本發(fā)明涉及工業(yè)控制和電源技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的改進(jìn)裝置。

背景技術(shù)：

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的設(shè)備總稱。是用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程控制和管理的計(jì)算機(jī)，又稱過程計(jì)算機(jī)，它是自動(dòng)化技術(shù)工具中最重要的設(shè)備。計(jì)算機(jī)需要外部開關(guān)電源進(jìn)行提供電力，由理論分析和實(shí)踐證明，工控機(jī)的開關(guān)電源產(chǎn)生的高次諧波會(huì)沿著工控機(jī)輸電線路產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，從而對供電系統(tǒng)產(chǎn)生污染并影響其他在路用電設(shè)備正常運(yùn)行，工控機(jī)開關(guān)電源功率因數(shù)低所造成的的危害如下：1、功率因數(shù)低是輸入電流波形畸變，含有豐富的高次諧波引起的，這些高次諧波嚴(yán)重污染，并且以電磁輻射方式或以線路傳導(dǎo)的方式干擾電子電路的穩(wěn)定和可靠工作，2、引起電路電流過大，不僅引起變壓器和供電線路過熱，而且降低電器的額定值，使供電質(zhì)量下降，3、供電電容量增加，浪費(fèi)電能，增加了投資，因此，無論從保護(hù)工控機(jī)輸電線路的安全運(yùn)行，還是從用電設(shè)備正常工作上來看，防止和減少諧波對在路用電設(shè)備的污染，抑制電磁干擾，已成為業(yè)界普遍關(guān)注的問題。鑒于上述提到的問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的改進(jìn)裝置，以解決上述提到的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的改進(jìn)裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的工控機(jī)的開關(guān)電源產(chǎn)生的高次諧波會(huì)沿著工控機(jī)輸電線路產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，從而對供電系統(tǒng)產(chǎn)生污染并影響其他在路用電設(shè)備正常運(yùn)行的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的改進(jìn)裝置，包括電源底殼，所述電源底殼的外壁設(shè)置有電源外殼，所述電源底殼的外壁設(shè)置有印刷電路板，所述電源底殼的頂部設(shè)置有交流輸入接口，且交流輸入接口與印刷電路板電性連接，所述電源底殼的底部設(shè)置有直流輸出接口，所述直流輸出接口與印刷電路板電性連接，所述印刷電路板的左側(cè)設(shè)置有高頻變壓器，所述高頻變壓器的底部設(shè)置有散熱器，所述散熱器與印刷電路板電性連接，所述交流輸入接口電性輸出連接emi濾波器，所述emi濾波器電性輸出連接第一整流電路，所述第一整流電路電性輸出連接變換電路，所述變換電路電性輸出連接過壓吸收電路，所述過壓吸收電路電性輸出連接高頻變壓器，所述高頻變壓器電性輸出連接第二整流電路，所述第二整流電路電性輸出連接直流輸出接口，所述第二整流電路電性輸出連接電壓取樣器，所述電壓取樣器電性輸出連接信號(hào)比較器，所述信號(hào)比較器電性輸入連接基準(zhǔn)電壓，所述信號(hào)比較器電性輸出連接電壓放大器，所述電壓放大器電性輸出連接乘法器，所述乘法器電性輸出連接電流放大器，所述電流放大器電性輸出連接pmw控制器，所述pmw控制器電性輸出連接控制驅(qū)動(dòng)電路，所述控制驅(qū)動(dòng)電路電性輸出連接變換電路，所述控制驅(qū)動(dòng)電路電性輸入連接振蕩器。

優(yōu)選的，所述emi濾波器包括電容c1、電容c2、電容c3、電容c4、電容c5、電感l(wèi)1、電感l(wèi)2、電感l(wèi)3、電感l(wèi)4，所述電感l(wèi)1和電感l(wèi)2為并聯(lián)設(shè)置，所述電容c1與電容c2和電容c3之間為并聯(lián)設(shè)置，所述電容c1的兩端分別與電感l(wèi)1和電感l(wèi)2的輸入端連接，所述電容c2的輸入端與電感l(wèi)1的輸出端連接，所述電容c3的輸入端與電感l(wèi)2的輸出端連接，所述電容c2和電容c3的輸出端均與電容c4的輸入端連接，所述電容c4的輸出端接地設(shè)置，所述電感l(wèi)3和電感l(wèi)4為并聯(lián)設(shè)置，所述電容c2和電容c3與電容c5為并聯(lián)設(shè)置，所述電容c2的輸入端與電感l(wèi)3的輸入端連接，所述電容c3的輸入端與電感l(wèi)4的輸入端連接，所述電感l(wèi)3和電感l(wèi)4的輸出端分別于電容c5的兩端連接，所述電容c1和電容c5均為高頻旁路電容，所述電感l(wèi)1、電容c2和電容c4與電感l(wèi)2、電容c3和電容c4組成共模干擾濾波環(huán)節(jié)，所述電感l(wèi)3和電感l(wèi)4的初次級(jí)匝數(shù)相等，極性相反。

優(yōu)選的，所述變換電路包括二極管d1、二極管d2、二極管d3、二極管d4、二極管d5、電容c6、電感l(wèi)5、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4和場效應(yīng)管s，所述二極管d1和二極管d2與二極管d3和二極管d4為并聯(lián)設(shè)置，且二極管d2的負(fù)極與二極管d1的正極連接，所述二極管d4的負(fù)極與二極管d3的正極連接，所述二極管d1和二極管d3的負(fù)極均與電感l(wèi)5的輸入端連接，所述電感l(wèi)5的輸出端與二極管d5的正極連接，所述二極管d5的負(fù)極與電容c6連接，所述場效應(yīng)管s的漏極與二極管d5的正極連接，所述二極管d2和二極管d4的正極通過電阻r1與場效應(yīng)管s的源極連接，所述場效應(yīng)管s的柵極與控制驅(qū)動(dòng)電路連接，所述場效應(yīng)管s、電容c6、電阻r4和電阻r2均為并聯(lián)設(shè)置，所述電阻r2與電阻r3為串聯(lián)設(shè)置，所述電阻r2和電阻r3均與電壓放大器連接。

優(yōu)選的，所述過壓吸收電路包括開關(guān)三極管q、電阻r5、電容c7和二極管d6，所述二極管d6和電阻r5為并聯(lián)設(shè)置，所述d6的正極與電容c7的一端連接，所述電容c7的另一端與開關(guān)三極管q的集電極連接，所述二極管d6的負(fù)極與開關(guān)三極管q的發(fā)射極連接。

優(yōu)選的，所述高頻變壓器的底部設(shè)置有屏蔽層，且屏蔽層為接地設(shè)置。

優(yōu)選的，所述散熱器和印刷電路板之間設(shè)置有絕緣墊片，且絕緣墊片內(nèi)腔設(shè)置有金屬板。

優(yōu)選的，所述電源外殼的外壁均勻設(shè)置散熱孔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的改進(jìn)裝置，通過增設(shè)的emi濾波器可有效的抑制共模干擾，較好的抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾，過壓吸收電路能夠減少關(guān)斷損耗，并有效抑制電壓尖峰，高頻變壓器的底部設(shè)置有屏蔽層，且屏蔽層為接地設(shè)置，這樣可使高頻變壓器初次級(jí)耦合電容分成串聯(lián)形式，以減小高頻變壓器初次級(jí)耦合的目的，絕緣墊片采用低介電常數(shù)的材料，并增加金屬板用作靜電屏蔽來減小散熱器和印刷電路板之間的寄生電容，有效減少分布電容和分布電感，從而進(jìn)一步降低計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的干擾，并解決了針對輸入電流波形畸變的問題，有效解決了現(xiàn)有工控機(jī)的開關(guān)電源產(chǎn)生的高次諧波會(huì)沿著工控機(jī)輸電線路產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，保證了供電系統(tǒng)路用電設(shè)備正常運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明系統(tǒng)原理框圖；

圖3為本發(fā)明emi濾波器電路圖；

圖4為本發(fā)明變換電路圖；

圖5為本發(fā)明過壓吸收電路圖。

圖中：1電源底殼、2電源外殼、3印刷電路板、4交流輸入接口、5直流輸出接口、6高頻變壓器、7散熱器、8emi濾波器、9第一整流電路、10變換電路、11過壓吸收電路、12第二整流電路、13電壓取樣器、14信號(hào)比較器、15基準(zhǔn)電壓、16電壓放大器、17乘法器、18電流放大器、19pmw控制器、20控制驅(qū)動(dòng)電路、21振蕩器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1-5，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的改進(jìn)裝置，包括電源底殼1，所述電源底殼1的外壁設(shè)置有電源外殼2，所述電源底殼1的外壁設(shè)置有印刷電路板3，所述電源底殼1的頂部設(shè)置有交流輸入接口4，且交流輸入接口4與印刷電路板3電性連接，所述電源底殼1的底部設(shè)置有直流輸出接口5，所述直流輸出接口5與印刷電路板3電性連接，所述印刷電路板3的左側(cè)設(shè)置有高頻變壓器6，所述高頻變壓器6的底部設(shè)置有散熱器7，所述散熱器7與印刷電路板3電性連接，所述交流輸入接口4電性輸出連接emi濾波器8，所述emi濾波器8電性輸出連接第一整流電路9，所述第一整流電路9電性輸出連接變換電路10，所述變換電路10電性輸出連接過壓吸收電路11，所述過壓吸收電路11電性輸出連接高頻變壓器6，所述高頻變壓器6電性輸出連接第二整流電路12，所述第二整流電路12電性輸出連接直流輸出接口5，所述第二整流電路12電性輸出連接電壓取樣器13，所述電壓取樣器13電性輸出連接信號(hào)比較器14，所述信號(hào)比較器14電性輸入連接基準(zhǔn)電壓15，所述信號(hào)比較器14電性輸出連接電壓放大器16，所述電壓放大器16電性輸出連接乘法器17，所述乘法器17電性輸出連接電流放大器18，所述電流放大器18電性輸出連接pmw控制器19，所述pmw控制器19電性輸出連接控制驅(qū)動(dòng)電路20，所述控制驅(qū)動(dòng)電路20電性輸出連接變換電路10，所述控制驅(qū)動(dòng)電路20電性輸入連接振蕩器21。

其中，所述emi濾波器8包括電容c1、電容c2、電容c3、電容c4、電容c5、電感l(wèi)1、電感l(wèi)2、電感l(wèi)3、電感l(wèi)4，所述電感l(wèi)1和電感l(wèi)2為并聯(lián)設(shè)置，所述電容c1與電容c2和電容c3之間為并聯(lián)設(shè)置，所述電容c1的兩端分別與電感l(wèi)1和電感l(wèi)2的輸入端連接，所述電容c2的輸入端與電感l(wèi)1的輸出端連接，所述電容c3的輸入端與電感l(wèi)2的輸出端連接，所述電容c2和電容c3的輸出端均與電容c4的輸入端連接，所述電容c4的輸出端接地設(shè)置，所述電感l(wèi)3和電感l(wèi)4為并聯(lián)設(shè)置，所述電容c2和電容c3與電容c5為并聯(lián)設(shè)置，所述電容c2的輸入端與電感l(wèi)3的輸入端連接，所述電容c3的輸入端與電感l(wèi)4的輸入端連接，所述電感l(wèi)3和電感l(wèi)4的輸出端分別于電容c5的兩端連接，所述電容c1和電容c5均為高頻旁路電容，用于濾除輸入電源線間的差模干擾，所述電感l(wèi)1、電容c2和電容c4與電感l(wèi)2、電容c3和電容c4組成共模干擾濾波環(huán)節(jié)，用于濾除電源線與地之間非對稱共模干擾，所述電感l(wèi)3和電感l(wèi)4的初次級(jí)匝數(shù)相等，極性相反，使得交流電流在磁芯中產(chǎn)生的磁通相反，因而可有效的抑制共模干擾，較好的抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾，所述變換電路10包括二極管d1、二極管d2、二極管d3、二極管d4、二極管d5、電容c6、電感l(wèi)5、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4和場效應(yīng)管s，所述二極管d1和二極管d2與二極管d3和二極管d4為并聯(lián)設(shè)置，且二極管d2的負(fù)極與二極管d1的正極連接，所述二極管d4的負(fù)極與二極管d3的正極連接，所述二極管d1和二極管d3的負(fù)極均與電感l(wèi)5的輸入端連接，所述電感l(wèi)5的輸出端與二極管d5的正極連接，所述二極管d5的負(fù)極與電容c6連接，所述場效應(yīng)管s的漏極與二極管d5的正極連接，所述二極管d2和二極管d4的正極通過電阻r1與場效應(yīng)管s的源極連接，所述場效應(yīng)管s的柵極與控制驅(qū)動(dòng)電路20連接，所述場效應(yīng)管s、電容c6、電阻r4和電阻r2均為并聯(lián)設(shè)置，所述電阻r2與電阻r3為串聯(lián)設(shè)置，所述電阻r2和電阻r3均與電壓放大器16連接，所述過壓吸收電路11包括開關(guān)三極管q、電阻r5、電容c7和二極管d6，所述二極管d6和電阻r5為并聯(lián)設(shè)置，所述d6的正極與電容c7的一端連接，所述電容c7的另一端與開關(guān)三極管q的集電極連接，所述二極管d6的負(fù)極與開關(guān)三極管q的發(fā)射極連接，所述高頻變壓器6的底部設(shè)置有屏蔽層，且屏蔽層為接地設(shè)置，可使高頻變壓器6初次級(jí)耦合電容分成串聯(lián)形式，以減小高頻變壓器6初次級(jí)耦合的目的，所述散熱器7和印刷電路板3之間設(shè)置有絕緣墊片，且絕緣墊片內(nèi)腔設(shè)置有金屬板絕緣墊片采用低介電常數(shù)的材料，并增加金屬板用作靜電屏蔽來減小散熱器7和印刷電路板3之間的寄生電容，有效減少分布電容和分布電感，從而進(jìn)一步降低計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的干擾，所述電源外殼2的外壁均勻設(shè)置散熱孔，保證了開關(guān)電源內(nèi)的元器件能夠正常工作。

工作原理：通過在現(xiàn)有開關(guān)電源的印刷電路板3上增設(shè)的emi濾波器8，emi濾波器8的電路圖中電容c1和電容c5均為高頻旁路電容，用于濾除輸入電源線間的差模干擾，所述電感l(wèi)1、電容c2和電容c4與電感l(wèi)2、電容c3和電容c4組成共模干擾濾波環(huán)節(jié)，用于濾除電源線與地之間非對稱共模干擾，所述電感l(wèi)3和電感l(wèi)4的初次級(jí)匝數(shù)相等，極性相反，使得交流電流在磁芯中產(chǎn)生的磁通相反，因而可有效的抑制共模干擾，較好的抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾，針對輸入電流波形畸變的問題，輸出電壓和基準(zhǔn)電壓通過電壓取樣器13取樣后，然后通過信號(hào)比較器14比較，誤差信號(hào)經(jīng)電壓放大器16放大后輸送到乘法器17內(nèi)，與全波整流電壓取樣信號(hào)相乘以后形成基準(zhǔn)電流信號(hào)，基準(zhǔn)電流信號(hào)與電流反饋信號(hào)相減，誤差信號(hào)經(jīng)電流放大器18放大后通過pmw控制器19形成pmw信號(hào)，然后經(jīng)由控制驅(qū)動(dòng)電路20控制變換電路10內(nèi)的場效應(yīng)管s的通斷，在脈沖持續(xù)時(shí)間場效應(yīng)管s導(dǎo)通，二極管d5截止，電感l(wèi)5中的電流按一定的速率增大，同時(shí)電感l(wèi)5中儲(chǔ)存磁場能，脈沖截止期間，二極管d5導(dǎo)通，整流電壓與電感l(wèi)5中存儲(chǔ)的磁場能一起通過二極管d5對電容c6充電，電感l(wèi)5中的電流按一定速率下降，當(dāng)電流下降到零時(shí)，第二個(gè)脈沖的上升沿又到來，場效應(yīng)管s又導(dǎo)通，依次循環(huán)，通過控制開關(guān)電源的通斷來強(qiáng)迫輸入電流和輸入電壓的變化，從而獲得接近正弦波的輸入電流和接近1的功率因數(shù)，此外在變換電路10和高頻變壓器6之間增設(shè)過壓吸收電路，當(dāng)開關(guān)三極管q關(guān)斷產(chǎn)生尖峰電壓時(shí)，二極管d6導(dǎo)通，電容c7充電，電壓上升到一定值，二極管d6截止，然后電容c7通過電阻r5放電，在開關(guān)三極管q下次導(dǎo)通時(shí)，電容c7將它存儲(chǔ)的能量全部泄放掉，如此便能減少關(guān)斷損耗，并有效抑制電壓尖峰，高頻變壓器6的底部設(shè)置有屏蔽層，且屏蔽層為接地設(shè)置，這樣可使高頻變壓器6初次級(jí)耦合電容分成串聯(lián)形式，以減小高頻變壓器6初次級(jí)耦合的目的，散熱器7和印刷電路板3之間設(shè)置有絕緣墊片，且絕緣墊片內(nèi)腔設(shè)置有金屬板，絕緣墊片采用低介電常數(shù)的材料，并增加金屬板用作靜電屏蔽來減小散熱器7和印刷電路板3之間的寄生電容，有效減少分布電容和分布電感，從而進(jìn)一步降低計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的干擾。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。