CN201639481U

CN201639481U - 一种多输出隔离电源

Info

Publication number: CN201639481U
Application number: CN2010200222752U
Authority: CN
Inventors: 张艳莉
Original assignee: Nanjing Normal University
Current assignee: Nanjing Normal University
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2020-01-19

Abstract

本实用新型公开了一种多输出隔离电源，包括工频整流桥、滤波电容、逆变桥、隔直电容、若干输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)、若干副边二极管整流桥、若干稳压与滤波电路、互感器、互感器输出端二极管整流桥、滤波器、闭环控制及PWM生成隔离与驱动电路。工频交流电经输入变压器Tr0降压后，由输入变压器二极管整流桥转化为直流电，由电容C1滤波后，经过逆变器转化为高频交流电，加在原边串联的输出变压器Tr1～TrN上，输出变压器Tr1～TrN的副边输出经过整流、并联稳压、滤波后，为负载供电。本实用新型，由于省却了由BUCK斩波器构成的中间功率变换环节，因此结构更加优化简单、体积更小、成本更低、效率和可靠性更高。

Description

一种多输出隔离电源

技术领域

本实用新型是一种专门应用于高电压设备关键点温度检测系统的多输出隔离电源，也可以应用于电力电子装置中小容量电力电子器件的隔离驱动电源。

背景技术

随着电力工业的迅猛发展，高压开关触点、母线连接处、高压变压器出线端连接处等关键点的温度检测，越来越受到人们的重视。采用红外测温可以解决高电压环境下的信号传输，但由于价格过于昂贵，难以实现全面的在线检测。采用电池供电的接触式在线检测，由于电池容量有限，需要定期更换，不能被电力系统所接受。采用分离的高隔离电压变压器实现温度在线检测，具有体积大、成本高、难以安装、可靠性低等缺点。申请号为01145559.4和03111849.6的中国发明专利分别提出了具有高隔离电压的多输出隔离电源方案，具有体积小、重量轻、灵活方便等优点，实用性强，其缺点是含有一个由BUCK斩波器构成的中间功率变换环节，所以，结构仍然较为复杂，效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提出一种结构更加优化、体积更小、成本更低、效率和可靠性更高的高隔离电压多输出电源。

本实用新型一种多输出隔离电源，包括输入变压器、工频整流桥、滤波电容C1、逆变桥(逆变器)、隔直电容C8、若干输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)、若干副边二极管整流桥、若干稳压与滤波电路、互感器CT、互感器CT输出端二极管整流桥、滤波器、闭环控制及PWM生成隔离与驱动电路。工频整流桥输出端与滤波电容C1并联连接。逆变桥直流侧的正极接工频整流桥直流侧的正极，逆变桥直流侧的负极接工频整流桥直流侧的负极。各输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)和互感器CT的原边串联连接后，再与隔直电容C8串联，接在逆变桥的交流输出端。互感器CT的输出接互感器CT输出端二极管整流桥的交流输入端，互感器CT输出端二极管整流桥的直流输出接滤波器LC，滤波器输出经分压电阻分压后，送闭环控制及PWM生成隔离与驱动电路。闭环控制及PWM生成隔离与驱动电路的四路隔离的输出分别连接逆变桥中四个功率MOSFET管的栅极和源极。各输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)的二次侧接对应的副边二极管整流桥的交流输入端子、各副边二极管整流桥的正负极并联稳压与滤波电路。

其工作过程如下：工频交流电经输入变压器TrO降压后，由工频整流桥转化为直流电，由电容C1滤波后，经过逆变器转化为高频交流电，加在原边串联的输出变压器Tr1～TrN上，输出变压器Tr1～TrN的副边输出经过整流、并联稳压、滤波后，为负载供电。互感器CT检测出逆变器的输出电流，经互感器CT输出端二极管整流桥整流和L3、C9组成的滤波器滤波和R1、R2分压后，作为电流反馈信号，送给闭环控制及PWM生成隔离与驱动电路，经闭环控制电路调节后，生成PWM控制信号，PWM控制信号经过隔离放大后，送到逆变器的各个MOSFET管的栅极和源极，控制整个系统稳定工作。

本实用新型，由于省却了由BUCK斩波器构成的中间功率变换环节，因此结构更加优化简单、体积更小、成本更低、效率和可靠性更高。

附图说明

图1是本实用新型多输出隔离电源电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做详细说明。

如图1所示，输入变压器Tr0用来降低电压，当隔离的输出组数较少时，降低逆变器直流侧电压，可以避免占空比过小引起的问题，还可以降低逆变器的开关损耗。输入变压器Tr0副边的两个端子分别接由二极管D1-D4所组成的工频整流桥的两个交流输入端子，二极管D1-D4组成的工频整流桥输出端与滤波电容C1并联连接。三极管Q1-Q4和缓冲电容C2-C5组成一个逆变桥，缓冲电容C2、C3、C4、C5分别并联在三极管Q1、Q2、Q3、Q4的漏极和源极之间。三极管Q1、Q3的漏极接在一起，为逆变器直流侧的正极；三极管Q2、Q4的源极接在一起，为逆变器直流侧的负极；三极管Q1的源极和三极管Q2的漏极接在一起，为逆变器的一个交流输出端；三极管Q3的源极和三极管Q4的漏极接在一起，为逆变器的另一个交流输出端。逆变桥直流侧的正极接工频整流桥直流侧的正极，逆变桥直流侧的负极接工频整流桥直流侧的负极。各输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)和一个用于检测电流的互感器CT的原边串联连接后，再与隔直电容C8串联，接在逆变桥的交流输出端。互感器CT的输出接D25-D28组成的互感器CT输出端二极管整流桥的交流输入端，互感器CT输出端二极管整流桥的直流输出接L3、C9组成的滤波器LC，滤波器输出经分压电阻R6、R7分压后，送闭环控制及PWM生成隔离与驱动电路。闭环控制及PWM生成隔离与驱动电路的四路隔离的输出分别连接逆变桥中四个功率MOSFET管的栅极和源极。各输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)的二次侧接对应的副边二极管整流桥的交流输入端子、各副边二极管整流桥的正负极并联典型的稳压与滤波电路。如图1所示，图中输出高隔离电压变压器(Tr2～Trn)的二次侧电路与Tr1的完全一致。输出高隔离电压变压器(Tr2～Trn)为高频变压器，为了提高隔离电压，原边和副边都可以采用高压电缆，为安装方便，原边匝数应该尽可能小，甚至可以为1，即单匝。该电源电路主要考虑小容量、隔离的输出组数不是特别多、对输出电压的负载调整能力没有特殊要求的场合，主电路可以采用硬开关，二次侧并联稳压电路结构简单，成本较低。

工频交流电经输入变压器Tr0降压后，由工频整流桥转化为直流电，由电容C1滤波后，经过逆变器转化为高频交流电，加在原边串联的输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)上，输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)的副边输出经过整流、并联稳压、滤波后，为负载供电。并联稳压电路由电阻R1～R5、标准参考源V1(TL431)、三极管Q5、功率场效应管Q6等组成，电阻R1的一端、电阻R3的一端、电阻R4的一端、功率场效应管Q6的漏极接在一起，接副边二极管整流桥的正极；电阻R1的另一端、电阻R2的一端与标准参考源V1的调整端接在一起；电阻R3的另一端、标准参考源V1的阴极与三极管Q5的基极接在一起；电阻R4的另一端、三极管Q5的发射极与功率场效应管Q6的栅极接在一起；电阻R2的另一端、标准参考源V1的阳极、电阻R5的一端和功率场效应管Q6的源极接在一起，接副边二极管整流桥的负极。

Claims

1.一种多输出隔离电源，包括工频整流桥、滤波电容(C1)、逆变桥、隔直电容(C8)、若干输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)、若干副边二极管整流桥、若干稳压与滤波电路、互感器(CT)、互感器(C1)输出端二极管整流桥、滤波器、闭环控制及PWM生成隔离与驱动电路；其特征是：工频整流桥输出端与滤波电容(C1)并联连接；逆变桥直流侧的正极接工频整流桥直流侧的正极，逆变桥直流侧的负极接工频整流桥直流侧的负极；各输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)和互感器(CT)的原边串联连接后，再与隔直电容(C8)串联，接在逆变桥的交流输出端；互感器(CT)的输出接互感器输出端二极管整流桥的交流输入端，互感器(CT)输出端二极管整流桥的直流输出接滤波器(LC)，滤波器输出经分压电阻分压后，送闭环控制及PWM生成隔离与驱动电路；闭环控制及PWM生成隔离与驱动电路的四个路隔离的输出分别连接逆变桥中四个功率MOSFET管的栅极和源极；各输出高隔离电压变压器(Tr1～Trn)的二次侧接对应的副边二极管整流桥的交流输入端子、各副边二极管整流桥的正负极并联稳压与滤波电路。