带有源滤波器的本质安全型开关电源制造技术

一种带有源滤波器的本质安全型开关电源，它包括：将220V交流电源变为直流电的整流滤波稳压电路；升压式本安开关电路，该电路的输入端接整流滤波稳压电路；有源滤波器，该电路的输入端接升压式本安开关电路；输出稳压电路，该电路的输入端接有源滤波器；光藕隔离电路，该电路的输入端接输出稳压电路；它还包括调制电路，该电路的输入端接光藕隔离电路、输出端接升压式本安开关电路。本实用新型专利技术具有结构简单、体积小、携带和维护方便、产品成本低、安全可靠等优点，可在煤矿井下、石化行业和一些危险的环境中应用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于开关电源
，具体涉及到本质安全型开关电源。
技术介绍
煤矿是我国的主要能源，占全国能源消费总量的很大比例，大力发展我国煤炭事业，满足经济建设的需要，是我国能源发展战略的一条重要途径。煤炭行业所处的环境存在易燃易爆气体或物质，容易发生火灾或爆炸等事故，因此煤炭行业又属于事故频发的危险性行业。在众多的防爆类型中，本质安全型电源的优点显而易见，它从电路的电气参数上保证了防爆，省去了笨重的隔爆外壳，具有安全程度最高、体积最小、重量最轻、携带和维护方便和产品成本低五大优点。因此，用于爆炸性危险场所的电气系统和电器设备，凡是可以 设计成本质安全型的，总是尽量设计成本质安全型。因此，以轻而薄、产品成本低的本质安全型开关电源取代笨重的、成本高的隔爆型直流稳压电源，必将是一种趋势。尤其是采用本质安全型开关电源，可以实现分布式供电，更加有利于应用现场总线和智能电器设备，对传统安全监测系统产生较大的影响。所以，本质安全开关电源在煤矿井下、石化行业和一些危险的环境中有广阔的应用前景。目前对于本质安全开关变换器的研究已经取得了一些成果，但是对于输出功率在满足电气性能指标要求与本质安全性能指标要求的条件下，很难有效地提高输出功率。随着对大功率低电压的本质安全型电源的需求增大，本质安全开关变换器需要进一步提高输出功率，但提高本质安全开关变换器的输出功率，增大输出电流，可以使本质安全开关变换器输出端电感电容的容量增加，容易引燃爆炸性气体，降低本质安全开关变换器安全性能；再者可以提高本质安全开关变换器的频率，一方面能够减小为满足输出纹波电压要求所需的电感和电容取值，也有利于本质安全，但是提高本质安全开关变换器的频率另一方面却降低了本质安全开关变换器的效率，导致最大电感电流增大而不利于本质安全，此外提高本质安全开关变换器的频率还可能导致电容器的实际有效容量显著下降而影响滤波效果，并且过高的开关频率不仅不易实现而且电路稳定性也会受影响。为此，在本质安全开关电源的输出端连接有源滤波器，使得本质安全开关变换器在小电感、小电容的情况下，既能满足电气性能指标，又能满足本质安全性能指标，能有效地提高本质安全开关电源的输出功率。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服上述本质安全开关变换器的缺点，提供一种结构简单、体积小、携带和维护方便、产品成本低、安全可靠的带有源滤波器的本质安全型开关电源。解决上述技术问题所采用的技术方案是它包括将220V交流电源变为直流电的整流滤波稳压电路；升压式本安开关电路，该电路的输入端接整流滤波稳压电路；有源滤波器，该电路的输入端接升压式本安开关电路；输出稳压电路，该电路的输入端接有源滤波器；光藕隔离电路，该电路的输入端接输出稳压电路；它还包括调制电路，该电路的输入端接光藕隔尚电路、输出端接升压式本安开关电路。本技术的升压式本安开关电路为线圈LI的一端接二极管Dl和二极管D3的负极、另一端接二极管D6正极和场效应管Ql的漏极，二极管的D6的负极接电容C8和电容C9的一端以及通过电阻Rll接集成电路U3的同相输入端3脚，电容C8和电容C9的另一端接地，场效应管Ql的栅极通过电阻R4接集成电路Ul的6脚、漏极接二极管D6的正极、源极通过电阻R8接地；集成电路Ul的型号为UC3842，集成电路U3的型号为LM741。本技术采用将220V交流电经整流滤波后输出到升压式本安开关电路进行稳压输出稳定的直流信号，在升压式本安开关电路后设置有源滤波电路，大大减小了本实用 新型的储能元件的体积，同时提高了本技术的负载能力。输出稳压电路反馈输出电压信号经光耦隔离电路光耦隔离，由调制电路调节调制信号的输出占空比，调整电路的输出电压，以保证输出电压的恒定，调制电路输出调制脉冲信号控制反馈式开关电路的接通或断开，实现信号的传递。本技术具有结构简单、体积小、携带和维护方便、产品成本低、安全可靠等优点，可在煤矿井下、石化行业和一些危险的环境中应用。附图说明图I是本技术的电气原理方框图。图2是本技术的电子线路原理图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步详细说明，但本技术不限于这些实施例。实施例I在图I中，本技术由整流滤波稳压电路、升压式本安开关电路、有源滤波器、输出稳压电路、光藕隔离电路、调制电路连接构成。整流滤波稳压电路的输出端接升压式本安开关电路，升压式本安开关电路的输出端接有源滤波器，有源滤波器的输出端接输出稳压电路，输出稳压电路的输出端接光藕隔离电路，光耦隔离电路的输出端接调制电路，调制电路的输出端接升压式本安开关电路。220V交流电经整流滤波稳压电路整流滤波后输出到升压式本安开关电路，升压式本安开关电路对输入的整流滤波的电信号进行稳压输出稳定的直流信号到有源滤波器、并产生开通与关断信号，有源滤波器对输入的直流稳压电源降低阻抗输出到输出稳压电路，输出稳压电路对输入的电信号进行反馈输出电信号到光耦隔离电路，经光耦隔离电路进行光耦隔离后输出到调制电路，调制电路调整电路的输出电压输出到升压式本安开关电路。在图2中，本实施例的整流滤波稳压电路由二极管Dl 二极管D4、电容Cl连接构成。二极管Dl 二极管D4连接成桥式整流电路，桥式整流电路的输入端接220V交流电源，电容Cl的两端接桥式整流电路，为桥式整流电路的滤波电容。本实施例的升压式本安开关电路由二极管D6、场效应管Ql、线圈LI、电容C8、电容C9连接构成。线圈LI的一端接二极管Dl和二极管D3的负极、另一端接二极管D6的正极和场效应管Ql的漏极，二极管D6的负极接电容CS和电容C9的一端以及有源滤波器，电容CS和电容C9的另一端接地，场效应管Ql的栅极和源极接调制电路。本实施例的有源滤波器由集成电路U3、电阻R9 电阻R11、电容ClO连接构成，集成电路U3的型号为LM741。集成电路U3的同相输入端3脚接电容ClO的一端并通过电阻RlO接二极管D6的负极、反相输入端2脚通过电阻Rll接输出端6脚并通过电阻R9接地、4脚接电容ClO的一端和地、7脚接调制电路、输出端6脚接输出稳压电路。本实施例的输出稳压电路由集成电路U4、电阻R12 电阻R16、电容Cll连接构成，集成电路U4是三端稳压器型号为TL431。集成电路U4的正极2脚接地并通过电阻R16接集成电路U3的输出端6脚、控制极I脚接电容Cll的一端以及通过电阻R14接集成电路U3的输出端并通过电阻R15接地，集成电路U4的负极3脚接电容Cll的另一端和光耦隔离电路，集成电路U4的负极3脚通过电阻R13和电阻R12接集成电路U3的输出端、通过电阻R13接光f禹隔尚电路。 本实施例的光稱隔离电路由光电稱合器U2构成,光电稱合器U2的型号为PC817。光电耦合器U2的二极管正极通过电阻R13接集成电路U4的负极3脚、负极接集成电路U4的负极3脚，光电耦合器U2的三极管的集电极和发射极接调制电路。本实施例的调制电路由集成电路Ul、稳压二极管D5、电阻Rl 电阻R7、电容C2 电容C7连接构成，集成电路Ul的型号为UC3842。集成电路Ul的8脚接电容C5的一端和光电耦合器U2的三极管的集电极并通过电阻R2接电容C6的一端、4脚接电容C6的一端、I脚接电容C4的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有源滤波器的本质安全型开关电源，其特征在于它包括：将220V交流电源变为直流电的整流滤波稳压电路；升压式本安开关电路，该电路的输入端接整流滤波稳压电路；有源滤波器，该电路的输入端接升压式本安开关电路；输出稳压电路，该电路的输入端接有源滤波器；光藕隔离电路，该电路的输入端接输出稳压电路；它还包括调制电路，该电路的输入端接光藕隔离电路、输出端接升压式本安开关电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，王晶，张菁，王静，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：实用新型
国别省市：