一种开关电源技术领域的串联反激开关电源，包括：检测模块、电源模块、控制模块和反激模块，检测模块产生反激模块输入电压的检测信号以及总电压的检测信号，电源模块产生控制模块的工作电源，控制模块产生反激模块的控制信号。本发明专利技术实现高压直流～低压直流变换，适合高宽输入电压，同时具有结构简单、控制容易和成本低廉的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种开关电源
的装置，具体是一种独立运行的串联反激开关电源。
技术介绍
高压变频调速、电力仪表检测、海底电缆等应用领域的电压等级高且变化范围宽， 使得这些领域采用的开关电源设计思路必须相应改变。对于一般的开关电源设计，其适应的输入电压范围较小，不能满足这些特殊的工业应用场合。电力系统检测仪表电源的输入电压范围为交流90 600V，海底电缆电源输入电压范围为交流1500 2000V，工业变频器电源输入电压范围为交流140 800V。由于这些领域比较特殊，因此对其开关电源的研究与设计比较少，随着应用的增加以及对其开关电源性能要求的增加，高宽输入电压的开关电源研究已成为一个新的课题。主要追求的目标为采用新型开关器件和优化高频变压器设计，具有较强的变压变频能力，以便支持更高宽的输入电压，维持较高的变换效率，获得体积小、输出功率大于100W、多路隔离输出的优点，同时具有齐全的保护功能，如过压保护和过流保护。经过对高宽输入电压的开关电源现有技术的检索，发现主要有以下文献，它们的主要技术特征如下[1]技术专利.具有宽输入电压范围的开关电源.专利号02271250.X.授权公告日2003年5月21日.具有电压补偿功能，次级绕组增加线性稳压器，交流输入电压 30-550V，无输出电压反馈。[2]技术专利.一种用于宽输入电压范围的开关电源电路.专利号 200920060249. 6，授权公告日2010. 3. 3.具有两级反激级联电路，可以减低占空比的变化范围；[3]技术专利.一种宽输入电压范围的电源模块.申请号200710162358. 4， 公开日2009.4.1.采用半控逆变器，低压时两个变换器输出并联，高压时两个变换器输出串联，两个变换器输入串联均压；[4]Marty Brown. Very wide input voltage range，off line flyback switching power supply. On Semiconductor AN1327/D. www, onsemi. com.禾丨J用压控振荡器的控制，实现高宽输入电压。当输入电压变化时，变压器反馈绕组的电压相应变化，改变振荡频率。直流输入电压120-854V。[5]US5621629. Switching power supply for use in an electronic energy meter having a wide range of input voltages.交流输入电压 96-528V,开关电源前采用两级线性稳压来钳位综合以上，对高宽输入电压的开关电源现有技术的检索发现，都没有充分开发利用好反激开关电源，输入电压范围尤其上限仍然较低，随输入电压而变压变频性能有限。反激开关电源中的高频变压器磁设计是关键，输入电压过高或过低，开关变压器的设计难度3加重，影响变压器的磁路设计，同时由于效率过低和电压等级过高，功率MOSFET的选型非常难，散热处理较差。高压大电流的功率MOSFET的可选产品较少，同样电流能力的功率 M0SFET，电压等级越高管压降越大，效率越低。输入电压波动范围越大，同时兼顾高低压，还要达到优化设计，没有理论支持。电压过高，占空比过小，磁芯损耗越大。电压过低，占空比过大，导通损耗越大。因此需要一种低压输入的开关电源，使得整个开关电源的设计与现有成熟和优化的开关电源设计相同。但是对于高宽输入电压而言，单级反激开关电源不能够承受，根据输入电压等级，需要两级或多级反激开关电源。如何设计一种结构简单、功能全面、适合高宽输入电压的开关电源，已成为本领域技术人员需要解决的问题。“独立运行的串联反激开关电源”的设计方案就是其中一种合理考虑，而且主要是面向更高更宽的输入电压范围，即直流电压500V下限电压-1400V上限电压，变比为1 2.8。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种串联反激开关电源，实现高压直流 低压直流变换，适合高宽输入电压，同时具有结构简单、控制容易和成本低廉的优点。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括检测模块、电源模块、控制模块和反激模块，其中检测模块产生反激模块输入电压的检测信号以及总电压的检测信号，电源模块产生控制模块的工作电源，控制模块产生反激模块的控制信号。所述的反激模块由串联的第一反激开关电源和第二反激开关电源组成，该反激开关电源的输入端分别接收低宽电压，输出端并联输出低压电源，如士MV、士 15V、士 12V、 士5V 与士3. 3V 等。所述的检测模块包括第一检测电路和第二检测电路，其中第一检测电路由两个串联的电解电容和各自并联的两个均压电容和四个均压电阻以及第一个稳压二极管组成，第二检测电路由四个串联的电阻以及第二个稳压二极管组成，该检测电路经过电阻分压和稳压作用，可以从第一个稳压二极管的阴极输出对应第二反激电路的输入直流电压， 可以从第二个稳压二极管的阴极输出对应整个输入直流电压。所述的电源模块包括分压电路和整流电路，其中分压电路由四个串联的电阻组成，整流电路由两个二极管、一个电解电容和一个稳压二极管组成，该电源电路经过电阻分压和稳压作用，产生控制电路需要的最初工作电源，例如+15V，任一反激电路工作后， 双并联的半波整流电路产生控制电路需要的后续工作电源。所述的控制模块包括两个电压跟随器、一个减法器与外围电阻电路、第一比较器、第二比较器、一个光电耦合器以及外围电阻电路，其中第一个电压跟随器传递第二反激电路输入电压的检测信号，第二个电压跟随器传递整个输入直流电压的检测信号，减法器产生第一反激电路输入电压的检测信号，经过与基准门限电压滞环比较后，第一比较器产生第一反激电路的开启信号，第二比较器产生第二反激电路的开启信号，光电耦合器隔离传递第一反激电路的开启信号。所述的反激模块包括第一反激电路、第二反激电路和输出并联电路，其中第一反激电路为常规或采用变压变频技术的单端反激开关电源，第二反激电路为常规或采用变压变频技术的单端反激开关电源，输出并联电路由两个整流二极管、一个电解电容和一个电阻假负载组成，其中第一反激电路与第二反激电路输入电压串联且各自输入低宽的直流电压，输出并联电路的输入端分别与第一反激电路和第二反激电路的输出相连，在各自开启信号的控制下启动或停止。本专利技术根据串联均压原理，将整个输入的高宽输入直流电压分解为串联的低宽输入直流电压，分别为串联的两个反激电源供电，因此每级开关电源的均为低压类型，技术成熟，设计简单，选型灵活，效率得以提升。如果每级开关电源采用变压变频技术，可以进一步改进高频变压器和功率器件的设计。串联反激电源方案可以扩展到更多级数，适用更高的输入电压等级。克服直接高宽输入电压的单级反激开关电源的各种不足，适合更高宽输入电压 低压电源输出、功率150W以下的各种应用场合，具有设计构思新颖、通用性强等特征，同时具有结构简单、成本低等优点。附图说明图1为本专利技术结构示意图。 具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1所示，本实施例包括检测模块1、电源模块2本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种串联反激开关电源，包括：检测模块、电源模块、控制模块和反激模块，其中：检测模块产生反激模块输入电压的检测信号以及总电压的检测信号，电源模块产生控制模块的工作电源，控制模块产生反激模块的控制信号；其特征在于：所述的反激模块由串联的第一反激开关电源和第二反激开关电源组成；所述的检测模块包括：第一检测电路和第二检测电路；所述的电源模块包括：分压电路和整流电路；所述的反激模块包括：第一反激电路、第二反激电路和输出并联电路；所述的控制模块包括：两个电压跟随器、一个减法器与外围电阻电路、第一比较器、第二比较器、一个光电耦合器以及外围电阻电路，其中：第一个电压跟随器传递第二反激电路输入电压的检测信号，第二个电压跟随器传递整个输入直流电压的检测信号，减法器产生第一反激电路输入电压的检测信号，经过与基准门限电压滞环比较后，第一比较器产生第一反激电路的开启信号，第二比较器产生第二反激电路的开启信号，光电耦合器隔离传递第一反激电路的开启信号。
【技术特征摘要】
1.一种串联反激开关电源，包括检测模块、电源模块、控制模块和反激模块，其中检测模块产生反激模块输入电压的检测信号以及总电压的检测信号，电源模块产生控制模块的工作电源，控制模块产生反激模块的控制信号；其特征在于所述的反激模块由串联的第一反激开关电源和第二反激开关电源组成；所述的检测模块包括第一检测电路和第二检测电路；所述的电源模块包括分压电路和整流电路；所述的反激模块包括第一反激电路、第二反激电路和输出并联电路；所述的控制模块包括两个电压跟随器、一个减法器与外围电阻电路、第一比较器、第二比较器、一个光电耦合器以及外围电阻电路，其中第一个电压跟随器传递第二反激电路输入电压的检测信号，第二个电压跟随器传递整个输入直流电压的检测信号，减法器产生第一反激电路输入电压的检测信号，经过与基准门限电压滞环比较后，第一比较器产生第一反激电路的开启信号，第二比较器产生第二反激电路的开启信号，光电耦合器隔离传递第一反激电路的开启信号。2.根据权利要求1所述的串联反激开关电源，其特征是，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨喜军，曹中圣，蒋婷，王虎，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31
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