CN102694473A - 电源供应系统 - Google Patents
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Abstract
一种电源供应系统，用于提供高压直流电源，其包括电磁干扰过滤电路、整流及滤波电路、开关电路、变压器、输出整流及滤波电路、控制器及反馈电路。反馈电路包括分压电路、滤波电路及电压及温度补偿电路。分压电路包括第一无损耗元件及第二无损耗元件。第一无损耗元件与第二无损耗元件串联于变压器输出端与地之间，且第一无损耗元件与第二无损耗元件之间输出分压信号。滤波电路将分压信号整流滤波为直流信号。电压及温度补偿电路对直流信号进行电压及温度补偿，产生反馈信号并发送至控制器。上述电源供应系统利用无损耗元件取得分压信号，并经整流滤波及补偿后产生反馈信号，降低了损耗，提高电源供应系统的效率，增加了输出电源的稳定度。
Description
技术领域
本发明涉及电源供应系统，特别涉及一种高压直流电源供应系统。
背景技术
在高压直流电源供应系统中，为使控制器控制高压直流电压的输出，需取得反馈信号反馈至控制器。通常，采用电阻分压电路对高压直流电压输出进行分压，以得到等比于高压直流电压输出的反馈信号。然而，因电阻会带来功率损耗，因而，高压直流电源供应系统的功率损耗增加，使得效率降低。此外，因高压直流电源供应系统输出为直流高压，需使用高耐压的电阻或多个低耐压的电阻串联，来避免反馈电路的损坏，而，这将使高压直流电源供应系统的成本增加。
发明内容
有鉴于此，需提供一种电源供应系统，具有较低功耗。
一种电源供应系统，包括依次串接的电磁干扰过滤电路、整流及滤波电路、开关电路、变压器及输出整流及滤波电路，控制器及反馈电路组成串联电路串接于所述开关电路与所述变压器的输出端之间。所述反馈电路包括分压电路、滤波电路及电压及温度补偿电路。分压电路连接于所述变压器的输出端与地之间，用于产生分压信号，所述分压电路包括第一无损耗元件及第二无损耗元件。所述第一无损耗元件与所述第二无损耗元件串联于所述变压器的输出端与地之间，且所述第一无损耗元件与所述第二无损耗元件之间输出所述分压信号。滤波电路连接所述分压电路，用于将所述分压信号整流滤波为直流信号。电压及温度补偿电路连接所述滤波电路，用于对所述滤波电路产生的直流信号进行电压补偿及温度补偿，产生反馈信号并发送所述反馈信号至所述控制器。
优选地，所述第一无损耗元件与所述第二无损耗元件均为电容。
优选地，所述滤波电路包括第一开关元件、第一电容及第一电阻。第一开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述控制极接收所述分压信号，所述第一电极接收参考电压。第一电容连接于所述第一开关元件的第二电极与地之间。第一电阻与所述第一电容并联。
优选地，所述第一开关元件为NPN型三极管，所述控制极为基极，所述第一电极为集电极，所述第二电极为发射极。
优选地，所述电压及温度补偿电路包括第二开关元件及第二电阻。第二开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第二开关元件的控制极连接所述第一开关元件的第二电极，所述第二开关元件的第一电极接地，所述第二开关元件的第二电极输出所述反馈信号。第二电阻一端连接所述第二开关元件的第二电极，另一端接收所述参考电压。
优选地，所述第二开关元件为PNP三极管，所述第二开关元件的控制极为基极，所述第二开关元件的第一电极为集电极，所述第二开关元件的第二电极为发射极。
上述电源供应系统利用无损耗元件取得分压信号，降低了损耗，提高电源供应系统的效率。此外，将取得分压信号整流滤波并补偿后产生反馈信号，增加了输出电源的稳定度。
附图说明
图1为本发明一实施方式中电源供应系统的示意图；及
图2为本发明一实施方式中电源供应系统的电路图。
主要元件符号说明
电源供应系统 10
电磁干扰过滤电路 100
整流及滤波电路 110
开关电路 120
变压器 130
输出整流及滤波电路 140
控制器 150
反馈电路 160
分压电路 1600
第一及第二无损耗元件 1601、1602
滤波电路 1610
电压及温度补偿电路 1620
输入电源 Vin
输出电源 Vo
第一至第三电容 C1、C2、C3
第一及第二开关元件 Q1、Q2
第一及第二电阻 R1、R2
参考电压 Vcc
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
图1为本发明一实施方式中电源供应系统10的示意图。电源供应系统10将输入电源Vin转换为输出电源Vo，以为负载提供直流，如高压直流灯、镭射打印机等。在本实施方式中，输入电源Vin为220V的交流电源，输出电源Vo为高压直流电源，例如，1000V的直流电源。电源供应系统10包括依次串接的电磁干扰过滤电路100、整流及滤波电路110、开关电路120、变压器130及输出整流及滤波电路140，还包括控制器150及反馈电路160，反馈电路160与控制器150依次串接于变压器130的输出端与开关电路120之间。电磁干扰过滤电路100连接输入电源Vin，用于滤除电磁干扰。整流及滤波电路110连接电磁干扰过滤电路100及开关电路120，用于将输入电源Vin整流滤波后，输出直流电源信号至开关电路120。开关电路120将整流及滤波电路110输出的直流电源信号转换为第一交流电源信号。在本实施方式中，第一交流电源信号为方波信号。开关电路120包括全桥电路、半桥电路、推挽式电路等。
变压器130用于将开关电路120输出的第一交流电源信号转换为第二交流电源信号。在本实施方式中，第二交流电源信号为弦波信号。输出整流及滤波电路140用于对变压器130产生的第二交流电源信号整流滤波，以产生高压直流的输出电源Vo。
反馈电路160连接变压器130的输出端与控制器150，用于根据变压器130产生的第二交流电源信号产生反馈信号，并发送反馈信号至控制器150。在本实施方式中，反馈信号反映输出电源Vo的电压大小。控制器150根据反馈信号，控制开关电路120的导通与截止，以控制第一交流电源信号的幅值，从而控制输出电源Vo的电压大小。
反馈电路160包括分压电路1600、滤波电路1610及电压及温度补偿电路1620。分压电路1600连接于变压器130的输出端与地之间，用于根据变压器130输出的第一交流电源信号产生分压信号。分压电路1600包括第一无损耗元件1601及第二无损耗元件1602。第一无损耗元件1601与第二无损耗元件1602依次串联于变压器130的输出端与地之间，且第一无损耗元件1601与第二无损耗元件1602之间输出分压信号。在本实施方式中，因变压器130输出的为交流信号，因而，分压信号也为交流信号，且因为分压电路1600利用无损耗元件进行分压，如此，降低了电源供应系统10的损耗。
滤波电路1610连接分压电路1600与电压及温度补偿电路1620，用于将分压信号整流滤波为直流信号，以反馈至控制器150。第一无损耗元件1601与第二无损耗元件1602先对第一交流电源信号分压，然后再由滤波电路1610滤波。由于分压倍数的关系，滤波电路1610的滤波元件(如整流二极管等)电压因产品批次或温度的变化，而使输出电源Vo产生极大变化，造成输出电源Vo稳定性较差。所以加入电压及温度补偿电路1620进行补偿，以增加输出电源Vo的稳定度，并减少输出电源Vo不同时的负载效应。电压及温度补偿电路1620用于对滤波电路1610产生的直流信号进行电压补偿及温度补偿，产生反馈信号并发送反馈信号至控制器150。如此，控制器150根据反馈信号知道输出电源Vo的状况，从而产生对应的控制信号控制开关电路120。在本实施方式中，反馈信号为直流信号。
图2所示为本发明一实施方式中电源供应系统10的反馈电路160具体电路图。其中，第一无损耗元件1601与第二无损耗元件1602均为电容，分别为第一电容C1与第二电容C2。滤波电路1610包括第一开关元件Q1、第三电容C3及第一电阻R1。第一开关元件Q1包括控制极、第一电极及第二电极，其控制极连接于所述第一电容C1与第二电容C2之间，接收分压信号，第一电极接收参考电压Vcc，第二电极经由第三电容C3接地。第一电阻R1与第三电容C3并联。
电压及温度补偿电路1620包括第二开关元件Q2及第二电阻R2。第二开关元件Q2包括控制极、第一电极及第二电极。第二开关元件Q2的控制极连接第一开关元件Q1的第二电极，第二开关元件Q2的第一电极接地，第二开关元件Q2的第二电极经由第二电阻R2接收所述参考电压Vcc并输出反馈信号。
在本实施方式中，第一开关元件Q1为NPN性三极管，第一开关元件Q1的控制极为基极，第一开关元件Q1的第一电极为集电极，第一开关元件Q1的第二电极为发射极。第二开关元件Q2为PNP三极管，第二开关元件Q2的控制极为基极，第二开关元件Q2的第一电极为集电极，第二开关元件Q2的第二电极为发射极。
在本实施方式中，第一开关元件Q1的基极与发射极之间有二极管及增益的特性，可用于对交流的分压信号进行整流与阻抗调整，然后又经过第三电容C3的滤波，生成直流信号。第一电阻R1用于组成第三电容C3的放电回路。第一开关元件Q1与第二开关元件Q2放置较近或封装在一起，温度特性相同，且第二开关元件的基极与发射极与第一开关元件的基极与发射极互相抵制，因而可进行电压及温度补偿，使输出电源Vo稳定。
第一开关元件Q1与第二开关元件Q2的电流很小，因而相对于使用二极管，损耗较小。此外，第一开关元件Q1具有增益特性，可对分压信号作阻抗调整，减少输出电源Vo不同时的负载效应。
本发明的电源供应系统10利用电容等无损耗元件取得分压信号，降低了损耗，提高电源供应系统10的效率。此外，采用三极管等开关元件对分压信号进行整流，损耗较小。本发明的电源供应系统10还利用NPN型与PNP型的三极管的基极与发射极相互抑制，对整流滤波后的分压信号进行电压与温度补偿，增加输出电源Vo的稳定性。
Claims (6)
1.一种电源供应系统，包括依次串接的电磁干扰过滤电路、整流及滤波电路、开关电路、变压器以及输出整流及滤波电路，控制器及反馈电路组成串联电路串接于所述开关电路与所述变压器的输出端之间，其特征在于，所述反馈电路包括：
分压电路，连接于所述变压器的输出端与地之间，用于产生分压信号，所述分压电路包括第一无损耗元件及第二无损耗元件，所述第一无损耗元件与所述第二无损耗元件串联于所述变压器的输出端与地之间，且所述第一无损耗元件与所述第二无损耗元件之间输出所述分压信号；
滤波电路，连接所述分压电路，用于将所述分压信号整流滤波为直流信号；及
电压及温度补偿电路，连接所述滤波电路，用于对所述滤波电路产生的直流信号进行电压补偿及温度补偿，产生反馈信号并发送所述反馈信号至所述控制器。
2.如权利要求1所述的电源供应系统，其特征在于，所述第一无损耗元件与所述第二无损耗元件均为电容。
3.如权利要求2所述的电源供应系统，其特征在于，所述滤波电路包括：
第一开关元件，包括控制极、第一电极及第二电极，所述控制极接收所述分压信号，所述第一电极接收参考电压；
第一电容，连接于所述第一开关元件的第二电极与地之间；及
第一电阻，与所述第一电容并联。
4.如权利要求3所述的电源供应系统，其特征在于，所述第一开关元件为NPN型三极管，所述控制极为基极，所述第一电极为集电极，所述第二电极为发射极。
5.如权利要求3或4所述的电源供应系统，其特征在于，所述电压及温度补偿电路包括：
第二开关元件，包括控制极、第一电极及第二电极，所述第二开关元件的控制极连接所述第一开关元件的第二电极，所述第二开关元件的第一电极接地，所述第二开关元件的第二电极输出所述反馈信号；及
第二电阻，一端连接所述第二开关元件的第二电极，另一端接收所述参考电压。
6.如权利要求5所述的电源供应系统，其特征在于，所述第二开关元件为PNP三极管，所述第二开关元件的控制极为基极，所述第二开关元件的第一电极为集电极，所述第二开关元件的第二电极为发射极。
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