一种大功率的开关电源装置制造方法及图纸

一种大功率的开关电源装置，本实用新型专利技术开关电源装置采用ＰＷＭ波脉宽闭环控制策略，工频电压通过整流桥转换为直流电，通过差模共模滤波回路，消除高次谐波，再通过ＭＯＳＦＥＴ逆变管将其转换为交流电；在这个过程中，主板控制芯片通过ＭＯＳＦＥＴ开关管控制开关电源的通断，通过数字电位计调整电压，通过脉宽调制芯片、光耦器件、驱动器件控制ＭＯＳＦＥＴ逆变管的栅极将直流电转换为交流电；本实用新型专利技术具有避免装置重量过重和价格过高，同时在工频电压的输入情况下，能够改善功率因数，充分消除输入电流的高次谐波成分，方便易调节，不随负载阻抗变化，且电源电压能保持稳定的显著优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属一种可改善波形，而且功率大，重量轻的大功率的开关电源装置技 术领域。技术背景目前市场上各式各样的开关电源很多，在工频电压输入下，能大功率长时间地稳 定工作的开关电源也有很多，但重量过重(比如一般计算机UPS电源重达至少也要5Kg)，输 出电压还不易调节，且纹波比较大，电压不是很稳定，目前解决这些问题的开关电源在改善 波形、减轻重量方面并不理想。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题就是克服现有技术存在的以上缺陷，提出一种输出 电流可达5A的大功率开关电源装置；它可由精密可调电阻完成粗调、数字电位计完成微 调，且重量不足2Kg，装置中包括有控制保护电路，当装置出现任何问题，均可快速安全地切 断电源，从而达到保护电源和人的目的。本技术的技术问题是通过以下方案予以解决的。一种大功率的开关电源装置，其特征是，主板控制芯片MSP430分别连接有数字 电位计MCP41010-I/SN，脉宽调制芯片SA8382，保护控制芯片555，以及按键输入和显示输 出；其中数字电位计MCP41010-I/SN连接PWM控制芯片；脉宽调制芯片SA8382连接光耦器 件TLP250、P521和驱动器件IR2101 ；保护控制芯片555连接差分保护芯片74HC05和MOSFET 逆变管IRFP460 ；MOSFET逆变管IRFP460分别与驱动器件IR2101连接，并通过直流电与保 护电路和LRC滤波电路连接，而且通过交流可控电压输出；由220V交流电经LC滤波装置经 整流桥BU808至MOSFET开关管至保护电路和RLC滤波电路连接到MOSFET逆变管IRFP460 ； 保护控制芯片555与光耦器件TLP250、P521连接；PWM控制芯片KA3525与MOSFET开关管 连接。工作方式是先进行整流，在这一过程中加入MOSFET管进行控制通断，MOSFET管的 栅极(G极)由主板控制芯片、数字电位计、精密可调电阻控制，精密可调电阻先进行粗调， 数字电位计内的256个档位进行微调。后进行逆变，在这一过程中整流输出的直流加载到 MOSFET管的漏极(D极)，MOSFET管的栅极(G极)由主板控制芯片、脉宽调制芯片、光耦器 件、驱动器件等控制，MOSFET管的源极(S极)输出的则是幅值、频率均稳定可调的交流电。 当开关电源装置出现异常时，通过MOSFET逆变管的栅极(G极)输出信号至差分保护芯片、 保护控制芯片、主板控制芯片等，保护控制芯片瞬间切断光耦器件，主板控制芯片通过PWM 控制芯片同时切断MOSFET开关管，从而达到保护开关电源的目的。开关电源输出电压的幅 值和频率均可调节，粗调由精密可调电阻控制，微调由连接在主板控制芯片的键盘控制板 调节，且幅值和频率均可在数码管或LED上显示，直观方便地查看输出电压的参数。以下结合附图及实施例进一步阐述本
技术实现思路
。3附图说明图1为本技术装置的结构框图；图2为交流电转换为直流电的部分整流电路图；图3为直流电转换为交流电的部分逆变电路图。具体实施方式本技术一种大功率的开关电源装置，其连接方式为，主板控制芯片MSP430分 别连接有数字电位计MCP41010-I/SN，脉宽调制芯片SA8382，保护控制芯片555，以及按 键输入和显示输出；其中数字电位计MCP41010-I/SN连接PWM控制芯片；脉宽调制芯片 SA8382连接光耦器件TLP250、P521和驱动器件IR2101 ；保护控制芯片555连接差分保护 芯片74HC05和MOSFET逆变管IRFP460 ；MOSFET逆变管IRFP460分别与驱动器件IR2101连 接，并通过直流电与保护电路和LRC滤波电路连接，而且通过交流可控电压输出；由220V交 流电经LC滤波装置经整流桥BU808至MOSFET开关管至保护电路和RLC滤波电路连接到 MOSFET逆变管IRFP460 ；保护控制芯片555与光耦器件TLP250、P521连接；PWM控制芯片 KA3525与MOSFET开关管连接。本开关电源装置具体连接结构图如图1所示，主要包括整流 和逆变两个电路。整流电路实施的连接方式如图2所示，工作原理如下将工频电压通过电感Ll，电 容Cl、C2滤波主要滤除交流电的高次谐波，通过整流器Ul进行整流，整流后连接耦合滤波 电容C5，之后通过MOSFET开关管Ql、Q2，MOSFET开关管由主板控制芯片和PWM控制芯片控 制，R1、R2主要起限流作用，再通过二极管Dl对电压进行保护，当电压过高时，Dl反向被击 穿，最后通过电阻R3、R4，电感L2、电容C3、C4、C6进行滤波。逆变电路实施的连接方式如图3所示，栅极(G极)的信号由主板控制芯片、脉宽 调制芯片、光耦器件、驱动器件Ul提供，Q1-Q4四支MOSFET管组成H桥作为对称桥臂配合 使用，送至H桥的电压+310V、+310VG被分别加在Ql和Q4、Q2和Q3的对称管上(信号是 两组幅度相等，极性相反的脉冲信号)，这样就有效的避免了上下桥管同时导通，发生短路。 当停止工作时，Ql的栅极(G极)通过R1、R8、D1放电，漏极(D极)由R4、D5进行放电，源 极(S极)通过负载放电，Q2的栅极(G极)通过R2、R3、D2放电，漏极(D极)由负载进行 放电、源极(S极)通过R6放电，其中Q3、Q4控制、放电没有标出或说明，具体与Ql、Q2 — 致。最终开关电源装置输出稳压可调信号OUTl和0UT2。权利要求一种大功率的开关电源装置，其特征是，主板控制芯片MSP430分别连接有数字电位计MCP41010 I/SN，脉宽调制芯片SA8382，保护控制芯片555，以及按键输入和显示输出；其中数字电位计MCP41010 I/SN连接PWM控制芯片；脉宽调制芯片SA8382连接光耦器件TLP250、P521和驱动器件IR2101；保护控制芯片555连接差分保护芯片74HC05和MOSFET逆变管IRFP460；MOSFET逆变管IRFP460分别与驱动器件IR2101连接，并通过直流电与保护电路和LRC滤波电路连接，而且通过交流可控电压输出；由220V交流电经LC滤波装置经整流桥BU808至MOSFET开关管至保护电路和RLC滤波电路连接到MOSFET逆变管IRFP460；保护控制芯片555与光耦器件TLP250、P521连接；PWM控制芯片KA3525与MOSFET开关管连接。专利摘要一种大功率的开关电源装置，本技术开关电源装置采用PWM波脉宽闭环控制策略，工频电压通过整流桥转换为直流电，通过差模共模滤波回路，消除高次谐波，再通过MOSFET逆变管将其转换为交流电；在这个过程中，主板控制芯片通过MOSFET开关管控制开关电源的通断，通过数字电位计调整电压，通过脉宽调制芯片、光耦器件、驱动器件控制MOSFET逆变管的栅极将直流电转换为交流电；本技术具有避免装置重量过重和价格过高，同时在工频电压的输入情况下，能够改善功率因数，充分消除输入电流的高次谐波成分，方便易调节，不随负载阻抗变化，且电源电压能保持稳定的显著优点。文档编号H02M5/458GK201674406SQ201020186998公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月12日 优先权本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率的开关电源装置，其特征是，主板控制芯片ＭＳＰ４３０分别连接有：数字电位计ＭＣＰ４１０１０－Ｉ／ＳＮ，脉宽调制芯片ＳＡ８３８２，保护控制芯片５５５，以及按键输入和显示输出；其中数字电位计ＭＣＰ４１０１０－Ｉ／ＳＮ连接ＰＷＭ控制芯片；脉宽调制芯片ＳＡ８３８２连接光耦器件ＴＬＰ２５０、Ｐ５２１和驱动器件ＩＲ２１０１；保护控制芯片５５５连接差分保护芯片７４ＨＣ０５和ＭＯＳＦＥＴ逆变管ＩＲＦＰ４６０；ＭＯＳＦＥＴ逆变管ＩＲＦＰ４６０分别与驱动器件ＩＲ２１０１连接，并通过直流电与保护电路和ＬＲＣ滤波电路连接，而且通过交流可控电压输出；由２２０Ｖ交流电经ＬＣ滤波装置经整流桥ＢＵ８０８至ＭＯＳＦＥＴ开关管至保护电路和ＲＬＣ滤波电路连接到ＭＯＳＦＥＴ逆变管ＩＲＦＰ４６０；保护控制芯片５５５与光耦器件ＴＬＰ２５０、Ｐ５２１连接；ＰＷＭ控制芯片ＫＡ３５２５与ＭＯＳＦＥＴ开关管连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁仕斌，刘涛，赵涓，文华，曹敏，张忠才，丁心志，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]