單三相寬范圍輸入開關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，包括有輸入切換單元，輸入切換單元通過導(dǎo)線依次與輸入濾波單元、高頻變壓器及輸出整流濾波單元連接，高頻變壓器通過導(dǎo)線依次與供電單元、PWM單元連接，輸出整流濾波單元通過導(dǎo)線依次與反饋單元、PWM單元連接，PWM單元通過導(dǎo)線依次與功率MOS、高頻變壓器連接。本實(shí)用新型的開關(guān)電源具有單相供電/單相供電切換輸出功能，即無論輸入是單相輸入還是三相輸入，均能提供穩(wěn)定的直流供電，單相輸入交流電壓的范圍高達(dá)AC85～456V，采用電流模式PWM型控制芯片，具有過壓/欠壓保護(hù)功能、峰值電流限制功能、溫度檢測(cè)功能，很好的保護(hù)了功率MOS。
【專利說明】單三相寬范圍輸入開關(guān)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于供電設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種開關(guān)電源，具體涉及一種單三相寬度范圍輸入開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，如今電力電子設(shè)備與人們的工作、生活息息相關(guān)，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源。
[0003]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。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。然而，當(dāng)今絕大多數(shù)開關(guān)電源一般是單相交流輸入，范圍為AC85?264V，這種電源結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)為:(I)輸入為單相交流輸入，一旦該交流電發(fā)生故障，則整個(gè)開關(guān)電源失去能量供應(yīng)，也就沒有輸出了；(2)這種電源的輸入范圍僅為1:3，更大范圍的輸入電壓就不再適用。因此，現(xiàn)有的電源存在著供電可靠性不夠高及輸入范圍小的缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，有效的提高了供電的可靠性，拓寬了電壓輸入電壓范圍。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，包括有輸入切換單元，輸入切換單元通過導(dǎo)線依次與輸入濾波單元、高頻變壓器及輸出整流濾波單元連接，高頻變壓器通過導(dǎo)線依次與供電單元、PWM單元連接，輸出整流濾波單元通過導(dǎo)線依次與反饋單元、PWM單元連接，PWM單元通過導(dǎo)線依次與功率M0S、高頻變壓器連接。
[0006]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，
[0007]輸入濾波單元由兩個(gè)電容串聯(lián)構(gòu)成。
[0008]兩個(gè)電容均為100uF、400V的電容。
[0009]高頻變壓器為單輸入、雙輸出的反激變壓器。
[0010]功率MOS 采用的是 FQA8N100C。
[0011]PWM單元中采用的芯片是SG5841芯片。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0013](I)本實(shí)用新型的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，其輸入采用交流三相四線制，可以在AC85?456V的超寬范圍電壓下單相/三相工作。
[0014](2)本實(shí)用新型的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其性能可靠、效率高、價(jià)格便宜、切換效果好。
【專利附圖】

【附圖說明】[0015]圖1是本實(shí)用新型的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源的原理圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源中輸入切換單元的電路圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源中輸入濾波單元電路圖。
[0018]圖中，1.輸入切換單元，2.輸入濾波單元，3.高頻變壓器，4.輸出整流濾波單元，
5.反饋單元，6.功率M0S，7.供電單元，8.PWM單元。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0020]本實(shí)用新型的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，其電路連接如圖1所示，包括有輸入切換單元I，輸入切換單元I通過導(dǎo)線依次與輸入濾波單元2、高頻變壓器3及輸出整流濾波單元4連接，高頻變壓器3通過導(dǎo)線依次與供電單元7、PWM單元8連接，輸出整流濾波單元4通過導(dǎo)線依次與反饋單元5、PWM單元8連接，PWM單元8通過導(dǎo)線依次與功率M0S6、高頻變壓器3連接。
[0021]其中，輸入濾波單元2由兩個(gè)100uF400V電容串聯(lián)構(gòu)成；
[0022]高頻變壓器3是由單初級(jí)繞組及雙次級(jí)繞組的反激變壓器；
[0023]功率M0S6 采用的是 FQA8N100C ；
[0024]PWM單元8中采用的芯片是SG5841芯片。
[0025]本實(shí)用新型的單三相寬度范圍輸入開關(guān)電源中各部件的作用和工作原理:
[0026]輸入切換單元1，如圖2所示，輸入切換單元I由D1、D4及D5組成，構(gòu)成半橋整流，從輸入端子輸入的交流點(diǎn)經(jīng)過整流后得到脈動(dòng)波，在N線接對(duì)的情況下，當(dāng)220V輸入的四線中任意一相有電、兩相有電或三相有電時(shí)，整流后的脈動(dòng)波峰值均為輸入311V ;在N線接錯(cuò)的情況下，當(dāng)220V輸入的四線中任意一相有電，整流后的脈動(dòng)波峰值為311V或537V ;當(dāng)220V輸入的四線中任意兩相或三相均有電時(shí)，整流后的脈動(dòng)波峰值為537V。
[0027]因此無論輸入的四線是否接錯(cuò)、一相有電、兩相有電或三相有電，本實(shí)用新型均能提供可靠的電能供應(yīng)。
[0028]輸入濾波單元2，如圖3所示，是由C7、C8、R2、R8共同組成，主要作用是對(duì)輸入切換單元I輸出的脈動(dòng)波進(jìn)行整流。由于電壓按照最高電壓標(biāo)準(zhǔn)380V的1.2倍設(shè)計(jì)，并且留有一定裕量，所以濾波電容必須采用兩個(gè)400V電容串聯(lián)起到分壓作用，R2、R8對(duì)兩個(gè)電容均壓，有效的保護(hù)電容。
[0029]高頻變壓器3，如圖1所示，高頻變壓器3是單輸入、雙輸出的反激變壓器，由EI型鐵氧體磁芯、骨架和銅線組成，其一方面實(shí)現(xiàn)能量的傳遞，另一方面對(duì)輸入、輸出進(jìn)行電氣隔離。
[0030]輸出整流濾波單元4，起到整流和濾波的作用。其中，肖特基型二極管作為輸出整流器件，在功率M0S6導(dǎo)通期間，反向阻斷電容放電，在功率M0S6截至期間，對(duì)傳遞到變壓器副繞組的電壓整流；電解電容對(duì)整流后的電壓進(jìn)行濾波和儲(chǔ)能山和C起到后級(jí)濾波的作用，有效的消除輸出電壓中紋波。
[0031]反饋單元5，如圖1所示，以PC817和TL431為核心，反饋電路一方面將輸出電壓信號(hào)反饋給PWM單元8，另一方面將輸出反饋電信號(hào)與輸入進(jìn)行電氣隔離，與高頻變壓器3共同實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的輸出與輸入的完全隔離。[0032]功率M0S6 (即功率MOS管)，如圖1所示，是N溝道M0SFET，本實(shí)用新型中采用的是FQA8N100C，其特點(diǎn)是導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間短，導(dǎo)通電阻小，能夠滿足對(duì)導(dǎo)通和關(guān)斷損耗的限制要求，實(shí)現(xiàn)高頻控制。
[0033]供電單元7，如圖1所示，是由變壓器的偏置繞組輸出反激電壓，經(jīng)整流、濾波后為反饋單元5、PWM單元8供電。
[0034]PWM單元8 (PWM單元即為脈沖寬度調(diào)制)，是以SG5841芯片為核心，SG5841芯片作為電流模式PWM控制器，運(yùn)行功耗低，頻率可編程，對(duì)供電電壓有過壓和欠壓保護(hù)，同時(shí)具有峰值電流限制、溫度限制。其柵極驅(qū)動(dòng)輸出為圖騰柱式輸出，直接驅(qū)動(dòng)功率M0S6而無需單獨(dú)驅(qū)動(dòng)芯片。
[0035]本實(shí)用新型的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源主要是由輸入切換單元1、輸入濾波單元2、高頻變壓器3、輸出整流濾波單元4、反饋單元5、功率M0S6、供電單元7及PWM單元8組成的。本實(shí)用新的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源為三相四線制輸入、電壓范圍為AC85?456V的反激開關(guān)電源，經(jīng)過測(cè)試，輸入電壓范圍可達(dá)AC85?456V，單相或三相輸入均可正常工作；初始運(yùn)行于三相供電時(shí)，在另兩相突然斷電的情況下可以迅速切換到單相供電，不影響功率輸出。
[0036]本實(shí)用新型的開關(guān)電源具有單相供電/單相供電切換輸出功能，即無論輸入是單相輸入還是三相輸入，均能提供穩(wěn)定的直流供電，單相輸入交流電壓的范圍高達(dá)AC85?456V，采用電流模式PWM型控制芯片，具有過壓/欠壓保護(hù)功能、峰值電流限制功能、溫度檢測(cè)功能，很好的保護(hù)了功率M0S。
【權(quán)利要求】
1.單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，其特征在于，包括有輸入切換單元(1)，所述輸入切換單元(I)通過導(dǎo)線依次與輸入濾波單元(2)、高頻變壓器(3)及輸出整流濾波單元(4)連接，所述高頻變壓器(3)通過導(dǎo)線依次與供電單元(7)、PWM單元(8)連接，所述輸出整流濾波單元(4)通過導(dǎo)線依次與反饋單元(5)、所述PWM單元(8)連接,所述PWM單元(8)通過導(dǎo)線依次與功率MOS (6)、所述高頻變壓器(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，其特征在于，所述輸入濾波單元(2)由兩個(gè)電容串聯(lián)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，其特征在于，所述兩個(gè)電容均為100uF、400V的電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，其特征在于，所述高頻變壓器(3)為單輸入、雙輸出的反激變壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，其特征在于，所述功率MOS(6)采用的是FQA8N100C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單三相寬范圍輸入開關(guān)電源，其特征在于，所述PWM單元(8)中采用的芯片是SG5841芯片。
【文檔編號(hào)】H02M7/217GK203691272SQ201320892545
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】段建東, 葉兵, 張青山, 張宏光 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)