CN108809064B - 一种用于森林防火一体机的电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于森林防火一体机的电源，包括AC24V或者DC48V输入电源、浪涌抑制电路、整流电路；所述AC24V或者DC48V输入电源经过浪涌抑制电路，然后经过整流电路输出给两路开关电源：第一反激式开关电源和第二反激式开关电源；第一反激式开关电源产生DC12V输出；第二反激式开关电源产生激光照明恒流源。本发明的激光电源采用全隔离方案，保护激光照明器不受输入浪涌影响；采用准谐振技术，开关管谷底开通，相比线性稳压和硬开关技术，能有效提高电源转换效率。

Description

一种用于森林防火一体机的电源
技术领域
本发明涉及电源，具体涉及一种用于森林防火一体机的专用电源，用于森林防火一体机内前端控制板提供DC12V电源和提供激光照明电源。
背景技术
目前，森林防火视频监控摄像机搭配可见光与远红外热成像系统结合的双引擎森林防火视频前端监控设备，结合自身高精密传动结构及智能图像识别算法，主要完成林区、园区的森林防火及森林资源监控，适用于森林防火、边海防线、森林旅游景点、园林等远程实时图像采集、监控、视频分析环境。
在一体机护罩内部需要为前端控制板、相机等提供DC12V电源。在有需要激光照明的场合需要为激光照明提供激光电源。现有一体机的DC12V是由云台提供，云台内部电源模块将AC24V或者DC48V电源转换成DC12V。激光照明电源板的供电则是直接使用AC24V或者DC48V。
现有方案的问题是DC12V由云台提供加重云台12V电源负担。激光电源板使用的是非隔离方案且成本较高，转换效率低。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种用于森林防火一体机的电源。
本发明采用的技术方案是：一种用于森林防火一体机的电源，包括AC24V或者DC48V输入电源、浪涌抑制电路、整流电路；所述AC24V或者DC48V输入电源经过浪涌抑制电路，然后经过整流电路输出给两路开关电源：第一反激式开关电源和第二反激式开关电源；第一反激式开关电源产生DC12V输出；第二反激式开关电源产生激光照明恒流源。
进一步地，所述第一反激式开关电源是恒压源，使用TL431与光耦搭配的反馈控制电路，保持输出电压恒定；第一反激式开关电源中的高频变压器有三个绕组，分别是原边绕组，副边绕组和辅助绕组；辅助绕组的作用一是提供控制芯片UCC28600工作电源，二是经过分压以后提供给控制芯片UCC28600的7脚，用于谷底检测和输入输出过压检测；在启动阶段，控制芯片UCC28600的工作电压由限流电阻从整流模块输出获得。
更进一步地，所述第二反激式开关电源是恒流源，使用TSM103W双运放与TL431的反馈控制电路，TSM103W芯片中的一路运放用于恒流控制，一路运放用于输出电压限幅；TSM103反馈控制电路使用的12V电源由反激式开关电源1输出的DC12V提供，因此反激式开关电源1先工作，第二反激式开关电源再工作；
第二反激式开关电源的控制芯片UCC28600的工作电压由反激式开关电源1的辅助绕组提供，第二反激式开关电源的辅助绕组只用于控制芯片UCC28600谷底检测和输入输出过压保护检测用；第二反激式开关电源的高频变压器也有三个绕组：原边绕组，副边绕组以及辅助绕组；
第二反激式开关电源具有遥控启动功能由端子X301,电阻R315,电阻R320,电容C324,电阻R322,三极管Q301组成激光电源开关控制电路；通过端子X301外接控制开关，可以控制第二反激式开关电源的启停；当X301所接开关为断开情况时，Q301三极管导通，将控制芯片UCC28600的1脚拉低，控制芯片UCC28600不能启动，由此实现关机功能；当X301所接开关为闭合情况时，Q301三极管截止，将控制芯片UCC28600的1脚电容C314可以正常充电，控制芯片UCC28600实现启动，由此实现第二反激式开关电源的开机功能；
第二反激式开关电源的反馈控制电路使用的TSM103W包含两个独立的运算放大器，并集成了2.5V电压参考，其中一个运放的反相输入端连接到了这个2.5V的电压参考上，这路运放被用于输出电压限幅。
本发明的优点：
本发明的电源板同时可以提供DC12V电源和激光照明电源。本发明为了减少云台DC12V电源负担，增加AC24V或者DC48V与护罩内前端设备DC12V电源的隔离，降低前端设备被输入浪涌损坏的风险；降低激光电源成本；增加激光电源与AC24V或者DC48V的隔离，降低激光照明器被输入浪涌损坏的风险；采用准谐振控制技术，提高能量转换效率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的一种用于森林防火一体机的电源原理框图；
图2是本发明的一种用于森林防火一体机的电源的第一反激式开关电源原理图；
图3是本发明的一种用于森林防火一体机的电源的第二反激式开关电源原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1至图3，如图1至图3所示，一种用于森林防火一体机的电源，包括AC24V或者DC48V输入电源、浪涌抑制电路、整流电路；所述AC24V或者DC48V输入电源经过浪涌抑制电路，然后经过整流电路输出给两路开关电源：第一反激式开关电源和第二反激式开关电源；第一反激式开关电源产生DC12V输出；第二反激式开关电源产生激光照明恒流源。
参考图2，如图2所示，所述第一反激式开关电源是恒压源，使用TL431与光耦搭配的反馈控制电路，保持输出电压恒定；第一反激式开关电源中的高频变压器有三个绕组，分别是原边绕组，副边绕组和辅助绕组；辅助绕组的作用一是提供控制芯片UCC28600工作电源，二是经过分压以后提供给控制芯片UCC28600的7脚，用于谷底检测和输入输出过压检测；在启动阶段，控制芯片UCC28600的工作电压由限流电阻从整流模块输出获得。
参考图3，如图3所示，所述第二反激式开关电源是恒流源，使用TSM103W双运放与TL431的反馈控制电路，TSM103W芯片中的一路运放用于恒流控制，一路运放用于输出电压限幅；TSM103反馈控制电路使用的12V电源由反激式开关电源1输出的DC12V提供，因此反激式开关电源1先工作，第二反激式开关电源再工作；
第二反激式开关电源的控制芯片UCC28600的工作电压由反激式开关电源1的辅助绕组提供，第二反激式开关电源的辅助绕组只用于控制芯片UCC28600谷底检测和输入输出过压保护检测用；第二反激式开关电源的高频变压器也有三个绕组：原边绕组，副边绕组以及辅助绕组；
第二反激式开关电源具有遥控启动功能由端子X301,电阻R315,电阻R320,电容C324,电阻R322,三极管Q301组成激光电源开关控制电路；通过端子X301外接控制开关，可以控制第二反激式开关电源的启停；当X301所接开关为断开情况时，Q301三极管导通，将控制芯片UCC28600的1脚拉低，控制芯片UCC28600不能启动，由此实现关机功能；当X301所接开关为闭合情况时，Q301三极管截止，将控制芯片UCC28600的1脚电容C314可以正常充电，控制芯片UCC28600实现启动，由此实现第二反激式开关电源的开机功能；
第二反激式开关电源的反馈控制电路使用的TSM103W包含两个独立的运算放大器，并集成了2.5V电压参考，其中一个运放的反相输入端连接到了这个2.5V的电压参考上，这路运放被用于输出电压限幅。
本发明的电源板输入兼容AC24V或者DC48V，输出DC12V和激光照明需要的恒流源。电源板上集成了2路反激式开关电源，一路用于产生DC12V，一路产生激光照明用的恒流源，系统原理图如图1所示。
输入AC24V或者DC48V经过浪涌抑制电路，然后经过整流电路输出给2路开关电源：反激式开关电源1和反激式开关电源2，反激式开关电源1产生DC12V，反激式开关电源2产生激光照明恒流源。
本发明的两路开关电源都是反激隔离式结构，控制芯片都使用UCC28600，UCC28600是准谐振控制芯片，谷底开通的特性降低了MOSFET的开关损耗，提高了转换效率。
第一反激式开关电源是恒压源，使用TL431与光耦搭配的反馈控制电路，保持输出电压恒定。
第二反激式开关电源是恒流源，使用TSM103W双运放与TL431的反馈控制电路，TSM103W芯片中的一路运放用于恒流控制，一路运放用于输出电压限幅。TSM103反馈控制电路使用的12V电源由反激式开关电源1输出的DC12V提供，因此第一反激式开关电源先工作，第二反激式开关电源再工作。如图在图1系统原理图中第一反激式开关电源的DC12V输出需要提供给第二反激式开关电源。
第一反激式开关电源中的高频变压器有三个绕组，分别是原边绕组，副边绕组和辅助绕组。辅助绕组的作用一是提供控制芯片UCC28600工作电源，二是经过分压以后提供给UCC28600的7脚，用于谷底检测和输入输出过压检测。在启动阶段，UCC28600的工作电压由限流电阻从整流模块输出获得。
第二反激式开关电源的控制芯片UCC28600的工作电压由第一反激式开关电源的辅助绕组提供，第二反激式开关电源的辅助绕组只用于控制芯片UCC28600谷底检测和输入输出过压保护检测用。第二反激式开关电源的高频变压器也有三个绕组：原边绕组，副边绕组以及辅助绕组。
第二反激式开关电源具有遥控启动功能，在图3中由X301,R315,R320,C324,R322,Q301组成激光电源开关控制电路。通过端子X301外接控制开关，可以控制反激式开关电源2的启停。当X301所接开关为断开情况时，Q301三极管导通，将UCC28600的1脚拉低，UCC28600不能启动，由此实现关机功能。当X301所接开关为闭合情况时，Q301三极管截止，将UCC28600的1脚电容C314可以正常充电，UCC28600实现启动，由此实现反激式开关电源2的开机功能。
反激式开关电源2的反馈控制电路使用的TSM103W包含两个独立的运算放大器，并集成了2.5V电压参考，其中一个运放的反相输入端连接到了这个2.5V的电压参考上，这路运放被用于输出电压限幅。TSM103W的使用节省了空间，减少了元件降低了成本。
采用本发明的电源，不需要云台提供DC12V，减少了云台DC12V输出功率，提高云台内部DC12V电源的使用寿命。
现有的激光电源采购成本较高，使用本发明的电源节省激光电源的成本。
本发明的激光电源采用全隔离方案，保护激光照明器不受输入浪涌影响。
本发明的电源采用准谐振技术，开关管谷底开通，相比线性稳压和硬开关技术，本发明的电源能有效提高电源转换效率。
本发明的电源板同时可以提供DC12V电源和激光照明电源。本发明为了减少云台DC12V电源负担，增加AC24V或者DC48V与护罩内前端设备DC12V电源的隔离，降低前端设备被输入浪涌损坏的风险；降低激光电源成本；增加激光电源与AC24V或者DC48V的隔离，降低激光照明器被输入浪涌损坏的风险；采用准谐振控制技术，提高能量转换效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于森林防火一体机的电源，其特征在于，包括AC24V或者DC48V输入电源、浪涌抑制电路、整流电路；所述AC24V或者DC48V输入电源经过浪涌抑制电路，然后经过整流电路输出给两路开关电源：第一反激式开关电源和第二反激式开关电源；第一反激式开关电源产生DC12V输出；第二反激式开关电源产生激光照明恒流源；
所述第一反激式开关电源是恒压源，使用TL431与光耦搭配的反馈控制电路，保持输出电压恒定；第一反激式开关电源中的高频变压器有三个绕组，分别是原边绕组，副边绕组和辅助绕组；辅助绕组的作用一是提供控制芯片UCC28600工作电源，二是经过分压以后提供给控制芯片UCC28600的7脚，用于谷底检测和输入输出过压检测；在启动阶段，控制芯片UCC28600的工作电压由限流电阻从整流模块输出获得；
所述第二反激式开关电源是恒流源，使用TSM103W双运放与TL431的反馈控制电路，TSM103W芯片中的一路运放用于恒流控制，一路运放用于输出电压限幅；TSM103反馈控制电路使用的12V电源由反激式开关电源1输出的DC12V提供，因此反激式开关电源1先工作，第二反激式开关电源再工作；
第二反激式开关电源的控制芯片UCC28600的工作电压由反激式开关电源1的辅助绕组提供，第二反激式开关电源的辅助绕组只用于控制芯片UCC28600谷底检测和输入输出过压保护检测用；第二反激式开关电源的高频变压器也有三个绕组：原边绕组，副边绕组以及辅助绕组；
第二反激式开关电源具有遥控启动功能由端子X301,电阻R315,电阻R320,电容C324,电阻R322,三极管Q301组成激光电源开关控制电路；通过端子X301外接控制开关，可以控制第二反激式开关电源的启停；当端子X301所接开关为断开情况时，Q301三极管导通，将控制芯片UCC28600的1脚拉低，控制芯片UCC28600不能启动，由此实现关机功能；当端子X301所接开关为闭合情况时，Q301三极管截止，将控制芯片UCC28600的1脚电容C314可以正常充电，控制芯片UCC28600实现启动，由此实现第二反激式开关电源的开机功能；
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