專利名稱：一種靜電油煙凈化機(jī)用的高頻高壓開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種靜電煙凈化機(jī)用的高頻高壓開關(guān)電源。
現(xiàn)有靜電油煙凈化機(jī)用的高頻高壓開關(guān)電源主回路是采用脈寬調(diào)制型開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)，它由輸入濾波及整流器1、變換器2、升壓電路3、高頻高壓整流、濾波電路4組成，參見

圖1所示。變換器的核心元件是二個(gè)大功率場效應(yīng)管，二管在PWM(含驅(qū)動(dòng)電路)控制電路12控制下，交替導(dǎo)通與截止，變換成工作頻率為50KHz的脈沖電壓，該脈沖電壓經(jīng)高頻變壓器升壓后輸出幅值為12KV的脈沖電壓，通過高頻高壓全橋整流、高頻高壓濾波后輸出直流高壓。高壓電源輸出電壓可在0～10KV范圍內(nèi)變化，受控于PWM。由于靜電油煙凈化機(jī)工作在室外，外部環(huán)境條件差(高溫、低溫、高濕、鹽霧)，當(dāng)凈化機(jī)運(yùn)行時(shí)，機(jī)內(nèi)工作條件相當(dāng)惡劣，含有較多水份和其它介質(zhì)的油煙通過電場發(fā)生器時(shí)，經(jīng)常發(fā)生高壓擊穿、火花放電，造成高壓電源輸出短路而損壞。高壓電源的負(fù)載5是電場發(fā)生器，它是一個(gè)電容性負(fù)載，連同高頻變壓器付方線圈的電感和電阻，輸出回路構(gòu)成一個(gè)L-C-R電路，電源開機(jī)時(shí)L-C-R電路必然產(chǎn)生一個(gè)殃及電源的過沖電壓和電流。為了保證油煙凈化機(jī)長期正常、有效、可靠地工作，必須徹底解決上述二個(gè)問題，開發(fā)一種能真正用于靜電油煙凈化機(jī)的高頻高壓開關(guān)電源。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種工作可靠、保護(hù)動(dòng)作快捷的靜電油煙凈化機(jī)用的高頻高壓開關(guān)電源。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種靜電油煙凈化機(jī)用的高頻高壓開關(guān)電源，包括使交流220V～電源變成高壓直流輸出的整流濾波電路、PWM型的變換電路、升壓和高頻高壓整流電路，在高壓直流輸出端與PWM的控制端之間接有短路保護(hù)電路；在高壓直流輸出端與PWM的輸入端接有防開機(jī)過沖電路。所述短路保護(hù)電路由電流取樣電路、阻抗匹配隔離電路IC1、比較電路IC3、比較整形電路及PWM控制電路組成，輸入信號(hào)直接從高壓直流輸出端的負(fù)載回路中的電流檢測電阻R1上取樣、經(jīng)IC1跟隨隔離在差分比較放大器IC2與保護(hù)電流設(shè)定值經(jīng)IC4跟隨隔離后進(jìn)行比較放大，然后由比較器IC3輸出到PWM控制電路中的IC8控制端(4)。所述防開機(jī)過沖電路的輸入信號(hào)與高頻高壓電源輸出電壓的設(shè)定電路相連，經(jīng)比較積分電路IC5變換為呈線性狀的設(shè)定電壓，IC5的輸出端直接與PWM控制電路中的IC8輸入端(5)聯(lián)接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(1)短路保護(hù)電路可在1ms內(nèi)關(guān)閉電源的高壓輸出，及時(shí)保護(hù)電源不受絲毫損傷。(2)短路保護(hù)電路直接從高壓輸出端采樣取出，IC選用高速M(fèi)OS型，因此電路可靠、動(dòng)作靈敏。(3)防開機(jī)過沖的軟啟動(dòng)過程極其短暫有效，徹底消除開機(jī)上電的瞬間過沖電壓。
圖1是本實(shí)用新型高頻高壓開關(guān)電源方框圖。
圖2是本實(shí)用新型中的短路保護(hù)電路方框圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中的短路保護(hù)電路原理圖。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中的防開機(jī)過沖電路原理圖。
圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中的PWM控制電路原理圖。
圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例電路原理圖。
通過下面實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
參見圖1-圖6所示，對(duì)本實(shí)用新型各組成部分進(jìn)行詳細(xì)描述(1)短路保護(hù)實(shí)施短路保護(hù)有二個(gè)基本要求一是可靠；二是快捷。由圖2可見，該電流短路保護(hù)電路10由直接串聯(lián)在負(fù)載回路5中的電流取樣電路9、隔離電路14、差分比較放大器15和比較器16組成。電路均采用高速M(fèi)OS型的IC。
在圖3所示的短路保護(hù)電路原理圖中，其中，VHO為電源高壓輸出；C1為高頻高壓濾波電容；Xc為電場發(fā)生器等效阻抗；R1為電流檢測電阻。負(fù)載電流IL在檢測電阻R1的壓降是保護(hù)電路的輸入信號(hào)，受到功耗和電壓幅值的限制，R1的阻值很小，因此通過具有高輸入阻抗的IC1的跟隨隔離，實(shí)現(xiàn)電路與R1的直接聯(lián)接；低輸出阻抗的IC1將隔離后的采樣信號(hào)V01送入差分比較放大器IC2的反相端。IC2的同相端輸入保護(hù)電流設(shè)定11所給出的電壓VIS。設(shè)定電壓VIS由R6、R7、W1與IC4跟隨隔離器組成的電壓設(shè)定電路6給出。IC2差分比較結(jié)果，經(jīng)IC3比較器整形后從輸出端A輸出高電平或低電平至PWM電路中的IC8的復(fù)位端4，控制PWM的工作狀態(tài)。
當(dāng)IL≤Ilmax時(shí)V01≤VIS；V03≈E1，PWM電路正常工作。
反之，當(dāng)IL＞Ilmax時(shí)，V01＞VIS；V03≈0，PWM電路停止工作。
式中Ilmax為允許最大負(fù)載電流；V03為IC3輸出電壓。
E1為IC的電源電壓。
(2)防開機(jī)過沖只要在開機(jī)時(shí)給予主回路的二個(gè)大功率開關(guān)管的脈沖寬度是一個(gè)由0至設(shè)定寬度的線性變化控制信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，杜絕開機(jī)過沖損壞電源。
因此在圖4的防開機(jī)過沖電路原理圖中，IC5積分器的同相輸入端接入輸出電壓的設(shè)定值，IC5輸出端B接入PWM電路中的IC8輸入端5，實(shí)現(xiàn)電源開機(jī)時(shí)的軟啟動(dòng)。輸出電壓的設(shè)定值由R10、R20、W2組成的設(shè)定電路給出，緩沖時(shí)間由R17C2決定。
圖5所示的PWM電路12由IC6、IC7、IC8組成，IC6、IC8為555時(shí)基電路。IC6組成一個(gè)多諧振蕩器電路，IC8組成一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路。上電后，IC6產(chǎn)生的方波脈沖經(jīng)IC7反相，產(chǎn)生負(fù)跳變沿脈沖，作用到IC8的觸發(fā)端2。簡言之，IC6是IC8的時(shí)鐘電路。IC8控制端5接入由IC5防開機(jī)過沖電路送來的控制電壓，其復(fù)位端4接到短路保護(hù)電路的輸出端A。圖6給出了本實(shí)用新型完整的具有短路保護(hù)和防開機(jī)過沖功能的PWM控制電路。組成PWM的各部分電路特別是短路保護(hù)和防開機(jī)過沖電路的工作原理已詳細(xì)述及。但應(yīng)該著重說明圖6中的IC8(555)電路組成的單穩(wěn)態(tài)電路的5端不是通過0.01μf電容接地的通常接法，而是接入誤差放大的控制電壓，當(dāng)其5端控制電壓小于2/3Vcc時(shí)，電容C4的充電電壓到達(dá)相應(yīng)于控制電壓的電平時(shí)，555電路中的R-S觸發(fā)器就轉(zhuǎn)入復(fù)位狀態(tài)，觸發(fā)器輸出變高，電容C4放電，這樣脈沖寬度就隨著控制電壓的降低而減小。變換器的直流輸出電壓是與開啟脈沖寬度成正比例的，而脈沖寬度又是與控制電壓的大小成比例的。如果直流輸出電壓增高時(shí)，取樣電壓Vcv增高，加到IC5的反相輸入端，IC5的輸出電壓下降，IC8(555電路)5端的控制電壓下降，輸出脈沖寬度下降，使得直流變換器的輸出電壓下降，從而保持輸出電壓的穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種靜電油煙凈化機(jī)用的高頻高壓開關(guān)電源，包括使交流220V電源變成高壓直流輸出的整流濾波電路、PWM型的變換電路、升壓和高頻高壓整流電路，其特征在于，在高壓直流輸出端與PWM的控制端之間接有短路保護(hù)電路；在高壓直流輸出端與PWM的輸入端接有防開機(jī)過沖電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電油煙凈化機(jī)用的高頻高壓開關(guān)電源，其特征在于所述短路保護(hù)電路由電流取樣電路、阻抗匹配隔離電路IC1、比較電路IC3、比較整形電路及PWM控制電路組成，輸入信號(hào)直接從高壓直流輸出端的負(fù)載回路中的電流檢測電阻R1上取樣、經(jīng)IC1跟隨隔離在差分比較放大器IC2與保護(hù)電流設(shè)定值經(jīng)IC4跟隨隔離后進(jìn)行比較放大，然后由比較器IC3輸出到PWM控制電路中的IC8控制端(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電油煙凈化機(jī)用的高頻高壓開關(guān)電源，其特征在于所述防開機(jī)過沖電路的輸入信號(hào)與高頻高壓電源輸出電壓的設(shè)定電路相連，經(jīng)比較積分電路IC5變換為呈線性狀的設(shè)定電壓，IC5的輸出端直接與PWM控制電路中的IC8輸入端(5)聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及靜電油煙凈化機(jī)用的高頻高壓開關(guān)電源,該電源為PWM脈寬調(diào)制型結(jié)構(gòu),具有輸出短路保護(hù)、防開機(jī)過沖等特征。當(dāng)負(fù)載過流時(shí),短路保護(hù)電路直接復(fù)位PWM電路,關(guān)閉高壓電源輸出;高壓電源開機(jī)時(shí),防開機(jī)過沖電路通過PWM電路杜絕電源輸出過沖電壓。電路確保高壓電源的高壓變壓器、高頻高壓整流元件、高壓濾波電容及大功率開關(guān)管在過載及過沖時(shí)的安全,從而保證了高壓電源及其所支持的靜電油煙凈化機(jī)長期工作的可靠性。
文檔編號(hào)H02H7/122GK2478271SQ01219678
公開日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2001年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月18日
發(fā)明者劉俊穎 申請(qǐng)人:佛山廣渝匯輝科技開發(fā)有限公司(中外合資)