宽输入电压范围的三相高频开关电源制造技术

本发明专利技术提供了一种宽输入电压范围的三相高频开关电源，包括断路器、EMI滤波器、三相AC‑DC整流桥、DC‑AC逆变电路、高频AC‑DC整流电路和高频滤波电路，所述EMI滤波器通过所述断路器连接电源，所述三相AC‑DC整流桥连接所述EMI滤波器的输出端并将滤波后的电源信号进行直流转换，所述DC‑AC逆变电路连接所述三相AC‑DC整流桥的输出端并将直流电源信号逆变为交流信号，所述高频AC‑DC整流电路连接所述DC‑AC逆变电路的输出端并将逆变后的高频交流电压进行幅值变换和隔离后进行整流输出，所述高频滤波电路连接所述高频AC‑DC整流电路的输出端并将整流后的直流电压信号滤波输出。该宽输入电压范围的三相高频开关电源具有设计科学、结构简单、损耗低、可靠性高的优点。

Three-phase High Frequency Switching Power Supply with Wide Input Voltage Range

The invention provides a three-phase high-frequency switching power supply with a wide input voltage range, including a circuit breaker, an EMI filter, a three-phase AC_DC rectifier bridge, a DC_AC inverter circuit, a high-frequency AC_DC rectifier circuit and a high-frequency filter circuit. The EMI filter connects the power supply through the circuit breaker, and the three-phase AC_DC rectifier bridge connects the output end of the EMI filter and the filtered power supply signal. The DC_AC inverting circuit connects the output terminal of the three-phase AC_DC rectifying bridge and converts the DC power supply signal into AC signal. The high frequency AC_DC rectifying circuit connects the output terminal of the DC_AC inverting circuit and converts and isolates the inverted high frequency AC voltage to rectify output. The high frequency filtering circuit connects the high frequency AC_DC rectifying circuit to rectify output after amplitude conversion and isolation. The output end of DC rectifier circuit and the DC voltage signal after rectification is filtered out. The three-phase high frequency switching power supply with wide input voltage range has the advantages of scientific design, simple structure, low loss and high reliability.

【技术实现步骤摘要】
宽输入电压范围的三相高频开关电源
本专利技术涉及了一种宽输入电压范围的三相高频开关电源。
技术介绍
世界各国供电电压各不一样，其中工业三相用电主要有以下几类：日本200V、北美220V或480V、南美380V、欧洲380V、中国380V、印度415V、韩国440V等等。对于同一种输出规格的工业高频开关电源来说，如果要应用到世界各地，势必需根据不同国家和地区电网电压的不同而选择不同的电路拓扑、不同的功率半导体器件以及不同的高频变压器参数设计等等。传统的宽输入电压范围的开关电源设计，采用单一的主电路拓扑，根据可能的最高电网电压来考虑关键器件的耐压水平，根据可能的最低电网电压来设计高频变压器的匝比、导线截面积等，不仅增加了整个系统的成本，而且还可能由于设计的局限性，导致低电压时输出功率必须降额等问题。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、结构简单、损耗低、可靠性高的宽输入电压范围的三相高频开关电源。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种宽输入电压范围的三相高频开关电源，包括断路器、EMI滤波器、三相AC-DC整流桥、DC-AC逆变电路、高频AC-DC整流电路和高频滤波电路，所述EMI滤波器通过所述断路器连接电源，所述三相AC-DC整流桥连接所述EMI滤波器的输出端并将滤波后的电源信号进行直流转换，所述DC-AC逆变电路连接所述三相AC-DC整流桥的输出端并将直流电源信号逆变为交流信号，所述高频AC-DC整流电路连接所述DC-AC逆变电路的输出端并将逆变后的高频交流电压进行幅值变换和隔离后进行整流输出，所述高频滤波电路连接所述高频AC-DC整流电路的输出端并将整流后的直流电压信号滤波输出。基于上述，所述DC-AC逆变电路包括电容C1、电容C2、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5和开关S6，所述电容C1的一端和所述电容C2的一端分别连接三相AC-DC整流桥整流输出的直流电压，所述电容C1的另一端连接所述电容C2的另一端，所述开关S1的一端和所述开关S3的一端分别连接所述电容C1的一端，所述开关S2的一端和所述开关S6的一端分别连接所述开关S1的另一端，所述开关S4的一端连接所述开关S3的另一端，所述开关S2的另一端和所述开关S4的另一端分别连接所述电容C2的一端，所述开关S5的一端连接所述电容C1的另一端，所述开关S5的另一端连接所述开关S6的另一端，其中所述开关S3的另一端和所述开关S5的另一端还分别连接所述高频AC-DC整流电路的输入端。基于上述，所述高频AC-DC整流电路包括高频变压器T1、二极管D1和二极管D2，所述高频滤波电路包括电感L1和电容C3，所述高频变压器T1一次侧连接所述DC-AC逆变电路的输出端，所述二极管D1的阳极连接所述高频变压器T1二次侧的一端，所述二级管D2的阳极连接所述高频变压器T1的二次侧的另一端，所述二极管D1的阴极和所述二极管D2的阴极分别连接所述电感L1的一端，所述电容C3分别连接所述电感L1的另一端和所述高频变压器T1二次侧的中点，所述电感L1的另一端为高频滤波电路的输出端。本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术根据三相输入电压的大小对DC-AC逆变电路进行调节，以选择不同的DC-AC逆变回路，使得对变压器设计参数时，其交流输入电压的变化范围扩大了一倍，同时也降低了功率半导体器件在最高输入电压时的耐压等级，使得该开关电源适用于全球各个国家，其具有设计科学、结构简单、损耗低、可靠性高的优点。附图说明图1是本专利技术的电学结构示意框图。图2是本专利技术的电路结构示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，一种宽输入电压范围的三相高频开关电源，包括断路器、EMI滤波器、三相AC-DC整流桥、DC-AC逆变电路、高频AC-DC整流电路和高频滤波电路，所述EMI滤波器通过所述断路器连接电源，所述三相AC-DC整流桥连接所述EMI滤波器的输出端并将滤波后的电源信号进行直流转换，所述DC-AC逆变电路连接所述三相AC-DC整流桥的输出端并将直流电源信号逆变为交流信号，所述高频AC-DC整流电路连接所述DC-AC逆变电路的输出端并将逆变后的高频交流电压进行幅值变换和隔离后进行整流输出，所述高频滤波电路连接所述高频AC-DC整流电路的输出端并将整流后的直流电压信号滤波输出。使用时，断路器连接电源用于保障用电安全，通过EMI滤波器的滤波作用后交流电信号输入所述三相AC-DC整流桥进行直流转换，根据需要对DC-AC逆变电路进行调节设置，将转换后的直流电逆变为高频交流电信号，再经过高频AC-DC整流电路的幅值变换和隔离后，经过高频滤波电路滤波作用输出。具体的，如图2所示，所述DC-AC逆变电路包括电容C1、电容C2、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5和开关S6，所述电容C1的一端和所述电容C2的一端分别连接三相AC-DC整流桥整流输出的直流电压，所述电容C1的另一端连接所述电容C2的另一端，所述开关S1的一端和所述开关S3的一端分别连接所述电容C1的一端，所述开关S2的一端和所述开关S6的一端分别连接所述开关S1的另一端，所述开关S4的一端连接所述开关S3的另一端，所述开关S2的另一端和所述开关S4的另一端分别连接所述电容C2的一端，所述开关S5的一端连接所述电容C1的另一端，所述开关S5的另一端连接所述开关S6的另一端，其中所述开关S3的另一端和所述开关S5的另一端还分别连接所述高频AC-DC整流电路的输入端。所述高频AC-DC整流电路包括高频变压器T1、二极管D1和二极管D2，所述高频滤波电路包括电感L1和电容C3，所述高频变压器T1一次侧连接所述DC-AC逆变电路的输出端，所述二极管D1的阳极连接所述高频变压器T1二次侧的一端，所述二级管D2的阳极连接所述高频变压器T1的二次侧的另一端，所述二极管D1的阴极和所述二极管D2的阴极分别连接所述电感L1的一端，所述电容C3分别连接所述电感L1的另一端和所述高频变压器T1二次侧的中点，所述电感L1的另一端为高频滤波电路的输出端。Udc为由前级三相AC-DC整流桥变换得到的直流电压，当三相交流电源输入电压范围在200V-340V之间时，开关S5断开，开关S6闭合，开关S1、开关S2、开关S3和开关S4组成一个H逆变桥，通过将开关S1及开关S4、开关S2及开关S3对角的交替接通或关断，将直流电压Udc变换为高频的交流电压，高频变压器T1两端承受的最高电压为Udc，开关S5承受的最高电压为Udc/2,开关S1、开关S2、开关S3和开关S4承受的最高电压为Udc。当三相交流电源输入电压范围为340V-480V时，开关S5闭合，开关S6、开关S1和开关S2断开，电容C1、C2和开关S3、开关S4组成一个逆变桥，通过开关S3和开关S4的交替接通或关断，将直流电压Udc变换为高频交流电压，高频变压器T1两端承受的最高电压为Udc/2,开关器件S6承受的最高电压为Udc/2，开关S1-S4承受的最高电压为Udc/2。高频交流电压通过高频变压器T1的电压变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽输入电压范围的三相高频开关电源，其特征在于：包括断路器、EMI滤波器、三相AC‑DC整流桥、DC‑AC逆变电路、高频AC‑DC整流电路和高频滤波电路，所述EMI滤波器通过所述断路器连接电源，所述三相AC‑DC整流桥连接所述EMI滤波器的输出端并将滤波后的电源信号进行直流转换，所述DC‑AC逆变电路连接所述三相AC‑DC整流桥的输出端并将直流电源信号逆变为交流信号，所述高频AC‑DC整流电路连接所述DC‑AC逆变电路的输出端并将逆变后的高频交流电压进行幅值变换和隔离后进行整流输出，所述高频滤波电路连接所述高频AC‑DC整流电路的输出端并将整流后的直流电压信号滤波输出。

【技术特征摘要】
1.一种宽输入电压范围的三相高频开关电源，其特征在于：包括断路器、EMI滤波器、三相AC-DC整流桥、DC-AC逆变电路、高频AC-DC整流电路和高频滤波电路，所述EMI滤波器通过所述断路器连接电源，所述三相AC-DC整流桥连接所述EMI滤波器的输出端并将滤波后的电源信号进行直流转换，所述DC-AC逆变电路连接所述三相AC-DC整流桥的输出端并将直流电源信号逆变为交流信号，所述高频AC-DC整流电路连接所述DC-AC逆变电路的输出端并将逆变后的高频交流电压进行幅值变换和隔离后进行整流输出，所述高频滤波电路连接所述高频AC-DC整流电路的输出端并将整流后的直流电压信号滤波输出。2.根据权利要求1所述的宽输入电压范围的三相高频开关电源，其特征在于：所述DC-AC逆变电路包括电容C1、电容C2、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5和开关S6，所述电容C1的一端和所述电容C2的一端分别连接三相AC-DC整流桥整流输出的直流电压，所述电容C1的另一端连接所述电容C2的另一端，所述开关S1的一端和所述开关S3的一端分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雄，孙利娟，屈毅，杨成，毛舟，张玉龙，李忠桥，
申请(专利权)人：湖北英特利电气有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42