CN103199711A - 一种新型的大功率直流通讯电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的大功率直流通讯电源，主要由主电路单元、电路控制单元、电路保护单元组成。所述主电路单元包括输入电路、功率变换电路及输出电路，为桥式拓扑结构。所述电路控制单元采用TL494芯片。所述电路保护单元包括防雷击、输入过流、输出过流、过压保护、过载保护、输出电流限制调节及温度保护电路结构。本发明供电稳定、安全、可靠，其能量转换效率高，可达93%以上，工作频率达100KHz，输出功率可达1000W，完全可以满足发展中的通讯设备的供电需求。
Description
技术领域
本发明涉及直流开关电源，尤其是涉及一种新型的大功率直流通讯电源，属于大功率特种直流开关电源技术领域。
背景技术
移动通信设备远程供电系统是针对现有移动基站供电系统无法解决通讯设备的供电问题，为改善系统的供电质量而出现的新一类电源产品。
移动基站远程供电系统由局端设备和远端设备组成，是为通讯设备提供远程供电电源，替代市电或其他供电方式。它可以将通讯机房内稳定的电能通过光电复合电缆、双绞线缆或电力线缆超低损耗的输送给通讯设备，为设备提供 24小时的、稳定的、恶劣条件下免维护的供电。成为3G网络的首选供电模式。 也同时可以解决通信、安防、门禁系统、交通、采矿等多个行业安装设备选址难、恶劣条件下设备漏电开关跳闸、电池常须维护、本地停电设备断网、供电距离远等供电问题，
移动基站远程供电系统的电源经处理以通过光电复合电缆或电力线直接给远方或接入端的通讯设备供电。不受通讯设备本地（接入端区域）任何停电情况的影响，相对于用电设备的室内机可称为永久性供电。有效杜绝供电中断的故障，增加了通讯设备的工作使用率。
直流设备供电不依赖于本地市电，无附加设备和施工，接线简单，不受地理环境限制，便于施工和选址。
移动基站远程供电系统与市电完全隔离，与大地悬浮不构成回路，无漏电风险，供电独立性强。大大降低了维护成本和维护难度。
移动基站远程供电系统不受当地市电复杂的负荷变化，昼夜变化，电站多样化而产生电压过高或过低；不受当地大型设备开启和关闭时而产生干扰、谐波、闪变和浪涌；杜绝当地复杂电力网络中的直接雷和感应雷损坏通讯设备。直流远程供电网络干净单一，供电电压稳定，延长通讯设备寿命，降低设备的故障率。
现有市场产品的缺点
由于移动通信电源的发展时间不长，产品种类不多，现有市场产品普遍存在着功率小、体积大、效率不高的问题，且不能多机并联，随着移动通信事业的迅速发展，对产品的功率、可靠性、体积等有越来越高的要求，由于存在上述的问题，影响了整个移动通信远程供电系统的稳定性、可靠性，国内外电源厂家都在积极的研究新技术，以满足移动通信的发展需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有直流通讯电源技术中的不足，提供“一种新型的大功率直流通讯电源”， 本发明电路结构设计合理、成本低、功率大，供电稳定、安全、可靠。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种新型的大功率直流通讯电源，主要由主电路单元、电路控制单元、电路保护单元组成。所述主电路单元包括输入电路、功率变换电路及输出电路，为桥式拓扑结构。所述电路控制单元采用TL494芯片，被控制的反馈采样信号输出端与TL494芯片的输入端对应连接，TL494芯片输出端通过驱动信号放大器件与开关管输入端对应连接。所述电路保护单元包括防雷击、输入过流、输出过流、过压保护、过载保护、输出电流限制调节及温度保护电路结构。
所述桥式拓扑结构具体为全桥拓扑结构，其直流电源输出端经防雷防反接单元依次与EMI滤波电路、开关管电路、隔直及软启动电路、高频变压器、高频整流电路、储能单元及滤波电路依次顺序首尾连接，其输出电路为图腾柱电路结构。
所述TL494芯片为推挽输出的TL494电压型控制芯片。
所述开关管电路采用全桥式电路结构。
所述电路保护单元，其防雷击保护为同时在电源输入正与负、输入正与地、输入负与地之间跨接防雷管结构。其输入过流保护，通过安装保险丝实现。输出反馈采样信号经调整与比较后进入TL494控制芯片输入端，实现对电路过载、过流保护，输出限流调节，所述温度保护电路由开关管温度保护和机箱内环境温度保护组成。
所述储能单元由设置跨接在高频整流电路与滤波电路的储能电感实现。
隔直电容通过与变压器漏感谐振，实现软开关电路结构。
本发明大功率直流通讯电源电路设计的原理及理由如下：
主电路单元：输入电路采用防雷防反接单元，吸收雷击残压，以保护开关电源不受损坏；EMI滤波器，抗电磁干扰；
功率转换电路，由开关管全桥拓扑和高频变压器组成，同时由隔直电容通过与变压器漏感谐振，实现软开关电路结构，使用该电路结构其能量转换效率高，可达93%以上，工作频率达100KHz。
输出电路采用图腾柱功率放大电路结构，进一步有效提高该电源供电功率。
储能单元由设置跨接在高频整流电路与滤波电路的储能电感实现，以进一步使电源输出电压稳定。
控制单元：采用PWM发生器TL494脉宽调制控制芯片，可有效实现本发明所需全部控制功能，结合电路保护单元，实现本电源供电的稳定、安全、可靠。
本发明与现有直流通讯电源相比具有如下优点：
1.本发明电路结构设计合理、成本低、功率大，体积小，重量轻，供电稳定、安全、可靠。
2.因本发明主电路单元采用全桥拓扑结构，其能量转换效率高，可达93%以上，工作频率达100KHz，又因输出电路采用图腾柱功率放大电路结构，其电源能获得较大的功率输出，输出功率可达 1000w，以满足通讯设备的供电需求。
3. 一般情况下采用PWM发生器TL494脉宽调制控制芯片做控制和保护功能，本发明是在此基础上，使用TL494结合可控硅BT169D的方法，实现短路、过流等保护，使保护功能更加齐全、可靠。使得电源遇到任何不利情况，都能迅速关断输出电压，从而保护通讯设备不受到破坏。
附图说明
图1是本发明连接结构方框示意图。
图2是本发明的电原理方框示意图。
图3是本发明的防雷击电原理方框示意图。
具体实施方式
下面结合附图通过非限制性实施例对本发明作进一步说明。
实施例
本大功率直流通讯电源如图1、图2、图3 所示，一种新型的大功率直流通讯电源，主要由主电路单元、电路控制单元、电路保护单元组成，所述主电路单元包括输入电路、功率变换电路及输出电路，为桥式拓扑结构，所述电路控制单元采用TL494芯片，被控制的反馈采样信号输出端与TL494芯片的输入端对应连接，TL494芯片输出端通过驱动信号放大器件与开关管输入端对应连接，所述电路保护单元包括防雷击、输入过流、输出过流、过压保护、过载保护、输出电流限制调节及温度保护电路结构。
所述桥式拓扑结构具体为全桥拓扑结构，其直流电源输出端经防雷防反接单元依次与EMI滤波电路、开关管电路、隔直及软启动电路、高频变压器、高频整流电路、储能单元及滤波电路依次顺序首尾连接，其输出电路为图腾柱电路结构。
所述TL494芯片为推挽输出的TL494电压型控制芯片。
所述开关管电路采用全桥式电路结构。
所述电路保护单元，其防雷击保护为同时在电源输入正与负、输入正与地、输入负与地之间跨接防雷管结构，其输入过流保护，通过安装保险丝实现，输出反馈采样信号经调整与比较后进入TL494控制芯片输入端，实现对电路过载、过流保护，输出限流调节，所述温度保护电路由开关管温度保护和机箱内环境温度保护组成。是通过分别在开关管散热片上和在机箱内壁紧贴温度传感器采集温度反馈信号,通过芯片运算及相关电路实施保护。
所述储能单元由设置跨接在高频整流电路与滤波电路的储能电感实现。
隔直电容通过与变压器漏感谐振，实现软开关电路结构。
电路中主要各器件型号：开关管 IRFP460, 高频整流 FEP30GP，
控制器芯片 TL494, 短路保护 BT169D， 过流保护 BT169D，
过压保护 TL431。均可在市场购买。
综上所述，本发明电路结构设计合理、成本低、功率大，体积小，重量轻，供电稳定、安全、可靠，其能量转换效率高，可达93%以上，工作频率达100KHz，电源能获得较大的功率输出，输出功率可达 1000W ，完全可以满足发展中的通讯设备的供电需求。
Claims (7)
1.一种新型的大功率直流通讯电源，主要由主电路单元、电路控制单元、电路保护单元组成，其特征在于，所述主电路单元包括输入电路、功率变换电路及输出电路，为桥式拓扑结构，所述电路控制单元采用TL494芯片，被控制的反馈采样信号输出端与TL494芯片的输入端对应连接，TL494芯片输出端通过驱动信号放大器件与开关管输入端对应连接，所述电路保护单元包括防雷击、输入过流、输出过流、过压保护、过载保护、输出电流限制调节及温度保护电路结构。
2.根据权利要求1所述的一种新型的大功率直流通讯电源，其特征在于，所述桥式拓扑结构具体为全桥拓扑结构，其直流电源输出端经防雷防反接单元依次与EMI滤波电路、开关管电路、隔直及软启动电路、高频变压器、高频整流电路、储能单元及滤波电路依次顺序首尾连接，其输出电路为图腾柱电路结构。
3.根据权利要求1所述的一种新型的大功率直流通讯电源，其特征在于，所述TL494芯片为推挽输出的TL494电压型控制芯片。
4.根据权利要求2所述的一种新型的大功率直流通讯电源, 其特征在于，所述开关管电路采用全桥式电路结构。
5. 根据权利要求1所述的一种新型的大功率直流通讯电源, 其特征在于，所述电路保护单元，其防雷击保护为同时在电源输入正与负、输入正与地、输入负与地之间跨接防雷管结构，其输入过流保护，通过安装保险丝实现，输出反馈采样信号经调整与比较后进入TL494控制芯片输入端，实现对电路过载、过流保护，输出限流调节，所述温度保护电路由开关管温度保护和机箱内环境温度保护组成。
6. 根据权利要求2所述的一种新型的大功率直流通讯电源, 其特征在于，所述储能单元由设置跨接在高频整流电路与滤波电路的储能电感实现。
7.根据权利要求1所述的一种大功率小型直流通讯电源, 其特征在于，隔直电容通过与变压器漏感谐振，实现软开关电路结构。
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|---|---|---|---|---|
| CN104702112A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-06-10 | 镇江汉邦科技有限公司 | 汽车用直流高压电源 |
| CN107769560A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-03-06 | 苏州工业职业技术学院 | 一种基于buck电路的可调开关电源 |
| CN116526866A (zh) * | 2023-06-15 | 2023-08-01 | 上海奔曜科技有限公司 | 机器人电源的拓扑结构及机器人 |
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2012
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| CN107769560A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-03-06 | 苏州工业职业技术学院 | 一种基于buck电路的可调开关电源 |
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| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
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