專利名稱：一種寬電源電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帶保護功能的高可靠的用于開關電源的寬電源電路。
背景技術：
目前開關電源工作電壓的范圍有兩類 一類是額定輸入電壓為AC110V或 AC220V的電源，俗稱窄范圍電源。 一類是輸入電壓為AC90V AC260V (甚至 更寬)，俗稱寬范圍電源。在這類寬范圍電源中，有兩種實現方式， 一種是連續 變換方式， 一種是分段變換方式。這兩種方式中前一種連續變換方式的優點是: 可以從很低的電壓到很高的電壓連續平滑進行變換工作，中間無電壓切換點，
缺點是效率低。后一種分段變換方式缺點是有網電壓識別切換點，優點是效
率高。這兩種電路都有廣泛的應用。
傳統的分段式寬范圍電源的工作原理都是先對輸入電網電壓進行檢測，根 據檢測的結果來控制雙向可控硅的導通與截止，從而實現電壓轉換的功能。如
圖1所示，具體如下，當電網電壓屬于AC220V電網的范圍時，使雙向可控硅 1Q4截止，整流電路和濾波電容工作在橋式整流狀態；當電網電壓位于AC110V 電網的范圍時，使雙向可控硅1Q4導通，將整流電路和濾波電容構成倍壓整流 狀態輸出，為后面的電路提供能量。但傳統的這種電路有兩個明顯的不足第 一，由上面的介紹可以看出雙向可控硅1Q4是一個十分關鍵的元件，然而卻沒 有專門的保護電路，當雙向可控硅1Q4某種原因擊穿時，不能夠及時、快速地 斷開雙向可控硅1Q4，從而造成故障進一步擴大。因為雙向可控硅屬于比較容 易損壞的元件， 一旦擊穿損壞且電網電壓是AC220V時，整流電路和濾波電容 就構成倍壓狀態，將會輸出600多伏的直流電壓加到后面的電路上，造成后面 電路因過電壓而出現眾多的元件損壞，造成不應有的損失。第二，在功率較大 的開關電源中，其所用雙向可控硅的容量就要相應加大，雙向可控硅的觸發電 流也會隨之加大(目前大電流微觸發的雙向可控硅性能不是很好，時常會出現 輕微漏電的現象)，為了使電路能夠穩定可靠的工作，就必須在電路中設計專門 的電路來為雙向可控硅提供較強的恒流觸發電流，這樣使得電路比較復雜，而 且恒流器件壓降大、溫升高，對整個電源穩定性和散熱非常不利。 發明內容
本實用新型的目的在于針對以上的不足設計一種新穎的寬電源電路，解決 了這兩個問題。
按照本實用新型提供的技術方案， 一種寬電源電路，在濾波及整流電路的 輸出端連接控制輸出電壓的控制及保護電路；同時，濾波及整流電路的輸出端 與電壓識別電路連接，電壓識別電路的輸出端再與所述控制及保護電路連接； 在控制及保護電路的輸出端連接控制繼電器(DJ1)的運行和停止的執行機構。
所述執行機構包括并聯的電容(1CB4)、續流二極管(1DB4)和所述繼電器(DJ1)。
在所述繼電器(DJ1)的吸合線圈回路中串接了 200毫安或以下的專用高速 保險絲(1RT1)。
所述控制及保護電路包括，在調整管(1Q3)的柵極分別連接電容(1C8)、 第二穩壓二極管(1DW2)的負極、第三穩壓二極管(1DBW2)的負極、第十 二電阻(1R12)與第八電阻(1R8)的并聯支路，以及電壓識別電路中的三極管 (1Q1)的集電極；在調整管(1Q3)的源極連接限流三極管(1Q2)的基極， 并通過第十一電阻(1R11)連接限流三極管(1Q2)的發射極；在調整管(1Q3) 的漏極連接專用高速保險絲(1RT1)。
所述電壓識別電路包括，三極管(1Q1)的基極分別連接第一穩壓二極管 (1DW1)的負極、電容(1CB6)和第六電阻(1R6)的并聯支路的一端；所述 第一穩壓二極管(1DW1)的正極連接第九電阻(1R9)和第四電阻(1R4)的 并聯支路與第五電阻(1R5)串聯的連接點上；第九電阻(1R9)和第四電阻(1R4) 的并聯支路的另一端、第五電阻(1R5)的另一端再和整流及濾波電路連接。
本實用新型的優點是
第一，在該電路中用額定電壓較高且觸點容量較大的24V以上的繼電器， 并配以專用的起穩壓電路作用的控制及保護電路取代了傳統的雙向可控硅，這 樣可以使控制及保護電路在輸出較小電流的情況下，輸出較高的電壓來為繼電 器提供足夠的驅動功率。這一點是在采用雙向可控硅時無法做到的，因為雙向 可控硅的觸發極需要較低的電壓、較大的電流，而且可控硅的功率越大其需要 的觸發電流也越大，這樣使恒流電路的功耗進一步加大。這樣做的好處是減少 了調整管上的電壓降，從而大幅度降低了調整管溫升。
第二，在繼電器的吸合線圈回路中串接了 200毫安以下的專用高速保險絲， 可以防止開關電源在AC220V電壓運行時，給繼電器線圈供電的調整管在萬一 出現擊穿時，穩壓二極管1DW2、 1DBW2將直接加在電源上，將會產生較大的 電流快速熔斷200毫安保險絲，從而使繼電器觸點迅速斷開，使開關電源的開 關管的工作電壓維持在安全值以內，最大程度保護了后面的電子元件免受損壞， 提高了安全性能，徹底解決了雙向可控硅出現擊穿時難以解決的問題。由于流 過繼電器觸點的強電流和流過繼電器線圈的弱電流在物理上是分開的，選擇保 險絲容量的大小是由流過繼電器線圈的電流決定的，所以容量為200毫安的保 險絲對此繼電器的線圈來說是足夠的。
圖1為分段式寬范圍電源的等效電路圖。 圖2為本實用新型的結構框圖。 圖3是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。
首先，本實用新型的外部連接方式可以把本電路直接設計在傳統的開關 電源的輸入端，以取代原有開關電源的整流、濾波電路，或者作為組件的形式安裝在開關電源中。將本實用新型的寬電源的直流輸出端的正極接到原來電源 主濾波電容的正極，負極接原來主濾波電容的負極即可。
本實用新型的內部電路單元結構及各單元所起的作用如下。
如圖2所示，本實用新型在濾波及整流電路的輸出端連接控制輸出電壓的 控制及保護電路；同時，濾波及整流電路的輸出端與電壓識別電路連接，電壓 識別電路的輸出端再與所述控制及保護電路連接；在控制及保護電路的輸出端 連接控制繼電器DJ1的運行和停止的執行機構。其中，各部分電路的結構和工 作原理如圖3所示
濾波及整流電路組成該電路包括電阻1R1、 1R2、 1R3、 CAX2、 CAX3、 電容1C1、 1C2、 1C3、 1C4、 1C5、 1CB5、電感1L1、橋堆1D1、 二極管1D2、 1D3、電容1C10、 1C11、 1C5、 1CB5、電阻1R13、 1R14等元件；AC220V或 AC110V電壓經過濾波、整流后分成兩路電源輸出，其中一路電壓加在電容 ICIO、 1C11上作為主電源供給后面的負載使用；另外一路加在電容1C5、 1CB5 上供給電壓識別電路使用。將輸入的AC220V或AC110V的交流電濾除干擾， 同時將開關電源自身的干擾隔離后，經橋堆整流、電容濾波送到開關電源的主 變壓器。
電壓識別電路組成該電路包括三極管1Q1的基極分別連接第一穩壓二極 管1DW1的負極、電容1CB6和第六電阻1R6的并聯支路的一端；所述第一穩 壓二極管1DW1的正極連接第九電阻1R9和第四電阻1R4的并聯支路與第五電 阻1R5串聯的連接點上；第九電阻1R9和第四電阻1R4的并聯支路的另一端、 第五電阻1R5的另一端再和整流及濾波電路的1D2、1D3的串聯支路、1C5、1CB5 相連。控制及保護電路根據電壓識別電路接入的交流電源是AC110V還是 AC220V的，然后輸出相應的控制信號。
控制及保護電路組成該電路包括在調整管(1Q3)的柵極分別連接電容 (1C8)、第二穩壓二極管(1DW2)的負極、第三穩壓二極管(1DBW2)的負 極、第十二電阻(1R12)與第八電阻(1R8)的并聯支路，以及電壓識別電路中 的三極管(1Q1)的集電極；在調整管(1Q3)的源極連接限流三極管(1Q2) 的基極，并通過第十一電阻(1R11)連接限流三極管(1Q2)的發射極，最后去 連接執行機構；在調整管(1Q3)的漏極連接專用高速保險絲(1RT1)。
由電壓識別電路中的三極管1Q1的集電極連接控制及保護電路中調整管 1Q3的柵極，根據三極管1Q1的輸出信號，去控制調整管1Q3的輸出電壓。所 述調整管可釆用雙向可控硅。
執行機構組成該電路由電容1CB4、續流二極管1DB4、繼電器DJ1并聯 組成。根據控制及保護電路的輸出電壓來控制繼電器DJ1的運行和停止。
工作時，輸入的AC110V或AC220V電源經過由電阻1R1、 1R2、 1R3、電 容1C1、 1C2、 1C3、 1C4、 CAX2、 CAX3、電感1L1等構成的濾波器電路濾除 電網中的雜波后分為兩路； 一路經橋堆1D1整流后加到濾波電容1C11、 1C10 的兩端供給主負載使用；另一路經二極管1D2、 1D3、電容1C5、 1CB5半波整 流后送給電壓識別電路。當電網電壓低于AC135V時，電容1C5、 1CB5上的電壓經電阻1R9、 1R4、 1R5分壓后加在穩壓二極管1DW1上的電壓將小于68V，穩壓二極管1DW1截 止、三極管1Q1截止、控制及保護電路的調整管1Q3正常工作，使其輸出穩定 的24V電壓加在繼電器DJ1上，繼電器DJ1吸合，使橋堆1D1和濾波電容1C10、 1C11轉換為倍壓整流狀態為負載供電。其中，三極管1Q2和電阻1R11，構成 限流電路。
當電網電壓高于AC140V時，加在穩壓二極管1DW1的電壓將高于68V, 穩壓二極管1DW1導通，導致三極管1Q1導通，使1Q3的柵極電壓為0V， 1Q3 停止工作，無24V電壓輸出，此時繼電器DJl斷開，使橋堆lDl和濾波電容lClO、 1C11轉換成橋式整流狀態為負載供電。這一點和以往此類電路的工作原理大體 相同。
但是，當某種原因在輸入AC220V的條件下1Q3擊穿時(這種現象在用雙
向可控硅作控制元件時有常發生)，穩壓二極管1DW2、 1DBW2將直接加在電
源上，于是瞬間有較大的電流流過200毫安容量的高速保險絲，造成高速保險
絲的快速熔斷(此時1DW2、 1DBW2永久擊穿損壞)，使繼電器DJ1因保險絲
的熔斷而停止工作，從而避免對后面的電路因過電壓而造成嚴重的破壞。所述
高速保險絲屬于特種超高速保險絲，其容量大小與開關電源的輸出功率的大小 基本無關。
這一點是以往的電路所不具備的性能，它一方面克服了以前同類電路在出 現控制元件出現擊穿時造成的嚴重危害，有效地避免了更大的損失，使電路更 加安全可靠，另一方面由于采用了繼電器DJ1作執行元件溫升極低因而適用于 較大功率的開關電源中。該電路可以使開關電源在交流110Vil0y。、 50HZ/60HZ 或交流220V±10%、 50HZ/60HZ的電網中可靠運行。
權利要求1、一種寬電源電路，其特征是在濾波及整流電路的輸出端連接控制輸出電壓的控制及保護電路；同時，濾波及整流電路的輸出端與電壓識別電路連接，電壓識別電路的輸出端再與所述控制及保護電路連接；在控制及保護電路的輸出端連接控制繼電器(DJ1)的運行和停止的執行機構。
2、 如權利要求l所述的寬電源電路，其特征是所述執行機構包括并聯 的電容(1CB4)、續流二極管(1DB4)和所述繼電器(DJ1)。
3、 如權利要求1或2所述的寬電源電路，其特征是在所述繼電器(DJ1) 的吸合線圈回路中串接了 200毫安或以下的專用高速保險絲(1RT1)。
4、 如權利要求1或3所述的寬電源電路，其特征是所述控制及保護電 路包括，在調整管(1Q3)的柵極分別連接電容(1C8)、第二穩壓二極管(1DW2)的負極、第三穩壓二極管(1DBW2)的負極、第十二電阻(1R12) 與第八電阻(1R8)的并聯支路，以及電壓識別電路中的三極管(1Q1)的集 電極；在調整管(1Q3)的源極連接限流三極管(1Q2)的基極，并通過第十 一電阻(1R11)連接限流三極管(1Q2)的發射極；在調整管(1Q3)的漏 極連接專用高速保險絲(1RT1)。
5、 如權利要求1或3所述的寬電源電路，其特征是所述電壓識別電路 包括，三極管(1Q1)的基極分別連接第一穩壓二極管(1DW1)的負極、電 容(1CB6)和第六電阻(1R6)的并聯支路的一端；所述第一穩壓二極管(1DW1)的正極連接第九電阻(1R9)和第四電阻(1R4)的并聯支路與第 五電阻(1R5)串聯的連接點上；第九電阻(1R9)和第四電阻(1R4)的并 聯支路的另一端、第五電阻(1R5)的另一端再和整流及濾波電路連接。
專利摘要本實用新型涉及一種開關電源用的一種寬電源電路，所述電路在濾波及整流電路的輸出端連接控制及保護電路，在控制及保護電路的輸出端連接執行機構；同時，濾波及整流電路的輸出端與電壓識別電路連接，電壓識別電路的輸出端再與所述控制及保護電路連接。所述執行機構包括并聯的電容、續流二極管和繼電器；繼電器配以專用控制及保護電路，在該電路輸出較小電流的情況下，輸出較高的電壓來為繼電器提供足夠的驅動功率，減少了調整管器件上的電壓降，從而大幅度降低了調整管器件的溫升。在繼電器的吸合線圈回路中串接了200毫安或以下的專用高速保險絲，可以在開關電源工作于AC220V電壓下、給繼電器線圈供電的調整管器件在萬一出現擊穿時，防止產生很高的電壓而損壞后面眾多的電子元件，最大程度上減少了損失，確保了安全。
文檔編號H02H7/10GK201352738SQ20092003714
公開日2009年11月25日 申請日期2009年2月10日 優先權日2009年2月10日
發明者孟晨榮 申請人:無錫祥生醫學影像有限責任公司