述LED显示器用于显示输出的电压电流参数。

5.如权利要求1所述的大功率PWM型开关稳压电源，其特征在于：高频变压器的副绕组上接有浪涌电流控制单元，控制器件设置在EMI滤波器与工频整流器之间，以NTC器件和继电器触点并联而成。