有PFC电路的在线隔离式AC/DC电源制造技术

一种有ＰＦＣ电路的在线隔离式ＡＣ／ＤＣ电源，包括整流桥、第一充电电容（Ｃ６）、第一开关管（Ｑ１）、输出二极管（Ｄ５）、输出电感（Ｌ４）、输出电容（Ｃ８）、ＰＷＭ控制器（Ｕ１）、储能电感（Ｌ３）、第一隔离二极管（Ｄ１）、第二开关管（Ｑ２）、输出回路电流采样电阻（Ｒ８）和ＰＦＣ控制器（Ｕ２）。ＰＦＣ控制器（Ｕ２）的一个控制信号输出端与ＰＷＭ控制器（Ｕ１）的脉宽控制输入端相连，ＰＷＭ控制器输出的调制脉冲落在ＰＦＣ控制器输出的脉冲内，控制第一开关管与第二开关管同步导通和截止，从而在进行输出电压的调控和功率因数校准的同时，实现了电源的输入端与输出端的在线隔离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种AC/DC电源电路的结构， 一种有PFC电路的在线隔离式AC/DC电源。
技术介绍
开关电源是利用开关管以一定时间间隔重复地接通和断开，在开关管接通时丰lr入电 源通过滤波电路对负载供电并使电感储能，在开关管断开时，储存在电感中的能量通过 输出二极管释放给负载，从而使负载得到连续而稳定的能量。开关管的开关时间由脉沖宽度调制控制器(即PWM控制器)控制。已有的开关电源中，唯有并联型开关电源能实现输出与输入的隔离，这种结构形式能有效地防止输入端的强电流、高电压对输出端 人身设备的危害，但应用于大功率电源时，这种线路比较复杂，成本也较高，
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种具有在线隔离性能的串联型开关电源电路， 一种有PFC电路的 在线隔离式AC/DC电源。这种有PFC电路的在线隔离式AC/DC电源，包括整流桥、第一充电电容、第一开 关管，输出二极管、输出电感、输出电容和PWM控制器。第一充电电容的负极与整流 桥的负输出端相接，第一开关管接在第一充电电容的正极和输出二极管的负极之间，输 出二极管的正极接电源的负输出端；输出电感的一端接在输出二极管的负极，输出电感 的另一端接电源的正输出端；输出电容的两端与电源的正输出端和负输出端相接；第一 开关管的控制极与PWM控制器的控制信号输出端相接。此电源还包括储能电感、第一 隔离二极管、第二开关管、隔离电阻和PFC控制器(即功率因数校准控制器)。储能电感 的一端与整流桥的正输出端相接，储能电感的另一端与第一隔离二极管的正才及相接，第 一隔离二极管的负极与第一充电电容的正极相接，第二开关管接在第一隔离二极管的正 极与整流桥的负输出端之间，第二开关管的控制极与PFC控制器的控制信号输出端相连， PFC控制器的另 一个控制信号输出端与PWM控制器的脉宽控制输入端相连。隔离电阻 接在电源的负输出端与整流桥的负输出端之间。这种有PFC电路的在线隔离式AC/DC电源中，PWM控制器输出的调制脉冲由PFC 控制器控制，PWM控制器输出到第一开关管的调制脉冲频率与PFC控制器输出到第二 开关管的控制脉沖频率相同，而PWM控制器输出的调制脉冲宽度小于PFC控制器输出 的脉冲宽度，PWM控制器输出的调制脉冲落在PFC控制器输出的脉冲内，控制第一开关管与第二开关管同步导通和截止，从而在进行输出电压的调控和功率因数校准的同时， 实现了电源的输入端与输出端的在线隔离。附图说明附图1为有PFC电路的在线隔离式AC/DC电源的基本原理附图2为PWM控制器输出的调制脉沖与PFC控制器输出的脉冲的波形附图3为第二种有PFC电路的在线隔离式AC/DC电源的原理附图4为第三种有PFC电路的在线隔离式AC/DC电源的原理图。具体实施例方式如图1所示，这种有PFC电路的在线隔离式AC/DC电源包括整流桥、第一充电电容 C6、第一开关管Q1、输出二极管D5、输出电感L4、输出电容C8和PWM控制器U1。 第一充电电容C6的负极与整流桥的负输出端相接，第一开关管Ql接在笫一充电电容的正极和输出二极管D5的负极之间，输出二极管的正极接电源的负输出端RTN。输出电 感L4的一端接在输出二极管的负极，输出电感的另一端接电源的正输出端VOUT。输出 电容C8的两端与电源的正输出端VOUT及负输出端RTN相接。第一开关管Ql的控制 极与PWM控制器Ul的控制信号输出端(第4脚)相接。此电源还包括储能电感L3、 第一隔离二极管D1、第二开关管Q2、输出回路电流采样电阻R8和PFC控制器U2。储能电感L3的一端与整流桥的正输出端相接，储能电感的另一端与第一隔离二极管m的正极相接，第一隔离二极管的负极与第一充电电容C6的正极相接。第二开关管Q2接在第一隔离二极管Dl的正极与整流桥的负输出端之间，第二开关管Q2的控制极与PFC控制器U2的控制信号输出端(第4脚)相连，PFC控制器U2的另一个控制信号输出端(第 6脚)与PWM控制器Ul的脉宽控制输入端(第1脚)相连。输出回路电流采样电阻R8 接在电源的负输出端RTN与整流桥的负输出端之间。R8的作用为输出电流釆样。图中 R5、 R7的作用为输出电压稳压采样，R6的作用为Ql的均压电阻。如图1所示，交流电220V由输入端N、 L输入。Q2、 L3、 Dl、 Rl、 R3、 R4、 U2 为PFC功率因数校正电路。当Q1和Q2截止时，Dl导通，C6充电；当Q2导通时，对 L3进行储能，同时Q1导通，电容C6对L4、 C8充电，此时Dl截止。由上述可知，当 Q2导通时，输入端与输出端由Dl截止隔离；当Q2截止时输入端与输出端由Ql截止隔 离，在本电源的整个运行过程中，自始自终输入与输出都是隔离的，达到了在线自然隔 离的效果。图中R4的作用为PFC控制器U2输入回路电流负反馈及Q2电流的采样。Ql的控制信号是由PFC与PWM两种信号逻辑"与"产生的。PWM信号由Ul产 生，主要作用是调节Q1的脉冲宽度，来控制电压的稳定输出。PFC信号由U2产生，主要作用是提高功率因数。PFC控制器根据交流波的瞬时幅值产生一系列宽度不同的脉沖， 来控制Q2的开通关断，PWM控制器根据输出电压的幅值也产生不同宽度的脉沖。两个控制脉冲相与后控制Ql的开通关断。C6选配适当的容量，就能使输出电压既稳定又受Ul的l脚控制，使Q2、 Ql同步导通，Q2导通期间，Ql的调制脉沖宽度一定落在Q2 的导通脉冲宽度里面，从而实现在线隔离。Ql和Q2调制脉沖的波形如图2所示，图2 中曲线1为Ql的调制脉冲波形，曲线2为Q2的调制脉冲波形。图1中R6为Ql的均压 电阻，R5、 R7为输出电压稳压采样电阻。如图3所示，这种有PFC电路的在线隔离式AC/DC电源还可以包括第二充电电容 C7、第二隔离二极管D3、第一放电二极管D2和第二放电二极管D4。第二隔离二极管 D3的正极与第一充电电容C6的负树目接，第二隔离二极管的负极与第二充电电容C7 的正极相接，第二充电电容的负极与整流桥的负输出端相接，第一放电二极管D2的正极 与第二充电电容的正极相接，第一放电二极管的负极与第一充电电容的正极相接，第二 放电二极管D4的正极与第二充电电容C7的负极相接，第二放电^t L管的负极与第一充 电电容C6的负极相接。这样的结构，当Q1和Q2截止时，Dl导通，C6通过D3与C7 串联充电；当Q2导通对L3进行储能、Dl截止Ql导通时，电容C6， C7通过D2、 D4 相并联，共同对L4， C8充电，从而可以得到更大的充电电流。如图4所示，这种有PFC电路的在线隔离式AC/DC电源还可包括可控硅Q3和一个 双稳态继电器，双稳态继电器的线圈K2与可控硅串g接到电源的正、负输出端，双稳 态继电器的两组常闭触点Kl分别接在交流电源的两个输入端L、 N与整流桥的两个交流 输入端之间，可控硅的控制极与PWM控制器U1的可控珪控制信号输出端第7脚相连。 其作用是当Ul的第6脚检测到输出电压超itiL常电压范围时，Ul的第7脚输出信号， 使可控硅Q3导通，使得双稳态继电器转换到另一边，切断输入端的电源；当负载电流过 大时，由R4和R8在不同情况下控制使继电器发生翻转，当输入回路发生故障时，R4 两端压降发生变化，反馈给U2， U2反馈给U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有ＰＦＣ电路的在线隔离式ＡＣ／ＤＣ电源，包括整流桥、第一充电电容（Ｃ６）、第一开关管（Ｑ１）、输出二极管（Ｄ５）、输出电感（Ｌ４）、输出电容（Ｃ８）和ＰＷＭ控制器（Ｕ１），第一充电电容的负极与整流桥的负输出端相接，第一开关管（Ｑ１）接在第一充电电容（Ｃ６）的正极和输出二极管的负极之间，输出二极管的正极接电源的负输出端（ＲＴＮ），输出电感（Ｌ４）的一端接在输出二极管的负极，输出电感的另一端接电源的正输出端（ＶＯＵＴ），输出电容（Ｃ８）的两端与电源的正输出端（ＶＯＵＴ）和负输出端（ＲＴＮ）相接，第一开关管（Ｑ１）的控制极与ＰＷＭ控制器（Ｕ１）的控制信号输出端相接，其特征是此电源还包括储能电感（Ｌ３）、第一隔离二极管（Ｄ１）、第二开关管（Ｑ２）、输出电流采样电阻（Ｒ８）和ＰＦＣ控制器（Ｕ２），储能电感（Ｌ３）的一端与整流桥的正输出端相接，储能电感的另一端与第一隔离二极管（Ｄ１）的正极相接，第一隔离二极管的负极与第一充电电容（Ｃ６）的正极相接，第二开关管（Ｑ２）接在第一隔离二极管的正极与整流桥的负输出端之间，第二开关管（Ｑ２）的控制极与ＰＦＣ控制器（Ｕ２）的控制信号输出端相连，ＰＦＣ控制器（Ｕ２）的另一个控制信号输出端与ＰＷＭ控制器（Ｕ１）的脉宽控制输入端相连，输出电流采样电阻（Ｒ８）接在电源的负输出端（ＲＴＮ）与整流桥的负输出端之间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：葛铮，葛军华，张强，
申请(专利权)人：上海优昌电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]