專利名稱：一種用電監(jiān)控終端供電專用模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在電力系統(tǒng)自動化與信息化領域給"用電監(jiān)控終端"供電的
裝置，尤其涉及一種用電監(jiān)控終端供電專用模塊。
背景技術：
目前，運用開關電源技術設計的電源模塊已經(jīng)應用到"用電監(jiān)控終端"上了，但從 現(xiàn)場反映的使用情況來看，效果不太理想。主要表現(xiàn)在 (1)可靠性不高。因現(xiàn)場出現(xiàn)的浪涌電壓和操作過電壓常損壞供電模塊。
(2)效率不高，功率因數(shù)低，不符合"綠色"電源的要求?，F(xiàn)有的供電模塊效率不到
70%，功率因數(shù)不到0. 7。 (3)通用性不強。目前應用的電源模塊其輸入電壓適應范圍僅為AC85 265V， 不能適應電壓值AC70V 500V的極寬輸入范圍，即不能同時適應單相(輸入電壓 為AC220V士30X )、三相三線(輸入線電壓為AC100V士30 % )、三相四線(相電壓 AC220V士30X、線電壓AC380V士30X、在出現(xiàn)接地故障時未接地的二相對地的輸入電壓為 AC494V)等幾種終端用電現(xiàn)場供電形式的需要。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的供電模塊所反映出來的問題，本實用新型提供一種專用的供電模 ±央，該模塊不僅通用性強，可靠性高，而且符合"綠色"電源的要求，達到節(jié)能降耗的目的。 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是針對通用性，為了解決極寬輸 入范圍(AC70 500V)問題，采用了單端反激式開關電源的基本原理。在目前大家所使用 的模塊中，也是沿用這一基本原理，并且是采用固定頻率的反激式模式。而問題剛好是出現(xiàn) 在典型的固定頻率電流控制集成電路和功率轉(zhuǎn)換的輸出驅(qū)動上，現(xiàn)代反激式電源上大多采 用功率MOSFET管，對于頻率固定的情況，當在高輸入電壓時，功率轉(zhuǎn)換的時間變得非常短， 而控制集成電路的輸出驅(qū)動級卻不能產(chǎn)生足夠的瞬間驅(qū)動電流來使功率MOSFET管馬上從 關斷狀態(tài)進入飽和狀態(tài)。結(jié)果是，在這些非常短的高電平上功率轉(zhuǎn)換只能工作在線性傳導 模式，將使電源模塊的轉(zhuǎn)換效率急劇下降并且會影響模塊工作的可靠性，不能達到在高輸 入電壓的情況下電源輸出的要求。 我們采用的新控制方法，就是改變傳統(tǒng)固定頻率的反激式控制策略，采用頻率可 變的反激式控制策略，在電源整個非常寬的輸入電壓范圍內(nèi)，使功率MOSFET管的導通時間 遠大于最小有效導通時間。我們采用的控制集成電路IC1(見附圖1、附圖2)就是可變頻率 的IC。 同時采用了高壓輸入電壓補償技術，允許有效電流隨著輸入電壓的增加而增加， 改善了在高輸入電壓下的控制環(huán)境。 針對提高可靠性，采用了能量吸引技術，對現(xiàn)場的浪涌電壓、浪涌電流或操作過電 壓干擾能量進行箝位吸收。采用了輸入過電壓保護技術，確保模塊的運行安全。[0011] 針對節(jié)能降耗，采用了準諧振軟開關P麗技術，輕載、空載時的降頻率技術，恒流 源啟動驅(qū)動技術，無源功率因數(shù)校正技術。 本實用新型的有益效果是，供電專用模塊的各項性能指標能滿足DL/T698. 31 (報 批稿)、GB/T17626. X. 1999、 IEC1000-3-2、EPAYl. 1等標準的要求。徹底解決了用電監(jiān)控終 端使用現(xiàn)場的可靠性問題，抗沖擊耐壓6KV，抗雷擊浪涌干擾、抗脈沖群干擾、抗靜電干擾、 抗高頻振蕩波干擾均能達到4級標準；降低了能耗，效率達到了 80%以上，待機能耗< 1W， 在增加很少的材料成本的情況下，把功率因數(shù)提高到了 0. 95以上；并且方便用電監(jiān)控終端 在不同輸入方式的條件下使用，供電輸入范圍在AC70V 500V，免去了過去必須配置幾套
電源的麻煩，節(jié)約了人力資源，降低了材料成本，大大地方便了用戶。
圖1是本實用新型A方案的主電路原理圖。 圖2是本實用新型B方案的主電路原理圖。 圖3是本實用新型與A方案或B方案配套的電路原理圖。
具體實施方式
在圖3中，三相交流電壓從輸入端A、B、C、N進入后，先通過LR1、LR2、LR3和壓敏 電阻RV1、 RV2、 RV3以及共模電感LB、高分子PTC(PPTC1、 PPTC2、 PPTC3)組成的能量吸收電 路，其中LR1、 LR2和LR3是一種定制的具有電感和電阻特性的器件，電感量在3uH 10uH 之間，電阻值在6 Q 15 Q之間，功率為3W 4W。以上這些組成能量吸收電路和輸入保護 電路。在經(jīng)過一系列抗干擾措施后，通過整流二極管Dal Dal6整流輸出脈動的直流電壓 DCout。 在圖1的A方案中，上述輸出的直流電壓DCout通過輸入線L、 N供給后面電路。 在圖1中，保險管FUSE、熱敏電阻RT1、安規(guī)電容CX1 CX2、電阻R1 R6、共模電感L、壓敏 電阻RV相連，組成能量吸收電路和輸入保護電路。后接整流橋BR1、無源功率因數(shù)校正電 路。無源功率因數(shù)校正電路由電解電容E1、E2、二極管D1、D2、D3、電感L2、電阻R7、R8、R9、 R10相連組成。由電阻R31、 R32、 R33、 R34、 R22、 R23、 R24、 R25、 R26、 R27、 R28、 R29、二極管 D12、 DIO、 D8、瞬態(tài)二極管TVS1、 TVS2、三極管Q3、電容C2、 C3、集成塊IC1等相連組成輸入 過壓保護電路。由電阻R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、M0S管Q2、穩(wěn)壓管Dll、 二極管D9、電容C3等相連組成恒流源啟動驅(qū)動電路。由集成電路IC1、電阻R17、R18、R19、 R20、 R21、 R35、 R36、 R37、 R38、 R39、 R40、 R42、 R43、 R44、電容C5、 C6、 C7、二極管D7等相連組 成可變頻率的P麗主控制電路和MOS管驅(qū)動電路，其中由電阻R17、R18、R19、R20、R21、R41、 R43、電容C5、集成塊IC1相連組成高輸入電壓補償電路。由以上電路再與變壓器T1、功率 MOS管Ql、集成電路IC2、光電耦合器IC3以及其它一系列元件相連組成一個完整的供電模 塊方案。 在圖2的B方案中，圖3的直流電壓DCout通過輸入線L、 N供給后面電路。在圖 2中，保險管FUSE、熱敏電阻RT1、安規(guī)電容CX1 CX2、電阻R1 R6、共模電感L、壓敏電阻 RV相連，組成能量吸收電路和輸入保護電路。后接整流橋BR1、無源功率因數(shù)校正電路。無 源功率因數(shù)校正電路由電解電容E1、E2、二極管D1、D2、D3、電感L2、電阻R7、R8、R9、R10相 連組成。由電阻R25、R26、集成塊IC1等相連組成輸入輸出過壓保護電路。由集成電路IC1、 電阻R17、 R18、 R19、 R20、 R21、 R23、 R24、 R25、 R26、 R27、 R28、 R29、 R30、電容C3、 C4、 C5、二極管D7等相連組成可變頻率的準諧振P麗主控制電路和M0S管驅(qū)動電路，其中由電阻R17、 R18、 R19、 R20、 R21、 R23、 R27、電容C4、集成塊ICl相連組成高輸入電壓補償電路。由以上 電路再與變壓器Tl、功率MOS管Ql、集成電路IC2、光電耦合器IC3以及其它一系列元件相 連組成一個完整的供電模塊方案。
權利要求一種用電監(jiān)控終端供電專用模塊，其特征在于，包括一能量吸收電路與輸入保護電路，由電子器件LR1、LR2、LR3和壓敏電阻RV1、RV2、RV3以及共模電感LB、高分子(PTCPPTC1、PPTC2、PPTC3)組成；一無源功率因數(shù)校正電路，由電解電容E1、E2、二極管D1、D2、D3、電感L2、電阻R7、R8、R9、R10相連組成；一輸入過壓保護電路，由電阻R31、R32、R33、R34、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、二極管D12、D10、D8、瞬態(tài)二極管TVS1、TVS2、三極管Q3、電容C2、C3、集成塊IC1相連組成；一恒流源啟動驅(qū)動電路，由電阻R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、MOS管Q2、穩(wěn)壓管D11、二極管D9、電容C3相連組成；一可變頻率的PWM主控制電路和一MOS管驅(qū)動電路，由集成電路IC1、電阻R17、R18、R19、R20、R21、R35、R36、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43、R44、電容C5、C6、C7、二極管D7相連組成；一高輸入電壓補償電路，由電阻R17、R18、R19、R20、R21、R41、R43、電容C5、集成塊IC1相連組成；以上電路與變壓器T1、功率MOS管Q1、集成電路IC2、光電耦合器IC3相連；三相交流電源從輸入端進入后，先通過能量吸收電路及輸入保護電路等抗干擾措施后，通過整流二極管Da1～Da16整流輸出脈動的直流電壓DCout，輸出的直流電通過后面電路的輸入線L、N供給后面電路。
2. —種用電監(jiān)控終端供電專用模塊，其特征在于，包括一能量吸收電路與輸入保護電路，由電子器件LR1、 LR2、 LR3和壓敏電阻RV1、 RV2、 RV3 以及共模電感LB、高分子(PTCPPTC1、PPTC2、PPTC3)組成；一無源功率因數(shù)校正電路，由電解電容E1、E2、二極管D1、D2、D3、電感L2、電阻R7、R8、 R9、R10相連組成；一輸入輸出過壓保護電路，由電阻R25、R26、集成塊IC1相連組成；一可變頻率的準諧振P麗主控制電路和一MOS管驅(qū)動電路，由集成電路IC1、電阻R17、 R18、 R19、 R20、 R21、 R23、 R24、 R25、 R26、 R27、 R28、 R29、 R30、電容C3、 C4、 C5、二極管D7相連 組成；一高輸入電壓補償電路，由電阻R17、 R18、 R19、 R20、 R21、 R23、 R27、電容C4、集成塊IC1 相連組成；以上電路與變壓器Tl、功率MOS管Ql、集成電路IC2、光電耦合器IC3相連；三相交流電 源從輸入端進入后，先通過能量吸收電路，再經(jīng)過抗干擾措施后，通過整流二極管Dal Dal6 整流輸出脈動的直流電壓DCout，輸出的直流電通過后面的電路輸入線L、N供給后面電路。
3. 如權利要求1或2所述的用電監(jiān)控終端供電專用模塊，其特征在于所述電子器件 LR1、 LR2、 LR3是一種定制的具有電感和電阻特性的器件，電感量在3uH 10uH之間，電阻 值在6Q 15Q之間，功率為3W 4W。
4. 如權利要求1或2所述的用電監(jiān)控終端供電專用模塊，其特征在于所述能量吸收 電路和輸入保護電路由保險管FUSE、熱敏電阻RT1、安規(guī)電容CX1 CX2、電阻R1 R6、共 模電感L、壓敏電阻RV相連組成，且所述能量吸收電路和輸入保護電路與整流橋BR1和所述無源功率因數(shù)校正電路連接c
專利摘要本實用新型涉及一種用電監(jiān)控終端供電專用模塊，包括能量吸收電路、輸入保護電路、無源功率因數(shù)校正電路、輸入輸出過壓保護電路、恒流源啟動驅(qū)動電路、可變頻率的PWM主控制電路、可變頻率的準諧振PWM主控制電路和MOS管驅(qū)動電路、高輸入電壓補償電路；以上電路與變壓器T1、功率MOS管Q1、集成電路IC2、光電耦合器IC3等元器件相連構(gòu)成。三相交流電源從輸入端進入后，先通過能量吸收與輸入保護電路等抗干擾措施后，通過整流二極管Da1～Da16整流輸出脈動的直流電壓DCout，輸出的直流電通過后面電路的輸入線L、N供給后面電路。本實用新型通用性強，可靠性高，節(jié)能降耗，符合“綠色”電源的要求。
文檔編號H02M1/44GK201533251SQ20092008568
公開日2010年7月21日 申請日期2009年5月13日 優(yōu)先權日2009年5月13日
發(fā)明者劉愛國 申請人:武漢興通力電源技術有限公司