CN203206138U - 一种安全开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种安全开关电源，包括交流输入滤波整流电路、变压器转换电路、直流输出整流滤波电路、开关控制电路和反馈电路，所述的反馈电路中，采用一个光耦作为强弱电的隔离器件，在所述的光耦的第3、4引脚之间设置稳压二极管，所述的稳压二极管的N极与光耦的第3引脚连接，所述的稳压二极管的P极与光耦的第4引脚连接。本实用新型通过在光耦的输出端设置稳压二极管，在进行HI-POT测试时，当光耦的第四脚与高压线路由于某种原因发生短路时，高压会将稳压二极管先击穿，导致高压线路和初级地短路，从而烧断保险丝，断开高压线路，从而保护光耦不被高压击穿，这样可以保证流过的电流非常小，保证测试人员的人身安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种具有采用光耦器件作为反馈隔离器件的PWM开关电源，在进行UL论证时，即使光耦被击穿也能保证漏电电流处于安全范围，不会对人体造成伤害的安全开关电源。
背景技术
如图1所示为常见的Ⅱ类开关电源框图，开关电源一般包括了输入整流滤波电路，变压器转换电路，开关控制电路，输出整流滤波电路，为了保证输出直流电压稳定，还具有反馈电路，反馈电路通过对直流输出进行采样，将采样电压输入到开关控制电路，当输出高于所设定的电压时，开关控制电路产生的PWM信号的脉宽减小，使输出电压变小，当输出电压低于设定的电压时，开关电路产生的PWM信号的脉宽增加，使输出电压增加，直到电压稳定在设定的电压值上。目前，典型的开关电源原理图如图2所示，反馈电路中采用一个光耦作为强弱电的隔离器件。
随着市场对开关电源安全性要求越来越高，安规认证机构也对开关电源产品的安规认证越来越严格，特别是目前的UL论证。现在很多开关电源产品在安规认证的内部元器件短路抽测中，其中开关管MOS管漏极和光耦短路这个实验失败，原因是光耦被高压击穿，造成HI-POT测试(耐压测试)失败，漏电流超标，对测试人员生命造成威胁。实际生产中，掉落在产品壳子里面的锡渣等导体也有可能使MOS管漏极和光耦短路，造成漏电流超标，威胁人体安全。
发明内容
本实用新型的目的是为了目前开关电源在进行安规测试特别是UL论证时的HI-POT测试时，可能由于光耦被高压击穿，造成HI-POT测试失败，漏电流超标，对测试人员生命造成威胁的不足，提供一种安全开关电源。
本实用新型的技术方案是：一种安全开关电源，包括交流输入滤波整流电路、变压器转换电路、直流输出整流滤波电路、开关控制电路和反馈电路，所述的交流输入滤波整流电路、变压器转换电路、直流输出整流滤波电路依次相连，所述的开关控制电路产生PWM信号控制所述的变压器转换电路，所述的反馈电路将所述的直流输出整流滤波电路的输出电压反馈到所述的开关控制电路；所述的反馈电路中，采用一个光耦作为强弱电的隔离器件，在所述的光耦的第3、4引脚之间设置稳压二极管，所述的稳压二极管的N极与光耦的第3引脚连接，所述的稳压二极管的P极与光耦的第4引脚连接。
进一步的，上述的安全开关电源中：所述的稳压二极管的功率为0.25W-1W之间，电压范围在18V-75V之间。
进一步的，上述的安全开关电源中：所述的稳压二极管的功率为0.25W-1W之间，电压范围在36V-75V之间。
进一步的，上述的安全开关电源中：所述的稳压二极管为56V/0.5W的稳压二极管。
本实用新型通过在光耦的输出端设置稳压二极管，在进行HI-POT测试时，当光耦的第四脚与高压线路由于某种原因发生短路时，高压会将稳压二极管先击穿，导致高压线路和初级地短路，从而烧断保险丝，断开高压线路，从而保护光耦不被高压击穿，这样可以保证流过的电流非常小，保证测试人员的人身安全。
下面结合具体实施例对本实用新型作较为详细的描述。
附图说明
图1是一种典型开关电源原理框图。
图2是本实用新型的安全开关电源原理框图。
图3是本实用新型实施例1安全电源的交流输入滤波整流电路原理图。
图4是本实用新型实施例1安全电源的直流输出整流滤波电路及反馈电路的取样电路。
具体实施方式
实施例1，如图2所示，本实施例的安全开关电源电路原理图与目前典型的开关电源如图1相比，只在光耦输出端短接一个稳压二极管。本实施例的安全开关电源，主要包括如图1所示的几个部分，高压的交流电AC ，一般是160-280VAC，通过保险丝后输入到电源，首选通过电容CX1和变压器L5进行滤波以后进入桥式整流器D16进行整流形成直流电，一般400V左右如图3所示。然后是变压器转换电路，在开关控制电路所产生的PWM信号控制下，变压器转换电路产生较低的直流电，然后通过输出整流滤波电路产生直流输出如图4所示，该输出为12VDC。为了保证直流输出稳定，本实施例中设置有负反馈电路，该负反馈电路利用串联和并联的电阻采样输出电压如图4所示，通过光耦EL817反馈到开关控制电路，通过开关控制电路调节PWM的脉宽，最终端使输出电压稳定在设定的电压上。为了提高输入交流电的功率因子，在变压器转换电路两侧串联电容CY，该电容CY还可以用来改善EMC环境。这样，在高压的输入端与低压的输出端之间具有3个隔离器件，分别是变压器转换电路、电容CY和光耦EL817，由于变压器转换电路、电容CY的隔离效果明显，在输入端与输出端之间不会的漏电流，只有光耦EL817在两端加入高压时会有漏电流，如果电压太高，将会给人员生命造成危害，因此，本实施例中在光耦EL817输出端，也就是第三脚和第4脚之间设置一个56V/0.5W的稳压二极管，当然根据需要，稳压二极管的规格也可以有所变动，如电压在18到75之间，或者36V到75V之间，功率在0.25W到1W左右都可以。
为了说明本实施例的开关电源的安全性能，下面进行HI-POT测试，将图2原理图所示的目前的开关电源的IC集成电路U7第4脚（高压端，峰值为500伏~600伏）和光耦U10用导线短路，然后将输入级零火线接在高压测试仪正极，将低压输出端接在高压测试仪负极，将正负极之间的电压调至3000VAC，测试时间3秒，电流限值为10mA。结果发现当高压测试仪的正负极之间的电压升至900V时，初次级的漏电流已经达到10mA的限值。而人体流过5mA~7mA 手指肌肉感觉痉挛 手指感灼热和刺痛，8mA~10mA 手指关节与手掌感觉痛，手已难以脱离电源，作为产品，很明显这是不可以接受的。当高压测试仪的正负极之间的电压升至3000VAC时，初次级的漏电流小于1mA。将光耦从产品上拆卸下来，再重复上述实验，当高压测试仪的正负极之间的电压升至3000VAC时，产品初次级的漏电流小于1mA；再对光耦单体的初次级即1,2脚和3,4脚之间重复上述耐压实验，漏电流超过了10mA的限值，证明是光耦被击穿导致了整体的产品HI-POT(耐压测试)失败。
在图2中的光耦初级侧的第四脚并联一个56V/0.5W的稳压二极管D15到初级地，再重复上述HI-POT(耐压测试)实验，当高压测试仪的正负极之间的电压升至3000VAC，测试时间3秒时，初次级的漏电流小于1mA，HI-POT(耐压测试)pass。用万用表测试稳压二极管D15，发现稳压管D15和短路，测量保险丝，保险丝开路。证明是D15被高压击穿，将高压与初级地短路，从而烧断保险丝，切断了高压，并保护光耦U10不被击穿。
Claims (4)
1.一种安全开关电源，包括交流输入滤波整流电路、变压器转换电路、直流输出整流滤波电路、开关控制电路和反馈电路，所述的交流输入滤波整流电路、变压器转换电路、直流输出整流滤波电路依次相连，所述的开关控制电路产生PWM信号控制所述的变压器转换电路，所述的反馈电路将所述的直流输出整流滤波电路的输出电压反馈到所述的开关控制电路；其特征在于：所述的反馈电路中，采用一个光耦作为强弱电的隔离器件，在所述的光耦的第3、4引脚之间设置稳压二极管，所述的稳压二极管的N极与光耦的第3引脚连接，所述的稳压二极管的P极与光耦的第4引脚连接。
2.根据权利要求1所述的安全开关电源，其特征在于：所述的稳压二极管的功率为0.25W-1W之间，电压范围在18V-75V之间。
3.根据权利要求2所述的安全开关电源，其特征在于：所述的稳压二极管的功率为0.25W-1W之间，电压范围在36V-75V之间。
4.根据权利要求3所述的安全开关电源，其特征在于：所述的稳压二极管为56V/0.5W的稳压二极管。
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|---|---|---|---|---|
| CN103219902A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-07-24 | 深圳市共进电子股份有限公司 | 一种安全开关电源 |
| CN106209046A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-07 | 杭州协能科技股份有限公司 | 一种直流可控瞬时响应隔离开关 |
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- 2013-04-22 CN CN 201320209460 patent/CN203206138U/zh not_active Expired - Fee Related
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