CN102158092B

CN102158092B - 三相降压型开关电源模块

Info

Publication number: CN102158092B
Application number: CN 201110104748
Authority: CN
Inventors: 李中泽
Original assignee: WUHAN SHENGFAN ELECTRONICS STOCK CO Ltd
Current assignee: WUHAN SHENGFAN ELECTRONICS STOCK CO Ltd
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2031-04-26
Also published as: CN102158092A

Abstract

本发明涉及开关电源技术领域，提供一种三相降压型开关电源模块，包括整流电路、降压电路、高频滤波抗干扰电路、开关电源电路和整流滤波稳压电路，所述整流电路的输出端与降压电路的输入端相连，降压电路的输出端和高频滤波抗干扰电路的输入端相连，高频滤波抗干扰电路的输出端与开关电源电路的输入端相连，开关电源电路的输出端与整流滤波稳压电路的输入端相连。本发明在三相开关电源中增加降压电路，可有效降低对电源电路中高压电容的性能要求，降低成本，该电路结构简单，使用方便，适用范围广，有利于三相开关电源供电方案在更多用电设备中的推广应用。

Description

三相降压型开关电源模块

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，具体的说是一种三相降压型开关电源模块。

背景技术

目前大多数用电设备所使用的电源方案中，变压器方案以其隔离效果好、性能稳定等优点占主流地位，但其存在体积过大，成本较高等问题。随着开关电源技术的逐渐成熟，具有体积小、效率高、带负载能力强等特点的开关电源供电方案逐渐在用电设备上使用，但因各个厂家所设计开关电源的性能参差不齐，三相开关电源方案作为用电设备的供电方案还需要不断完善。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，而提供一种三相降压型开关电源模块，其在三相开关电源模块电路中增加降压电路，可有效降低对电源电路中高压电容的性能要求，降低成本，该电路结构简单，干扰抑制能力强，且功耗较低，有利于三相开关电源技术的推广。

本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：三相降压型开关电源模块，包括整流电路、降压电路、高频滤波抗干扰电路、开关电源电路和整流滤波稳压电路，所述整流电路的输出端与降压电路的输入端相连，降压电路的输出端和高频滤波抗干扰电路的输入端相连，高频滤波抗干扰电路的输出端与开关电源电路的输入端相连，开关电源电路的输出端与整流滤波稳压电路的输入端相连。

在上述技术方案中，所述整流电路包括电阻R1~电阻R4、电容C1、二极管D1~二极管D8，其中A相电压线经电阻R1，二极管D1连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端，B相电压线经电阻R2，二极管D3连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端，C相电压线经电阻R3，二极管D5连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端，零线经电阻R4，二极管D7连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端；A相电压线经电阻R1，连接到二极管D2的负极，二极管D2的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端，B相电压线经电阻R2，连接到二极管D4的负极，二极管D4的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端，C相电压线经电阻R3，连接到二极管D6的负极，二极管D6的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端，零线经电阻R4，连接到二极管D8的负极，二极管D8的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端；电容C1并联在二极管的D8的负极和复合热敏电阻RT1的压敏电阻端之间。

在上述技术方案中，所述降压电路包括压敏电阻ZR1、场效应管Q1、电阻R5~电阻R8、电容C2~电容C3、瞬态抑制器D9、稳压二极管D10~稳压二极管D13，场效应管Q1的漏极连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻压敏电阻公共端，场效应管Q1的漏极经电阻R5~电阻R7及稳压二极管D10~稳压二极管D13连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端；场效应管Q1的漏极经电阻R5~电阻R6连接到场效应管Q1的栅极；瞬态抑制器D9并联在场效应管Q1的源极和栅极之间，电容C2和电阻R8并联后再并联在瞬态抑制器D9的两端，压敏电阻ZR1并联在场效应管Q1的源极和漏极之间；场效应管Q1的源极连接到高频滤波抗干扰电路的第一输入端，复合热敏电阻RT1的压敏电阻端连接到高频滤波抗干扰电路的第二输入端；场效应管Q1的源极与复合热敏电阻RT1的压敏电阻端之间连接有电容C3。

在上述技术方案中，所述开关电源电路由耦合变压器电路、脉宽调制驱动电路、反馈采样及其控制电路组成；所述耦合变压器电路由耦合变压器T1、电阻R9~电阻R11、电容C8、稳压二极管D14、二极管D15和二极管D16组成；所述脉宽调制驱动电路包括滤波电容C5~电容C7和集成MOS管的脉宽调制芯片U1；所述反馈采样及其控制电路由电阻R12~电阻R16、电容C9、光耦OP1和三端稳压管D17组成;其中耦合变压器T1的第一初级绕组的非同名端、耦合变压器T1的第二初级绕组的非同名端接高频滤波抗干扰电路的输出端，耦合变压器T1的第一初级绕组的同名端、耦合变压器T1的第二初级绕组的非同名端分别连接到脉宽调制芯片U1的脉宽调制输出端、参考地端，耦合变压器T1的第二初级绕组的同名端经电阻R11和二极管D16连接到脉宽调制芯片U1的电压输入端VDD，耦合变压器T1的第一初级绕组的非同名端接稳压二极管D14的正极，耦合变压器T1的第一初级绕组的同名端接二极管D15的正极，耦合变压器T1的输出端接整流滤波稳压电路，稳压二极管D14的负极与二极管D15的负极相连，电阻R9和电阻R10串联后并联在稳压二极管D14的两端，电容C8并联在稳压二极管D14的两端；所述脉宽调制驱动电路中电容C5连接在脉宽调制芯片U1的电压输入端VDD和参考地端之间，电容C6并联在电容C5的两端，电容C7连接在脉宽调制芯片U1的反馈输入端和参考地端之间；所述反馈采样及其控制电路的电阻R12一端接脉宽调制驱动电路中脉宽调制芯片U1的电压输入端VDD，一端接在光耦OP1的输出端的一端，光耦OP1的输出端的另一端连接到脉宽调制驱动电路中脉宽调制芯片U1的反馈输入端，光耦OP1的输入端接三端稳压管D17及其匹配电阻R13~电阻R16；所述反馈采样及其控制电路中三端稳压管D17的阳极接地，三端稳压管D17的阴极经电阻R14接其工作电源VCC，三端稳压管D17的阴极接反馈采样及其控制电路中光耦OP1的输入端的一端，三端稳压管D17的参考极经电阻R16接地，三端稳压管D17的参考极经电阻R15接VCC，电阻R13连接在反馈采样及其控制电路中光耦OP1的输入端的另一端和VCC之间，电容C9一端连接在三端稳压管D17的阴极，一端经电阻R15连接到VCC；电容C4并联在高频滤波抗干扰电路的输出端。

本发明的有益效果是：在三相开关电源中增加降压电路，可有效降低对电源电路中高压电容的性能要求，降低成本，该电路结构简单，使用方便，适用范围广，有利于三相开关电源供电方案在更多用电设备中的推广应用。本发明还具有抑制传导干扰能力强、电源效率高、功耗低、对外的传导和辐射干扰小等优点。

附图说明

图1为本发明三相降压型开关电源模块的原理图。

图2为本发明三相降压型开关电源模块的电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种三相降压型开关电源模块，它包括整流电路、降压电路、高频滤波抗干扰电路、开关电源电路和整流滤波稳压电路，所述整流电路的输出端与降压电路的输入端相连，降压电路的输出端和高频滤波抗干扰电路的输入端相连，高频滤波抗干扰电路的输出端与开关电源电路的输入端相连，开关电源电路的输出端与整流滤波稳压电路的输入端相连。

上述实施例中，如图2所示，整流电路应用全波整流原理实现对三相交流信号的整流，它包括电阻R1~电阻R4、电容C1、二极管D1~二极管D8。其中A相电压线经电阻R1，二极管D1连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端，B相电压线经电阻R2，二极管D3连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端，C相电压线经电阻R3，二极管D5连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端，零线经电阻R4，二极管D7连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端；A相电压线经电阻R1，连接到二极管D2的负极，二极管D2的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端，B相电压线经电阻R2，连接到二极管D4的负极，二极管D4的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端，C相电压线经电阻R3，连接到二极管D6的负极，二极管D6的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端，零线经电阻R4，连接到二极管D8的负极，二极管D8的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端；电容C1并联在二极管的D8的负极和复合热敏电阻RT1的压敏电阻端之间。

上述实施例中，所述复合热敏电阻RT1用于保证开关电源电路的正常工作，防止高压对电路的影响。

上述实施例中，如图2所示，所述降压电路包括压敏电阻ZR1、场效应管Q1、电阻R5~电阻R8、电容C2~电容C3、瞬态抑制器D9、稳压二极管D10~稳压二极管D13，场效应管Q1的漏极连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻压敏电阻公共端，场效应管Q1的漏极经电阻R5~电阻R7及稳压二极管D10~稳压二极管D13连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端；场效应管Q1的漏极经电阻R5~电阻R6连接到场效应管Q1的栅极；瞬态抑制器D9并联在场效应管Q1的源极和栅极之间，电容C2和电阻R8并联后再并联在瞬态抑制器D9的两端，压敏电阻ZR1并联在场效应管Q1的源极和漏极之间；场效应管Q1的源极连接到高频滤波抗干扰电路的第一输入端，复合热敏电阻RT1的压敏电阻端连接到高频滤波抗干扰电路的第二输入端；场效应管Q1的源极与复合热敏电阻RT1的压敏电阻端之间连接有电容C3。本实施例中，开关电源模块前端全波整流电路输出的高电压信号经降压电路降压后，降低到一个相对较低的电压值，从而降低对电容C3的耐压特性的要求，从而降低电源模块的成本，三相交流电压信号经降压电路降压后，加在电容C3两端的电压信号小于300V。

上述实施例中，如图2所示，开关电源电路由耦合变压器电路、脉宽调制驱动电路、反馈采样及其控制电路组成；所述耦合变压器电路由耦合变压器T1、电阻R9~电阻R11、电容C8、稳压二极管D14、二极管D15和二极管D16组成；所述脉宽调制驱动电路包括滤波电容C5~电容C7和集成MOS管的脉宽调制芯片U1；所述反馈采样及其控制电路由电阻R12~电阻R16、电容C9、光耦OP1和三端稳压管D17组成。

耦合变压器T1的第一初级绕组的非同名端、耦合变压器T1的第二初级绕组的非同名端接高频滤波抗干扰电路的输出端，耦合变压器T1的第一初级绕组的同名端、耦合变压器T1的第二初级绕组的非同名端分别连接到脉宽调制芯片U1的脉宽调制输出端、参考地端，耦合变压器T1的第二初级绕组的同名端经电阻R11和二极管D16连接到脉宽调制芯片U1的电压输入端VDD，耦合变压器T1的第一初级绕组的非同名端接稳压二极管D14的正极，耦合变压器T1的第一初级绕组的同名端接二极管D15的正极，耦合变压器T1的输出端接整流滤波稳压电路，稳压二极管D14的负极与二极管D15的负极相连，电阻R9和电阻R10串联后并联在稳压二极管D14的两端，电容C8并联在稳压二极管D14的两端；所述脉宽调制驱动电路中电容C5连接在脉宽调制芯片U1的电压输入端VDD和参考地端之间，电容C6并联在电容C5的两端，电容C7连接在脉宽调制芯片U1的反馈输入端和参考地端之间；所述反馈采样及其控制电路的电阻R12一端接脉宽调制驱动电路中脉宽调制芯片U1的电压输入端VDD，一端接在光耦OP1的输出端的一端，光耦OP1的输出端的另一端连接到脉宽调制驱动电路中脉宽调制芯片U1的反馈输入端，光耦OP1的输入端接三端稳压管D17及其匹配电阻R13~电阻R16；所述反馈采样及其控制电路中三端稳压管D17的阳极接地，三端稳压管D17的阴极经电阻R14接其工作电源VCC，三端稳压管D17的阴极接反馈采样及其控制电路中光耦OP1的输入端的一端，三端稳压管D17的参考极经电阻R16接地，三端稳压管D17的参考极经电阻R15接VCC，电阻R13连接在反馈采样及其控制电路中光耦OP1的输入端的另一端和VCC之间，电容C9一端连接在三端稳压管D17的阴极，一端经电阻R15连接到VCC。

电容C4并联在高频滤波抗干扰电路的输出端，稳压二极管D14、二极管D15和二极管D16的作用主要是将耦合变压器T1的输入电压钳制在一定范围内，以保护脉宽调制芯片U1能正常工作，电阻R9、电阻R10和电容C8组成的保护电路为保证脉宽调制芯片U1的正常工作提供双重保障，提高了系统的可靠性；所述脉宽调制电路根据电路电流的增减来调整输入耦合变压器T1的脉冲宽度，通过负反馈的方式调整输出电流的大小，保证负载电路工作稳定；所述耦合变压器T1次级输出端接有整流滤波稳压电路，用以提供电能表各部分电路的工作电压。

本说明书未作详细描述的内容如实施例中的高频滤波抗干扰电路、整流滤波稳压电路属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.三相降压型开关电源模块，包括整流电路、降压电路、高频滤波抗干扰电路、开关电源电路和整流滤波稳压电路，其特征是：所述整流电路的输出端与降压电路的输入端相连，降压电路的输出端和高频滤波抗干扰电路的输入端相连，高频滤波抗干扰电路的输出端与开关电源电路的输入端相连，开关电源电路的输出端与整流滤波稳压电路的输入端相连；所述整流电路包括电阻R1~电阻R4、电容C1、二极管D1~二极管D8，其中A相电压线经电阻R1，二极管D1连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端，B相电压线经电阻R2，二极管D3连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端，C相电压线经电阻R3，二极管D5连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端，零线经电阻R4，二极管D7连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻端；A相电压线经电阻R1，连接到二极管D2的负极，二极管D2的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端，B相电压线经电阻R2，连接到二极管D4的负极，二极管D4的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端，C相电压线经电阻R3，连接到二极管D6的负极，二极管D6的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端，零线经电阻R4，连接到二极管D8的负极，二极管D8的正极连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端；电容C1并联在二极管的D8的负极和复合热敏电阻RT1的压敏电阻端之间；所述降压电路包括压敏电阻ZR1、场效应管Q1、电阻R5~电阻R8、电容C2~电容C3、瞬态抑制器D9、稳压二极管D10~稳压二极管D13，场效应管Q1的漏极连接到复合热敏电阻RT1的热敏电阻压敏电阻公共端，场效应管Q1的漏极经电阻R5~电阻R7及稳压二极管D10~稳压二极管D13连接到复合热敏电阻RT1的压敏电阻端；场效应管Q1的漏极经电阻R5~电阻R6连接到场效应管Q1的栅极；瞬态抑制器D9并联在场效应管Q1的源极和栅极之间，电容C2和电阻R8并联后再并联在瞬态抑制器D9的两端，压敏电阻ZR1并联在场效应管Q1的源极和漏极之间；场效应管Q1的源极连接到高频滤波抗干扰电路的第一输入端，复合热敏电阻RT1的压敏电阻端连接到高频滤波抗干扰电路的第二输入端；场效应管Q1的源极与复合热敏电阻RT1的压敏电阻端之间连接有电容C3；所述开关电源电路由耦合变压器电路、脉宽调制驱动电路、反馈采样及其控制电路组成；所述耦合变压器电路由耦合变压器T1、电阻R9~电阻R11、电容C8、稳压二极管D14、二极管D15和二极管D16组成；所述脉宽调制驱动电路包括滤波电容C5~电容C7和集成MOS管的脉宽调制芯片U1；所述反馈采样及其控制电路由电阻R12~电阻R16、电容C9、光耦OP1和三端稳压管D17组成;其中耦合变压器T1的第一初级绕组的非同名端、耦合变压器T1的第二初级绕组的非同名端接高频滤波抗干扰电路的输出端，耦合变压器T1的第一初级绕组的同名端、耦合变压器T1的第二初级绕组的非同名端分别连接到脉宽调制芯片U1的脉宽调制输出端、参考地端，耦合变压器T1的第二初级绕组的同名端经电阻R11和二极管D16连接到脉宽调制芯片U1的电压输入端VDD，耦合变压器T1的第一初级绕组的非同名端接稳压二极管D14的正极，耦合变压器T1的第一初级绕组的同名端接二极管D15的正极，耦合变压器T1的输出端接整流滤波稳压电路，稳压二极管D14的负极与二极管D15的负极相连，电阻R9和电阻R10串联后并联在稳压二极管D14的两端，电容C8并联在稳压二极管D14的两端；所述脉宽调制驱动电路中电容C5连接在脉宽调制芯片U1的电压输入端VDD和参考地端之间，电容C6并联在电容C5的两端，电容C7连接在脉宽调制芯片U1的反馈输入端和参考地端之间；所述反馈采样及其控制电路的电阻R12一端接脉宽调制驱动电路中脉宽调制芯片U1的电压输入端VDD，一端接在光耦OP1的输出端的一端，光耦OP1的输出端的另一端连接到脉宽调制驱动电路中脉宽调制芯片U1的反馈输入端，光耦OP1的输入端接三端稳压管D17及其匹配电阻R13~电阻R16；所述反馈采样及其控制电路中三端稳压管D17的阳极接地，三端稳压管D17的阴极经电阻R14接其工作电源VCC，三端稳压管D17的阴极接反馈采样及其控制电路中光耦OP1的输入端的一端，三端稳压管D17的参考极经电阻R16接地，三端稳压管D17的参考极经电阻R15接VCC，电阻R13连接在反馈采样及其控制电路中光耦OP1的输入端的另一端和VCC之间，电容C9一端连接在三端稳压管D17的阴极，一端经电阻R15连接到VCC；电容C4并联在高频滤波抗干扰电路的输出端。