在線式集成一體化大功率開關穩壓電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種在線式集成一體化大功率開關穩壓電源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、輸出濾波電路、開關斬波控制電路和開關斬波功率電路。本實用新型利用工頻變壓器隔離降壓，并采用了先進的開關斬波降壓原理控制技術和穩固的在線式工頻變壓器調整技術。本實用新型具有電網適應能力強、輸出電壓范圍寬、穩壓精度高、轉換效率高、輸出功率大、電路結構簡單、可靠性高和環境適應能力強等特點。
【專利說明】在線式集成一體化大功率開關穩壓電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種穩壓電源，具體地說，涉及一種在線式集成一體化大功率開關穩壓電源。
【背景技術】
[0002]傳統的線性穩壓電源轉換效率不高，無法滿足中、大功率供電領域的要求。而開關型斬波穩壓電源是串聯型穩壓電源的一種，它利用調整管高頻開關原理，通過調整晶體管的開關導通和儲能元件實現穩定輸出電壓，由于其轉換效率高，可實現更大功率和更大電流的輸出。
實用新型內容
[0003]本實用新型正是為了解決上述技術問題而設計的一種在線式集成一體化大功率開關穩壓電源。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種在線式集成一體化大功率開關穩壓電源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、輸出濾波電路、開關斬波控制電路和開關斬波功率電路。AC220伏交流經在線式工頻變壓器T1變壓后輸出給集成橋式整流器D1，經D1整流后經電容C1濾波輸出穩定的直流電壓VIN，直流電壓VIN經開關斬波功率電路后輸出給輸出濾波電路濾波形成穩壓精度高、紋波電壓低的直流電；輸出濾波電路由穩壓二極管D4和濾波電容C3、C4并聯構成；開關斬波功率電路受開關斬波控制電路控制，開關斬波控制電路由TL494脈寬調制芯片及其外圍元件組成，TL494脈寬調制芯片由外圍RC振蕩電路產生的固定頻率控制開關頻率，通過輸出端的分壓電阻對輸出電壓采樣反饋回的電壓信號調整輸出占空比，即改變調整管的開關占空比控制輸出電壓，實現電壓相對穩定；開關斬波功率電路工作由開關管Q201、續流二極管D201、D202和儲能電感L201、L202及其外圍元件組成。
[0006]所述在線式集成一體化大功率開關穩壓電源，其開關斬波功率電路中M0S管Q201漏極連接VIN，源極與取樣電阻R200、共模電感L202串聯后輸出至+VQUT，柵極串聯電阻R201后連接G接點；電阻R203與電容C201串聯以后并聯在M0S管Q201源極與地之間，二極管D201陰極連接M0S管Q201源極，陽極接地；電容C202正極接取樣電阻R200，負極接電感L201 ;二極管D202、電阻R202、電容C204并聯在+VQUT和_VQUT之間；電容C205連接在_VQUT與外殼之間；電感L201連接在電感L202與地之間。
[0007]所述的線式集成一體化大功率開關穩壓電源，其開關斬波控制電路中交流輸入經整流橋B101整流后輸出，整流橋B101直流輸出端與電容C101正極相連，電容C101負極與地相連；整流橋B101直流輸出正端連接IC101輸入端，直流輸出負端連接IC101接地端；電容C102正極接IC101輸出端，負極接地；IC102的1腳連接在可調電阻W201和電阻R104之間，2腳連接在電阻R101和R102之間；3腳連接在電容C105和C106之間以及電阻R106和R108之間，4腳接地，5腳串接電容C108后接地，6腳串接電阻R109后接地，7腳接地，8腳與11腳互連后連接三極管Q101柵極，9腳、10腳互連后接地，12腳接IC101直流輸出正端，13腳接地，14腳接電容C103正極及電阻R101、可調電阻W201、電阻R105，15腳接電阻R105和R112之間以及電容C107、C106之間，16腳串接電阻R107后連接接點R ;三極管Q101源極與三極管Q103集電極互連并接地，三極管Q101漏極與三極管Q102、Q103基極互連后串接電阻R111接入IC101直流輸出正端，三極管Q102發射極與Q103發射極互連后連接接點G ;電阻R*與電容C206并聯后接地，另一端連接接點L ；1接點接地；其中，IC101為集成電路LM7812，IC102為集成電路TL494。
[0008]本實用新型的工作過程是:交流220V輸入先經工頻變壓器進行隔離降壓，以降低開關管電壓應力，經整流濾波電路轉換為脈動直流，再經開關斬波電路和開關管、續流二極管、儲能電感器穩定電壓輸出。其中，開關斬波電路采用電阻器分壓實現反饋電路進行輸出電壓調整，使輸入電壓變動或負載變動時輸出電壓同時適應性調整，實現了輸出電壓的相對穩定性。本實用新型工頻變壓器采用電網兼容性設計，過載能力強，使電源整機電網適應性大幅提升。本實用新型采用實體灌封全金屬密閉結構提高環境適應能力。
[0009]本實用新型與傳統的線性電源和單片式開關電源相比有如下優點:
[0010]1、在線式工作模式，直接接入市電電網工作。
[0011]2、輸出穩壓精度高，轉換效率高。
[0012]3、輸出功率大，輸出電流大。
[0013]4、全金屬密封，實體灌封，耐苛刻使用環境。
[0014]5、供電電網兼容性強。
[0015]本實用新型的有益效果是具有電網適應能力強、輸出電壓范圍寬、穩壓精度高、轉換效率高、輸出功率大、電路結構簡單、可靠性高和環境適應能力強等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型結構原理框圖。
[0017]圖2為本實用新型輸入工頻降壓和整流濾波電路原理圖。
[0018]圖3為本實用新型斬波電路功率部分原理圖。
[0019]圖4為本實用新型斬波電路控制部分原理圖。
[0020]圖5為本實用新型輸出濾波電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0022]如圖1?5所示，一種在線式集成一體化大功率開關穩壓電源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、輸出濾波電路、開關斬波控制電路和開關斬波功率電路。AC220伏交流經在線式工頻變壓器T1變壓后輸出給集成橋式整流器D1，經D1整流后經電容C1濾波輸出穩定的直流電壓VIN，直流電壓VIN經開關斬波功率電路后輸出給輸出濾波電路濾波形成穩壓精度高、紋波電壓低的直流電；輸出濾波電路由穩壓二極管D4和濾波電容C3、C4并聯構成；開關斬波功率電路受開關斬波控制電路控制，開關斬波控制電路由TL494脈寬調制芯片及其外圍元件組成，TL494脈寬調制芯片由外圍RC振蕩電路產生的固定頻率控制開關頻率，通過輸出端的分壓電阻對輸出電壓采樣反饋回的電壓信號調整輸出占空比，即改變調整管的開關占空比控制輸出電壓，實現電壓相對穩定；開關斬波功率電路工作由開關管Q201、續流二極管D201、D202和儲能電感L201、L202及其外圍元件組成。
[0023]所述在線式集成一體化大功率開關穩壓電源，其開關斬波功率電路中M0S管Q201漏極連接VIN，源極與取樣電阻R200、共模電感L202串聯后輸出至+VQUT，柵極串聯電阻R201后連接G接點；電阻R203與電容C201串聯以后并聯在M0S管Q201源極與地之間，二極管D201陰極連接M0S管Q201源極，陽極接地；電容C202正極接取樣電阻R200，負極接電感L201 ;二極管D202、電阻R202、電容C204并聯在+VQUT和_VQUT之間；電容C205連接在_VQUT與外殼之間；電感L201連接在電感L202與地之間。
[0024]所述的線式集成一體化大功率開關穩壓電源，其開關斬波控制電路中交流輸入經整流橋B101整流后輸出，整流橋B101直流輸出端與電容C101正極相連，電容C101負極與地相連；整流橋B101直流輸出正端連接IC101輸入端，直流輸出負端連接IC101接地端；電容C102正極接IC101輸出端，負極接地；IC102的1腳連接在可調電阻W201和電阻R104之間，2腳連接在電阻R101和R102之間；3腳連接在電容C105和C106之間以及電阻R106和R108之間，4腳接地，5腳串接電容C108后接地，6腳串接電阻R109后接地，7腳接地，8腳與11腳互連后連接三極管Q101柵極，9腳、10腳互連后接地，12腳接IC101直流輸出正端，13腳接地，14腳接電容C103正極及電阻R101、可調電阻W201、電阻R105，15腳接電阻R105和R112之間以及電容C107、C106之間，16腳串接電阻R107后連接接點R ;三極管Q101源極與三極管Q103集電極互連并接地，三極管Q101漏極與三極管Q102、Q103基極互連后串接電阻R111接入IC101直流輸出正端，三極管Q102發射極與Q103發射極互連后連接接點G ;電阻R*與電容C206并聯后接地，另一端連接接點L ；1接點接地；其中，IC101為集成電路LM7812，IC102為集成電路TL494。
[0025]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下得出的其他任何與本實用新型相同或相近似的產品，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種在線式集成一體化大功率開關穩壓電源，包括工頻變壓器、整流和濾波電路、輸出濾波電路、開關斬波控制電路和開關斬波功率電路；其特征在于:AC220伏交流經在線式工頻變壓器Tl變壓后輸出給集成橋式整流器DlJ^Dl整流后經電容Cl濾波輸出穩定的直流電壓Vin，直流電壓Vin經開關斬波功率電路后輸出給輸出濾波電路濾波形成穩壓精度高、紋波電壓低的直流電；輸出濾波電路由穩壓二極管D4和濾波電容C3、C4并聯構成；開關斬波功率電路受開關斬波控制電路控制，開關斬波控制電路由TL494脈寬調制芯片及其外圍元件組成，TL494脈寬調制芯片由外圍RC振蕩電路產生的固定頻率控制開關頻率，通過輸出端的分壓電阻對輸出電壓采樣反饋回的電壓信號調整輸出占空比，即改變調整管的開關占空比控制輸出電壓，實現電壓相對穩定；開關斬波功率電路工作由開關管Q201、續流二極管D201、D202和儲能電感L201、L202及其外圍元件組成。
2.根據權利要求1所述的在線式集成一體化大功率開關穩壓電源，其特征在于:開關斬波功率電路中MOS管Q201漏極連接Vin，源極與取樣電阻R200、共模電感L202串聯后輸出至+Vqut，柵極串聯電阻R201后連接G接點；電阻R203與電容C201串聯以后并聯在MOS管Q201源極與地之間，二極管D201陰極連接MOS管Q201源極，陽極接地；電容C202正極接取樣電阻R200，負極接電感L201 ; 二極管D202、電阻R202、電容C204并聯在+Vqut和-Vqut之間；電容C205連接在-Vqut與外殼之間；電感L201連接在電感L202與地之間。
3.根據權利要求1所述的在線式集成一體化大功率開關穩壓電源，其特征在于:開關斬波控制電路中交流輸入經整流橋BlOl整流后輸出，整流橋BlOl直流輸出端與電容ClOl正極相連，電容ClOl負極與地相連；整流橋BlOl直流輸出正端連接IClOl輸入端，直流輸出負端連接IClOl接地端；電容C102正極接IClOl輸出端，負極接地；IC102的I腳連接在可調電阻W201和電阻R104之間，2腳連接在電阻RlOl和R102之間；3腳連接在電容C105和C106之間以及電阻R106和R108之間，4腳接地，5腳串接電容C108后接地，6腳串接電阻R109后接地，7腳接地，8腳與11腳互連后連接三極管QlOl柵極，9腳、10腳互連后接地，12腳接IClOl直流輸出正端，13腳接地，14腳接電容C103正極及電阻RlOl、可調電阻W201、電阻R105,15腳接電阻R105和Rl 12之間以及電容C107、C106之間，16腳串接電阻R107后連接接點R ;三極管QlOl源極與三極管Q103集電極互連并接地，三極管QlOl漏極與三極管Q102、Q103基極互連后串接電阻Rlll接入IClOl直流輸出正端，三極管Q102發射極與Q103發射極互連后連接接點G ;電阻R*與電容C206并聯后接地，另一端連接接點L ；1接點接地；其中，IClOl為集成電路LM7812，IC102為集成電路TL494。
【文檔編號】H02M7/217GK204145323SQ201420642576
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月2日 優先權日:2014年11月2日
【發明者】白杰 申請人:航天長峰朝陽電源有限公司