CN204425188U - 反激式电源电路及应用该电路的能量回馈式电子负载 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提出一种反激式电源电路，其包括第一储能滤波模块、反激模块及第二储能模块；于所述反激式电源电路的输入端设置有用于获取输入电流的输入侧电流采样模块，和用于获取输入电压的输入侧电压采样模块；于反激式电源电路的输出端设置有获取输出侧电压的输出侧电压采样模块；所述输入侧电流采样模块、输入侧电压采样模块与输出侧电压采样模块分别连接至一DSP数字处理器，所述DSP数字处理器根据采样数值产生对应占空比的PWM信号以驱动所述反激模块。本实用新型还提出应用上述电路的能量回馈式电子负载，其包括输入侧电路、输出例电路，及设于所述输入侧电路与输出侧电路之间的反激式电源电路，其实现电能向电网的回馈，最大限度地减少的电能消耗。

Description

反激式电源电路及应用该电路的能量回馈式电子负载
技术领域
本实用新型属于开关电源设计技术领域，具体涉及一种反激式电源电路及应用该电路的能量回馈式电子负载。
背景技术
开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、工控设备、通讯设备、LED照明等技术领域，其功能是将电能质量较差的原生态电源，如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压，即AC-DC(交流-直流)或DC-DC(直流-直流)电源转换，本发明创造主要讨论或DC-DC(直流-直流)电源转换问题。
现有开关电源电路设计方案由于电路成本、控制复杂度等方面的考虑，多是采用基于反激拓扑的开关电路结构，该结构一般包括有变压器、控制开关、接于变压器初级\次级线圈上的储能电容及次级线圈输出端的二极管，其工作原理是：当控制开关导通时，由于次级线圈的电压方向与初级线圈的电压方向相反，二极管反向截止，初级线圈储存能量；当控制开关截止时，次级线圈的电压反向，二极管导通，初级线圈的能量转换到次级线圈；如此，实现输出端的电压提升。
通过对现有技术的检索发现，市场上的开关电源虽然能满足电压提升的需求，但在电路的抗干扰性能上，一般只是被动地设置一个或多个电容滤波模块来滤除电路中的细微噪声与浪涌，而未有考虑主动式的抗干扰设计，导致电路无法根据输入\输出端的电压情况进行自适应调节，未能真正满足设备对输出电压精准度的要求。
此外，电子产品如常规开关电源、LED驱动电源、充电器、大功率直流电源、电池放电等，在上线前一般都需经过老化步骤，而现有的老化是将电子产品挂接阻性负载，将其输出的电能以热量的形式消耗掉，会造成电能的浪费。
实用新型内容
基于背景技术中所提及的问题，本实用新型首先提出一种反激式电源电路，为提高反激电源电路的抗干扰性能提供智能化的自适应调节方案，满足对输出电压精准度的控制要求；继而，本实用新型提出一种应用该反激式电源电路的能量回馈式电子负载，在老化程序中实现电能向电网的回馈，最大限度地减少的电能消耗。
本实用新型的反激式电源电路，其所采用的技术方案如下：
一种反激式电源电路，具有连接前续电路直流电压输出的输入端、和挂接后续电路的输出端，其包括第一储能滤波模块、反激模块及第二储能模块；
所述反激模块包括至少一组原边线圈与至少一组副边线圈的变压器、变压器原边侧的功率开关、和变压器副边侧的二极管；
所述反激模块的输入端设有第一储能滤波模块，其输出端设有第二储能滤模块；所述第一储能滤波模块连接至反激式电源电路的输入端，所第二储能滤模块连接至反激式电源电路的输入端；
于所述反激式电源电路的输入端设置有用于获取输入电流的输入侧电流采样模块，和用于获取输入电压的输入侧电压采样模块；
于反激式电源电路的输出端设置有获取输出侧电压的输出侧电压采样模块；
所述输入侧电流采样模块、输入侧电压采样模块与输出例电压采样模块的输出端分别连接至一DSP数字处理器，所述DSP数字处理器根据采样数值产生对应占空比的PWM信号，用以驱动所述反激模块。
于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述输入侧电流采样模块包括串接于输入侧线路中的电阻R2，该电阻R2并联有一电容C1，电容C1的两端作为该模块的电流采样输出，连接至所述DSP数字处理器。
于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述输入侧电压采样模块包括连接于反激式电源电路输入端的正极性一端与DSP数字处理器之间的若干电阻，及连接于反激式电源电路输入端的负极性一端与DSP数字处理器之间的若干电阻。
于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述输出例电压采样模块包括连接于反激式电源电路的输出端正极性一端与DSP数字处理器之间的若干电阻，及连接于反激式电源电路的输出端负极性一端与DSP数字处理器之间的若干电阻。
于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述第一储能滤波模块包括串接于反激式电源电路输入端的正极性一端的电感L2，及并联接于正、负极性端之间的若干电容。
于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述第二储能滤波模块包括电容C11、C12和C13，所述电容C11和C12串联后并联接于反激式电源电路输出端的正、负极性端之间，所述电容C13并联接于反激式电源电路输出端的正、负极性端之间。
于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述反激式电源电路的输入端侧还设有一高频滤波模块，用于滤除输入侧的高频波纹电流。
于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述高频滤波模决包括串接于正极性一端的电感L1，及并联接于正、负极性端之间的若干电容。
本实用新型的能量回馈式电子负载，其所采用的技术方案如下：
一种能量回馈式电子负载，具有连接待老化设备的直流电压输出的输入侧电路、及将电能反馈至电网的输出侧电路，所述输入侧电路与输出侧电路之间设有如上述方案中的反激式电源电路。
于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述输出侧电路包括DC-AC转换模块。
本实用新型的优越性体现在：
1)本实用新型之反激式电源电路通过引入输入端电压和输出端的电压来控制PWM信号的占空比，从而驱动所述反激模块实现唯持输出端电压的恒定，满足对输出电压精准度的控制要求；同时，输入侧电流的采样供DSP数字处理器判断干路电流的大小，当电流过大时，DSP数字处理器停止PWM信号输出，以保护整体电路的安全。
2)本实用新型之能量回馈式电子负载将原本在设备老化过程中消耗掉的能量回收、反馈到电网中，实现电能的循环利用，最大限度地减少老化过程的电能消耗。
附图说明
图1为本实用新型的反激式电源电路的原理框架示意图。
图2为本实用新型的反激式电源电路的结构示意图。
图3为本实用新型的能量回馈式电子负载的原理框架示意图。
具体实施方式
如下结合附图，对本申请方案作进一步描述：
如图1-2所示，本实用新型的反激式电源电路，其所采用的技术方案如下：
一种反激式电源电路，具有连接前续电路直流电压输出的输入端、和挂接后续电路的输出端，其包括第一储能滤波模块31、反激模块10及第二储能模块32；
所述反激模块10包括至少一组原边线圈与至少一组副边线圈的变压器T1、变压器T1原边例的功率开关Q1、和变压器副边侧的二极管D2；
所述反激模块10的输入端设有第一储能滤波模块31，其输出端设有第二储能滤模块32；所述第一储能滤波模块31连接至反激式电源电路的输入端，所第二储能滤模块32连接至反激式电源电路的输入端；
于所述反激式电源电路的输入端设置有用于获取输入电流的输入侧电流采样模块21，和用于获取输入电压的输入侧电压采样模块22；
于反激式电源电路的输出端设置有获取输出侧电压的输出侧电压采样模块23；
所述输入例电流采样模块21、输入侧电压采样模块22与输出侧电压采样模块23的输出端分别连接至一DSP数字处理器50，所述DSP数字处理器50根据采样数值产生对应占空比的PWM信号，用以驱动所述反激模块；具体地，所述DSP数字处理器50的PWM信号输出端连接于所述功能开关Q1的控制端，且于该控制端处接有稳压二极管D1。
所述输入侧电流采样模块21包括串接于输入侧线路中的电阻R2，该电阻R2并联有一电容C1，电容C1的两端作为该模块的电流采样输出，连接至所述DSP数字处理器50；具体根据DSP数字处理器50的采样信号阀值要求，在电流采样输出端分别串接有限流电阻R1和R3。
所述输入侧电压采样模块22包括连接于反激式电源电路输入端的正极性一端与DSP数字处理器50之间的若干电阻，及连接于反激式电源电路输入端的负极性一端与DSP数字处理器50之间的若干电阻；具体根据DSP数字处理器50的采样信号阀值要求，在正向电压采样输出端串接电阻R5，在负向电压采样输出端串接电阻R4。
所述输出侧电压采样模块23包括连接于反激式电源电路的输出端正极性一端与DSP数字处理器之间的若干电阻，及连接于反激式电源电路的输出端负极性一端与DSP数字处理器50之间的若干电阻；具体根据DSP数字处理器50的采样信号阀值要求，在正向电压采样输出端串接电阻R10、R11、R14和R15，在负向电压采样输出端串接电阻R8、R9、R12和R13。
所述第一储能滤波模块31包括串接于反激式电源电路输入端的正极性一端的电感L2，及并联接于正、负极性端之间的若干电容，于本实施例当中，包括并联接于正、负极性端之间的电容C6-C9。
所述第二储能滤波模块包括电容C11、C12和C13，所述电容C11和C12串联后并联接于反激式电源电路输出端的正、负极性端之间，所述电容C13并联接于反激式电源电路输出端的正、负极性端之间。
所述反激式电源电路的输入端侧还设有一高频滤波模决40，用于滤除输入侧的高频波纹电流。
所述高频滤波模块40包括串接于正极性一端的电感L1，及并联接于正、负极性端之间的若干电容，于本实施例当中，包括并联接于正、负极性端之间的电容C2-C5。
上述电路的工作原理：
1)输入侧电流的采样供DSP数字处理器判断干路电流的大小，当电流过大时，DSP数字处理器停止PWM信号输出，以保障整体电路的安全。
2)输出电压的计算公式为：VOUT＝D(VOUT+Vin*NPS)，其中，VOUT为输出电压；Vin为输入电压；NPS为匝数比；D为PWM信号的占空比；
当输出电压控制在400V，输入电压为5V-80V时，假设NPS为4：28：
D＝VOUT/(VOUT+Vin*NPS)，则计算所得D的范围为：0.42-0.92
引入输入电压Vin和输出电压VOUT参与反激电源电路的控制，使DSP的PWM占空比在0.42-0.92调节，就可以达到把电路的输出电压稳定在400V，供后级设备或电网。
如图3所示，本实用新型的能量回馈式电子负载，其所采用的技术方案如下：
一种能量回馈式电子负载，具有连接待老化设备的直流电压输出的输入侧电路61、及将电能反馈至电网的输出侧电路62，所述输入侧电路61与输出侧电路62之间设有如上述方案的反激式电源电路63。
所述输出侧电路62包括DC-AC转换模块620。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种反激式电源电路，具有连接前续电路直流电压输出的输入端、和挂接后续电路的输出端，其特征在于：包括第一储能滤波模块、反激模块及第二储能模块；
所述反激模块包括至少一组原边线圈与至少一组副边线圈的变压器、变压器原边侧的功率开关、和变压器副边侧的二极管；
所述反激模块的输入端设有第一储能滤波模块，其输出端设有第二储能滤模块；所述第一储能滤波模块连接至反激式电源电路的输入端，所第二储能滤模块连接至反激式电源电路的输入端；
于所述反激式电源电路的输入端设置有用于获取输入电流的输入侧电流采样模块，和用于获取输入电压的输入侧电压采样模块；
于反激式电源电路的输出端设置有获取输出侧电压的输出侧电压采样模块；
所述输入侧电流采样模块、输入侧电压采样模块与输出侧电压采样模块的输出端分别连接至一DSP数字处理器，所述DSP数字处理器根据采样数值产生对应占空比的PWM信号，用以驱动所述反激模块。
2.根据权利要求1所述的反激式电源电路，其特征在于：所述输入侧电流采样模块包括串接于输入侧线路中的电阻R2，该电阻R2并联有一电容C1，电容C1的两端作为该模块的电流采样输出，连接至所述DSP数字处理器。
3.根据权利要求1所述的反激式电源电路，其特征在于：所述输入侧电压采样模块包括连接于反激式电源电路输入端的正极性一端与DSP数字处理器之间的若干电阻，及连接于反激式电源电路输入端的负极性一端与DSP数字处理器之间的若干电阻。
4.根据权利要求1所述的反激式电源电路，其特征在于：所述输出侧电压采样模块包括连接于反激式电源电路的输出端正极性一端与DSP数字处理器之间的若干电阻，及连接于反激式电源电路的输出端负极性一端与DSP数字处理器之间的若干电阻。
5.根据权利要求1所述的反激式电源电路，其特征在于：所述第一储能滤波模块包括串接于反激式电源电路输入端的正极性一端的电感L2，及并联接于正、负极性端之间的若干电容。
6.根据权利要求1所述的反激式电源电路，其特征在于：所述第二储能滤波模块包括电容C11、C12和C13，所述电容C11和C12串联后并联接于反激式电源电路输出端的正、负极性端之间，所述电容C13并联接于反激式电源电路输出端的正、负极性端之间。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的反激式电源电路，其特征在于：所述反激式电源电路的输入端侧还设有一高频滤波模块，用于滤除输入侧的高频波纹电流。
8.根据权利要求7所述的反激式电源电路，其特征在于：所述高频滤波模块包括串接于正极性一端的电感L1，及并联接于正、负极性端之间的若干电容。
9.一种能量回馈式电子负载，具有连接待老化设备的直流电压输出的输入侧电路、及将电能反馈至电网的输出侧电路，其特征在于：所述输入侧电路与输出侧电路之间设有如权利要求1-8任意一项所述的反激式电源电路。
10.根据权利要求9所述的能量回馈式电子负载，其特征在于：所述输出侧电路包括DC-AC转换模块。
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