專利名稱：具有輸入過(guò)流和掉電保護(hù)的雙端反激式開(kāi)關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開(kāi)關(guān)電源，具體地說(shuō)是具有輸入過(guò)流和掉電保護(hù)的雙端反激式開(kāi)關(guān)電源。
背景技術(shù)：
反激式電路在開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用廣泛，與常用的單端式變換電路相比，雙端反激式電路其開(kāi)關(guān)管承受電壓較低，反激過(guò)程中變壓器原邊繞組的漏電感能量可通過(guò)二極管反饋到直流輸入端，提高電能轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)省去了能量反饋繞組，增加了電路可靠性。但如果發(fā)生直流輸入電流過(guò)流，開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)將發(fā)生畸變，將危害開(kāi)關(guān)管及電源的安全?？刂齐娐分械母鱾€(gè)芯片的工作電壓均有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)工作電壓低于正常工作電壓范圍時(shí)，芯片就處于一種非正常工作狀態(tài)，輸出的各個(gè)電量信號(hào)會(huì)出現(xiàn)畸變，尤其是控制電路中的脈寬調(diào)制電路，當(dāng)脈寬調(diào)制電路的輸出脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)畸變的時(shí)，對(duì)主電路中的功率開(kāi)關(guān)管的影響非常大，經(jīng)常會(huì)造成功率開(kāi)關(guān)管在非正常驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)情況下的損壞。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種具有輸入過(guò)流和掉電保護(hù)的雙端反激式開(kāi)關(guān)電源，該種雙端反激式開(kāi)關(guān)電源采用雙端反激式電路結(jié)構(gòu)且具有輸入電流過(guò)流保護(hù)和掉電保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電路在非正常工作狀態(tài)下的安全保障。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:該種具有輸入過(guò)流和掉電保護(hù)的雙端反激式開(kāi)關(guān)電源，包括用作濾波的EMI電路、整流電路和控制驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)電源還包括一個(gè)雙端反激式變換電路、輸入電流過(guò)流保護(hù)電路和掉電保護(hù)電路；所述雙端反激式變換電路由I號(hào)穩(wěn)壓電容、I號(hào)續(xù)流二極管、2號(hào)續(xù)流二極管、I號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管、2號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管、反激變壓器、整流二極管以及2號(hào)穩(wěn)壓電容連接后構(gòu)成；其中，I號(hào)續(xù)流二極管和2號(hào)續(xù)流二極管反向并聯(lián)，I號(hào)穩(wěn)壓電容的兩端連接所述整流電路的輸出端，由I號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管、2號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管和反激變壓器的原邊以及I號(hào)續(xù)流二極管和2號(hào)續(xù)流二極管構(gòu)成反激輸入單元，反激變壓器的副邊、整流二極管和2號(hào)穩(wěn)壓電容構(gòu)成輸出單元；所述I號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管和2號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管的控制信號(hào)輸入端分別連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路的MOS管觸發(fā)控制信號(hào)輸出端。所述輸入電流過(guò)流保護(hù)電路由滑線變阻器、LM311型電壓比較器、I號(hào)555定時(shí)器、過(guò)流警示燈以及外圍配合元件連接后構(gòu)成；所述滑線變阻器的變阻輸入端連接至LM311型電壓比較器的2號(hào)管腳，LM311型電壓比較器的3號(hào)管腳作為檢測(cè)電壓的間接輸入端；1號(hào)555定時(shí)器的3號(hào)管腳作為過(guò)流觸發(fā)報(bào)警電壓的輸出端；所述過(guò)流觸發(fā)報(bào)警電壓的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號(hào)管腳。所述掉電保護(hù)電路由I號(hào)三極管、2號(hào)三極管、2號(hào)555定時(shí)器、放電電容、掉電警示燈以及外圍配合元件連接后構(gòu)成；所述I號(hào)三極管的基極連接上拉電阻后作為高紋波系數(shù)電壓輸入端，2號(hào)555定時(shí)器的4號(hào)、8號(hào)管腳短接后作為低紋波系數(shù)電壓輸入端；所述高紋波系數(shù)電壓輸入端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的高紋波系數(shù)電壓輸出端，低紋波系數(shù)電壓輸入端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的低紋波系數(shù)電壓輸出端；2號(hào)555定時(shí)器的3號(hào)管腳作為掉電觸發(fā)報(bào)警電壓的輸出端；所述掉電觸發(fā)報(bào)警電壓的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號(hào)管腳。本實(shí)用新型具有如下有益效果:該種具有輸入過(guò)流和掉電保護(hù)的雙端反激式開(kāi)關(guān)電源，包括EMI電路、整流電路、雙端反激式變換電路、控制驅(qū)動(dòng)電路、輸入電流過(guò)流保護(hù)電路和掉電保護(hù)電路等組成單元，由于主電路采用了雙端反激式電路結(jié)構(gòu)，由反激式隔離變壓器及其原邊2個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)開(kāi)關(guān)管和二極管構(gòu)成，兩個(gè)開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷；脈沖變換環(huán)節(jié)使用高頻反激式隔離變壓器，同時(shí)可以作為隔離變壓器使用，其開(kāi)關(guān)頻率遠(yuǎn)大于電網(wǎng)的工作頻率，大幅減小隔離變壓器的體積和重量。輸入電流過(guò)流保護(hù)電路主要由LM311和555定時(shí)器構(gòu)成，當(dāng)變換電路輸入電流過(guò)流時(shí)封鎖開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)以對(duì)電源進(jìn)行保護(hù)；系統(tǒng)掉電保護(hù)電路由555定時(shí)器構(gòu)成，當(dāng)系統(tǒng)電壓低于設(shè)定值或掉電時(shí)封鎖開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)以對(duì)電源進(jìn)行保護(hù)。與單端式相比，雙端反激式電路其開(kāi)關(guān)管承壓較低；脈沖變換環(huán)節(jié)使用高頻反激式隔離變壓器，同時(shí)可以作為隔離變壓器使用，其開(kāi)關(guān)頻率遠(yuǎn)大于電網(wǎng)的工作頻率，可大幅減小電源整機(jī)的體積和重量；反激過(guò)程中變壓器原邊繞組的漏電感能量可通過(guò)二極管反饋到直流輸入端，提高效率的同時(shí)省去了能量反饋繞組，增加了可靠性；輸入電流過(guò)流保護(hù)電路和系統(tǒng)掉電保護(hù)電路在變換電路輸入電流過(guò)流和系統(tǒng)電壓低于設(shè)定值或掉電時(shí)封鎖開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)以對(duì)電源進(jìn)行保護(hù)。


:圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型所述輸入電流過(guò)流保護(hù)電路的電路圖。圖3是本實(shí)用新型所述掉電保護(hù)電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:由圖1所示，該種具有輸入過(guò)流和掉電保護(hù)的雙端反激式開(kāi)關(guān)電源，包括用作濾波的EMI電路、整流電路和控制驅(qū)動(dòng)電路，其獨(dú)特之處在于:所述開(kāi)關(guān)電源還包括一個(gè)雙端反激式變換電路、輸入電流過(guò)流保護(hù)電路和掉電保護(hù)電路。其中，所述雙端反激式變換電路由I號(hào)穩(wěn)壓電容Cl、l號(hào)續(xù)流二極管Dl、2號(hào)續(xù)流二極管D2、I號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管S1、2號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管S2、反激變壓器T、整流二極管D 3以及2號(hào)穩(wěn)壓電容C2連接后構(gòu)成。其中，I號(hào)續(xù)流二極管Dl和2號(hào)續(xù)流二極管D2反向并聯(lián)，I號(hào)穩(wěn)壓電容Cl的兩端連接所述整流電路的輸出端，由I號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管Sl、2號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管S2和反激變壓器T的原邊以及I號(hào)續(xù)流二極管Dl和2號(hào)續(xù)流二極管D2構(gòu)成反激輸入單元。反激變壓器T的副邊、整流二極管D 3和2號(hào)穩(wěn)壓電容C2構(gòu)成輸出單元；所述I號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管SI和2號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管S2的控制信號(hào)輸入端分別連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路的MOS管觸發(fā)控制信號(hào)輸出端。所述輸入電流過(guò)流保護(hù)電路由滑線變阻器Wl、LM311型電壓比較器Ul、I號(hào)555定時(shí)器U2、過(guò)流警不燈LEDl以及外圍配合兀件I號(hào)電阻Rl、2號(hào)電阻R2、3號(hào)電阻R3、4號(hào)電阻R4、5號(hào)電阻R5、3號(hào)電容C3、4號(hào)電容C4、5號(hào)電容C5、6號(hào)電容C6連接后構(gòu)成。所述滑線變阻器Wl的變阻輸入端連接至LM311型電壓比較器Ul的2號(hào)管腳，LM311型電壓比較器Ul的3號(hào)管腳作為檢測(cè)電壓Ui的間接輸入端；1號(hào)555定時(shí)器U2的3號(hào)管腳作為過(guò)流觸發(fā)報(bào)警電壓UOl的輸出端；所述過(guò)流觸發(fā)報(bào)警電壓UOl的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號(hào)管腳。所述掉電保護(hù)電路由I號(hào)三極管Tl、2號(hào)三極管T2、2號(hào)555定時(shí)器U3、放電電容C8、掉電警示燈LED2以及外圍配合元件即上拉電阻R6、7號(hào)電阻R7、8號(hào)電阻R8、9號(hào)電阻R9、10號(hào)電阻RlOUl號(hào)電阻Rll和12號(hào)電阻R12、7號(hào)電容C7、9號(hào)電容C9和10號(hào)電容ClO連接后構(gòu)成。所述I號(hào)三極管Tl的基極連接上拉電阻R6后作為高紋波系數(shù)電壓輸入端E，2號(hào)555定時(shí)器U3的4號(hào)、8號(hào)管腳短接后作為低紋波系數(shù)電壓輸入端Vcc ;所述高紋波系數(shù)電壓輸入端E連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的高紋波系數(shù)電壓輸出端，低紋波系數(shù)電壓輸入端Vcc連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的低紋波系數(shù)電壓輸出端；2號(hào)555定時(shí)器U3的3號(hào)管腳作為掉電觸發(fā)報(bào)警電壓U02的輸出端；所述掉電觸發(fā)報(bào)警電壓U02的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號(hào)管腳。具體工作時(shí)，工頻交流電經(jīng)EMI濾波電路和整流電路進(jìn)行濾波整流后，在電容Cl上得到直流電壓；在控制電路的作用下，功率開(kāi)關(guān)管周期性的導(dǎo)通與斷開(kāi)。開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，輸入直流電壓全部加在變壓器原邊上，變壓器原邊電流線性增加。此時(shí)變壓器副邊電壓為負(fù)，D3承受反向電壓截止，變壓器副邊電流為0，輸入能量存儲(chǔ)在變壓器的磁路中；當(dāng)開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)，變壓器副邊D3續(xù)流導(dǎo)通，磁能轉(zhuǎn)換為電能輸出到負(fù)載，變壓器副邊電流和電源輸出電流減小。輸入端續(xù)流二極管Dl、D2的接法可以把過(guò)剩的反激能量反饋回直流側(cè)，同時(shí)可以把開(kāi)關(guān)管承受的峰值電壓和原邊繞組的反激電壓都鉗制在直流電壓值，保護(hù)開(kāi)關(guān)管正常工作。過(guò)流保護(hù)電路能夠?qū)崿F(xiàn)在反激式變換器的輸入電流超過(guò)預(yù)定值時(shí)，輸出過(guò)流保護(hù)信號(hào)，封鎖脈沖調(diào)制電路所產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而使主電路停止工作。在過(guò)流保護(hù)電路中，Ui與反激式變換電路輸入電流成正比，通過(guò)調(diào)整滑線變阻器Wl即可調(diào)整預(yù)設(shè)參考電壓值。由Ul、U2構(gòu)成的是一個(gè)過(guò)流報(bào)警指示電路，當(dāng)輸出電流超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，比較器Ul輸出一個(gè)低電平的電壓值加到555定時(shí)的2腳觸發(fā)電平端，此時(shí)U2的3腳為高電平，輸出過(guò)流保護(hù)信號(hào)UOl，接入控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路UC3843的3腳，封鎖UC3843所產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而使主電路開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，同時(shí)發(fā)光二極管LEDl報(bào)警指示。掉電保護(hù)電路當(dāng)出現(xiàn)電源電壓跌落或者是掉電情況時(shí)，E的電壓變化速度要快于Vcc的速度，因此在出現(xiàn)控制電源電壓跌落或者是掉電情況時(shí)，三極管T1和T2導(dǎo)通，CS迅速放電，555定時(shí)器U3的2腳觸發(fā)電平端為低電平，此時(shí)3腳輸出高電平U02，與過(guò)流保護(hù)電路的輸出UOl分別經(jīng)鉗位二極管共同作用于控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路中的UC3843的
3腳，當(dāng)過(guò)流或掉電時(shí)封鎖脈沖調(diào)制電路所產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)發(fā)光二極管LED2報(bào)
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目O
權(quán)利要求1.一種具有輸入過(guò)流和掉電保護(hù)的雙端反激式開(kāi)關(guān)電源，包括用作濾波的EMI電路、整流電路和控制驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)電源還包括一個(gè)雙端反激式變換電路、輸入電流過(guò)流保護(hù)電路和掉電保護(hù)電路； 所述雙端反激式變換電路由I號(hào)穩(wěn)壓電容(Cl)、l號(hào)續(xù)流二極管(Dl)、2號(hào)續(xù)流二極管(D2)、l號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管(Sl)、2號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管(S2)、反激變壓器(T)、整流二極管(D 3)以及2號(hào)穩(wěn)壓電容(C2)連接后構(gòu)成；其中，I號(hào)續(xù)流二極管(Dl)和2號(hào)續(xù)流二極管(D2)反向并聯(lián)，I號(hào)穩(wěn)壓電容(Cl)的兩端連接所述整流電路的輸出端，由I號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管(Sl)、2號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管(S2)和反激變壓器(T)的原邊以及I號(hào)續(xù)流二極管(Dl)和2號(hào)續(xù)流二極管(D2)構(gòu)成反激輸入單元，反激變壓器(T)的副邊、整流二極管(D 3)和2號(hào)穩(wěn)壓電容(C2)構(gòu)成輸出單元；所述I號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管(SI)和2號(hào)開(kāi)關(guān)MOS管(S2)的控制信號(hào)輸入端分別連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路的MOS管觸發(fā)控制信號(hào)輸出端； 所述輸入電流過(guò)流保護(hù)電路由滑線變阻器(W1)、LM311型電壓比較器(Ul)、l號(hào)555定時(shí)器(U2)、過(guò)流警示燈(LEDl)以及外圍配合元件連接后構(gòu)成；所述滑線變阻器(Wl)的變阻輸入端連接至LM311型電壓比較器(Ul)的2號(hào)管腳，LM311型電壓比較器(Ul)的3號(hào)管腳作為檢測(cè)電壓(Ui )的間接輸入端；1號(hào)555定時(shí)器(U2)的3號(hào)管腳作為過(guò)流觸發(fā)報(bào)警電壓(UOl)的輸出端；所述過(guò)流觸發(fā)報(bào)警電壓(UOl)的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號(hào)管腳； 所述掉電保護(hù)電路由I號(hào)三極管(Tl)、2號(hào)三極管(T2)、2號(hào)555定時(shí)器(U3)、放電電容(CS)、掉電警示燈(LED2)以及外圍配合元件連接后構(gòu)成；所述I號(hào)三極管(Tl)的基極連接上拉電阻(R6)后作為高紋波系數(shù)電壓輸入端(E), 2號(hào)555定時(shí)器(U3)的4號(hào)、8號(hào)管腳短接后作為低紋波系數(shù)電壓輸入端(Vcc);所述高紋波系數(shù)電壓輸入端(E)連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的高紋波系數(shù)電壓輸出端，低紋波系數(shù)電壓輸入端(Vcc)連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的低紋波系數(shù)電壓輸出端；2號(hào)555定時(shí)器(U3)的3號(hào)管腳作為掉電觸發(fā)報(bào)警電壓(U02)的輸出端；所述掉電觸發(fā)報(bào)警電壓(U02)的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號(hào)管腳。
專利摘要一種具有輸入過(guò)流和掉電保護(hù)的雙端反激式開(kāi)關(guān)電源，主要為了解決因開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)畸變而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源輸出電壓不安全以及開(kāi)關(guān)管損壞的問(wèn)題。其特征在于由反激式隔離變壓器及其原邊2個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)開(kāi)關(guān)管和二極管構(gòu)成雙端反激式電路，兩個(gè)開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷；脈沖變換環(huán)節(jié)使用高頻反激式隔離變壓器，同時(shí)作為隔離變壓器使用；輸入電流過(guò)流保護(hù)電路主要由LM311和555定時(shí)器構(gòu)成，當(dāng)變換電路輸入電流過(guò)流時(shí)封鎖開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)以對(duì)電源進(jìn)行保護(hù)；系統(tǒng)掉電保護(hù)電路由555定時(shí)器構(gòu)成。本種電源采用雙端反激式電路結(jié)構(gòu)且具有輸入電流過(guò)流保護(hù)和掉電保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電路在非正常工作狀態(tài)下的安全保障。
文檔編號(hào)H02M7/217GK202997964SQ201320024168
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者趙玉峰, 高金蘭, 姚建紅, 王金玉, 陶國(guó)彬 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)