CN202309541U

CN202309541U - 带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源

Info

Publication number: CN202309541U
Application number: CN2011204275113U
Authority: CN
Inventors: 武登峰; 周良志; 凌冰; 张庆君
Original assignee: Xi'an Mehat Industry Technology Co Ltd
Current assignee: Xi'an Mehat Industry Technology Co Ltd
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2021-11-01

Abstract

本实用新型涉及一种带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，由整流单元、监测单元、稳压基准单元、比较单元、预调压单元、交直流转换单元、逆变单元、调制单元和防雷防浪涌保护单元组成；防雷防浪涌保护单元接在所述整流单元的电源输入端，本实用新型在正常工作时能够提供频率、电压稳定的正弦交流电能，当进线电压高于设定电压高限或低于设定电压底限时，能够切断交流电源，停止输出。并且，本实用新型设置防雷防浪涌保护单元，能够有效防止雷击，保护用电设备。

Description

带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源

技术领域

本实用新型属于电器保护技术领域，尤其是一种带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源。

背景技术

现有技术中，很多工业、民用供电环境恶劣。过压、欠压容易使用电设备损坏。而电路保护设备目前还不够完善，不能有效的保护电设备，不能再过压欠压发生时可靠的切断电源。

本实用新型涉及了一种带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，该装置可以在过压欠压发生的时刻可靠的切断电源保护后续用电设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，该装置能够在过压欠压发生的时刻可靠的切断电源保护后续用电设备，并且可以有效防止雷击。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，由整流单元、监测单元、稳压基准单元、比较单元、预调压单元、交直流转换单元、逆变单元、调制单元和防雷防浪涌保护单元组成；所述整流单元、监测单元、稳压基准单元、比较单元和预调压单元依次连接；所述防雷防浪涌保护单元接在所述整流单元的电源输入端，防雷防浪涌保护单元由压敏电阻R20、R21、R22，电感器L3、L4，电容器C20、C21以及放电管Dis20组成；所述电感器L3、L4分别串接在电源输入端的正负极上，所述压敏电阻R20接在电感器L3、L4前的正负极之间，所述放电管Dis20的一端接地，另一端分别通过压敏电阻R22和压敏电阻R21连接至电源输入端的正负极上；所述电容器C20一端接在电感器L4的后端，另一端接在放电管Dis20上，所述电容器C21一端接在电感器L3的后端，另一端接在放电管Dis20上。

上述整流单元将交流电变换成正比于供电电压的直流电给各电路供电；所述预调压单元的输出端输出交流电源L2；所述交直流转换单元的输入端连接预调压单元的输出端，交直流转换单元的输出端连接至逆变单元和调制单元，所述逆变单元和调制单元相互连接，所述逆变单元和调制单元的输出端并联后作为整个交流稳压电源的输出端。

上述交直流转换单元的输出端正负极分别串接有电感L1和电感L2，所述电感L1和电感L2之后还连接有电容C2’。

上述逆变单元和调制单元的输出端分别连接有变压器T2和变压器T3。

上述监测单元由电容C3、电阻R2、电位器RA1、电位器RA2、二极管D6组成，所述电阻R2、电位器RA1和电位器RA2依次串联，所述电位器RA2的抽头端接地，电阻R2的一端接至整流单元的输出端高电位上，电位器RA1的一端接至整流单元的输出端低电位上；所述电容C3与电位器RA1和电位器RA2的串联电路并联，所述二极管D6的输出端连接至电位器RA1的抽头端，二极管D6的输入端接地。

上述稳压基准单元由直流稳压电路、基准电压电路和分压电路组成，所述直流稳压电路由二极管D2、二极管D3、二极管D4、三极管Q1和电阻R1连接组成，所述基准电压电路由电阻R3、二极管D5和电位器VR1组成；所述分压电路由电阻R4、电阻R5和电阻R6组成；所述二极管D2、二极管D3和二极管D4依次串连，二极管D2的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接至整流单元的输出端高电位上，电阻R1连接在三极管Q1的集电极和基极之间；电阻R3和二极管D5串连，且电阻R3的一端连接三极管Q1的发射极，二极管D5的输入端连接低电位端，所述二极管D5还与电位器VR1的Vin端和GND端并联，电位器VR1的Vin端和GND端之间还连接有电容C4，电位器VR1的Vout端和GND端之间连接有电容C5；电阻R4、R5和R6串连，且电阻R4的一端接在电位器VR1的Vout端，电阻R6的一端接低电位。

上述比较单元由运放U1A、运放U1B、运放U1C、运放U1D、电阻R7、电阻R8、电阻R7和二极管D9组成；预调压单元由二极管D8、二极管D10、二极管D11、二极管D12、二极管D13、电阻R10、三极管Q2、三极管Q3、开关K1、开关K2和自耦变压器T1组成；所述运放U1A的正极输入端连接在电阻R4和电阻R5之间，负极输入端连接至电位器RA1的抽头端；运放U1A的输出端连接至运放U1D的负极输入端；运放U1A的正极输入端和输出端之间连接电阻R7；运放U1B的正极输入端连接运放U1D和运放U1C的正极输入端，运放U1B的负极输入端连接至电位器RA1的抽头端，运放U1B的输出端通过电阻R8连接在电阻R5和R6之间，运放U1B的输出端还连接至运放U1C的负极输入端；运放U1D的输出端还通过二极管D9和电阻R11连接至三极管Q3的基极；运放U1C的输出端通过二极管D8和电阻R10连接至三极管Q2的基极，三极管Q2的基极和发射极之间连接有二极管D10，且三极管Q2的发射极接地；三极管Q3的基极与发射极之间连接有二极管D11，且三极管Q3的发射极接地，集电极连接至开关K2的控制端；所述开关K2的控制端还并联有二极管D13，二极管D13的输入端连接三极管Q3的集电极；所述二极管D13的输出端连接至整流单元(PART1)的输出端高电位；所述三极管Q2的集电极连接至开关K1的控制端，所述开关K1的控制端还并联有二极管D12，Q且二极管D12的输入端连接三极管Q2的集电极，二极管D12的输出端连接至整流单元的输出端高电位；所述开关K1的静触头一个连接至整流单元的电源输入端高电位上，另一个置空，开关K1的动触头连接至自耦变压器T1的1管脚，所述自耦变压器T1的1管脚还连接至开关K2的一个静触头，开关K2的另一个静触头连接至自耦变压器T1的4管脚；所述开关K2的动触头为交流电源L2输出端。

本实用新型在正常工作时能够提供频率、电压稳定的正弦交流电能，当进线电压高于设定电压高限或低于设定电压底限时，能够切断交流电源，停止输出。其在进线电压过低时，K1进行保护动作切断L2使稳压电源停止工作；当进线电压过高时，K2动作使L2切换到自耦变压器T2的低压档；当进线电压正常时，L2接通自耦变压器T2的正常档。通过与调压使稳压电源适应宽范围的输入电压变化。本实用新型设置防雷防浪涌保护单元，能够有效防止雷击，保护用电设备。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型的带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，由整流单元PART1、监测单元PART2、稳压基准单元PART3、比较单元PART4、预调压单元PART5、交直流转换单元PART6、逆变单元PART7、调制单元PART8和防雷防浪涌保护单元PART9组成；整流单元PART1、监测单元PART2、稳压基准单元PART3、比较单元PART4和预调压单元PART5依次连接，所述整流单元(PART1)、监测单元(PART2)、稳压基准单元(PART3)、比较单元(PART4)和预调压单元(PART5)依次连接，所述防雷防浪涌保护单元(PART9)接在所述整流单元(PART1)的电源输入端，防雷防浪涌保护单元(PART9)由压敏电阻R20、R21、R22，电感器L3、L4，电容器C20、C21以及放电管Dis20组成；所述电感器L3、L4分别串接在电源输入端的正负极上，所述压敏电阻R20接在电感器L3、L4前的正负极之间，放电管Dis20的一端接地，另一端分别通过压敏电阻R22和压敏电阻R21连接至电源输入端的正负极上；所述电容器C20一端接在电感器L4的后端，另一端接在放电管Dis20上，所述电容器C21一端接在电感器L3的后端，另一端接在放电管Dis20上。

整流单元PART1将交流电变换成正比于供电电压的直流电给各电路供电；预调压单元PART5的输出端输出交流电源L2；所述交直流转换单元PART6的输入端连接预调压单元PART5的输出端，交直流转换单元PART6的输出端连接至逆变单元PART7和调制单元PART8，逆变单元PART7和调制单元PART8相互连接，逆变单元PART7和调制单元PART8的输出端并联后作为整个交流稳压电源的输出端。所述交直流转换单元PART6的输出端正负极分别串接有电感L1和电感L2，所述电感L1和电感L2之后还连接有电容C2’。逆变单元PART7和调制单元PART8的输出端分别连接有变压器T2和变压器T3。

下面结合附图对以上提到各单元的各元器件连接关系进行详细说明：

监测单元PART2

监测单元PART2由电容C3、电阻R2、电位器RA1、电位器RA2、二极管D6组成，所述电阻R2、电位器RA1和电位器RA2依次串联，所述电位器RA2的抽头端接地，电阻R2的一端接至整流单元PART1的输出端高电位上，电位器RA1的一端接至整流单元PART1的输出端低电位上；电容C3与电位器RA1和电位器RA2的串联电路并联，二极管D6的输出端连接至电位器RA1的抽头端，二极管D6的输入端接地。

稳压基准单元PART3

稳压基准单元PART3由直流稳压电路、基准电压电路和分压电路组成，所述直流稳压电路由二极管D2、二极管D3、二极管D4、三极管Q1和电阻R1连接组成，所述基准电压电路由电阻R3、二极管D5和电位器VR1组成；所述分压电路由电阻R4、电阻R5和电阻R6组成；所述二极管D2、二极管D3和二极管D4依次串连，二极管D2的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接至整流单元PART1的输出端高电位上，电阻R1连接在三极管Q1的集电极和基极之间；电阻R3和二极管D5串连，且电阻R3的一端连接三极管Q1的发射极，二极管D5的输入端连接低电位端，所述二极管D5还与电位器VR1的Vin端和GND端并联，电位器VR1的Vin端和GND端之间还连接有电容C4，电位器VR1的Vout端和GND端之间连接有电容C5；电阻R4、R5和R6串连，且电阻R4的一端接在电位器VR1的Vout端，电阻R6的一端接低电位。

比较单元PART4

比较单元PART4由运放U1A、运放U1B、运放U1C、运放U1D、电阻R7、电阻R8、电阻R7和二极管D9组成；预调压单元PART5由二极管D8、二极管D10、二极管D11、二极管D12、二极管D13、电阻R10、三极管Q2、三极管Q3、开关K1、开关K2和自耦变压器T1组成；所述运放U1A的正极输入端连接在电阻R4和电阻R5之间，负极输入端连接至电位器RA1的抽头端；运放U1A的输出端连接至运放U1D的负极输入端；运放U1A的正极输入端和输出端之间连接电阻R7；运放U1B的正极输入端连接运放U1D和运放U1C的正极输入端，运放U1B的负极输入端连接至电位器RA1的抽头端，运放U1B的输出端通过电阻R8连接在电阻R5和R6之间，运放U1B的输出端还连接至运放U1C的负极输入端；运放U1D的输出端还通过二极管D9和电阻R11连接至三极管Q3的基极，二极管D9的输入端接运放U1D的输出端；运放U1C的输出端通过二极管D8和电阻R10连接至三极管Q2的基极，二极管D8的输入端连接运放U1C的输出端，三极管Q2的基极和发射极之间连接有二极管D10，且三极管Q2的发射极接地；三极管Q3的基极与发射极之间连接有二极管D11，且三极管Q3的发射极接地，集电极连接至开关K2的控制端；所述开关K2的控制端还并联有二极管D13，二极管D13的输入端连接三极管Q3的集电极；所述二极管D13的输出端连接至整流单元PART1的输出端高电位；所述三极管Q2的集电极连接至开关K1的控制端，所述开关K1的控制端还并联有二极管D12，Q且二极管D12的输入端连接三极管Q2的集电极，二极管D12的输出端连接至整流单元PART1的输出端高电位；所述开关K1的静触头一个连接至整流单元PART1的电源输入端高电位上，另一个置空，开关K1的动触头连接至自耦变压器T1的1管脚，所述自耦变压器T1的1管脚还连接至开关K2的一个静触头，开关K2的另一个静触头连接至自耦变压器T1的4管脚；所述开关K2的动触头为交流电源L2输出端。

本实用新型的整流单元PART1将交流电变换成正比于供电电压的直流电；检测单元PART2中，V1为电网电压监测点；稳压基准单元PART3提供基准电压，即R4、R5、R6分压电路提供基准电压V2、V3。交直流转换单元PART6将来自预调压单元PART5的交流电源L2变换成稳定的直流电源；逆变单元PART7中的功率元件IGBT，通过导通、关断的相位和宽度控制，将直流电压逆变成50Hz的正弦交流电压输出；调制单元PART8通过电压反馈，产生脉宽调制脉冲，驱动逆变单元PART7中的功率元件IGBT。

本实用新型能够适用于工业，也可以适用于民用的用电设备，其能够在过压欠压发生的时刻可靠的切断电源保护后续用电设备，从而保证了工业或民用供电恶劣环境下电设备的安全运行。

Claims

1.一种带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，其特征在于，由整流单元(PART1)、监测单元(PART2)、稳压基准单元(PART3)、比较单元(PART4)、预调压单元(PART5)、交直流转换单元(PART6)、逆变单元(PART7)、调制单元(PART8)和防雷防浪涌保护单元(PART9)组成；所述整流单元(PART1)、监测单元(PART2)、稳压基准单元(PART3)、比较单元(PART4)和预调压单元(PART5)依次连接，所述防雷防浪涌保护单元(PART9)接在所述整流单元(PART1)的电源输入端，防雷防浪涌保护单元(PART9)由压敏电阻R20、R21、R22，电感器L3、L4，电容器C20、C21以及放电管Dis20组成；所述电感器L3、L4分别串接在电源输入端的正负极上，所述压敏电阻R20接在电感器L3、L4前的正负极之间，所述放电管Dis20的一端接地，另一端分别通过压敏电阻R22和压敏电阻R21连接至电源输入端的正负极上；所述电容器C20一端接在电感器L4的后端，另一端接在放电管Dis20上，所述电容器C21一端接在电感器L3的后端，另一端接在放电管Dis20上。

2.根据权利要求1所述的带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，其特征在于，所述整流单元(PART1)将交流电变换成正比于供电电压的直流电给各电路供电；所述预调压单元(PART5)的输出端输出交流电源L2；所述交直流转换单元(PART6)的输入端连接预调压单元(PART5)的输出端，交直流转换单元(PART6)的输出端连接至逆变单元(PART7)和调制单元(PART8)，所述逆变单元(PART7)和调制单元(PART8)相互连接，所述逆变单元(PART7)和调制单元(PART8)的输出端并联后作为整个交流稳压电源的输出端。

3.根据权利要求2所述的带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，其特征在于，所述交直流转换单元(PART6)的输出端正负极分别串接有电感L1和电感L2，所述电感L1和电感L2之后还连接有电容C2’。

4.根据权利要求2所述的带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，其特征在于，所述逆变单元(PART7)和调制单元(PART8)的输出端分别连接有变压器T2和变压器T3。

5.根据权利要求2所述的带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，其特征在于，所述监测单元(PART2)由电容C3、电阻R2、电位器RA1、电位器RA2、二极管D6组成，所述电阻R2、电位器RA1和电位器RA2依次串联，所述电位器RA2的抽头端接地，电阻R2的一端接至整流单元(PART1)的输出端高电位上，电位器RA1的一端接至整流单元(PART1)的输出端低电位上；所述电容C3与电位器RA1和电位器RA2的串联电路并联，所述二极管D6的输出端连接至电位器RA1的抽头端，二极管D6的输入端接地。

6.根据权利要求5所述的带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，其特征在于，所述稳压基准单元(PART3)由直流稳压电路、基准电压电路和分压电路组成，所述直流稳压电路由二极管D2、二极管D3、二极管D4、三极管Q1和电阻R1连接组成，所述基准电压电路由电阻R3、二极管D5和电位器VR1组成；所述分压电路由电阻R4、电阻R5和电阻R6组成；所述二极管D2、二极管D3和二极管D4依次串连，二极管D2的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接至整流单元(PART1)的输出端高电位上，电阻R1连接在三极管Q1的集电极和基极之间；电阻R3和二极管D5串连，且电阻R3的一端连接三极管Q1的发射极，二极管D5的输入端连接低电位端，所述二极管D5还与电位器VR1的Vin端和GND端并联，电位器VR1的Vin端和GND端之间还连接有电容C4，电位器VR1的Vout端和GND端之间连接有电容C5；电阻R4、R5和R6串连，且电阻R4的一端接在电位器VR1的Vout端，电阻R6的一端接低电位。

7.根据权利要求5所述的带防雷击防浪涌功能的宽电压输入范围的交流稳压电源，其特征在于，所述比较单元(PART4)由运放U1A、运放U1B、运放U1C、运放U1D、电阻R7、电阻R8、电阻R7和二极管D9组成；预调压单元(PART5)由二极管D8、二极管D10、二极管D11、二极管D12、二极管D13、电阻R10、三极管Q2、三极管Q3、开关K1、开关K2和自耦变压器T1组成；所述运放U1A的正极输入端连接在电阻R4和电阻R5之间，负极输入端连接至电位器RA1的抽头端；运放U1A的输出端连接至运放U1D的负极输入端；运放U1A的正极输入端和输出端之间连接电阻R7；运放U1B的正极输入端连接运放U1D和运放U1C的正极输入端，运放U1B的负极输入端连接至电位器RA1的抽头端，运放U1B的输出端通过电阻R8连接在电阻R5和R6之间，运放U1B的输出端还连接至运放U1C的负极输入端；运放U1D的输出端还通过二极管D9和电阻R11连接至三极管Q3的基极；运放U1C的输出端通过二极管D8和电阻R10连接至三极管Q2的基极，三极管Q2的基极和发射极之间连接有二极管D10，且三极管Q2的发射极接地；三极管Q3的基极与发射极之间连接有二极管D11，且三极管Q3的发射极接地，集电极连接至开关K2的控制端；所述开关K2的控制端还并联有二极管D13，二极管D13的输入端连接三极管Q3的集电极；所述二极管D13的输出端连接至整流单元(PART1)的输出端高电位；所述三极管Q2的集电极连接至开关K1的控制端，所述开关K1的控制端还并联有二极管D12，Q且二极管D12的输入端连接三极管Q2的集电极，二极管D12的输出端连接至整流单元(PART1)的输出端高电位；所述开关K1的静触头一个连接至整流单元(PART1)的电源输入端高电位上，另一个置空，开关K1的动触头连接至自耦变压器T1的1管脚，所述自耦变压器T1的1管脚还连接至开关K2的一个静触头，开关K2的另一个静触头连接至自耦变压器T1的4管脚；所述开关K2的动触头为交流电源L2输出端。