專利名稱：一種大功率的開關(guān)電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬一種可改善波形，而且功率大，重量輕的大功率的開關(guān)電源裝置技 術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前市場上各式各樣的開關(guān)電源很多，在工頻電壓輸入下，能大功率長時(shí)間地穩(wěn) 定工作的開關(guān)電源也有很多，但重量過重(比如一般計(jì)算機(jī)UPS電源重達(dá)至少也要5Kg)，輸 出電壓還不易調(diào)節(jié)，且紋波比較大，電壓不是很穩(wěn)定，目前解決這些問題的開關(guān)電源在改善 波形、減輕重量方面并不理想。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上缺陷，提出一種輸出 電流可達(dá)5A的大功率開關(guān)電源裝置；它可由精密可調(diào)電阻完成粗調(diào)、數(shù)字電位計(jì)完成微 調(diào)，且重量不足2Kg，裝置中包括有控制保護(hù)電路，當(dāng)裝置出現(xiàn)任何問題，均可快速安全地切 斷電源，從而達(dá)到保護(hù)電源和人的目的。本實(shí)用新型的技術(shù)問題是通過以下方案予以解決的。一種大功率的開關(guān)電源裝置，其特征是，主板控制芯片MSP430分別連接有數(shù)字 電位計(jì)MCP41010-I/SN，脈寬調(diào)制芯片SA8382，保護(hù)控制芯片555，以及按鍵輸入和顯示輸 出；其中數(shù)字電位計(jì)MCP41010-I/SN連接PWM控制芯片；脈寬調(diào)制芯片SA8382連接光耦器 件TLP250、P521和驅(qū)動(dòng)器件IR2101 ；保護(hù)控制芯片555連接差分保護(hù)芯片74HC05和MOSFET 逆變管IRFP460 ；MOSFET逆變管IRFP460分別與驅(qū)動(dòng)器件IR2101連接，并通過直流電與保 護(hù)電路和LRC濾波電路連接，而且通過交流可控電壓輸出；由220V交流電經(jīng)LC濾波裝置經(jīng) 整流橋BU808至MOSFET開關(guān)管至保護(hù)電路和RLC濾波電路連接到MOSFET逆變管IRFP460 ； 保護(hù)控制芯片555與光耦器件TLP250、P521連接；PWM控制芯片KA3525與MOSFET開關(guān)管 連接。工作方式是先進(jìn)行整流，在這一過程中加入MOSFET管進(jìn)行控制通斷，MOSFET管的 柵極(G極)由主板控制芯片、數(shù)字電位計(jì)、精密可調(diào)電阻控制，精密可調(diào)電阻先進(jìn)行粗調(diào)， 數(shù)字電位計(jì)內(nèi)的256個(gè)檔位進(jìn)行微調(diào)。后進(jìn)行逆變，在這一過程中整流輸出的直流加載到 MOSFET管的漏極(D極)，MOSFET管的柵極(G極)由主板控制芯片、脈寬調(diào)制芯片、光耦器 件、驅(qū)動(dòng)器件等控制，MOSFET管的源極(S極)輸出的則是幅值、頻率均穩(wěn)定可調(diào)的交流電。 當(dāng)開關(guān)電源裝置出現(xiàn)異常時(shí)，通過MOSFET逆變管的柵極(G極)輸出信號(hào)至差分保護(hù)芯片、 保護(hù)控制芯片、主板控制芯片等，保護(hù)控制芯片瞬間切斷光耦器件，主板控制芯片通過PWM 控制芯片同時(shí)切斷MOSFET開關(guān)管，從而達(dá)到保護(hù)開關(guān)電源的目的。開關(guān)電源輸出電壓的幅 值和頻率均可調(diào)節(jié)，粗調(diào)由精密可調(diào)電阻控制，微調(diào)由連接在主板控制芯片的鍵盤控制板 調(diào)節(jié)，且幅值和頻率均可在數(shù)碼管或LED上顯示，直觀方便地查看輸出電壓的參數(shù)。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型內(nèi)容。
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圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為交流電轉(zhuǎn)換為直流電的部分整流電路圖；圖3為直流電轉(zhuǎn)換為交流電的部分逆變電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型一種大功率的開關(guān)電源裝置，其連接方式為，主板控制芯片MSP430分 別連接有數(shù)字電位計(jì)MCP41010-I/SN，脈寬調(diào)制芯片SA8382，保護(hù)控制芯片555，以及按 鍵輸入和顯示輸出；其中數(shù)字電位計(jì)MCP41010-I/SN連接PWM控制芯片；脈寬調(diào)制芯片 SA8382連接光耦器件TLP250、P521和驅(qū)動(dòng)器件IR2101 ；保護(hù)控制芯片555連接差分保護(hù) 芯片74HC05和MOSFET逆變管IRFP460 ；MOSFET逆變管IRFP460分別與驅(qū)動(dòng)器件IR2101連 接，并通過直流電與保護(hù)電路和LRC濾波電路連接，而且通過交流可控電壓輸出；由220V交 流電經(jīng)LC濾波裝置經(jīng)整流橋BU808至MOSFET開關(guān)管至保護(hù)電路和RLC濾波電路連接到 MOSFET逆變管IRFP460 ；保護(hù)控制芯片555與光耦器件TLP250、P521連接；PWM控制芯片 KA3525與MOSFET開關(guān)管連接。本開關(guān)電源裝置具體連接結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，主要包括整流 和逆變兩個(gè)電路。整流電路實(shí)施的連接方式如圖2所示，工作原理如下將工頻電壓通過電感Ll，電 容Cl、C2濾波主要濾除交流電的高次諧波，通過整流器Ul進(jìn)行整流，整流后連接耦合濾波 電容C5，之后通過MOSFET開關(guān)管Ql、Q2，MOSFET開關(guān)管由主板控制芯片和PWM控制芯片控 制，R1、R2主要起限流作用，再通過二極管Dl對(duì)電壓進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)電壓過高時(shí)，Dl反向被擊 穿，最后通過電阻R3、R4，電感L2、電容C3、C4、C6進(jìn)行濾波。逆變電路實(shí)施的連接方式如圖3所示，柵極(G極)的信號(hào)由主板控制芯片、脈寬 調(diào)制芯片、光耦器件、驅(qū)動(dòng)器件Ul提供，Q1-Q4四支MOSFET管組成H橋作為對(duì)稱橋臂配合 使用，送至H橋的電壓+310V、+310VG被分別加在Ql和Q4、Q2和Q3的對(duì)稱管上(信號(hào)是 兩組幅度相等，極性相反的脈沖信號(hào))，這樣就有效的避免了上下橋管同時(shí)導(dǎo)通，發(fā)生短路。 當(dāng)停止工作時(shí)，Ql的柵極(G極)通過R1、R8、D1放電，漏極(D極)由R4、D5進(jìn)行放電，源 極(S極)通過負(fù)載放電，Q2的柵極(G極)通過R2、R3、D2放電，漏極(D極)由負(fù)載進(jìn)行 放電、源極(S極)通過R6放電，其中Q3、Q4控制、放電沒有標(biāo)出或說明，具體與Ql、Q2 — 致。最終開關(guān)電源裝置輸出穩(wěn)壓可調(diào)信號(hào)OUTl和0UT2。
權(quán)利要求一種大功率的開關(guān)電源裝置，其特征是，主板控制芯片MSP430分別連接有數(shù)字電位計(jì)MCP41010 I/SN，脈寬調(diào)制芯片SA8382，保護(hù)控制芯片555，以及按鍵輸入和顯示輸出；其中數(shù)字電位計(jì)MCP41010 I/SN連接PWM控制芯片；脈寬調(diào)制芯片SA8382連接光耦器件TLP250、P521和驅(qū)動(dòng)器件IR2101；保護(hù)控制芯片555連接差分保護(hù)芯片74HC05和MOSFET逆變管IRFP460；MOSFET逆變管IRFP460分別與驅(qū)動(dòng)器件IR2101連接，并通過直流電與保護(hù)電路和LRC濾波電路連接，而且通過交流可控電壓輸出；由220V交流電經(jīng)LC濾波裝置經(jīng)整流橋BU808至MOSFET開關(guān)管至保護(hù)電路和RLC濾波電路連接到MOSFET逆變管IRFP460；保護(hù)控制芯片555與光耦器件TLP250、P521連接；PWM控制芯片KA3525與MOSFET開關(guān)管連接。
專利摘要一種大功率的開關(guān)電源裝置，本實(shí)用新型開關(guān)電源裝置采用PWM波脈寬閉環(huán)控制策略，工頻電壓通過整流橋轉(zhuǎn)換為直流電，通過差模共模濾波回路，消除高次諧波，再通過MOSFET逆變管將其轉(zhuǎn)換為交流電；在這個(gè)過程中，主板控制芯片通過MOSFET開關(guān)管控制開關(guān)電源的通斷，通過數(shù)字電位計(jì)調(diào)整電壓，通過脈寬調(diào)制芯片、光耦器件、驅(qū)動(dòng)器件控制MOSFET逆變管的柵極將直流電轉(zhuǎn)換為交流電；本實(shí)用新型具有避免裝置重量過重和價(jià)格過高，同時(shí)在工頻電壓的輸入情況下，能夠改善功率因數(shù)，充分消除輸入電流的高次諧波成分，方便易調(diào)節(jié)，不隨負(fù)載阻抗變化，且電源電壓能保持穩(wěn)定的顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M5/458GK201674406SQ201020186998
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者丁心志, 劉濤, 張忠才, 文華, 曹敏, 梁仕斌, 趙涓 申請(qǐng)人:云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司