一種低電壓大電流開關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低電壓大電流開關(guān)電源，包括：一號整流濾波電路，用于對輸入的220V交流電壓進(jìn)行整流、濾波，并輸出直流電壓；高頻開關(guān)變換器，用于在控制模塊的控制下將輸入的直流電壓逆變?yōu)楦綦x后交流電壓，并發(fā)送給高頻變壓器；高頻變壓器，用于將隔離后交流電壓變換為所需交流電壓，并發(fā)送給二號整流濾波電路；二號整流濾波電路，用于對所需交流電壓進(jìn)行整流、濾波，并輸出所需直流電壓；分流器，用于對二號整流濾波電路輸出的所需直流電壓進(jìn)行采樣，并生成采樣信號發(fā)送給控制模塊；控制模塊，根據(jù)接收到的采樣信號對高頻開關(guān)變換器進(jìn)行控制。
【專利說明】一種低電壓大電流開關(guān)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及開關(guān)電源，尤其涉及一種低電壓大電流開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。
[0003]在電鍍行業(yè)里，一般要求工作電源的輸出電壓較低而電流很大。電源的功率要求也比較高一般都是幾千瓦到幾十千瓦。目前如此大功率的電鍍電源一般都采用晶閘管相控整流方式。其缺點(diǎn)是體積大、效率低、噪音高、功率因數(shù)低、輸出紋波大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢、穩(wěn)定性
ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種脈寬調(diào)制芯片的低電壓大電流開關(guān)電源，能有效提聞開關(guān)電源的穩(wěn)定性和可罪性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案: [0006]一種低電壓大電流開關(guān)電源，包括一號整流濾波電路、高頻開關(guān)變換器、二號整流濾波電路、高頻變壓器、分流器和控制模塊；一號整流濾波電路，用于對輸入的220V交流電壓進(jìn)行整流、濾波，并輸出直流電壓；高頻開關(guān)變換器，用于在控制模塊的控制下將輸入的直流電壓逆變?yōu)楦綦x后交流電壓，并發(fā)送給高頻變壓器；高頻變壓器，用于將隔離后交流電壓變換為所需交流電壓，并發(fā)送給二號整流濾波電路；二號整流濾波電路，用于對所需交流電壓進(jìn)行整流、濾波，并輸出所需直流電壓；分流器，用于對二號整流濾波電路輸出的所需直流電壓進(jìn)行采樣，并生成采樣信號發(fā)送給控制模塊；控制模塊，根據(jù)接收到的采樣信號對高頻開關(guān)變換器進(jìn)行控制。
[0007]更進(jìn)一步的，高頻開關(guān)變換器為全橋逆變電路。每個(gè)橋臂都采用IGBT絕緣柵雙極型晶體管，其既具有輸入阻抗高、速度快、熱穩(wěn)定性好和驅(qū)動(dòng)電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，又有通態(tài)電壓低、耐壓高的優(yōu)點(diǎn)；高頻開關(guān)變換器將直流電壓變成隔離后交流電壓，再經(jīng)高頻隔離變壓器變成所需的所需交流電壓。
[0008]更進(jìn)一步的，控制模塊采用UC3825芯片。它由振蕩器、PWM比較器、PWM鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器、限流比較器、過流比較器、基準(zhǔn)電壓源、故障鎖存器、軟啟動(dòng)電路、欠壓鎖定等組成。分流器在開關(guān)電源輸出端進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，采樣電流流經(jīng)采樣電阻會產(chǎn)生一個(gè)壓降，將該壓降作為反饋信號，輸入到電壓比較器，與給定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生一個(gè)差值，通過誤差放大器比較放大后，輸出的差值信號和鋸齒波(或三角波)比較，從而改變輸出脈沖的寬度，當(dāng)輸出大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，減小脈沖寬度占空比，反之，則增大占空比，以實(shí)現(xiàn)能得到一個(gè)穩(wěn)定的輸出。
[0009]有益效果:(I)本發(fā)明采用UC3825芯片控制全橋逆變電路實(shí)現(xiàn)直流逆變，每個(gè)橋臂都采用IGBT絕緣柵雙極型晶體管，其既具有輸入阻抗高、速度快、熱穩(wěn)定性好和驅(qū)動(dòng)電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，又有通態(tài)電壓低、耐壓高的優(yōu)點(diǎn)，能有效提高開關(guān)電源的穩(wěn)定性和可靠性；
(2)本發(fā)明采用UC3825芯片對開關(guān)電源輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋控制，有效提高輸出電壓的穩(wěn)定性；(3)本發(fā)明采用UC3825芯片控制全橋逆變電路實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明提供的低電壓大電流開關(guān)電源體積小、效率高，為高頻開關(guān)電壓在電鍍行業(yè)中的應(yīng)用提供了理論和實(shí)踐的有力保證。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種低電壓大電流開關(guān)電源，包括一號整流濾波電路、高頻開關(guān)變換器、二號整流濾波電路、分流器和控制模塊；
[0013](I) 一號整流濾波電路，用于對輸入的220V交流電壓進(jìn)行整流、濾波，并輸出直流電壓；低電壓大電流的開關(guān)電源對高頻干擾信號以及上電瞬間的浪涌電流十分敏感，本實(shí)例為了保證電路穩(wěn)定工作，消除來自電網(wǎng)的各種干擾，輸入的220V市電首先經(jīng)RC濾波電路，對尖峰電壓進(jìn)行抑制。高頻濾波后的電壓經(jīng)橋式整流電路整流，得到直流電壓。橋式整流電路后面的濾波電容具有充放電作用，濾除整流后的交流成分。
[0014](2)高頻開關(guān)變換器，是開關(guān)電源的重要部分，高頻開關(guān)變換器，用于在控制模塊的控制下將輸入的直流電壓逆變?yōu)楦綦x后交流電壓，并發(fā)送給高頻變壓器；逆變電路采用全橋變換，由4個(gè)IGBT開關(guān)管組成橋的四臂，每個(gè)IGBT并聯(lián)I個(gè)高速功率二極管，其鉗位作用以減小開關(guān)管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)換為截止時(shí)，變壓器產(chǎn)生的電壓尖峰，以保護(hù)開關(guān)管不被擊穿。IGBT，絕緣柵雙極型晶體管，既具有輸入阻抗高、速度快、熱穩(wěn)定性好和驅(qū)動(dòng)電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，又有通態(tài)電壓低、耐壓高的優(yōu)點(diǎn)。開關(guān)管IGBT的柵極接收PWM信號，當(dāng)門極加正電壓，MOSFET內(nèi)形成溝道，并為PNP晶體管提供基極電流，從而使IGBT導(dǎo)通。此時(shí)從P區(qū)注入到N區(qū)進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制，減小N—的電阻值，使高耐壓的IGBT也具有低的通態(tài)壓降。在門極上加負(fù)電壓時(shí)，MOSFET內(nèi)的溝道消失。PNP晶體管的基極電流被切斷，IGBT關(guān)斷。T1、T4與，12、輪流高頻通斷，將直流電壓變成交流電壓，再經(jīng)高頻隔離變壓器變成所需的隔離輸出交流電壓。
[0015](3)高頻變壓器，用于將隔離后交流電壓變換為所需交流電壓，并發(fā)送給二號整流濾波電路；本實(shí)例高頻變壓器采用鐵基鈮銅納米晶環(huán)形鐵芯高頻變壓器，這種變壓器具有損耗小、漏感低、體積小等特點(diǎn)。
[0016](4) 二號整流濾波電路，用于對所需交流電壓進(jìn)行整流、濾波，并輸出所需直流電壓；由高頻隔離變壓器輸出的逆變電壓，經(jīng)過大功率高頻整流二極管SBD(即肖特基二極管)構(gòu)成的整流電路整流，再經(jīng)LC濾波電路濾波后輸出直流電壓，輸出端的分流器對輸出進(jìn)行采樣，傳送到控制電路進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，輸出穩(wěn)定的電壓。[0017](5)分流器，為直流分流器，用于對二號整流濾波電路輸出的所需直流電壓進(jìn)行采樣，并生成采樣信號發(fā)送給控制模塊；
[0018](6)控制模塊，取UC3825作為控制芯片，它由振蕩器、PWM比較器、PWM鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器、限流比較器、過流比較器、基準(zhǔn)電壓源、故障鎖存器、軟啟動(dòng)電路、欠壓鎖定等組成。UC3825最高開關(guān)頻率可達(dá)到1MHz，輸出脈沖最大傳輸延遲時(shí)間為50ns，具有軟啟動(dòng)控制和欠壓鎖定等功能，應(yīng)用UC3825的功能設(shè)計(jì)開關(guān)電源的控制電路，UC3825的2個(gè)脈沖輸出端為開關(guān)管IGBT提供PWM驅(qū)動(dòng)信號，交替輸出脈沖。因此，每個(gè)輸出端輸出脈沖的頻率是振蕩器頻率的I / 2，振蕩器的頻率為200kHz，所以輸出PWM脈沖的頻率為100kHz，輸出脈沖占空比在0%?50%以內(nèi)調(diào)整，為了避免橋臂短路，常設(shè)置死區(qū)時(shí)間，因此實(shí)際應(yīng)用中一般達(dá)不到50%。
[0019]開關(guān)電源工作時(shí)，一號整流濾波電路對電網(wǎng)220V交流電壓進(jìn)行整流、濾波，并輸出直流電壓，高頻開關(guān)變換器在控制模塊的控制下將直流電壓逆變?yōu)楦綦x后交流電壓，高頻變壓器將隔離后交流電壓變換為所需交流電壓，二號整流濾波電路對所需交流電壓進(jìn)行整流、濾波，并輸出所需直流電壓；分流器對二號整流濾波電路輸出的所需直流電壓進(jìn)行采樣，采樣電流流經(jīng)采樣電阻會產(chǎn)生一個(gè)壓降，將該壓降作為反饋信號，輸入到電壓比較器，與給定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生一個(gè)差值，通過誤差放大器比較放大后，輸出的差值信號和鋸齒波(或三角波)比較，從而改變輸出脈沖的寬度，當(dāng)輸出大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，減小脈沖寬度占空比，反之，則增大占空比，以實(shí)現(xiàn)能得到一個(gè)穩(wěn)定的輸出。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種低電壓大電流開關(guān)電源，其特征在于:包括一號整流濾波電路、高頻開關(guān)變換器、二號整流濾波電路、高頻變壓器、分流器和控制模塊； 一號整流濾波電路，用于對輸入的220V交流電壓進(jìn)行整流、濾波，并輸出直流電壓； 高頻開關(guān)變換器，用于在控制模塊的控制下將輸入的直流電壓逆變?yōu)楦綦x后交流電壓，并發(fā)送給高頻變壓器； 高頻變壓器，用于將隔離后交流電壓變換為所需交流電壓，并發(fā)送給二號整流濾波電路； 二號整流濾波電路，用于對所需交流電壓進(jìn)行整流、濾波，并輸出所需直流電壓；分流器，用于對二號整流濾波電路輸出的所需直流電壓進(jìn)行采樣，并生成采樣信號發(fā)送給控制模塊； 控制模塊，根據(jù)接收到的采樣信號對高頻開關(guān)變換器進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低電壓大電流開關(guān)電源，其特征在于:所述高頻開關(guān)變換器為全橋逆變電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低電壓大電流開關(guān)電源，其特征在于:所述控制模塊采用UC3825芯片。
【文檔編號】H02M7/217GK103501124SQ201310495343
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】王頤 申請人:南京歐格節(jié)能科技有限公司