一种基于锁相环的开关电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于锁相环的开关电源，本实用新型专利技术包括交流电源(Vin)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、脉冲变压器(PT)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、锁相环(PLL)、移相器、调压器；所述锁相环(PLL)由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器以及分频器构成。本实用新型专利技术优点在于输出电压可以减小频率波动的影响，在较大范围内保持稳定，简化之前的设计，能够满足较为严苛的环境需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于锁相环的开关电源
本技术涉及电力电子领域，更具体地说，涉及一种基于锁相环的开关电源。
技术介绍
现代信息电子技术的发展，对于电源的要求越来越高。传统开关电源主要基于PWM控制技术，但是随着要求的不断提高，电源频率的波动对于输出电压的影响日益显著。之前的措施主要是采用AC-DC-AC-DC技术，采用多次整流逆变才能有效排除频率波动的影响。因此，有必要对原有的模型进行简化。基于典型的半桥式电路，并结合锁相环理论设置反馈回路，使得输出电压可以根据电源频率快速进行调节并保持稳定；并且由二极管的两个输出端反向串联，使得共模信号最大限度降低输出电压波动。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的电源频率对输出电压有较大影响，提供一种基于锁相环的开关电源。本技术解决其技术问题所采用的的技术方案为一种基于锁相环的开关电源，其特征在于，包括交流电源(Vin)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、脉冲变压器(PT)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、锁相环(PLL)、移相器、调压器；所述锁相环(PLL)由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器以及分频器构成；所述第一开关管(Q1)的源极与所述第二开关管(Q2)的漏极连接，所述第一开关管(Q1)的漏极与所述第二开关管(Q2)的源极并联连接于所述交流电源(Vin)，所述第一开关管(Q1)的源极与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)同名端连接，所述第二开关管(Q2)的漏极与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)同名端连接；所述第一电容(C1)与第二电容(C2)串联连接并并联连接于所述交流电源(Vin)，所述第一电容(C1)与第二电容(C2)串联的连接点与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)异名端连接；所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的同名端与所述第一二极管(D1)的阳极连接，所述第一二极管(D1)的阴极、所述第一电感(L1)、所述第三电容(C3)、所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的异名端依次串联连接；所述脉冲变压器(PT)的第二副边绕组(N3)的异名端与所述第二二极管(D2)的阳极连接，所述第二二极管(D2)的阴极、所述第二电感(L2)、所述第四电容(C4)、所述脉冲变压器(PT)的第二副边绕组(N3)的同名端依次串联连接；所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的异名端与所述第二电感(L2)和所述第四电容(C4)的连接点连接；所述锁相环(PLL)的第二接口(P2)、所述调压器、所述第一电感(L1)与所述第三电容(C3)的连接点依次串联连接；所述锁相环(PLL)的第一接口(P1)、所述移相器、所述第一开关管(Q1)的栅极依次串联连接；所述锁相环(PLL)的第一接口(P1)与所述第二开关管(Q2)的栅极连接；所述锁相环(PLL)的第三接口(P3)与所述第二开关管(Q2)的源极连接；所述的鉴相器、环路滤波器、压控振荡器依次串联连接；所述压控振荡器与所述分频器连接；所述分频器与所述鉴相器连接。作为优选，所述第一开关管(Q1)为IGBT功率开关管或者IGCT功率开关管，所述第二开关管(Q2)为IGBT功率开关管或者IGCT功率开关管；所述脉冲变压器(PT)为由原边绕组(N1)、第一副边绕组(N2)以及第二副边绕组(N3)构成，所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)以及第二副边绕组(N3)匝数相等；所述移相器为反相器；所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)以及第二副边绕组(N3)的输出电压反向串联，构成共模电压输出，并反馈到锁相环(PLL)之中；所述的第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)组成的开关电路对于所述交流电源(Vin)输入信号进行脉冲调制，经脉冲变压器(PT)输出到第一副边绕组(N2)以及第二副边绕组(N3)得到脉动直流信号，脉动直流信号经过所述第一电感(L1)与所述第一电容(C1)组成的LC滤波器、所述第二电感(L2)与所述第二容(C2)组成的LC滤波器处理为平滑的直流信号输出电压，再将第一副边绕组(N2)以及第二副边绕组(N3)的输出反向串联构成共模输出抑制电压波动；平滑的直流信号经所述调压器作用与所述压控振荡器反向跟踪所述交流电源(Vin)输入信号的变化，所述压控振荡器会改变输出频率，经过所述分频器与所述交流电源(Vin)输入信号的频率进行比较，通过负反馈对于开关频率进行微调，从而调整输出电压保持稳定。与现有技术相比，本技术优点为输出极采用两个二极管的反向串联，共模信号抑制电压波动；且基于锁相环的频率调节使得输出电压可以在较大范围内保持稳定，简化之前的设计，能够满足严苛环境需求；采用脉冲变压器隔离输入与输出之间的可能出现的冲击，保障设备安全。附图说明图1:本技术结构框图；图2:本技术锁相环电路框图；图3:输出电压波形。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本技术，下面结合附图及实施例对本技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，为本技术电流结构框图。本技术实施例所采用的的技术方案为一种基于锁相环的开关电源，其特征在于，包括交流电源(Vin)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、脉冲变压器(PT)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、锁相环(PLL)、移相器、调压器；所述锁相环(PLL)由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器以及分频器构成；所述第一开关管(Q1)的源极与所述第二开关管(Q2)的漏极连接，所述第一开关管(Q1)的漏极与所述第二开关管(Q2)的源极并联连接于所述交流电源(Vin)，所述第一开关管(Q1)的源极与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)同名端连接，所述第二开关管(Q2)的漏极与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)同名端连接；所述第一电容(C1)与第二电容(C2)串联连接并并联连接于所述交流电源(Vin)，所述第一电容(C1)与第二电容(C2)串联的连接点与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)异名端连接；所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的同名端与所述第一二极管(D1)的阳极连接，所述第一二极管(D1)的阴极、所述第一电感(L1)、所述第三电容(C3)、所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的异名端依次串联连接；所述脉冲变压器(PT)的第二副边绕组(N3)的异名端与所述第二二极管(D2)的阳极连接，所述第二二极管(D2)的阴极、所述第二电感(L2)、所述第四电容(C4)、所述脉冲变压器(PT)的第二副边绕组(N3)的同名端依次串联连接；所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的异名端与所述第二电感(L2)和所述第四电容(C4)的连接点连接；所述锁相环(PLL)的第二接口(P2)、所述调压器、所述第一电感(L1)与所述第三电容(C3)的连接点依次串联连接；所述锁相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于锁相环的开关电源，其特征在于，包括交流电源(Vin)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、脉冲变压器(PT)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、锁相环(PLL)、移相器、调压器；所述锁相环(PLL)由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器以及分频器构成；所述第一开关管(Q1)的源极与所述第二开关管(Q2)的漏极连接，所述第一开关管(Q1)的漏极与所述第二开关管(Q2)的源极并联连接于所述交流电源(Vin)，所述第一开关管(Q1)的源极与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)同名端连接，所述第二开关管(Q2)的漏极与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)同名端连接；所述第一电容(C1)与第二电容(C2)串联连接并并联连接于所述交流电源(Vin)，所述第一电容(C1)与第二电容(C2)串联的连接点与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)异名端连接；所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的同名端与所述第一二极管(D1)的阳极连接，所述第一二极管(D1)的阴极、所述第一电感(L1)、所述第三电容(C3)、所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的异名端依次串联连接；所述脉冲变压器(PT)的第二副边绕组(N3)的异名端与所述第二二极管(D2)的阳极连接，所述第二二极管(D2)的阴极、所述第二电感(L2)、所述第四电容(C4)、所述脉冲变压器(PT)的第二副边绕组(N3)的同名端依次串联连接；所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的异名端与所述第二电感(L2)和所述第四电容(C4)的连接点连接；所述锁相环(PLL)的第二接口(P2)、所述调压器、所述第一电感(L1)与所述第三电容(C3)的连接点依次串联连接；所述锁相环(PLL)的第一接口(P1)、所述移相器、所述第一开关管(Q1)的栅极依次串联连接；所述锁相环(PLL)的第一接口(P1)与所述第二开关管(Q2)的栅极连接；所述锁相环(PLL)的第三接口(P3)与所述第二开关管(Q2)的源极连接；所述的鉴相器、环路滤波器、压控振荡器依次串联连接；所述压控振荡器与所述分频器连接；所述分频器与所述鉴相器连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于锁相环的开关电源，其特征在于，包括交流电源(Vin)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、脉冲变压器(PT)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、锁相环(PLL)、移相器、调压器；所述锁相环(PLL)由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器以及分频器构成；所述第一开关管(Q1)的源极与所述第二开关管(Q2)的漏极连接，所述第一开关管(Q1)的漏极与所述第二开关管(Q2)的源极并联连接于所述交流电源(Vin)，所述第一开关管(Q1)的源极与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)同名端连接，所述第二开关管(Q2)的漏极与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)同名端连接；所述第一电容(C1)与第二电容(C2)串联连接并并联连接于所述交流电源(Vin)，所述第一电容(C1)与第二电容(C2)串联的连接点与所述脉冲变压器(PT)的源边绕组(N1)异名端连接；所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的同名端与所述第一二极管(D1)的阳极连接，所述第一二极管(D1)的阴极、所述第一电感(L1)、所述第三电容(C3)、所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的异名端依次串联连接；所述脉冲变压器(PT)的第二副边绕组(N3)的异名端与所述第二二极管(D2)的阳极连接，所述第二二极管(D2)的阴极、所述第二电感(L2)、所述第四电容(C4)、所述脉冲变压器(PT)的第二副边绕组(N3)的同名端依次串联连接；所述脉冲变压器(PT)的第一副边绕组(N2)的异名端与所述第二电感(L2)和所述第四电容(C4)的连接点连接；所述锁相环(PLL)的第二接口(P2)、所述调压器、所述第一电感(L1)与所述第三电容(C3)的连接点依次串联连接；所述锁相环(P...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍全顺，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42