CN105763079A - 电压可调的ac-dc电源 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电压可调的AC?DC电源，通过基准电源为A/D芯片提供精准的参考电压，通过反馈电路中的A/D芯片对分压电路的输出电压进行转换处理，且将转换处理后采集的信息通过串行传输方式发送给主控制电路，主控制电路根据采集信息控制驱动电路，以通过驱动电路控制降压电路中IGBT的状态，降压电路根据驱动电路对IGBT状态的控制，将整流电路输出的高压直流电转换为低压宽范围直流电输出。从而实现了一种结构简易，输出范围可以在较大范围内灵活调节的AC?DC电源。

Description

电压可调的AC-DC电源

技术领域

本发明实施例涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种电压可调的AC-DC电源。

背景技术

随着电力电子技术的不断创新，开关电源技术也得到了迅速发展。日常生活中我们最常用的是交流电，而电器设计多使用电源稳定的直流电，因此，交流电转换为直流电的AC-DC电源是应用最广泛的电源类型。

随着应用需要，现在人们使用的AC-DC电源的输出电压可以调节，具体来说，AC-DC电压可调电源的反馈电路需要通过电压传感器对输出或输入电压进行采集，再采用专用传感器处理输出反馈信号，或者使用电压互感器通过运放处理后，再将模拟信号转化成数字信号再通过控制芯片来处理生成反馈信号，从而当控制电路接收到反馈信号后，对反馈信号进行处理后通过驱动电路控制AC-DC电源的输出电压。由此可见，现有的AC-DC电压可调电源的电路结构复杂，设计成本较高。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例提供一种电压可调的AC-DC电源。

本发明一方面提供一种电压可调的AC-DC电源，包括：主电路、驱动电路、反馈电路和控制电路，其中，所述主电路包括：交流电源、整流电路、降压电路和分压电路，所述控制电路包括：主控制电路；

其中，所述整流电路分别与所述交流电源和降压电路相连接，所述分压电路分别与所述降压电路和所述反馈电路相连接，所述驱动电路分别与所述降压电路和所述主控制电路相连接，所述反馈电路分别与所述分压电路和所述主控制电路相连接；

所述整流电路，用于将所述交流电源提供的交流电转换为高压直流电；

所述降压电路，用于根据所述驱动电路对绝缘栅极双极型晶体管IGBT状态的控制，将所述高压直流电转换为低压宽范围直流电输出；

所述反馈电路，用于通过基准电源为A/D芯片提供精准的参考电压，通过反馈电路中的A/D芯片对分压电路的输出电压进行转换处理，且将转换处理后采集的信息通过串行传输方式发送给主控制电路；

所述主控制电路，用于接收所述采集信息，根据所述采集信息控制所述驱动电路；

所述驱动电路，用于控制所述降压电路中绝缘栅极双极型晶体管IGBT的状态。

本发明实施例提供的电压可调的AC-DC电源，通过基准电源为A/D芯片提供精准的参考电压，通过反馈电路中的A/D芯片对分压电路的输出电压进行转换处理，且将转换处理后采集的信息通过串行传输方式发送给主控制电路，主控制电路根据采集信息控制驱动电路，以通过驱动电路控制降压电路中IGBT的状态，降压电路根据驱动电路对IGBT状态的控制，将整流电路输出的高压直流电转换为低压宽范围直流电输出。从而实现了一种结构简易，输出范围可以在较大范围内灵活调节的AC-DC电源。

附图说明

图1为本发明提供的一个电压可调的AC-DC电源的结构示意图；

图2为本发明提供的另一个电压可调的AC-DC电源的结构示意图；

图3为本发明提供的又一个电压可调的AC-DC电源的结构示意图；

图4为本发明提供的电压可调的AC-DC电源中主电路的结构示意图；

图5为本发明提供的电压可调的AC-DC电源中驱动电路的结构示意图；

图6为本发明提供的电压可调的AC-DC电源中控制电路的结构示意图；

图7为本发明提供的电压可调的AC-DC电源中稳压电路的结构示意图；

图8为本发明提供的电压可调的AC-DC电源中反馈电路的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明提供的一个电压可调的AC-DC电源的结构示意图，如图1所示，该电源包括：主电路1、驱动电路2、反馈电路3和控制电路4，其中，主电路1包括：交流电源11、整流电路12、降压电路13和分压电路14，控制电路4包括：主控制电路41；

其中，整流电路12分别与交流电源11和降压电路13相连接，分压电路14分别与降压电路13和反馈电路3相连接，驱动电路2分别与降压电路13和主控制电路41相连接，反馈电路3分别与分压电路14和主控制电路41相连接；

整流电路12，用于将交流电源11提供的交流电转换为高压直流电；

降压电路13，用于根据驱动电路2对绝缘栅极双极型晶体管IGBT状态的控制，将高压直流电转换为低压宽范围直流电输出；

反馈电路3，用于通过A/D芯片对分压电路14的输出电压进行转换处理，通过基准电源为A/D芯片提供精准的参考电压，通过反馈电路中的A/D芯片对分压电路的输出电压进行转换处理，且将转换处理后采集的信息通过串行传输方式发送给主控制电路41；

主控制电路41，用于接收采集信息，根据采集信息控制驱动电路2；

驱动电路2，用于控制降压电路13中绝缘栅极双极型晶体管IGBT的状态。

具体地，反馈电路3通过基准电源提供精确的参考电压经过A/D芯片采集多级电阻分压的输出电压，代替了电压传感器复杂电路，使用多级大阻值电阻实现了电气隔离的需要，也使得电压的输出精度得到精确的采集。反馈电路3将采集信息通过串行传输方式发送给主控制电路41，主控制电路41接收采集信息，根据采集信息控制驱动电路2，驱动电路2控制降压电路13中绝缘栅极双极型晶体管IGBT的状态，降压电路13根据驱动电路2对绝缘栅极双极型晶体管IGBT状态的控制，将高压直流电转换为低压宽范围直流电输出，从而使得电路结构简单，需要的元器件少，做成产品后的体积小，输出电压可调，输出电压范围宽。

本实施例提供的电压可调的AC-DC电源，通过基准电源为A/D芯片提供精准的参考电压，通过反馈电路中的A/D芯片对分压电路的输出电压进行转换处理，且将转换处理后采集的信息通过串行传输方式发送给主控制电路，主控制电路根据采集信息控制驱动电路，以通过驱动电路控制降压电路中IGBT的状态，降压电路根据驱动电路对IGBT状态的控制，将整流电路输出的高压直流电转换为低压宽范围直流电输出。从而实现了一种结构简易，输出范围可以在较大范围内灵活调节的AC-DC电源。

图2为本发明提供的另一个电压可调的AC-DC电源的结构示意图，如图2所示，基于图1所示实施例，控制电路4还包括：按键控制电路42和显示电路43，主控制电路41分别与按键控制电路42和显示电路43相连接；按键控制电路42，用于对AC-DC电源的输出电压进行设置；显示电路43，用于对AC-DC电源的设置电压和输出电压进行显示。

进一步地，按键控制电路42，还用于对AC-DC电源的启动和/或停止的工作状态进行控制。

图3为本发明提供的又一个电压可调的AC-DC电源的结构示意图，如图3所示，基于图2所示实施例，该电源还包括：稳压电路5，稳压电路5分别与交流电源11、驱动电路2、反馈电路3和控制电路4相连接；稳压电路5，用于为驱动电路2、反馈电路3和控制电路4供电。

基于上述实施例，驱动电路2，具体用于采用光耦隔离电路控制降压电路13中绝缘栅极双极型晶体管IGBT的状态。

基于上述实施例，整流电路12包括：整流桥和可恢复保险丝，其中，整流桥，用于将交流电变换为高压直流电；可恢复保险丝，用于对高压直流电进行限流保护。

需要说明的是，本发明上述实施例所提供的电压可调的AC-DC电源的各个电路的具体结构，本领域技术人员可以根据应用需要搭建能够完成上述各个功能的电路，或者选择能够完成上述各个功能的处理芯片进行电路搭建，本实施例对此不做具体限制。为了更加清楚的描述本发明上述实施例所提供的电压可调的AC-DC电源的结构和实施方式，具体通过图4-图8所示的电路图进行举例说明如下，具体为：图4为本发明提供的电压可调的AC-DC电源中主电路的结构示意图，图5为本发明提供的电压可调的AC-DC电源中驱动电路的结构示意图，图6为本发明提供的电压可调的AC-DC电源中控制电路的结构示意图，图7为本发明提供的电压可调的AC-DC电源中稳压电路的结构示意图，图8为本发明提供的电压可调的AC-DC电源中反馈电路的结构示意图。本实施例中驱动电路包括IR2110芯片，主控制电路包括控制芯片STC89C52RC，反馈电路包括：基准电源LM336和A/D芯片TLC549，具体实施过程如下：

主电路具体通过D1整流桥，将交流电变换为直流电，整流桥D1后连接可恢复保险丝F1，F1对变换后的直流高压进行限流保护，F1后连接IGBT，IGBT后连接电感L1和续流二极管D2，电感L1另一端输出，续流二极管D2另一端接地，通过IGBT、续流二极管D2和电感L1将高压直流电转换为低压宽范围直流电。电感L1连接R2，R2和R3串联，R3另一端接地，通过多级分压电阻R2和R3对输出电压进行分压，R2和R3的公共节点连接A/D转化芯片TLC549的模拟输入管脚AIN，来对电压采集。电感L1最后通过输出端子OUT将电压输出。当IGBT处于关断状态时通过电感L1和续流二极管D2的作用为自举电容C3充电。

反聩电路，具体通过基准电源LM336为A/D芯片提供精准的参考电压，通过A/D芯片TLC549采集输出电压。将分压电路中的多级分压电阻的电压作为TLC549的采集信号进行采集。通过串行发送数据的方式，将采集信息发送给主控制电路，主控制电路通过控制芯片STC89C52RC对整个电源进行控制，按键控制电路具体通过按键S1和S2对电源的输出进行电压设置，通过按键S3对电源的紧急启停进行控制。控制芯片STC89C52RC的P0.0、P0.1、P0.2分别连接Q1、Q2、Q3的基极，通过此链接控制3位数码管DS1每一位的电源通断，P2端口的8个管脚和排阻R31的管脚相连，R31的另一侧管脚和8个数码管显示控制管脚连接控制数码管的显示，通过数码管DS1对设置电压和输出电压进行显示。

驱动电路通过IR2110芯片内部采用光耦隔离电路对IGBT进行控制，IR2110芯片的控制端子电路采用5V输入为芯片的逻辑功能进行供电，输出端子电路采用15V输入为IGBT的控制供电，VDD管脚输入5V电源，HIN管脚和控制芯片STC89C52RC的P1.0管脚相连，SD管脚和控制芯片STC89C52RC的P1.1管脚相连，HO管脚和IGBT的栅极连接，VS管脚和IGBT的漏极连接。

稳压电路主要为控制电路提供5V的电压，为驱动电路和反馈电路的基准电源LM336提供15V的电压。

本实施例中的反馈电路通过基准电源LM336为A/D芯片提供精确的参考电压，经过A/D芯片采集多级电阻分压的输出电压，代替了电压传感器复杂电路，使用多级大阻值电阻实现了电气隔离的需要，也使得电压的输出精度得到精确的采集。驱动电路使用IR2110芯片，只需要提供电源、防反二极管、电阻和一个自举电容就可以控制IGBT。控制电路使用低成本的STC89C52RC芯片和3个开关按键就可以控制输出电压和电路的启停。使得电路结构简单，需要的元器件少，做成产品后的体积小，输出电压可调，输出电压范围宽。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电压可调的AC-DC电源，其特征在于，包括：主电路、驱动电路、反馈电路和控制电路，其中，所述主电路包括：交流电源、整流电路、降压电路和分压电路，所述控制电路包括：主控制电路；

其中，所述整流电路分别与所述交流电源和降压电路相连接，所述分压电路分别与所述降压电路和所述反馈电路相连接，所述驱动电路分别与所述降压电路和所述主控制电路相连接，所述反馈电路分别与所述分压电路和所述主控制电路相连接；

所述整流电路，用于将所述交流电源提供的交流电转换为高压直流电；

所述降压电路，用于根据所述驱动电路对绝缘栅极双极型晶体管IGBT状态的控制，将所述高压直流电转换为低压宽范围直流电输出；

所述反馈电路，通过基准电源为A/D芯片提供精准的参考电压，通过反馈电路中的A/D芯片对分压电路的输出电压进行转换处理，且将转换处理后采集的信息通过串行传输方式发送给主控制电路；

所述主控制电路，用于接收所述采集信息，根据所述采集信息控制所述驱动电路；

所述驱动电路，用于控制所述降压电路中绝缘栅极双极型晶体管IGBT的状态。

2.根据权利要求1所述的电压可调的AC-DC电源，其特征在于，

所述驱动电路，具体用于采用光耦隔离电路控制所述降压电路中绝缘栅极双极型晶体管IGBT的状态。

3.根据权利要求1所述的电压可调的AC-DC电源，其特征在于，所述整流电路包括：整流桥和可恢复保险丝；

所述整流桥，用于将所述交流电变换为高压直流电；

所述可恢复保险丝，用于对所述高压直流电进行限流保护。

4.根据权利要求1所述的电压可调的AC-DC电源，其特征在于，所述控制电路还包括：

按键控制电路和显示电路，所述主控制电路分别与所述按键控制电路和所述显示电路相连接；

所述按键控制电路，用于对所述AC-DC电源的输出电压进行设置；

所述显示电路，用于对所述AC-DC电源的设置电压和输出电压进行显示。

5.根据权利要求4所述的电压可调的AC-DC电源，其特征在于，

所述按键控制电路，还用于对所述AC-DC电源的启动和/或停止的工作状态进行控制。

6.根据权利要求1所述的电压可调的AC-DC电源，其特征在于，所述电源还包括：

稳压电路，所述稳压电路分别与所述交流电源、所述驱动电路、所述反馈电路和所述主控制电路相连接；

所述稳压电路，用于为所述驱动电路、所述反馈电路和所述主控制电路供电。

7.根据权利要求1-6任一所述的电压可调的AC-DC电源，其特征在于，

所述驱动电路包括IR2110芯片；

所述主控制电路包括控制芯片STC89C52RC，

所述反馈电路包括：基准电源LM336和A/D芯片TLC549。