一種帶有保護電路的反激開關電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種反激開關電源，具體涉及一種帶有保護電路的反激開關電源。
【背景技術】
[0002]開關電源被譽為高效節能電源，現已成為穩壓電源的主流產品，開關電源采用功率半導體器件作為開關器件，通過周期性間接工作，控制開關器件的占空比來調節輸出電壓。
[0003]反激開關電源以其結構簡單、元器件少等優點在自動控制、智能儀表等的設備中得到廣泛應用。反激開關電源的主要工作原理是:M0S管開通時，變壓器原邊儲存能量，關斷時，將儲存的能量傳送到變壓器副邊，經電容濾波后得到所需要的電壓。傳統的電壓型反激開關電源從變壓器輸入端取電壓進行反饋控制，結構簡單、成本低、易于實現。但是，電壓型反激開關電源不對輸出電壓進行采集、控制，使得其輸出電壓精度不高，對負載的變化響應速度不夠快，工作異常時也不能提供及時的保護，可能對電源本身及其負載造成不必要的損失。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本實用新型提供一種輸出精度高、負載適用性強的帶有保護電路的反激開關電源。
[0005]為解決上述問題，本實用新型采取的技術方案為:一種帶有保護電路的反激開關電源，包括電壓基準電路、電壓控制器、電流控制器及PWM生成電路、主電路、直流母線、原邊電流采樣電路和輸出電壓采樣電路，電壓控制器的同相輸入端連接至電壓基準電路的輸出端Uref，其反相輸入端連接至輸出電壓采樣電路的輸出端Uf，其輸出端Ucomp與電流控制器及PWM生成電路的第一輸入端相連；電流控制器及PWM生成電路的第二輸入端連接至原邊電流采樣電路的輸出端If，電流控制器及PWM生成電路的輸出端與主電路的PWM輸入端PWM相連，主電路的直流輸入端Ui與直流母線的輸出端相連，主電路的原邊電流輸出端Is與原邊電流采樣電路的輸入端相連，其電壓輸出端Uo作為電源同時作為采樣電壓連接至輸出電壓采樣電路的輸入端，還包括保護電路，所述的保護電路包括隔離電路、輸出過流保護電路、輸出過壓保護電路、變壓器過熱保護電路以及輸入電壓異常保護電路，輸出過流保護電路的輸入端連接至主電路的輸出電流采樣端，輸出過壓保護電路的輸入端連接至主電路的電壓輸出端Uo，變壓器過熱保護電路輸入端接一電源，輸出過流保護電路、輸出過壓保護電路及變壓器過熱保護電路輸出端分別經二極管連接至隔離電路輸入端，輸入電壓異常保護電路輸入端接直流母線輸出端，其輸出端與隔離電路輸出端相連至電壓控制器輸出端Ucomp ο
[0006]所述的主電路是包括一具有一組原邊繞組和四組副邊繞組的變壓器，原邊繞組輸入端作為主電路的直流輸入端與直流母線的輸出端相連，輸出端接NMOS場效應管漏極，其柵極經一驅動電阻作為主電路的PWM輸入端與電流控制器及PWM生成電路的輸出端相連，其源極作為主電路的原邊電流輸出端連接至原邊電流采樣電路的輸入端；四個副邊繞組回路中分別串有一用于整流的開關二極管，第一副邊繞組經開關二極管整流后，經過一并聯有穩壓二極管的濾波電容后得到直流輸出；第二副邊繞組與第三副邊繞組的輸出回路上各串聯有一電流采樣電阻，分別引出主電路的輸出電流第一、第二采樣端連接至輸出過流保護電路的輸入端，第二副邊繞組輸出端作為電壓輸出端連接至輸出過壓保護電路的輸入端；第四副邊繞組回路上接一用于穩定其輸出電壓的三端穩壓器；原邊繞組與第一副邊繞組共地，第二副邊繞組、第三副邊繞組及第四副邊繞組共地且與原邊繞組及第一副邊繞組隔離。
[0007]所述的輸出過流保護電路是這樣的:比較器同相輸入端接地，反相輸入端經分壓電阻連接至2.5V基準電壓，同時經分壓電阻連接至主電路的輸出電流第一采樣端為第二副邊繞組提供過流保護，比較器的輸出端接至二極管陽極，二極管陰極接至隔離電路；比較器同相輸入端接地，反相輸入端經分壓電阻連接至2.5V基準電壓，同時經并聯有濾波電容的分壓電阻連接至主電路的輸出電流第二采樣端為第三副邊繞組提供過流保護，比較器的輸出端接至比較器的同相輸入端，比較器的反相輸入端接2.5V基準電源，比較器輸出端經二極管接至隔離電路。所述的輸出過壓保護電路是這樣的:比較器反相輸入端接2.5V基準電壓，同相輸入端經并聯有濾波電容的分壓電阻接地，同時經分壓電阻接主電路電壓輸出端，比較器輸出端接二極管陽極，二極管陰極接至隔離電路。
[0008]所述變壓器過熱保護電路是這樣的:比較器同相輸入端接2.5V基準電源，反相輸入端經并聯有濾波電容的分壓電阻接地，同時經分壓電阻串聯一固定于變壓器磁芯用于采集變壓器磁芯溫度的熱敏電阻后接15V電源，比較器輸出端接二極管陽極，二極管陰極接至隔離電路。輸入電壓異常保護電路包括保護基準電路、輸入缺相保護電路及輸入欠壓保護電路，保護基準電路包括一并聯有濾波電容的穩壓二極管，穩壓二極管經限流電阻接直流母線輸出端；輸入缺相保護電路包括一比較器，比較器反相輸入端接至由分壓電阻實現的保護基準，比較器同相輸入端經三極管輸入缺相檢測信號，比較器經比例基準電路連接至二極管的陽極；輸入欠壓保護電路包括比較器，其反相輸入端接至由分壓電阻實現的保護基準，其同相輸入端為一比例基準電路，其輸出端接至二極管的陽極，二極管和二極管的陰極均經三極管接至隔離電路。
[0009]電流控制器及PWM生成電路采用集成芯片實現，原邊采樣電路經采樣電阻對原邊電流進行采樣連接到電流控制器第二輸入端。
[0010]所述電壓控制器，包含一比例積分控制器和一隔離光耦電路，比例積分器的輸入即為電壓控制器的輸入，比例積分控制器的輸出與隔離光耦電路的輸入端連接，隔離光耦電路的輸出作為電壓控制器的輸出，輸出電壓米樣電路為主電路輸出電壓經分壓電阻分壓后連接在比例積分控制器反相輸入端。
[0011]所述直流母線是這樣的:三相交流輸入分別經三個接線端子后連接至三個保險絲的一端，三個保險絲分別串聯三個限流電阻后接三個缺相保護檢測電阻一端，三個缺相保護檢測電阻的另一端短接后得到輸入缺相檢測信號，此外第三限流電阻連接至第一整流橋和第二整流橋的第一交流輸入端，第二限流電阻連接至第二整流橋的第二交流輸入端，第一限流電阻連接至第一整流橋的第二交流輸入端，兩整流橋輸出并聯后經電解電容得到平滑的直流輸出。
[0012]所述基準電路由穩壓二極管或三端可調穩壓器生成穩定的輸出電壓，為電壓控制器提供穩定的電壓基準。
[0013]本實用新型以輸出電壓為采樣控制信號，以基準源為給定電壓，使反激開關電源控制器可根據輸出電壓及負載的變化迅速、準確的調整占空比，從而使輸出電壓精度更高、負載適應性更好。
[0014]此外，增加輸入欠壓、輸入缺相、輸出過壓、輸出過流、變壓器過熱保護電路，當以上任意故障發生時可迅速切斷反激開關電源控制器的PWM輸出信號，停止電源輸出，提高了工作的可靠性、安全性，避免對電源本身及其負載的損害。
[0015]本實用新型通過設置保護電路可對輸出電壓進行采集、控制，提高了輸出電壓精度高，加快了對負載的變化響應速度，工作異常時能夠提供及時的保護，減少了對電源本身及其負載造成不必要的損失。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的原理框圖；
[0017]圖2是本實用新型實施例1的主電路原理圖；
[0018]圖3是本實用新型實施例1的保護電路原理圖；
[0019]圖4是本實用新型實施例1的電流控制器及PWM生成電路、原邊電流采樣電路的原理圖；
[0020]圖5是本實用新型實施例1的電壓控制器及輸出電壓采樣電路的原理圖；
[0021]圖6是本實用新型實施例1的直流母線電路原理圖；
[0022]圖7是本實用新型實施例1的電壓基準電路原理圖；
【具體實施方式】
[0023]一種帶有保護電