CN201252495Y - 一种变频节能装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种变频节能装置。该变频节能装置与开关电源中的脉宽调制芯片相连接，包括第一电阻、第二电阻、电容和场效应管；第一电阻和电容的连接点为脉宽调制芯片的定时端；场效应管的漏极连接第二电阻的一端，源极连接定时端；第二电阻的另一端与第一电阻相连接。本变频节能装置能够通过调整开关电源的工作频率，降低开关电源中有关开关器件的开通、关断损耗，从而达到降低开关电源整体能耗的目的。

Description

一种变频节能装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于开关电源的变频节能装置，属于电源技术领域。
背景技术
通信业的迅速发展极大地推动了通信电源的发展，开关电源在通信系统中处于核心地位，并已成为现代通信供电系统的主流。随着技术的不断进步，开关电源日益向高频化、模块化的方向发展。采用模块化设计的开关电源(简称模块电源)具有可靠性高、系统升级容易等特点，其应用越来越广泛。
现有的高频开关电源普遍采用PWM(脉宽调制)技术。目前，多数PWM控制芯片如UC3842、UC3843、SG3525、UC3875等，其工作时的振荡频率由外加电阻、电容或其中之一来进行设定。例如在图1所示的PWM控制电路中，PWM控制芯片N1的工作频率由R1和C1确定。
一般而言，开关电源的功率密度越高，其工作频率也相应越高。随着工作频率的提高，开关电源中开关器件的开通、关断损耗也会随之提高。另外一方面，有些开关电源的负载会因使用场合的不同，在全负载的范围内变动，更多情况下处于轻载、甚至空载的工作状态。在开关电源处在轻(空)载的工作状态下，如果仍然使用满载时的工作频率，其开关器件的开通、关断损耗太大，会造成能源的浪费。在轻(空)载的工作状态下，开关电源实际上并不需要工作在太高的工作频率下，便可以满足电感、变压器、电容等元器件的需要。但是，现有的开关电源一旦定型，其工作频率往往固定下来，并不能轻易加以改变。
当前，节能减排已经成为我国经济结构调整的首要任务。人们普遍认识到：只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才是实现经济又好又快发展的正确道路。在此背景下，节能技术受到了普遍的重视，具有节能降耗效果的电源设备受到了普遍的欢迎。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于开关电源的变频节能装置。
为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案：
一种变频节能装置，与开关电源中的脉宽调制芯片相连接，其特征在于：
所述变频节能装置包括第一电阻、第二电阻、电容和场效应管；
所述第一电阻和所述电容的连接点为所述脉宽调制芯片的定时端；
所述场效应管的漏极连接所述第二电阻的一端，源极连接所述定时端；
所述第二电阻的另一端与所述第一电阻相连接。
其中，所述场效应管中的漏极和源极的连接方式可以互换，即源极连接所述第二电阻的一端，漏极连接所述定时端。
所述场效应管为型号为2SK1358、IRF530或者IRFD110的场效应管中的任意一种。
本实用新型所提供的变频节能装置能够通过调整开关电源的工作频率，降低开关电源中有关开关器件的开通、关断损耗，从而达到降低开关电源整体能耗的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
图1为一种传统的PWM控制电路的原理示意图；
图2为本实用新型所提供的变频节能装置的电路原理图。
具体实施方式
参见图2所示，本实用新型所提供的开关电源变频节能装置与PWM控制芯片N1的定时端相连接。该定时端在本实施例中为管脚4，其连接PWM控制芯片内部的振荡器。振荡器的工作频率(即PWM控制芯片的工作频率)由外接的阻容时间常数决定。
本变频节能装置除了具有电阻R1和电容C1之外，还具有电阻R1’和场效应管V5。其中V5可以选用型号为2SK1358、IRF530或者IRFD110的场效应管中的任意一种。电阻R1和电容C1的连接点为PWM控制芯片N1的管脚4。场效应管V5的管脚3(即源极)也与该管脚4相连接。另外，电阻R1’的两端分别与电阻R1和场效应管V5的管脚2(即漏极)相连接。场效应管V5的栅极连接确定变频条件的电路。电阻R1和R1’的连接处与电容C11相连接。需要说明的是，根据场效应管的技术特点，管脚2和管脚3的连接方式可以互换，即管脚2连接PWM控制芯片的管脚4，管脚3连接电阻R1’。这种互换对整个变频节能装置的性能不会有影响。
上述的变频条件是指因电源的负载变化或其它原因需要改变开关电源工作频率的因素。以负载变化为例来说明，V5的栅极连接由负载大小变化所确定的驱动信号。确定变频条件的电路首先检测到负载电流，再将负载电流分别与重载电流给定(假设是80％额定负载)和轻载电流给定(假设是20％额定负载)进行比较：当负载电流大于重载给定时，该电路输出高电平，驱动场效应管V5导通，开关电源以设定的高限频率工作；当负载电流小于轻载给定时，该电路输出低电平，场效应管V5截止，电源以设定的低限频率工作；当负载电流位于轻载、重载给定之间时，该电路输出连续可调的电压信号，驱动场效应管V5，使V5处于可变电阻区，电源便可以在高限与低限频率之间工作。
在上述的工作过程中，用于设定PWM控制芯片N1工作频率的频率设定电阻的值可以在R1×R1’/(R1+R1’)(即R1和R1’并联后的电阻值，简记为R1//R1’)到R1之间连续可调。这样，PWM控制芯片的工作频率即可在k/R1*C1到k/(R1//R1’)*C1之间连续调节或分档调节。在轻载等一些需要变频(无论增加频率还是降低频率)情况下，通过改变频率设定电阻的值即可以降低工作频率，达到降低开关电源中有关开关器件的开通、关断损耗，降低开关电源整体能耗的目的。同理，也可以通过类似的电路结构来改变频率设定电容的值，从而实现同样的节能效果。这是本领域一般技术人员都能够轻易实现的常规设计，在此就不详细赘述了。
上面对本变频节能装置进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (3)

1.一种变频节能装置，与开关电源中的脉宽调制芯片相连接，其特征在于：
所述变频节能装置包括第一电阻、第二电阻、电容和场效应管；
所述第一电阻和所述电容的连接点为所述脉宽调制芯片的定时端；
所述场效应管的漏极连接所述第二电阻的一端，源极连接所述定时端；
所述第二电阻的另一端与所述第一电阻相连接。
2.如权利要求1所述的变频节能装置，其特征在于：
所述场效应管中漏极和源极的连接方式可以互换，即所述源极连接所述第二电阻的一端，所述漏极连接所述定时端。
3.如权利要求1所述的变频节能装置，其特征在于：
所述场效应管为型号为2SK1358、IRF530或者IRFD110的场效应管中的任意一种。
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