本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種開關(guān)電源。
背景技術(shù):
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)控制集成電路和場效應管構(gòu)成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。目前,開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備,是當今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。
現(xiàn)代開關(guān)電源有兩種:一種是直流開關(guān)電源;另一種是交流開關(guān)電源。其功能是將電能質(zhì)量較差的原生態(tài)電源(粗電),如市電電源或蓄電池電源,轉(zhuǎn)換成滿足設備要求的質(zhì)量較高的直流電壓(精電)或交流電壓。
現(xiàn)有的直流開關(guān)電源中,受到集成電路的影響,能夠輸出的電流功率受到限制,無法輸出范圍寬的電壓、電流以及功率。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠輸出較寬功率、電壓、電流的開關(guān)電源。
為解決以上技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種開關(guān)電源,其特征在于,包括維也納整流電路和兩組電流輸出模塊;每一組電流輸出模塊由一組全橋電路、控制電路控制電流的輸出;
維也納整流電路的輸入端與三相電相連接,輸出端與全橋電路相連接,對三相電整流;
控制電路與全橋電路相連接,控制全橋電路移相。
在本發(fā)明中,通過在開關(guān)電源中同時有維也納整流電路、全橋電路以及控制電路,使得本發(fā)明的開關(guān)電源中能夠提升開關(guān)電源輸出一個較寬功率、電壓、電流的范圍,增加了開關(guān)電源的應用范圍。
作為優(yōu)選的,控制電路包括PWM脈沖發(fā)射器、斜坡發(fā)生器、相模轉(zhuǎn)換電路、控制芯片和若干驅(qū)動電路;
PWM脈沖發(fā)射器與控制芯片的PWM信號輸入口相連接,將PWM脈沖輸入到控制芯片中;
斜坡發(fā)生器與控制芯片的斜坡信號輸入口相連接,將斜坡信號輸入到控制芯片中;
相模轉(zhuǎn)換電路與控制芯片的三相信號輸入口相連接,將三相信號輸入到控制芯片中;
控制芯片與驅(qū)動電路相連接,控制驅(qū)動電路的導通或閉合。
在本發(fā)明中,通過對控制芯片對PWM脈沖、斜坡信號進行處理,相模轉(zhuǎn)換電路自動補償直流放大器的失調(diào)和漂移、模擬信號的延遲、瞬態(tài)變量的測量以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等,使本控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)全橋電路的移相功能。
作為優(yōu)選的,控制電路還包括短路檢測電路;
短路檢測電路與控制芯片連接,若三相電短路,短路檢測電路反饋短路信號給控制芯片。
通過在控制電路中設計短路檢測電路,使得本發(fā)明在運行過程中能夠?qū)崟r檢測電路狀態(tài),如果三相電出現(xiàn)短路,該短路檢測電路能夠?qū)z測結(jié)果反饋給控制芯片,控制芯片控制三相電斷開,起到開關(guān)電源的保護作用。
作為優(yōu)選的,還包括比例積分(PI)調(diào)節(jié)電路;
PI調(diào)節(jié)電路的輸入端與控制芯片的控制端相連接,輸出端與相模轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接。
通過設計一個PI調(diào)節(jié)電路,實現(xiàn)開關(guān)電源的自動控制功能。
作為優(yōu)選的,還包括主電流限制電路;
主電流限制電路限制主電流的輸出功率,且主電流限制電路的輸出端與相模轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接。
為了防止主電流過大,燒壞集成電路板,因此在本發(fā)明中,設計一個主電流限制電路,能夠有效防止集成電路板的燒毀。
作為優(yōu)選的,還包括驅(qū)動故障檢測電路;
驅(qū)動故障檢測電路分別與主電流限制電路和驅(qū)動電路相連接。
通過驅(qū)動故障檢測電路,可以檢測到驅(qū)動電路是否存在短路或不能工作的狀態(tài),并最終控制輸出的電流。
作為優(yōu)選的,開關(guān)電源包括兩組電流輸出模塊;每一組電流輸出模塊由一組全橋電路、控制電路控制電流的輸出。
通過設計兩組電流輸出模塊,使得本發(fā)明利用同一個開關(guān)電源模塊上,能夠輸出相同的兩路電流,提升開關(guān)電源的利用效率。
作為優(yōu)選的,兩組電流輸出模塊之間相互串聯(lián)。通過將兩個電流輸出模塊串聯(lián),使得開關(guān)電源能夠輸出雙倍功率的電流,擴大了開關(guān)電源的應用范圍。
作為優(yōu)選的,還包括采樣電路;
采樣電路的輸入端與全橋電路的輸出端相連接,采樣電路的輸出端輸出直流電。通過采樣電路,能夠?qū)崿F(xiàn)對輸出電流進行采樣放大,提升輸出電流的功率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明中一種實施方式的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明中一種實施方式的主電路電路圖。
圖3為本發(fā)明中一種實施方式中的控制電路圖。
圖4為本發(fā)明中一種實施方式中的PI調(diào)節(jié)電路、主電流限制電路圖。
圖5為本發(fā)明中一種實施方式中的采樣電路示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的第一種實施方式提供了一種開關(guān)電源,如圖1所示,包括維也納整流電路、全橋電路、采樣電路、控制電路,其中維也納整流電路與全橋電路相連接,全橋電路與采樣電路相連接,控制電路與采樣電路相連接。三相交流電通過維也納整流電路整流,后經(jīng)全橋電路逆變,再通過二次整流輸出直流電。采樣電路采樣信號,作為控制電路的輸入端,全橋電路受到控制電路的控制,控制全橋電路輸出信號的移相。
更具體的,如圖2所示,三相電接入開關(guān)電源后,先經(jīng)過維也納整流電路的場效應管整流后,進入全橋電路。一個全橋電路包括四個場效應管,每個場效應管分別由控制電路中的一路驅(qū)動電路進行控制。
如圖3所示,控制電路包括PWM脈沖發(fā)射器、斜坡發(fā)生器、相模轉(zhuǎn)換電路、控制芯片和四個驅(qū)動電路;PWM脈沖發(fā)射器與控制芯片的PWM信號輸入口相連接,將PWM脈沖輸入到控制芯片中;斜坡發(fā)生器與控制芯片的斜坡信號輸入口相連接,將斜坡信號輸入到控制芯片中;相模轉(zhuǎn)換電路與控制芯片的三相信號輸入口相連接,將三相信號輸入到控制芯片中;控制芯片與驅(qū)動電路相連接,控制驅(qū)動電路的導通或閉合,使本控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)全橋電路的移相功能。四個驅(qū)動分別與圖2中的G1、G2、G3、G4或者G5、G6、G7、G8相連接。較佳的,在控制電路還包括短路檢測電路;短路檢測電路與控制芯片連接,若三相電短路,短路檢測電路反饋短路信號給控制芯片。通過在控制電路中設計短路檢測電路,使得本實施方式在運行過程中能夠?qū)崟r檢測電路狀態(tài),如果三相電出現(xiàn)短路,該短路檢測電路能夠?qū)z測結(jié)果反饋給控制芯片,控制芯片控制三相電斷開,起到開關(guān)電源的保護作用。
在本實施方式中,還包括PI調(diào)節(jié)電路,如圖4所示,PI調(diào)節(jié)電路的輸入端與控制芯片的控制端相連接,輸出端與相模轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接。通過設計一個PI調(diào)節(jié)電路,實現(xiàn)開關(guān)電源的自動控制功能。
在本實施方式中,為了防止主電流過大,燒壞集成電路板,因此在本實施方式中,設計一個主電流限制電路,主電流限制電路限制主電流的輸出功率,且主電流限制電路的輸出端與相模轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接。其相應部分的電路圖如圖4所示。
在本實施方式中,為了檢測到驅(qū)動電路是否存在短路或不能工作的狀態(tài),并最終控制輸出的電流,設計了驅(qū)動故障檢測電路,如圖2所示。驅(qū)動故障檢測電路分別與主電流限制電路和驅(qū)動電路相連接。一旦檢測到驅(qū)動電路無法工作,控制芯片會控制開關(guān)電源發(fā)出告警。
在本實施方式中,開關(guān)電源包括兩組電流輸出模塊;每一組電流輸出模塊由一組全橋電路、控制電路控制電流的輸出。通過設計兩組電流輸出模塊,使得本發(fā)明利用同一個開關(guān)電源模塊上,能夠輸出相同的兩路電流,提升開關(guān)電源的利用效率。在其中一路電流的功率無法滿足實際需求時,可以將兩組電流輸出模塊之間相互串聯(lián)。通過將兩個電流輸出模塊串聯(lián),使得開關(guān)電源能夠輸出雙倍電流、功率的電流,擴大了開關(guān)電源的應用范圍。
在本實施方式中,開關(guān)電源中還包括采樣電路,如圖5所示,采樣電路的輸入端與全橋電路的輸出端相連接,采樣電路的輸出端輸出直流電。通過采樣電路,能夠?qū)崿F(xiàn)對輸出電流進行采樣放大,提升輸出電流的功率。
在本實施方式中未詳細說明的部分,均采用現(xiàn)有開關(guān)電源的電路進行設計。
上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解,而在實際應用中,可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變,而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。