一种具有宽动态输入适应能力的电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有宽动态输入适应能力的电源装置。用变压器次级高低压绕组自动切换来增大输入工作电压范围；用有回差的控制器控制电源切换来避免切换振荡；用串联触发电阻实现静态平衡并结合用常规RC动态平衡一起来解决可控硅串联分压失衡所致过压损坏问题；用大功率场效应管与稳压二极管构成毫秒级并联限压保护再组合变压器隔离、常规微秒级瞬态保护，构成适合输电线路地线取电的雷电与操作过电压过压的完整保护。实现电源了的超宽输入电压适应能力，且不会对该电源造成负面影响。

Power supply device with wide dynamic input adaptability

The utility model discloses a power supply device with wide dynamic input adaptability. With the high and low voltage transformer secondary winding automatically switches to increase the input voltage range; with controller return difference control power switch to avoid switching oscillation; with series triggering resistance to achieve static balance and combined with conventional RC dynamic balance to solve the pressure caused by the imbalance of series thyristor overvoltage damage problem; a millisecond parallel voltage limiting protection combined transformer isolation and conventional microsecond transient protection with high power field effect transistor and zener diode, which is suitable for power transmission lines and lightning overvoltage overvoltage protection complete. To achieve the power of the ultra wide input voltage adaptation, and will not have a negative impact on the power supply.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电气领域，具体涉及一种具有宽动态输入适应能力的电源装置。
技术介绍
随着国民经济的高速发展，各种在线监测装置的使用越来越广泛。在有些特殊环境下，监测设备很难通过市电获取电能，需要通过一些特殊的手段从设备周边取得能量，而这类能量的输出电压极为不稳定，变化范围可以从几伏电压到上百伏电压，如从输电线路的架空地线获取的能量就具有如此特征。而要想从这种能源中获取能量，我们采用的电源系统必须具有很宽的动态输入适应范围。而目前绝大多数的电源工作范围都比较窄，常规电源的输入电压范围多为额定电压的±20%，一些特殊的电源也只能达到额定电压的±30%就算是具有很宽的输入适应能力了，但这些电源用到诸如架空防雷地线的取电上仍然无法满足其剧烈的电压波动，很容易出现电源损坏的情况。因此，本技术就是设计出一种输入电压在10V~120V范围内动态变化时仍然可以稳定工作的电源装置。高压输电线地线取电基于电磁感应原理，当输电线与地线耦合关系不变，输电频率不变时，感应电压与输电电流和取电距离成正比。输电电流因负荷变化和线路运行方式不同会在很大范围内变化，特别是最小负荷值的变化，造成此类电源的工作区间受线路电流和取电距离制约。提高此类电源设备的工作电压范围是开发此类电源的重要目标。
技术实现思路
为了克服上述
技术介绍
的缺陷，本技术提供一种具有宽动态输入适应能力的电源装置。为了解决上述技术问题本技术的所采用的技术方案为：一种具有宽动态输入适应能力的电源装置，包括变压器，变压器的原边L1用于连接输入电压源，副边包括次级绕组L3和次级绕组L2，次级绕组L2与原边L1的变压比为1:1，次级绕组L3与原边L1的变压比为X:1，X的值为大于1的整数；次级绕组L3的输出端通过整流器BD2连接微触发可控硅电路，次级绕组L2的输出端通过整流器BD1，还包括控制器K，控制器K的输出端连接光耦合器的一端，光耦合器的另一端连接整流器BD1的接地端；整流器BD1的输出端和微触发可控硅电路的输出端并联作为电压输出端，电压输出端用于连接用电设备。较佳地，微触发可控硅电路包括两个同向串联的二极管T1和T2，二极管T1的阳极连接整流器BD2的输出端，二极管T1的阴极连接二极管T2的阳极，二极管T2阴极作为微触发可控硅电路的输出端与整流器BD1的输出端并联，用于连接用电设备。较佳地，二极管T1和二极管T2均设有平衡动态分压电路和平衡静态分压电路。较佳地，光耦合器包括串联的整流二极管U1、整流二极管U2和电阻R5，整流二极管U1的阳极连接控制器的输出端，整流二极管U1的阴极连接整流二极管U2的阳极，整流二极管U2的阴极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接整流器BD1的接地端。较佳地，电压输出端并联有钳位限压保护电路，包括稳压二极管V4、稳压二极管V5、电阻R6和场效应管Q1。较佳地，在次级绕组L3和次级绕组L2的输出端均设有瞬态过压抑制电路。较佳地，瞬态过压抑制电路包括并联的工模旁路电容和TVS二极管。本技术的有益效果在于：用变压器次级高低压绕组自动切换来增大输入工作电压范围；用有回差的控制器控制电源切换来避免切换振荡；用串联触发电阻实现静态平衡并结合用常规RC动态平衡一起来解决可控硅串联分压失衡所致过压损坏问题；用大功率场效应管与稳压二极管构成毫秒级并联限压保护再组合变压器隔离、常规微秒级瞬态保护，构成适合输电线路地线取电的雷电与操作过电压过压的完整保护。实现电源了的超宽输入电压适应能力，且不会对该电源造成负面影响。附图说明图1为本技术实施例1的电路结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明。本实施例如图1所示，一种具有宽动态输入适应能力的电源装置，包括变压器，变压器的原边L1用于连接输入电压源，副边包括次级绕组L3和次级绕组L2，次级绕组L2与原边L1的变压比为1:1，次级绕组L3与原边L1的变压比为X:1，X的值为大于1的整数；本实施例的X=4，也即次级绕组L3与原边L1的变压比为4:1。次级绕组L3的输出端通过整流器BD2连接微触发可控硅电路，次级绕组L2的输出端通过整流器BD1，还包括控制器K，控制器K的输出端连接光耦合器的一端，光耦合器的另一端连接整流器BD1的接地端；整流器BD1的输出端和微触发可控硅电路的输出端并联作为电压输出端，电压输出端用于连接PWM开关电源电路的输入端。微触发可控硅电路包括两个同向串联的二极管T1和T2，二极管T1的阳极连接整流器BD2的输出端，二极管T1的阴极连接二极管T2的阳极，二极管T2阴极作为微触发可控硅电路的输出端与整流器BD1的输出端并联，用于连接用电设备。二极管T1和二极管T2均设有平衡动态分压电路和平衡静态分压电路。二极管T1的平衡动态分压电路包括由R1和C1组成的串联RC电路，二极管T1的平衡静态分压电路包括电阻R3和三极管O1，二极管T2的平衡动态分压电路包括由R2和C2组成的串联RC电路，二极管T2的平衡静态分压电路包括电阻R4和三极管O2。采用可控硅串联接线方式，是避免输电线冲击电流对可控硅器件的过压冲击。为了解决分压失衡过压，用串联RC电路来平衡动态分压；用触发电阻串联来平衡静态分压。光耦合器包括串联的整流二极管U1、整流二极管U2和电阻R5，整流二极管U1的阳极连接控制器的输出端，整流二极管U1的阴极连接整流二极管U2的阳极，整流二极管U2的阴极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接整流器BD1的接地端。电压输出端并联有钳位限压保护电路，包括稳压二极管V4、稳压二极管V5、电阻R6和场效应管Q1。通过前卫限压保护电路可抑制毫秒级瞬态过电压，其措施为在电压输出端并联由R6、V4、V5、和大功率场效应管Q1组成的钳位限压保护，则当脉冲过压发生时，V5击穿，Q1泄压，V1得到钳位，脉冲压降被移到变压器漏抗和电源内阻上。V4限制保护动作时的Vgs而保护Q1的栅极不被击穿。限流电阻R6用于保护V5和V4。在次级绕组L3和次级绕组L2的输出端均设有瞬态过压抑制电路。瞬态过压抑制电路包括并联的工模旁路电容和TVS二极管，瞬态过压抑制电路对变压器主要起隔离雷电的作用，对于静电感应过电压和其他方式的耦合的微秒级瞬态过电压的抑制。次级绕组L3的瞬态过压抑制电路中，工模旁路电容包括电容C21和电容C22，TVS二极管为TV2；次级绕组L2的瞬态过压抑制电路中，工模旁路电容包括电容C23和电容C24，TVS二极管TV1。本实施例所述装置的工作过程如下：本专利技术是在PWM开关电源电路前，采用变压器次级高低压绕组自动切换来实现。T1、T2受控制器K控制，当电压输出端的输出电压超过VH值控制器输出高电平；当电压输出端的输出电压低于VL后输出为低电平，即它设计为触发电压有回差的控制器。VH和VL由用户根据需要预先设定好，并储存在控制器内。当电压输出端的输出电压未过VH前，因控制器输出低电平，光耦合器截止，T1、T2注入触发电流导通。整流器BD1的电压被封锁，电压输出端的输出电压为4倍电压整流输出。这是在输电线路的电流较低时，地线感应电压较低的情况下，变压器绕组供电来提高PWM输入电压使其能工作。当地线感应电压随输电电流增加，使电压输出端的输出电压超过换高值VH时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有宽动态输入适应能力的电源装置，其特征在于：包括变压器，所述变压器的原边L1用于连接输入电压源，副边包括次级绕组L3和次级绕组L2，所述次级绕组L2与原边L1的变压比为1:1，所述次级绕组L3与原边L1的变压比为X:1，所述X的值为大于1的整数；所述次级绕组L3的输出端通过整流器BD2连接微触发可控硅电路，所述次级绕组L2的输出端通过整流器BD1，还包括控制器K，所述控制器K的输出端连接光耦合器的一端，所述光耦合器的另一端连接所述整流器BD1的接地端；所述整流器BD1的输出端和所述微触发可控硅电路的输出端并联作为电压输出端，所述电压输出端用于连接用电设备。

【技术特征摘要】
1.一种具有宽动态输入适应能力的电源装置，其特征在于：包括变压器，所述变压器的原边L1用于连接输入电压源，副边包括次级绕组L3和次级绕组L2，所述次级绕组L2与原边L1的变压比为1:1，所述次级绕组L3与原边L1的变压比为X:1，所述X的值为大于1的整数；所述次级绕组L3的输出端通过整流器BD2连接微触发可控硅电路，所述次级绕组L2的输出端通过整流器BD1，还包括控制器K，所述控制器K的输出端连接光耦合器的一端，所述光耦合器的另一端连接所述整流器BD1的接地端；所述整流器BD1的输出端和所述微触发可控硅电路的输出端并联作为电压输出端，所述电压输出端用于连接用电设备。2.根据权利要求1所述的一种具有宽动态输入适应能力的电源装置，其特征在于：所述微触发可控硅电路包括两个同向串联的二极管T1和T2，二极管T1的阳极连接整流器BD2的输出端，二极管T1的阴极连接二极管T2的阳极，二极管T2阴极作为所述微触发可控硅电路的输出端与所述整流器BD1的输出端并联，用于连接用电设备。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永文，杨明彬，樊海峰，贺岺，张仲秋，贺顺生，黄秦军，魏娜，粱泉忠，程小平，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司海南供电公司，国网青海省电力公司，国家电网公司，陕西佳润科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：青海;63