CN2840505Y - 开关电源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种开关电源模块,包括输入滤波电路、电源控制电路、变压器、钳位保护电路、整流滤波电路、抗高频干扰电路、电压反馈电路和电源保护电路。其中钳位保护电路可防止变压器的感应电压过高损坏电源控制芯片,电压反馈电路可时刻检测输出电压的变化,产生电流反馈信号送入电源控制芯片,以调整输出的PWM波的脉冲宽度,稳定输出电压,整流滤波电路可保证输出电压的精度和稳定,电源保护电路用于保护精密电压基准芯片不被高压击穿,抗高频干扰电路可起到高频滤波和抗高频干扰的作用。本实用新型提高了电源的可靠性,减少了高频干扰,提高了电压输出稳定度,性能指标优良,特别适用于电力集中抄表***。
Description
技术领域
本实用新型属于开关电源领域,涉及一种开关电源模块,尤其适于电力集中抄表***。
背景技术
目前,设计生产的开关电源模块产品种类很多,但适用于高耐压环境产品不多见,一般产品基本上输入端到输出端之间耐压在2500V/AC范围,不具备防高压浪涌和抗雷击性能,而且在生产加工和实际应用过程中,因高压击穿非常容易损坏,不具有稳定可靠运行的性能。而且集成度低,需要大量的分离元件,导致电源模块体积大,功耗大,电压输出纹波大,工作可靠性差,调试难度高,影响了开关电源模块的技术性能。
发明内容
本实用新型所要解决的问题在于,克服现有技术的不足,提供一种开关电源模块,设计简单,集成度高,能经受高压浪涌的冲击和雷击,且抗高频干扰。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
依据本实用新型提供的一种开关电源模块,包括输入滤波电路、电源控制电路、变压器、钳位保护电路、整流滤波电路、抗高频干扰电路、电压反馈电路和电源保护电路,其特征在于:电源控制电路包括电源控制芯片U2;在直流电压输入端并联有滤波作用的电容C1,并将电容C1连接到变压器T的初级线圈的一端,初级线圈的另一端连接到电源控制芯片U2的漏极D;在变压器T的初级线圈两端连接有钳位保护电路,可以防止变压器T的感应电压过高损坏电源控制芯片U2;变压器T的次级线圈的一端连接整流管D3和Π型滤波器,Π型滤波器与抗高频干扰电路电联接到直流电压输出端,以保证输出电压的精度和稳定;直流电压输出端与电源控制电路之间电联接有电压反馈电路,电源保护电路与电压反馈电路电联接,电压反馈电路可以时刻检测输出电压的变化,产生电流反馈信号送入电源控制芯片U2,以调整输出的PWM波的脉冲宽度,电源控制芯片U2中的脉宽调制器,能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制电源控制芯片U2的开关管的通断状态来调节输出电压的高低,达到稳压的目的。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现:
前述的电源保护电路包括二极管D4,二极管D4反并联在电压反馈电路的分压检测电阻R6、R8的两端,用于保护精密电压基准芯片U4不被高压击穿。
前述的抗高频干扰电路包括高频瓷片电容C9,高频瓷片电容C9并联在直流电压输出端Π型滤波器的电容C8的两端,可起到高频滤波的作用。
前述的电源控制芯片U2采用TOP233Y。
本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果:
由于增设了专门的电源保护电路设计,使得电源模块可以稳定工作在高压浪涌冲击和雷击的环境中,产品生产一次合格率可达99.99%。同时,抗高频干扰电路减少了高频干扰,使电压输出纹波由原来的100mV减少到25mV。由此可见,本实用新型提高了电源的可靠性和产品合格率,提高了电源电压输出的稳定度。
本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图;
图2是本实用新型的电路原理图;
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例,对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
请参见图1、2,一种开关电源模块,包括输入滤波电路、电源控制电路、变压器、钳位保护电路、整流滤波电路、抗高频干扰电路、电压反馈电路和电源保护电路。电源控制电路包括电源控制芯片U2,其采用TOP233Y。输入滤波电路包括电容C1,在直流电压输入端并联有滤波作用的电容C1,并将电容C1连接到变压器T的初级线圈的一端,初级线圈的另一端连接到电源控制芯片U2的漏极D;在变压器T的初级线圈两端连接有钳位保护电路,钳位保护电路由电阻R1、电容C2、瞬态电压抑制器U1和超快恢复二极管D1组成,电阻R1、电容C2、瞬态电压抑制器U1并联,且瞬态电压抑制器U1的正极接变压器T初级线圈的第一端口,超快恢复二极管D1和电阻R1、电容C2、瞬态电压抑制器U1串联,超快恢复二极管D1的负极与瞬态电压抑制器U1的负极相连,可以防止变压器TI的感应电压过高损坏电源控制芯片U2。变压器T的次级线圈的一端连接整流滤波电路,整流滤波电路包括整流管D3和电容C6、C8和电感L组成的Π型滤波器,Π型滤波器与抗高频干扰电路电联接到直流电压输出端,当直流电压经过电源控制芯片U2中的开关管转变为PWM波,经过高频变压器T降压,得到高频矩形波电压,矩形波电压经过整流管D3整流并由Π型滤波器滤波,再经过抗高频干扰电路后得到直流电压,从而保证了输出电压的精度和稳定。抗高频干扰电路包括高频瓷片电容C9,高频瓷片电容C9并联在直流电压输出端Π型滤波器的电容C8的两端,可起到高频滤波的作用。直流电压输出端与电源控制电路之间电联接有电压反馈电路,电压反馈电路包括精密电压基准芯片U4、光电耦合芯片U3、二极管D2、电容C3、C4、C7、电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9组成的匹配网络等,电路用于时刻检测输出电压的变化,产生电流反馈信号送入电源控制芯片,以调整输出的PWM波的脉冲宽度,达到稳定输出电压的目的。电源保护电路与电压反馈电路电联接,电源保护电路包括二极管D4,二极管D4反并联在电压反馈电路的分压检测电阻R6、R8的两端,用于保护精密电压基准芯片U4不被高压击穿。电源控制芯片U2中的脉宽调制器,能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制电源控制芯片U2的开关管的通断状态来调节输出电压的高低,达到稳压的目的。
变压器T的设计和工艺是保证产品高耐压特性的关键,在设计中我们采用了高挡强绝缘工艺,真空浸漆工艺,绕线新工艺等。
本实用新型的输入电压和频率的范围极宽,其适用电压范围为AC85~265V,输入频率为47~440Hz,适用性极强,而且体积小,工作可靠性高,调试简单,电源效率高,最高可达90%,因此被誉为“绿色”能源。
Claims (4)
1.一种开关电源模块,包括输入滤波电路、电源控制电路、变压器、钳位保护电路、整流滤波电路、抗高频干扰电路、电压反馈电路和电源保护电路,其特征在于:电源控制电路包括电源控制芯片U2;在直流电压输入端并联有滤波作用的电容C1,并将电容C1连接到变压器T的初级线圈的一端,初级线圈的另一端连接到电源控制芯片U2的漏极D;在变压器T的初级线圈两端连接有钳位保护电路,可以防止变压器T的感应电压过高损坏电源控制芯片U2;变压器T的次级线圈的一端连接整流管D3和∏型滤波器,∏型滤波器与抗高频干扰电路电联接到直流电压输出端,以保证输出电压的精度和稳定;直流电压输出端与电源控制电路之间电联接有电压反馈电路,电源保护电路与电压反馈电路电联接,电压反馈电路可以时刻检测输出电压的变化,产生电流反馈信号送入电源控制芯片U2,以调整输出的PWM波的脉冲宽度,电源控制芯片U2中的脉宽调制器,能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制电源控制芯片U2的开关管的通断状态来调节输出电压的高低,达到稳压的目的。
2.根据权利要求1所述的一种开关电源模块,其特征在于:所述的电源保护电路包括二极管D4,二极管D4反并联在电压反馈电路的分压检测电阻R6、R8的两端,用于保护精密电压基准芯片U4不被高压击穿。
3.根据权利要求1所述的一种开关电源模块,其特征在于:所述的抗高频干扰电路包括高频瓷片电容C9,高频瓷片电容C9并联在直流电压输出端∏型滤波器的电容C8的两端,可起到高频滤波的作用。
4.根据权利要求1所述的一种开关电源模块,其特征在于:所述的电源控制芯片U2采用TOP233Y。
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