CN201466991U - 多路隔离直流电源发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电源领域，具体是一种多路隔离直流电源发生器。满足了当前电子实验室、现有电子设备及系统对电源的多路需要，包括AC/DC电源模块或变压器、整流桥、若干路电源输出稳压电路、光耦继电器、以及包含可编程逻辑器件CPLD和晶体振荡器的分时选通控制电路，各光耦继电器的发光元件正极经保护电阻与CPLD输出端连接，光敏器件分别串联于整流桥输出端与各电源输出稳压电路输入端之间，各路电源输出稳压电路的输入端并联有储能用电解电容。本实用新型结构合理、简单，低成本，将单路交流电变换为多路相互隔离、以不同幅值或相同幅值电压稳定输出的线性电源，适用于电子实验室及各种电子设备控制系统中。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源领域，具体是一种多路隔离直流电源发生器。
背景技术
电源是为电子设备运行提供电能的装置，其中，直流稳压电源是常用电源之一，多用于电子实验室内，其作用是将220V交流电转换为5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V等稳定的直流电，以供应电子设备使用，直流稳压电源是采用单个变压器、整流桥对220V交流电变压、整流后，再采用多级稳压电路分别输出不同幅值直流电的，但是，在进行电子实验时，应用的电子设备众多，所需电源不是单台直流稳压电源所能全部提供的，相应所需直流稳压电源的数量也就大大增加，无论从成本上、占用空间大小上都居高不下；另外，目前较复杂的现代电子系统设备对电源的多路需要同样存在上述问题，例如：高性能的航空航天电子设备及系统的自动测试设备，就需要用到不同幅值或相同幅值的多路直流电。
发明内容
本实用新型为了满足当前电子实验室、现有电子设备及系统对电源的多路需要，提供了一种多路隔离直流电源发生器。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：多路隔离直流电源发生器，包括AC/DC电源模块或变压器、至少一个并联于AC/DC电源模块输出端或变压器次级输出端的整流桥、与整流桥输出端并联的若干路电源输出稳压电路、设置于各路电源输出稳压电路输入端与整流桥输出端之间的光耦继电器、以及控制各光耦继电器选通时段的分时选通控制电路，所述分时选通控制电路包含可编程逻辑器件CPLD、与可编程逻辑器件CPLD的外接时钟脉冲输入端CLK连接的晶体振荡器，各光耦继电器的发光元件正极经保护电阻与可编程逻辑器件CPLD的输出端连接，各光耦继电器的光敏器件分别串联于整流桥的输出端与各电源输出稳压电路的输入端之间，各路电源输出稳压电路的输入端并联有储能用电解电容。
与现有技术相比，本实用新型所述电源发生器对单个变压器配置至少一个整流桥，在每一整流桥的输出端并联多路电源输出稳压电路，并在整流桥输出端与各电源输出稳压电路输入端之间串联光耦继电器的光敏器件，由可编程逻辑器件CPLD分时控制与各路电源输出稳压电路对应光耦继电器的光敏器件的选通时段，使所有光耦继电器循环选通，即各路电源输出稳压电路依次与整流桥输出端导通进行电能输出，且各路电源输出稳压电路掉电期间的电能输出靠与其输入端并联的电解电容放电维持(利用了电解电容两端电压不能突变的性质)，调整可编程逻辑器件CPLD输出的选通频率，以控制各路电源输出稳压电路的掉电时间，使各路电源输出稳压电路的电能输出稳定在所需电压，进而实现多路隔离直流电输出.光耦继电器的设置实现了各路电源输出稳压电路之间良好的隔离特性；另外，由于储能电解电容选定之后，储能有限，这就要求每路电源输出稳压电路的掉电时间不能太长，因此，可编程逻辑器件CPLD可以将与各路电源输出稳压电路对应的光耦继电器分组，同时对各组光耦继电器中的光耦继电器循环选通，以减少各路电源输出稳压电路的掉电时间，保证各路电源输出稳压电路的输出稳定性.
本实用新型所述电源发生器具有扩展性，可根据需要设计电源输出路数，对于各路电源的输出电压，通过调整电源输出稳压电路中电解电容的容值大小、电阻的阻值大小、以及可编程逻辑器件CPLD输出的选通频率来实现。
本实用新型结构合理、简单，低成本，将单路交流电变换为多路相互隔离、以不同幅值或相同幅值电压稳定输出的线性电源，适用于电子实验室及各种电子设备控制系统中。
附图说明
图1为本实用新型的原理方框图；
图2为本实用新型整流桥及分时选通控制电路的一具体电路原理图；
图3为双极性电源输出稳压电路的一具体电路原理图；
图4为单极性电源输出稳压电路的一具体电路原理图；
具体实施方式
如图1所示，多路隔离直流电源发生器包括AC/DC电源模块或变压器、至少一个并联于AC/DC电源模块输出端或变压器次级输出端的整流桥、与整流桥输出端并联的若干路电源输出稳压电路、设置于各路电源输出稳压电路输入端与整流桥输出端之间的光耦继电器、以及控制各光耦继电器选通时段的分时选通控制电路，所述分时选通控制电路包含可编程逻辑器件CPLD、与可编程逻辑器件CPLD的外接时钟脉冲输入端CLK连接的晶体振荡器，各光耦继电器的发光元件正极经保护电阻与可编程逻辑器件CPLD的输出端连接，各光耦继电器的光敏器件分别串联于整流桥的输出端与各电源输出稳压电路的输入端之间，各路电源输出稳压电路的输入端并联有储能用电解电容。
具体实施时，为减小本实用新型所述电源发生器的体积，简化内部安装结构，AC/DC电源模块或变压器、整流桥、光耦继电器、以及分时选通控制电路设置于主电路板上，而各路电源输出稳压电路设置于子电路板上，主电路板采用背板总线结构，子电路板并排插装在主电路板上。同时，在整流桥输出端并联大容值(3300uF)的电解电容用于滤波，可使得子电路板上的电源输出稳压电路采用小容值电解电容滤波，可减小单个子电路板的体积，进一步减小本实用新型所述电源发生器的体积，但是，子电路板上用于滤波的电解电容不能太小，电容值低于100μF时，滤波效果不理想，电源输出稳压电路的输出纹波不能控制在1‰左右，即交流成分达不到36mV；本实用新型在应用时，要注意：各路电源输出稳压电路的输出端负载不能过大，负载过大，会导致各路电源输出稳压电路的最后输出电压不能满足电子设备的要求。
本实用新型以实现64路线性电源输出为例，如附图2-4所示，其中，60路为双极性电源输出稳压电路，以双18V输出，4路为单极性电源输出稳压电路，以36V输出；本实施例中，采用带中心抽头的变压器T(需功率密度更大时，可选用AC/DC模块)，变压器中心抽头与其两次级输出端之间分别并联有整流桥B1、B2，两整流桥B1、B2的输出端与双极性电源输出稳压电路的输入端连接；变压器的次级输出端并联有另一整流桥B3，该整流桥B3的输出端与单极性电源输出稳压电路的输入端连接；光耦继电器选用AQY210型光耦继电器，各光耦继电器的正输入端(即光耦继电器的发光元件正极)经1KΩ的保护电阻与可编程逻辑器件CPLD的输出端连接；可编程逻辑器件CPLD采用EPM570型可编程逻辑器件CPLD，晶体振荡器采用E32.768晶振.
每路电源输出稳压电路采用现有三端集成稳压电路实现稳定的电压输出，单极性电源输出稳压电路采用的三端集成稳压电路以LM317T型三端稳压芯片实现，双极性电源输出稳压电路正端稳压采用的三端集成稳压电路以LM317T型三端稳压芯片实现，负端稳压采用的三端集成稳压电路以LM337型三端稳压芯片实现，且三端集成稳压电路的输入端/输出端连接有LC-π型滤波电路，使得电源输出稳压电路输出电压的脉动更小。
考虑到，市电并不总是稳定在220V，尤其是存在电网电压波动大、频率不甚稳定、停电等情况，为了稳压电源，可考虑在AC/DC电源模块或变压器前加入交流预稳压模块，使AC/DC电源模块或变压器的输入稳定在220V左右，进而保证本实用新型所述电源发生器的输出稳定，但加入交流预稳压模块会增大整个电源发生器的体积。
Claims (1)
1.一种多路隔离直流电源发生器，其特征在于：包括AC/DC电源模块或变压器、至少一个并联于AC/DC电源模块输出端或变压器次级输出端的整流桥、与整流桥输出端并联的若干路电源输出稳压电路、设置于各路电源输出稳压电路输入端与整流桥输出端之间的光耦继电器、以及控制各光耦继电器选通时段的分时选通控制电路，所述分时选通控制电路包含可编程逻辑器件CPLD、与可编程逻辑器件CPLD的外接时钟脉冲输入端CLK连接的晶体振荡器，各光耦继电器的发光元件正极经保护电阻与可编程逻辑器件CPLD的输出端连接，各光耦继电器的光敏器件分别串联于整流桥的输出端与各电源输出稳压电路的输入端之间，各路电源输出稳压电路的输入端并联有储能用电解电容。
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| CN102520626A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-06-27 | 山东电力集团公司菏泽供电公司 | 一种野外在线监测装置的供电控制系统 |
| CN104201902A (zh) * | 2010-12-30 | 2014-12-10 | 意法半导体研发(深圳)有限公司 | 用于设备的相合的功率与定时信号 |
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| US9853560B2 (en) | 2010-12-30 | 2017-12-26 | STMicroelectronics (Shenzhen) R&D Co., Ltd. | Congruent power and timing signals for device |
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