CN202406044U - 一种高精度集成非隔离电源转换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及交流-直流变换技术，特别涉及一种高精度集成非隔离电源转换器。本实用新型提供了一种高精度集成非隔离电源转换器，在同等输出功率的条件下，利用密封胶良好的导热性能和介电常数，可以做到结构小，损耗低，防水，防尘，宽温度使用范围，内置温度保护，简化EMC网络以降低成本；同时利用内置的温度补偿线路，可补偿输出电压的温度曲线，做到宽温度范围内的高输出电压精度。很适合应用于对使用温度和EMC要求比较高,但是成本要求比较严格的场合，如电磁炉，饭煲或冰箱等白色家电产品上。
Description
技术领域
本实用新型涉及交流-直流变换技术，特别涉及一种高精度集成非隔离电源转换器。
背景技术
由于世界上各个国家的电网电源和频率都差异很大，同时随着电子行业的不断发展，和人民生活水平的提高，对产品的尺寸和可靠性也提出更高的要求，特别是在当今能源紧张的形式下，各国对待机和功效方面也提出更高的要求。普通的电源设备都是采用在输入端加保险电阻，压敏电阻和整流桥堆进行浪涌抑制，成本高。当2KV的浪涌电压在正向输入的时候，由于输入电解电容EC1和电源IC（内置Mosfet）正向都可以耐很高的电压，所以正向的浪涌很容易抑制；反向浪涌的时候，由于电解电容相当于短路失效，电源控制IC内部的Mosfet是N沟道有极性的，所以非常低的反向电压就可以击穿。
长期以来，在这些家电产品上的电源处理方法：
1.一个简单的办法是采用RC降压线路（图1）,缺点是RC降压线路的输出电压和输入电压频率，甚至输出负载关系都很大，所以电源调整率和负载调整率比较差，而且效率非常低，空载功耗高，稳压管ZD1承受的电压和电流应力相当大，只能应用于一些对可靠性要求很低而且固定输入输出的场合；
2.为提供可靠性，采用普通的线性变压器（图2），存在着由于输出的电源调整率和负载调整率比较差，而且保护性能差，空载功耗高，体积重量大等缺点；
3.针对线性变压器的弱点，改善方法是采用隔离式的开关电源（图3），开关电源采用PWM控制IC ,采用反激式拓扑结构。需要有EMC网络，变压器，开关管，VCC辅助供电绕组，次级整流滤波线路等，线路非常复杂，成本很高。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种高精度集成非隔离电源转换器，在同等输出功率的条件下，利用密封胶良好的导热性能和介电常数，可以做到结构小，损耗低，防水，防尘，宽温度使用范围，内置温度保护，简化EMC网络以降低成本；同时利用内置的温度补偿线路，可补偿输出电压的温度曲线，做到宽温度范围内的高输出电压精度。
为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种高精度集成非隔离电源转换器，零线N端串接二极管D2的负极，火线L端串接一绕线电阻FR1后再串接二极管D1的正极，二极管D1的负极与二极管D2的正极之间并联一高频等效网络单元，二极管D1 的负极串接一工字电感L1，工字电感L1后与二极管D2的正极之间并联一电容EC2，工字电感L1后串接电源控制芯片U1的5脚、6脚、7脚、8脚，电源控制芯片U1的4脚与二极管D4的负极相连接，电源控制芯片U1的3脚与一温度补偿单元相连接，电容C1分别与温度补偿单元和电源控制芯片U1的2脚和1脚相连接，二极管D5的正极与电容EC1的负极相连接后接地，二极管D5的负极分别与温度补偿单元和电容EC3的正极相连接，电容EC3的负极与电容C1相连接，电感L2一端接地另一端分别与电容EC3的负极和二极管D6的负极相连接，电容EC2的负极与二极管D6的正极相连接，电容EC2的正极接地，电阻R1与电容EC2并联，电容EC2的负极与电压输出端Vout相连接。
进一步的，所述的高频等效网络单元是由密封胶的介电性能与上述线路形成的一个高频等效电容。
进一步的，所述的电源控制芯片U1其型号为Viper12A。
进一步的，所述的二极管D1和二极管D2型号为1N4007。
本实用新型的有益效果是：电路结构设计简单，设计成本低，带温度补偿，输出电压精度高，相比较开放式的电源，在同等输出功率的条件下，利用密封胶良好的导热性能和介电常数，可以做到结构小，损耗低，防水，防尘，宽温度使用范围，内置温度保护，简化EMC网络以降低成本；同时利用内置的温度补偿线路，可补偿输出电压的温度曲线，做到宽温度范围内的高输出电压精度。而且防静电，防振动，便于安装和运输，大大提高了产品可靠性，高绝缘和集成，EMC性能好，温升低，很适合应用于对使用温度和EMC要求比较高,但是成本要求比较严格的场合，如电磁炉，饭煲或冰箱等白色家电产品上。
附图说明
图1为RC降压线路的电路结构图；
图2为普通的线性变压器的电路结构图；
图3为隔离式的开关电源的电路结构图；
图4为本实用新型的电路结构图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
一种高精度集成非隔离电源转换器，零线N端串接二极管D2的负极，火线L端串接一绕线电阻FR1后再串接二极管D1的正极，二极管D1的负极与二极管D2的正极之间并联一高频等效网络单元1，二极管D1 的负极串接一工字电感L1，工字电感L1后与二极管D2的正极之间并联一电容EC2，工字电感L1后串接电源控制芯片U1的5脚、6脚、7脚、8脚，电源控制芯片U1的4脚与二极管D4的负极相连接，电源控制芯片U1的3脚与一温度补偿单元2相连接，电容C1分别与温度补偿单元2和电源控制芯片U1的2脚和1脚相连接，二极管D5的正极与电容EC1的负极相连接后接地，二极管D5的负极分别与温度补偿单元2和电容EC3的正极相连接，电容EC3的负极与电容C1相连接，电感L2一端接地另一端分别与电容EC3的负极和二极管D6的负极相连接，电容EC2的负极与二极管D6的正极相连接，电容EC2的正极接地，电阻R1与电容EC2并联，电容EC2的负极与电压输出端Vout相连接。所述的电源控制芯片U1其型号为Viper12A。所述的二极管D1和二极管D2型号为1N4007。所述的高频等效网络单元1是由密封胶的介电性能与上述线路形成的一个高频等效电容。利用这个等效网络，在输入的EMI网络上，为了防止高频的浪涌尖峰脉冲电压在滤波电感上储能，不需要像传统的开关电源线路需要采用CLC滤波方式，在LC滤波的前级加一个PF数量级的高压电容给以高频旁路才能通过2KV浪涌，因为这个高压电容耐压高所以价格不低。采用高频等效网络可以不用外加高压电容，从而简化线路，降低电路涉及成本。
所述的温度补偿单元2，可以补偿输出电压随温度变化导致的差异，相比传统开关电源的光耦+TL431反馈线路简化了线路，节约成本。也拓宽了此转换器的使用温度范围。
本实用新型的有益效果是：电路结构设计简单，设计成本低，带温度补偿，输出电压精度高，相比较开放式的电源，在同等输出功率的条件下，利用密封胶良好的导热性能和介电常数，可做到结构小，损耗低，防水，防尘，宽温度使用范围；内置温度保护，简化EMC网络以降低成本；同时利用内置的温度补偿线路，可补偿输出电压的温度曲线，做到宽温度范围内的高输出电压精度。而且防静电，防振动，便于安装和运输，大大提高了产品可靠性，高绝缘和集成，EMC性能好，温升低，很适合应用于对使用温度和EMC要求比较高,但是成本要求比较严格的场合，如电磁炉，饭煲或冰箱等白色家电产品上。且此电源转换器，安装简单可靠，而且在前级和后级不用配备EMC和滤波网络，非常方便。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种高精度集成非隔离电源转换器，零线N端串接二极管D2的负极，火线L端串接一绕线电阻FR1后再串接二极管D1的正极，二极管D1的负极与二极管D2的正极之间并联一高频等效网络单元，二极管D1 的负极串接一工字电感L1，工字电感L1后与二极管D2的正极之间并联一电容EC2，工字电感L1后串接电源控制芯片U1的5脚、6脚、7脚、8脚，电源控制芯片U1的4脚与二极管D4的负极相连接，电源控制芯片U1的3脚与一温度补偿单元相连接，电容C1分别与温度补偿单元和电源控制芯片U1的2脚和1脚相连接，二极管D5的正极与电容EC1的负极相连接后接地，二极管D5的负极分别与温度补偿单元和电容EC3的正极相连接，电容EC3的负极与电容C1相连接，电感L2一端接地另一端分别与电容EC3的负极和二极管D6的负极相连接，电容EC2的负极与二极管D6的正极相连接，电容EC2的正极接地，电阻R1与电容EC2并联，电容EC2的负极与电压输出端Vout相连接。
2.根据权利要求1所述的一种高精度集成非隔离电源转换器，其特征在于：所述的高频等效网络单元是由密封胶的介电性能与上述线路形成的一个高频等效电容。
3.根据权利要求1所述的一种高精度集成非隔离电源转换器，其特征在于：所述的电源控制芯片U1其型号为Viper12A。
4.根据权利要求1所述的一种高精度集成非隔离电源转换器，其特征在于：所述的二极管D1和二极管D2型号为1N4007。
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| CN104104227A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-10-15 | 合肥美的电冰箱有限公司 | 一种用于冰箱主控板的非隔离电源、冰箱主控板和冰箱 |
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| CN106253706A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-12-21 | 佛山市顺德区海伦宝电器有限公司 | 一种应用于风扇或冷风扇的宽电压电源电路 |
| CN110623520A (zh) * | 2018-06-21 | 2019-12-31 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 电磁烹饪器具及其加热控制方法、计算机可读存储介质 |
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