CN104242685B - 一种船闸式开关电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船闸式开关电源，包括一级电路、二级电路、三级电路、一次开关、二次开关、一级充电电容和二级充电电容；一级电路、一次开关和一级充电电容依次串联；二级电路并联在一级充电电容的两端，二级电路、二次开关和二级充电电容依次串联；三级电路并联在二级充电电容的两端；一次开关和二次开关不同时闭合；一级电路为整流滤波电路，二级电路为泄压保护电路，三级电路为滤波保护电路。本发明船闸式开关电源可将雷电等意外高压阻拦在电源部分，能有效地保护电子设备。

Description

一种船闸式开关电源
技术领域
本发明涉及一种船闸式开关电源。
背景技术
稳压电源是电子设备的重要供电设备，它在给电子设备提供电源的同时，也可能将通过工频线路的意外高压(如雷电等)传递到电子设备上，从而击坏电子设备。若能将雷电阻拦在电源部分，则可有效保护贵重电子设备。
发明内容
发明目的：为克服现有技术不足，本申请提供一种船闸式开关电源。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种船闸式开关电源，包括一级电路、二级电路、三级电路、一次开关、二次开关、一级充电电容和二级充电电容；一级电路、一次开关和一级充电电容依次串联；二级电路并联在一级充电电容的两端，二级电路、二次开关和二级充电电容依次串联；三级电路并联在二级充电电容的两端；一次开关和二次开关不同时闭合；一级电路为整流滤波电路，二级电路为泄压保护电路，三级电路为滤波保护电路。
上述整流滤波电路、泄压保护电路、滤波保护电路均参照现有技术。在公开了上述开关电源的基础上本领域技术人员根据电路使用场所、功率、成本等因素，能选择利用现有技术中的电路。
三级电路为开关电源后级电路，使用时，电子设备连在三级电路上。
工作原理：本发明船闸式开关电源，采用二次开关方式，在其他前级防雷措施不能有效保护的情况下，能将高压阻拦在电源部分，泄压保护电路当一级充电电容上电容电压高时，一方面保证二次开关断开，另一方面能过泄压、熔断甚至自毁等方式切断其下级电能路，从而保护下级电路及电子设备。
本发明船闸式开关电源，采用两次开关的方式，第一次开关，由整流后的工频电源给一级充电电容充电，第二次开关由一级充电电容的电荷给二级充电电容充电，在一级充电电容两端是两个不同时闭合的开关，类似船闸两边的闸门不同时打开一样，因而称为船闸式开关电源。
一次开关和二次开关形成船闸式开关，原理同船闸的工作原理，开关由晶体管、场效应管以及复合的大功率开关器件构成，具体参照现有技术，它们不可以同时闭合，当一级充电电容上的电压超过压时，二次开关不能闭合。
一级电路上还串联有线性稳压电路。这样可进一步增加输出电压的稳定性，既增加了输入电压的范围、提高电源效率，又使输出的电源更稳定。
一次开关与二次开关的振荡电路互相关联且稳定在一个固定比例上，由于一次开关与二次开关不能同闭合，而且以二次开关作为主动，这样可能会影响一次开关的稳定性，为了减少这种扰动，要求一次开关与二次开关的振荡电路互相关联且稳定在一个固定比例上，从而减少或消除一次开关和二次开关同时闭合的机率。
本电路采用开关断开的方式将雷电高压阻挡在电源前段，因此要求开关管具有高耐压特性，保护和泄压电路要求远低于开关管的耐压。
上述未特别限定的技术均参照现有技术。
有益效果：本发明船闸式开关电源可将雷电等意外高压阻拦在电源部分，能有效地保护电子设备。
附图说明
图1是本发明船闸式开关电源以12V直流稳压电流为例的原理结构图；
图2是具体实施方式中控制K1、K2的逻辑图；
图3为具体实施方式中K1、K2的震荡电路图。
图中，K1为一次开关、K2为二次开关、C1为一级充电电容、C2为二级充电电容。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
如图1所示以12V直流稳压电流为例：船闸式开关电源，包括一级电路、二级电路、三级电路、一次开关K1、二次开关K2、一级充电电容C1和二级充电电容C2；一级电路、一次开关K1和一级充电电容C1依次串联；二级电路并联在一级充电电容C1的两端，二级电路、二次开关K2和二级充电电容C2依次串联；三级电路并联在二级充电电容C2的两端；一次开关K1和二次开关K2不同时闭合；一级电路为整流滤波电路，二级电路为泄压保护电路，三级电路为滤波保护电路。
“若高电平可以使一次开关K1和二次开关K2闭合，低电压使一次开关K1、二次开关K2断开，”则控制一次开关K1、二次开关K2的逻辑图如图2所示。
开关电源基本原理：简单说就是通过电子开关高速接通和断开，接通时，电容器充电，断开时，电容器放电。通过控制“开”和“关”时间比例(占空比)从而控制输出电压的高低。所以控制“开关”的动作一直不停的。而控制“开关”的“开”和“关”的是由振荡电路产生的方波。本电路中，以控制二次开关K2的振荡电路优先，当二次开关K2接通时，通过电路控制使用一次开关K1不能接通，只有当二次开关K2断开时，一次开关K1才可以自由接通和断开。如图3所示：如图中的波形所示，二次开关K2开关的接通和断开与振荡电路完全一致(所以图中没有分开画)。在没有二次开关K2控制的情况下，一次开关K1振荡电路直接控制了一次开关K1的通断，但在部分区域(圆圈着的区域)由于二次开关K2刚好接通，此时即使一次开关K1振荡波形为高电平，一次开关K1也不能接通。图中，开关一次开关K1和二次开关K2，高电平为接通，低电平为断开。

Claims (3)

1.一种船闸式开关电源，其特征在于：包括一级电路、二级电路、三级电路、一次开关、二次开关、一级充电电容和二级充电电容；一级电路、一次开关和一级充电电容依次串联；二级电路并联在一级充电电容的两端，二级电路、二次开关和二级充电电容依次串联；三级电路并联在二级充电电容的两端；一次开关和二次开关不同时闭合；一级电路为整流滤波电路，二级电路为泄压保护电路，三级电路为滤波保护电路。
2.如权利要求1所述的船闸式开关电源，其特征在于：一级电路上还串联有线性稳压电路。
3.如权利要求1或2所述的船闸式开关电源，其特征在于：一次开关与二次开关的振荡电路互相关联且稳定在一个固定比例上。
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