开关电源制造技术

技术编号:8242457 阅读:199 留言:0更新日期:2013-01-24 23:26
本发明专利技术公开了一种开关电源,其中所述开关电源包括:一反激输出单元、一线性稳压单元、一PWM信号单元和一正激输出单元;所述反激输出单元与所述正激输出单元之间分别串接有所述线性稳压单元和PWM信号单元;其中所述反激输出单元输出一反激电压信号和一反相PWM信号;所述线性稳压单元对所述反激电压信号进行稳压;所述PWM信号单元用于将所述反相PWM信号转化为一正相PWM信号;所述正激输出单元基于稳压后的所述反激电压信号和所述正相PWM信号输出正激电压信号。本发明专利技术的开关电源,通过反激环路控制、线性稳压、正激输出的方式将正反激结合起来,降低负载调整率对IGBT驱动电压的影响,并完善保护功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种开关电源,特别是涉及一种适用于变频器的开关电源。
技术介绍
目前变频器用的小功率开关电源(尤其是50W以下的开关电源)多为单端反激式开关电源,因变频器通常需要多路隔离输出,开关电源变压器绕组呈多层机构 ,由于各个绕组的漏感不同,当各个绕组带载情况不同时,输出电压就会产生较大的变化。电压的波动对变频器的IGBT (绝缘栅双极型晶体管)逆变桥来说,会直接影响到IGBT开关的一致性,将导致变频器故障率上升。目前多采用增加假负载或二次线性稳压的方式对IGBT驱动电压进行改善,但这两种方式都存在一定的不足。适当的增加假负载,可以一定的程度上优化反激式开关电源的负载调整率,但是假负载会增加电源的额外损耗,降低电源的效率,而且假负载越大,负载调整率才能越好。由于受到开关电源效率的限制,假负载一般不能太大,电源的输出依然会随电源的负载变化有较大的波动。而且较大的电阻假负载也需要占据较大的PCB (印刷电路板)空间。用二次线性稳压的方式可以很好的解决IGBT驱动电压波形的问题,但是多路的隔离输出需要隔离稳压电路,将导致整个开关电源器件繁多,电路复杂。而且在负载短路时,普通反激式开关电源的短路保护功能无法对线性稳压电路进行有效的保护,容易造成稳压电路失效,变频器停机甚至损害变频器电源。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中单端反激式开关电源的负载调整率影响IGBT驱动电压、无法在负载短路时为开关电源提供有效保护以及在开关电源的原边开关管短路时无法保护IGBT管的缺陷,提供一种开关电源,通过反激环路控制、线性稳压、正激输出的方式将正反激结合起来,降低负载调整率对IGBT驱动电压的影响,并完善保护功能。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的本专利技术提供了一种开关电源,其特点是,所述开关电源包括一反激输出单元、一线性稳压单元、一 PWM (脉宽调制信号)信号单元和一正激输出单元;其中所述反激输出单元输出一反激电压信号和一反相PWM信号;所述线性稳压单元对所述反激电压信号进行稳压;所述PWM信号单元用于将所述反相P丽信号转化为一正相PWM信号;所述正激输出单元基于稳压后的所述反激电压信号和所述正相PWM信号输出正激电压信号。其中所述反激输出单元和正激输出单元均为本领域中惯用的电源输出单元,所以此处不再详细赘述。而且本专利技术中所述反激输出单元输出的PWM信号和正激输出单元的PWM信号之间是反相关系,所以本专利技术中将反激输出单元输出的PWM信号定义为反相信号,将适合于正激输出单元的PWM信号定义为正相信号,所述PWM信号单元由反相电路构成,并实现PWM信号的反相。较佳地,所述线性稳压单元为LDO电路(低压差线性稳压器)、自举升压电路、Buck电路(降压式变换电路)、Boost电路(开关直流升压电路)或Buck-Boost电路(降压或升压变换电路)等。本专利技术中所述线性稳压单元用于稳定所述反激输出单元输出的反激电压信号,所以现有技术中任何一种可以实现稳压效果的电路均可作为本专利技术的线性稳压单元。 较佳地,所述PWM信号单元包括一分压电路和一反相电路,其中所述分压电路从所述反激输出单元获取反相PWM信号,所述分压电路和反相电路通过对所述反相PWM信号分压和反相获得所述正相PWM信号。由于反激输出单元中的PWM信号的占空比一般均小于O. 5,为了让正激输出单元能够正常工作,本专利技术中将所述反相电路对PWM信号进行反相,而且还通过分压电路来使得PWM信号能够匹配正激输出单元的PWM输入电压要求。较佳地,所述开关电源还包括一电流限制单元,在反激电压信号的电流超过一阈值时,断开所述PWM信号单元和线性稳压单元与所述正激输出单元的电连接。较佳地,所述电流限制单元可以采用峰值限制电路,此外所述电流限制单元还可以由闭锁电路构成。本专利技术中通过电流限制单元在电流过大时,所述电流限制单元停止将所述正相PWM信号输送至所述正激输出单元,从而对所述PWM信号单元和线性稳压单元进行保护。所述峰值限制电路和闭锁电路均为现有技术中限制电流的常用电路技术,所以此处不再详细赘述。较佳地,所述反激输出单元还包括一第一整流滤波单元,所述第一整流滤波单元用于对所述反激输出单元输出的反激电压信号整流并滤波,并输出至所述线性稳压单元。较佳地,所述正激输出单元还包括一第二整流滤波单元,所述第二整流滤波单元用于对所述正激输出单元输出的正激电压信号整流并滤波,其中所述第二整流滤波单元将整流滤波后的所述正激电压信号维持在整流滤波前的所述正激电压信号的峰值。本专利技术的积极进步效果在于本专利技术的开关电源,过反激环路控制、线性稳压、正激输出的方式将正反激结合起来,降低负载调整率对IGBT驱动电压的影响,并完善保护功能。现有的开关电源是先进行隔离输出,然后对每路隔离输出进行线形稳压。有多少路隔离输出就有多少路线性稳压电路。电路复杂,元器件数量多,整个电路的可靠性被降低。本专利技术将线形稳压放在隔离输出的前级,当负载短路时,正激输出由电流限制单元关断,前级的线形稳压电路停止输出能量。线形稳压电路就会被很好的保护起来。此外,本专利技术的开关电源在原边开关管短路时,还能够有效地保护IGBT管。而且本专利技术将IGBT驱动电源由原来的反激输出变成正激输出,阻断其他路负载变化对IGBT驱动电压的影响。而且直接采用从反激输出借用PWM的方式进行正激输出,不需要额外的PWM发生电路。附图说明图I为本专利技术的变频器开关电源的较佳实施例的结构示意图。图2为本专利技术的变频器开关电源的较佳实施例的电路结构框图。具体实施例方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例,以详细说明本专利技术的技术方案。如图I所示,本实施例的用于变频器的开关电源包括一反激输出单元I、一线性稳压单元2、一 PWM信号单元3、一正激输出单元4和一电流限制单元5。·所述反激输出单元I分别与所述线性稳压单元2和PWM信号单元3电连接,所述线性稳压单元2和PWM信号单元3还与所述正激输出单元4电连接。其中所述反激输出单元I和正激输出单元4均为本领域中惯用的电源输出单元,如图2所示,以No为反激输出单元I的反馈,从而可以为电路板主要的数字/模拟电路供电;Vo_U、Vo_V、Vo_ff和Vo_N为正激输出单元4对变频器的IGBT驱动电源,Vol和Vo2为变频器需要的其他隔离电源。而且本实施例中所述反激输出单元I主要由变压器Tl及相应匹配的外围电路构成,所述正激输出单元4同样主要由变压器T2及相应匹配的外围电路构成。其中图2中所述变压器Tl的33和34脚作为反激输出单元I的输出端,即通过所述变压器Tl的33和34脚输出反激电压信号。所述变压器T2通过Vo_U、Vo_V、Vo_ff和Vo_N输出正激电压信号。而且反激输出单元的副边和正激输出单元的副边都可以根据实际需要改变输出的路数,增加减少都可以。即所述正激输出单元4和反激输出单元I输出的路数可以调整,但是在正激输出和反激输出划分时应尽量注意若负载变化较大,电压质量要求较高的一路作为反激输出,并用此路输出做反馈控制;若负载变化不大,电压质量要求较高,负载基本相同的几路输出作为正激输出;若负载变化较大,电压质量要求相对较低的几路输出,作为普通的反激输出。所述反激输出单元I包括一第一整流滤波单元11,其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源,其特征在于,所述开关电源包括:一反激输出单元、一线性稳压单元、一PWM信号单元和一正激输出单元;所述反激输出单元分别与所述线性稳压单元和PWM信号单元电连接,所述线性稳压单元和PWM信号单元还与所述正激输出单元电连接;其中所述反激输出单元输出一反激电压信号和一反相PWM信号;所述线性稳压单元对所述反激电压信号进行稳压;所述PWM信号单元用于将所述反相PWM信号转化为一正相PWM信号;所述正激输出单元基于稳压后的所述反激电压信号和所述正相PWM信号输出正激电压信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:邢辉江振洲庞忠浩时迎亮
申请(专利权)人:上海新时达电气股份有限公司上海辛格林纳新时达电机有限公司
类型:发明
国别省市:

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