CN201893705U

CN201893705U - 一种高频直流稳压电源

Info

Publication number: CN201893705U
Application number: CN2010205049026U
Authority: CN
Inventors: 罗建村
Original assignee: SHENZHEN KANTE ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: SHENZHEN KANTE ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2020-08-25

Abstract

本实用新型涉及一种高频直流稳压电源。它包括电路输入单元、电路保护单元、PWM控制单元、电路采样单元、电路稳压输出单元，其中电路输入单元、电路稳压输出单元、电路保护单元分别与PWM控制单元连接；电路采样单元通过PWM控制单元与电路稳压输出单元连接；所述的电路保护单元还与PWM控制单元连接，并通过电路采样单元的采样信号由PWM控制单元逻辑计算、判别控制执行；所述的PWM控制单元采用专用PWM调控芯片SG3525。它具有工作频率宽、死区时间可调、内置软启动电路、输入欠电压锁定、逐个脉冲关断、双路输出等功能，使本实用新型电路的电压调整率、负载调整率和瞬态相应特性大大的提高，响应快，效率高。

Description

一种高频直流稳压电源

技术领域

本实用新型涉及直流稳压电源技术领域，这里特指一种高频直流稳压电源。

背景技术

直流稳压电源是为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器电源需要直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了更高的要求。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下，大多数的普通直流稳压电源对通常普通环境条件下能够提供稳定的直流电能。但在恶劣的环境中，传统的直流稳压器干扰性能差、线性度不高、功率密度低；功能单一、可靠性差，不能适用于系统复杂的设备及特殊的工作环境。

实用新型内容

本实用新型鉴于普通直流稳压电源的缺点，提供一种抗干扰性强、恒压恒流、高稳压精度的高频直流稳压电源。

本实用新型提供的一种高频直流稳压电源，它包括电路输入单元、电路保护单元、PWM控制单元、电路采样单元、电路稳压输出单元，其中电路输入单元、电路稳压输出单元、电路保护单元分别与PWM控制单元连接；电路采样单元通过PWM控制单元与电路稳压输出单元连接；所述的电路保护单元还与PWM控制单元连接，并通过电路采样单元的采样信号由PWM控制单元逻辑计算、判别控制执行；所述的PWM控制单元采用硅通用半导体公司专用PWM调控芯片SG3525。

所述的PWM调控芯片SG3525设有RS232/RS485通讯接口。

所述的电路输入单元与电路稳压输出单元之间接有浪涌保护器和EMC、EMI电路。

所述的电路采样单元设有电流调零电路。

所述的电路采样单元设有电压调零电路。

所述的电路保护单元设有过热保护电路。

本实用新型有益效果在于：本实用新型采用PWM调控芯片SG3525，它为电流型控制器，它具有工作频率宽、死区时间可调、内置软启动电路、输入欠电压锁定、逐个脉冲关断、双路输出等功能，本实用新型电路的具有电压环和电流环双环系统，电压调整率、负载调整率和瞬态相应特性大大的提高，电压电流值从零至额定值连续可调恒压恒流自动转换动态响应快，效率高，体积小，重量轻，绿色环保，保护功能齐全，输出过压，过流，短路，过载等保护，同时可根据客户要求设计，带外取样，外控电脑接口。

附图说明：

图1为本实用新型的原理图

图2为本实用新型的PWM调控芯片SG3525的原理图

具体实施方式：

以下仅为本实用新型较佳实施例，并不以此来限定本实用新型的保护范围。

见图1和图2所示，本实用新型提供的一种高频直流稳压电源，它包括电路输入单元1、电路保护单元2、PWM控制单元3、电路采样单元4、电路稳压输出单元5，其中电路输入单元1、电路稳压输出单元5、电路保护单元2分别与PWM控制单元3连接；电路采样单元4通过PWM控制单元3与电路稳压输出单元5连接；所述的电路保护单元2还与PWM控制单元3连接，并通过电路采样单元4的采样信号由PWM控制单元3逻辑计算、判别控制执行；所述的PWM控制单元3采用硅通用半导体公司(Silicon General)专用PWM调控芯片SG3525。

脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。PWM一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。在接收端，通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。

美国硅通用半导体公司(Silicon General)推出SG3525。SG3525是用于驱动N沟道功率MOSFET。SG3525是电流控制型PWM控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。

见图2所示，本实用新型SG3525原理图，SG3525内置了5.1V精密基准电源，微调至1.0％，在误差放大器共模输入电压范围内，无须外接分压电组。SG3525还增加了同步功能，可以工作在主从模式，也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大的灵活性。在CT 5引脚和Discharge 7引脚之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调节功能。由于SG3525内部集成了软启动电路，因此只需要一个外接定时电容。SG3525的软启动接入端(引脚8)上通常接一个5的软启动电容。上电过程中，由于电容两端的电压不能突变，因此与软启动电容接入端相连的PWM比较器反向输入端处于低电平，PWM比较器输出高电平。此时，PWM琐存器的输出也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上，使之无法导通。只有软启动电容充电至其上的电压使引脚8处于高电平时，SG3525才开始工作。由于实际中，基准电压通常是接在误差放大器的同相输入端上，而输出电压的采样电压则加在误差放大器的反相输入端上。当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放大器的输出将减小，这将导致PWM比较器输出为正的时间变长，PWM琐存器输出高电平的时间也变长，因此输出晶体管的导通时间将最终变短，从而使输出电压回落到额定值，实现了稳态。反之亦然。外接关断信号对输出级和软启动电路都起作用。当Shutdown(引脚10)上的信号为高电平时，PWM琐存器将立即动作，禁止SG3525的输出，同时，软启动电容将开始放电。如果该高电平持续，软启动电容将充分放电，直到关断信号结束，才重新进入软启动过程。注意，Shutdown引脚不能悬空，应通过接地电阻可靠接地，以防止外部干扰信号耦合而影响SG3525的正常工作。欠电压锁定功能同样作用于输出级和软启动电路。如果输入电压过低，在SG3525的输出被关断同时，软启动电容将开始放电。此外，SG3525还具有以下功能，即无论因为什么原因造成PWM脉冲中止，输出都将被中止，直到下一个时钟信号到来，PWM琐存器才被复位。相对来说，SG3525具有以下特点：工作电压范围宽：8-35V；振荡器工作频率范围宽：100Hz--400KHz；具有振荡器外部同步功能；死区时间可调；具有输入欠电压锁定功能；具有PWM琐存功能，；双路输出(灌电流/拉电流)等。

所述的PWM调控芯片SG3525设有RS232/RS485通讯接口。可以根据客户要求设计，带外取样，外控电脑接口。

所述的电路输入单元1与电路输出单元5之间接有浪涌保护器和EMC、EMI电路。

所述的电路采样单元设有电流调零电路。本电源采用稳压恒流可调直流电源，电压可从0-100％输出电压可调。先通电压采样电路，把输出电压通过比例运算放大电路，将输出电压采样回来，再通过调压电路里的高精度集成运算放大器，将采样回来的比例电压进行误差放大，再通过调压电路里的三极管等器件进行比较，得到一个误差电压后，被送到PWM芯片的内部运算放大器去进行运算放大，误差比较后，控制PWM脉冲的宽度，使之可以比较线性的进行输出电压调节。通过机器内部自带的一个恒流，恒功率这样一个电子负载电路对输出电压进行放电，使之输出电压可以从零伏起调。

所述的电路采样单元同时设有电压调零电路。本电源能够可调电压直流电源，电压可从0-100％输出电流可调。先通电流采样电路，把电流信号转换成压电信号后通过比例运算放大电路，再通过调流电路里的高精度集成运算放大器，将采样输入电流的比例电压进行误差放大，再通过调流电路里的三极管等器件进行比较，得到一个误差电压后，被送到PWM芯片的内部运算放大器去进行运算放大，误差比较后，控制PWM脉冲的宽度，使之可以比较线性的进行输出电流调。通过机器内部自带的一个恒流，恒功率这样一个电子负载电路对输出电压进行放电，使之输出电流可以从零安倍起调。

所述的电路保护单元设有过热保护电路。电路采用高精度负温度系数电阻检测，当温度低时，电阻值比较大，温度高时，电阻值比较小的原理。应用到电路，然后通过运算放大器，运算放大，误差比较之后去控制风扇电路，使温度到达35度的时候散热风扇起转。当温度再升高时，到达过热保护的温度时，通过过温保电路给出信号去关断PWM芯片的驱动。当温度降低后机器会自动起，恢复输出。当温度小于35度的时候散热风扇不起动。此电路可以在有效的在空载或输出功率较小时，提高机器的工作效率，同时如果温度过高，也可以护保到机器不被损坏，提高机器寿命。

总之，本实用新型采用PWM调控芯片SG3525，它为电流型控制器，它具有工作频率宽、死区时间可调、内置软启动电路、输入欠电压锁定、逐个脉冲关断、双路输出等功能，本实用新型电路的具有电压环和电流环双环系统，电压调整率、负载调整率和瞬态相应特性大大的提高，电压电流值从零至额定值连续可调恒压恒流自动转换动态响应快，效率高，体积小，重量轻，绿色环保，保护功能齐全，输出过压，过流，短路，过载等保护，同时可根据客户要求设计，带外取样，外控电脑接口。

Claims

1.一种高频直流稳压电源，其特征在于：它包括电路输入单元、电路保护单元、PWM控制单元、电路采样单元、电路稳压输出单元，其中电路输入单元、电路稳压输出单元、电路保护单元分别与PWM控制单元连接；电路采样单元通过PWM控制单元与电路稳压输出单元连接；所述的电路保护单元还与PWM控制单元连接，并通过电路采样单元的采样信号由PWM控制单元逻辑计算、判别控制执行；所述的PWM控制单元采用硅通用半导体公司专用PWM调控芯片SG3525。

2.根据权利要求1所述的高频直流稳压电源，其特征在于：所述的PWM调控芯片SG3525设有RS232/RS485通讯接口。

3.根据权利要求1所述的高频直流稳压电源，其特征在于：所述的电路输入单元与电路稳压输出单元之间接有浪涌保护器和EMC、EMI电路。

4.根据权利要求1所述的高频直流稳压电源，其特征在于：所述的电路采样单元设有电流调零电路。

5.根据权利要求1所述的高频直流稳压电源，其特征在于：所述的电路采样单元设有电压调零电路。

6.根据权利要求1所述的高频直流稳压电源，其特征在于：所述的电路保护单元设有过热保护电路。