CN105141147A - 一种超宽输入电压的隔离电源及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超宽输入电压的隔离电源及方法，隔离电源包括第一隔离开关电源、第二隔离开关电源、第一变压器、第二变压器、第一电压检测电路、第二电压检测电路和限幅保护电路；所述的第一隔离开关电源的第一输入端分别与三相电源的A线、B线和C线连接，第一隔离开关电源的第二输入端与三相电源的零线连接；三相电源的A线、B线和C线还与变压器连接，变压器分别与第二隔离开关电源和限幅保护电路连接，限幅保护电路与第二隔离开关电源连接；第一隔离开关电源与第二隔离开关电源合并之后输出负直流电源。本发明应用于30Vac～500Vac的仪器、仪表（含各类电能表）工作电源，解决不同电压等级的场合需要不同电压范围电能表的问题。

Description

一种超宽输入电压的隔离电源及方法

技术领域

本发明应用于输入30Vac～500Vac的仪器、仪表（含各类电能表）工作电源，涉及一种超宽输入电压的隔离电源及方法。

背景技术

目前国内仪器、仪表（含电能表）的工作电压范围都较窄。一般工作电压范围是：额定电压±20%。不同的电源场合需要不同电压等级的电源配合，给仪器、仪表的宽范围应用带来不必要的麻烦。

比如：三相电能表的工作电压范围从57.7Vac～380Vac。而不同电压等级的场合需要不同电压范围电能表。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超宽输入电压的隔离电源及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种超宽输入电压的隔离电源，它包括第一隔离开关电源、第二隔离开关电源、第一变压器、第二变压器、第一电压检测电路、第二电压检测电路和限幅保护电路；

所述的第一隔离开关电源的第一输入端分别与三相电源的A线、B线和C线连接，第一隔离开关电源的第二输入端与三相电源的零线连接；

三相电源的A线还分别与限幅保护电路的第一输入端、第一变压器第一输入端连接，三相电源的B线还分别与第一变压器的第二输入端、第二变压器的第二输入端、第二隔离开关电源第二输入端连接，三相电源的C线还分别与限幅保护电路的第一输入端、第二变压器的第一输入端连接，第一变压器的输出端分别与第一电压检测电路和第二隔离开关电源的第一输入端连接，第二变压器的输出端分别与第二电压检测电路和第二隔离开关电源的第一输入端连接，第一电压检测电路的输出端和第二电压检测电路的输出端与限幅保护电路的控制输入端连接，限幅保护电路的输出端与第二隔离开关电源的第一输入端连接；

第一隔离开关电源的第一输出端与第二隔离开关电源的第一输出端合并之后输出正直流电源，第一隔离开关电源的第二输出端与第二隔离开关电源的第二输出端合并之后输出负直流电源。

所述的限幅保护电路包括一个场效应管，场效应管的控制信号输入端分别与第一电压检测电路和第二电压检测电路连接。

所述的第一变压器为隔离电压器或者自耦电压器；所述的第二变压器为隔离电压器或自耦电压器。

一种超宽输入电压的隔离电源还包括三个整流二极管D1、D2和D3，所述的整流二极管D1设置于A线与第一隔离开关电源之间，所述的整流二极管D2设置于B线与第一隔离开关电源的公共连接点之间，所述的整流二极管D3设置于C线与第一隔离开关电源之间。

一种超宽输入电压的隔离电源还包括两个整流二极管D4和D5，所述的整流二极管D4设置于A线与限幅保护电路之间；所述的整流二极管D5设置于C线与限幅保护电路之间。

一种超宽输入电压的隔离电源还包括一个隔离二极管D6，所述的隔离二极管D6的正极连接限幅保护电路，隔离二极管D6的负极连接第二隔离开关电源。

一种超宽输入电压的隔离电源还包括两个稳压二极管D7和D8，所述的稳压二极管D7的正极与第一变压器的输出端连接，稳压二极管D7的负极与第二隔离开关电源连接；所述的稳压二极管D8的正极与第二变压器的输出端连接，稳压二极管D8的负极与第二隔离开关电源连接。

一种超宽输入电压的隔离电源的方法，包括以下步骤：

S1：通过三相四线和三相三线两种方式，分别输入至第一隔离开关电源和第二隔离开关电源，包括以下子步骤：

（1）若为三相四线的方式，输入电压直接接入第一隔离开关电源；

（2）若为三相三线的方式，根据输入电压大小会进行不同的输出，限幅保护电路处于开通状态：

（2-1）如果三相三线的电压高于某值，第一电压检测电路和第二电压检测电路将输出控制信号，强行关闭限幅保护电路，此时经过第一变压器和第二变压器降压后的电压接入第二隔离开关电源；并且在上电瞬间，第一电压检测电路和第二电压检测电路未工作，限幅保护电路对高压进行限幅保护；

（2-2）如果三相三线的电压低于某值，限幅保护电路仍处于开通状态，输入电压直接接入第二隔离开关电源；并且由于电压低于某值，经过第一变压器和第二变压器降压后的电压过低，第一电压检测电路和第二电压检测电路步输出控制信号；

S2：经由第一隔离开关电源和第二隔离开关电源合并的直流电源，输出至外部应用系统。

本发明的有益效果是：本发明实现对三相三线和三相四线的两部分输入，并且实现了超宽输入电压的隔离电源，可广泛应用于输入30Vac～500Vac的仪器、仪表（含各类电能表）的工作电源，解决不同电压等级场合需要不同电压范围电能表的问题。

附图说明

图1为本发明结构方框图；

图2为本发明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：

在本实施例中，第一隔离开关电源和第二隔离开关电源的工作电压范围为：20～265Vac。

如图1所示，一种超宽输入电压的隔离电源，它包括第一隔离开关电源、第二隔离开关电源、第一变压器、第二变压器、第一电压检测电路、第二电压检测电路和限幅保护电路；

所述的第一隔离开关电源的第一输入端分别与三相电源的A线、B线和C线连接，第一隔离开关电源的第二输入端与三相电源的零线连接；

三相电源的A线还分别与限幅保护电路的第一输入端、第一变压器第一输入端连接，三相电源的B线还分别与第一变压器的第二输入端、第二变压器的第二输入端、第二隔离开关电源第二输入端连接，三相电源的C线还分别与限幅保护电路的第一输入端、第二变压器的第一输入端连接，第一变压器的输出端分别与第一电压检测电路和第二隔离开关电源的第一输入端连接，第二变压器的输出端分别与第二电压检测电路和第二隔离开关电源的第一输入端连接，第一电压检测电路的输出端和第二电压检测电路的输出端与限幅保护电路的控制输入端连接，限幅保护电路的输出端与第二隔离开关电源的第一输入端连接；

第一隔离开关电源的第一输出端与第二隔离开关电源的第一输出端合并之后输出正直流电源，第一隔离开关电源的第二输出端与第二隔离开关电源的第二输出端合并之后输出负直流电源。

所述的限幅保护电路包括一个场效应管，场效应管的控制信号输入端分别与第一电压检测电路和第二电压检测电路连接。

所述的第一变压器为隔离电压器或者自耦电压器；所述的第二变压器为隔离电压器或自耦电压器。

一种超宽输入电压的隔离电源还包括三个整流二极管D1、D2和D3，所述的整流二极管D1设置于A线与第一隔离开关电源之间，所述的整流二极管D2设置于B线与第一隔离开关电源的公共连接点之间，所述的整流二极管D3设置于C线与第一隔离开关电源之间。

一种超宽输入电压的隔离电源还包括两个整流二极管D4和D5，所述的整流二极管D4设置于A线与限幅保护电路之间；所述的整流二极管D5设置于C线与限幅保护电路之间。

一种超宽输入电压的隔离电源还包括一个隔离二极管D6，所述的隔离二极管D6的正极连接限幅保护电路，隔离二极管D6的负极连接第二隔离开关电源。

一种超宽输入电压的隔离电源还包括两个稳压二极管D7和D8，所述的稳压二极管D7的正极与第一变压器的输出端连接，稳压二极管D7的负极与第二隔离开关电源连接；所述的稳压二极管D8的正极与第二变压器的输出端连接，稳压二极管D8的负极与第二隔离开关电源连接。

如图2所示，一种超宽输入电压的隔离电源的方法，包括以下步骤：

S1：通过三相四线和三相三线两种方式，分别输入至第一隔离开关电源和第二隔离开关电源，包括以下子步骤：

（1）一般三相四线工频电压不会超过265Vac，因此可将此输入电压直接接入（或整流后接入）第一隔离开关电源；

（2）若为三相三线的方式，根据输入电压大小会进行不同的输出，限幅保护电路处于开通状态：

（2-1）当三相三线的电压将超过265Vac时，二路输入电压检测电路将输出控制信号，强行关闭限幅保护电路中的场效应管，阻止超过265Vac的电压经过。此时经第一变压器T1、第二变压器T2降压的电源进入第二隔离开关电源。

由于上电瞬间，变压器的滞后作用，第一电压检测电路和第二电压检测电路还没有工作。输入的高压如果不限幅，将烧坏后续的开关电源。因此在回路中加入一个限幅保护电路。

（2-2）当三相三线的电压将低于265Vac时，限幅保护电路直接开通，将输入电压直接接入后续的第二隔离开关电源。

由于电压低于265Vac，变压器输出过低，输入电压检测电路不工作，不会控制限幅保护电路。

S2：经由第一隔离开关电源和第二隔离开关电源合并后的直流电源，即可输出给应用系统。由此实现了30～500Vac的超宽输入电压电源。

Claims (8)

1.一种超宽输入电压的隔离电源，其特征在于：它包括第一隔离开关电源、第二隔离开关电源、第一变压器、第二变压器、第一电压检测电路、第二电压检测电路和限幅保护电路；

所述的第一隔离开关电源的第一输入端分别与三相电源的A线、B线和C线连接，第一隔离开关电源的第二输入端与三相电源的零线连接；

三相电源的A线还分别与限幅保护电路的第一输入端、第一变压器第一输入端连接，三相电源的B线还分别与第一变压器的第二输入端、第二变压器的第二输入端、第二隔离开关电源第二输入端连接，三相电源的C线还分别与限幅保护电路的第一输入端、第二变压器的第一输入端连接，第一变压器的输出端分别与第一电压检测电路和第二隔离开关电源的第一输入端连接，第二变压器的输出端分别与第二电压检测电路和第二隔离开关电源的第一输入端连接，第一电压检测电路的输出端和第二电压检测电路的输出端与限幅保护电路的控制输入端连接，限幅保护电路的输出端与第二隔离开关电源的第一输入端连接；

第一隔离开关电源的第一输出端与第二隔离开关电源的第一输出端合并之后输出正直流电源，第一隔离开关电源的第二输出端与第二隔离开关电源的第二输出端合并之后输出负直流电源。

2.根据权利要求1所述的一种超宽输入电压的隔离电源，其特征在于：所述的限幅保护电路包括一个场效应管，场效应管的控制信号输入端分别与第一电压检测电路和第二电压检测电路连接。

3.根据权利要求1所述的一种超宽输入电压的隔离电源，其特征在于：所述的第一变压器为隔离电压器或者自耦电压器；所述的第二变压器为隔离电压器或自耦电压器。

4.根据权利要求1所述的一种超宽输入电压的隔离电源，其特征在于：还包括三个整流二极管D1、D2和D3，所述的整流二极管D1设置于A线与第一隔离开关电源之间，所述的整流二极管D2设置于B线与第一隔离开关电源的公共连接点之间，所述的整流二极管D3设置于C线与第一隔离开关电源之间。

5.根据权利要求1所述的一种超宽输入电压的隔离电源，其特征在于：还包括两个整流二极管D4和D5，所述的整流二极管D4设置于A线与限幅保护电路之间；所述的整流二极管D5设置于C线与限幅保护电路之间。

6.根据权利要求1所述的一种超宽输入电压的隔离电源，其特征在于：还包括一个隔离二极管D6，所述的隔离二极管D6的正极连接限幅保护电路，隔离二极管D6的负极连接第二隔离开关电源。

7.根据权利要求1所述的一种超宽输入电压的隔离电源，其特征在于：还包括两个稳压二极管D7和D8，所述的稳压二极管D7的正极与第一变压器的输出端连接，稳压二极管D7的负极与第二隔离开关电源连接；所述的稳压二极管D8的正极与第二变压器的输出端连接，稳压二极管D8的负极与第二隔离开关电源连接。

8.如权利要求1~7中任意一项所述的一种超宽输入电压的隔离电源的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：通过三相四线和三相三线两种方式，分别输入至第一隔离开关电源和第二隔离开关电源，包括以下子步骤：

（1）若为三相四线的方式，输入电压直接接入第一隔离开关电源；

（2）若为三相三线的方式，根据输入电压大小会进行不同的输出，限幅保护电路处于开通状态：

（2-1）如果三相三线的电压高于某值，第一电压检测电路和第二电压检测电路将输出控制信号，强行关闭限幅保护电路，此时经过第一变压器和第二变压器降压后的电压接入第二隔离开关电源；并且在上电瞬间，第一电压检测电路和第二电压检测电路未工作，限幅保护电路对高压进行限幅保护；

（2-2）如果三相三线的电压低于某值，限幅保护电路仍处于开通状态，输入电压直接接入第二隔离开关电源；并且由于电压低于某值，经过第一变压器和第二变压器降压后的电压过低，第一电压检测电路和第二电压检测电路步输出控制信号；

S2：经由第一隔离开关电源和第二隔离开关电源合并的直流电源，输出至外部应用系统。