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開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源的制作方法

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開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種穩(wěn)壓電源,尤其是開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、雷達(dá)及家電中的電源逐漸被開關(guān)電源所取代?,F(xiàn)在一般應(yīng)用的串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源是連續(xù)控制的線性穩(wěn)壓電源。這種傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)壓器、調(diào)整管總是工作在放大區(qū),流過(guò)的電流是連續(xù)的,這種穩(wěn)壓器的缺點(diǎn)是承受過(guò)載和短路的能力差,效率低,一般只有35%?60%。由于調(diào)整管要損耗較大的功率,所以需要采用大功率調(diào)整管,并裝有體積很大的散熱器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本申請(qǐng)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種功率損耗小,效率高的開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題,采用的技術(shù)方案是:開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源,包括脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生電路和微處理器部分,脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生電路由可控正弦發(fā)生電路、三角波發(fā)生電路和比較器三個(gè)部分組成,三角波發(fā)生電路和可控正弦發(fā)生電路同時(shí)連接比較器的同相和反相輸入端,比較器輸出端產(chǎn)生矩形波后連接至電子開關(guān)的一個(gè)輸入端,并經(jīng)一級(jí)反相器送到電子開關(guān)的電源輸入端,電子開關(guān)兩個(gè)輸出端經(jīng)LC濾波電路連接至高頻開關(guān)變壓器,并經(jīng)多級(jí)LC濾波器送至負(fù)載用于對(duì)負(fù)載供電,微處理器部分由微處理器芯片、鍵盤、IXD顯示器、A / D轉(zhuǎn)換器和D / A轉(zhuǎn)換器組成,電壓和電流取樣電路從負(fù)載上通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器獲取的電壓和電流信號(hào)分成兩路,一路通過(guò)微處理器進(jìn)行IXD顯示,一路通過(guò)微處理器處理后送D / A轉(zhuǎn)換器經(jīng)光電隔離驅(qū)動(dòng)電路送至可控正弦產(chǎn)生電路,電壓互感器從市電中獲得低諧波失真的標(biāo)準(zhǔn)正弦波,送至可控正弦發(fā)生電路。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:開關(guān)電源的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài),功率損耗小,效率可達(dá)70%?95%,穩(wěn)壓器的體積小,重量輕,調(diào)整管的功率損耗較小,散熱器也隨之減小。此外,開關(guān)頻率工作在幾十kHZ,可用數(shù)值較小的濾波電感、電容元件,故可以大大提高允許的環(huán)境溫度。
【附圖說(shuō)明】
[0006]附圖1是開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]由三角波發(fā)生電路產(chǎn)生150kHz的三角波,由低頻正弦波產(chǎn)生電路產(chǎn)生50Hz的正弦波。兩個(gè)信號(hào)分別同時(shí)送到比較器的同相和反相輸入端,在比較器的輸出端將產(chǎn)生矩形波。該矩形波的頻率與150kHz的三角波相同,該矩形波的脈沖寬度受50Hz正弦波實(shí)時(shí)幅度的調(diào)制后,隨50Hz正弦波實(shí)時(shí)幅度而變化,即已調(diào)制矩形波。將其送到高速電子開關(guān)中一個(gè)輸入端,并經(jīng)過(guò)一級(jí)反向器反向,送到高速電子開關(guān)的另外一個(gè)市電整流濾波獲得的直流高電壓送到高速電子開關(guān)的電源輸入端。高速電子開關(guān)的兩個(gè)輸出端由兩個(gè)反向的輸入矩形波驅(qū)動(dòng),從約311V直流電源取得能量后,分別經(jīng)過(guò)一級(jí)短時(shí)間常數(shù)的LC濾波電路連接到高頻開關(guān)變壓器的初級(jí)。該LC濾波電路的作用是使進(jìn)入高頻開關(guān)變壓器初級(jí)的矩形波脈沖拐角趨于圓滑,以降低其高頻諧波。高頻開關(guān)變壓器的初、次級(jí)還起到對(duì)市電隔離的作用,高頻開關(guān)變壓器的次級(jí)獲得交變、拐角圓滑的矩形波電壓,經(jīng)過(guò)多級(jí)長(zhǎng)時(shí)間常數(shù)的LC濾波電路,將150kHZ高頻信號(hào)濾除,還原出50Hz正弦波的調(diào)制信號(hào),送到負(fù)載用于對(duì)負(fù)載供電。電壓和電流取樣電路從負(fù)載上獲取電壓和電流信號(hào),經(jīng)A / D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換,變成離散的數(shù)字信號(hào)。一方面用于通過(guò)微處理器處理后進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示;另一方面用于通過(guò)微處理器處理后送D / A轉(zhuǎn)換器變換為模擬量,經(jīng)過(guò)光電隔離驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制正弦波發(fā)生器的幅值,又經(jīng)過(guò)比較器、反向器、高速電子開關(guān)、LC濾波、高頻開關(guān)變壓器、多級(jí)LC濾波等電路,用于控制負(fù)載上電壓或電流的穩(wěn)定。電壓互感器的作用是從市電中獲得低諧波失真的標(biāo)準(zhǔn)正弦波,經(jīng)由正弦波產(chǎn)生電路控制其幅值;鍵盤用于輸入準(zhǔn)備向負(fù)載提供的電壓或電流值。
[0008]正弦波的來(lái)源采用直接從市電的220V / 50Hz的正弦波,利用電壓互感器變換成較低電壓的50Hz正弦波(例如5V)。該正弦波的諧波失真度取決于市電的諧波失真度和互感器的參數(shù),其輸出幅度由D / A轉(zhuǎn)換器控制光電耦合器驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn),D / A轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)控制光電耦合器導(dǎo)通程度,與分壓電阻分壓后產(chǎn)生交流和直流疊加的電壓,經(jīng)電容隔離直流分量,僅保留交流分量送運(yùn)算放大器進(jìn)行若干倍的放大,產(chǎn)生隨D / A信號(hào)幅度大小而控制的純凈交流信號(hào)量。D / A控制信號(hào)產(chǎn)生的原則是:根據(jù)輸出到負(fù)載上的電壓或電流配合市電的電壓幅度大小進(jìn)行綜合運(yùn)算,由微處理器向D / A轉(zhuǎn)換器提供通過(guò)綜合運(yùn)算的數(shù)字量,使得提供給負(fù)載的輸出電壓(或電流)趨于穩(wěn)定。脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生電路由正弦波產(chǎn)生電路、三角波產(chǎn)生電路和比較器三個(gè)部分組成。三角波加到比較器的反向輸入端,正弦波加到比較器的同向輸入端,比較器輸出端產(chǎn)生受正弦波瞬時(shí)幅度而變化的脈沖寬度調(diào)制波。
[0009]微處理器部分用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)裝置的智能化,微處理器部分包括微處理器芯片、鍵盤、IXD顯示器、A / D和D / A轉(zhuǎn)換器,且適合于控制的微處理器芯片往往采用單片機(jī),而單片機(jī)基本上都包含有I / O接口電路、R0M,RAM、定時(shí)器和中斷系統(tǒng),因此這些部件基本上都不需要擴(kuò)展。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源,其特征在于:包括脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生電路和微處理器部分,脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生電路由可控正弦發(fā)生電路、三角波發(fā)生電路和比較器三個(gè)部分組成,三角波發(fā)生電路和可控正弦發(fā)生電路同時(shí)連接比較器的同相和反相輸入端,比較器輸出端產(chǎn)生矩形波后連接至電子開關(guān)的一個(gè)輸入端,并經(jīng)一級(jí)反相器送到電子開關(guān)的電源輸入端,電子開關(guān)兩個(gè)輸出端經(jīng)LC濾波電路連接至高頻開關(guān)變壓器,并經(jīng)多級(jí)LC濾波器送至負(fù)載用于對(duì)負(fù)載供電,微處理器部分由微處理器芯片、鍵盤、IXD顯示器、A / D轉(zhuǎn)換器和D / A轉(zhuǎn)換器組成,電壓和電流取樣電路從負(fù)載上通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器獲取的電壓和電流信號(hào)分成兩路,一路通過(guò)微處理器進(jìn)行IXD顯示,一路通過(guò)微處理器處理后送D / A轉(zhuǎn)換器經(jīng)光電隔離驅(qū)動(dòng)電路送至可控正弦產(chǎn)生電路,電壓互感器從市電中獲得低諧波失真的標(biāo)準(zhǔn)正弦波,送至可控正弦發(fā)生電路。
【專利摘要】開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源,三角波發(fā)生電路和可控正弦發(fā)生電路同時(shí)連接比較器的同相和反相輸入端,比較器輸出端產(chǎn)生矩形波后連接至電子開關(guān)的一個(gè)輸入端,并經(jīng)一級(jí)反相器送到電子開關(guān)的電源輸入端,電子開關(guān)兩個(gè)輸出端經(jīng)LC濾波電路連接至高頻開關(guān)變壓器,并經(jīng)多級(jí)LC濾波器送至負(fù)載用于對(duì)負(fù)載供電,電壓和電流取樣電路從負(fù)載上通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器獲取的電壓和電流信號(hào)分成兩路,一路通過(guò)微處理器進(jìn)行LCD顯示,一路通過(guò)微處理器處理后送D/A轉(zhuǎn)換器經(jīng)光電隔離驅(qū)動(dòng)電路送至可控正弦產(chǎn)生電路,電壓互感器從市電中獲得低諧波失真的標(biāo)準(zhǔn)正弦波,送至可控正弦發(fā)生電路。開關(guān)電源的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài),功率損耗小,效率可達(dá)70%~95%,體積小,重量輕。
【IPC分類】H02M5-44
【公開號(hào)】CN104638936
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310560168
【發(fā)明人】龍寧
【申請(qǐng)人】成都中遠(yuǎn)信電子科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月12日
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