CN204741423U - 变频无电解恒流驱动电源 - Google Patents
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Abstract
变频无电解恒流驱动电源，其结构为：接市电的接线端子N与接线端子L上依次连接有交流电源滤波电路和全桥整流电路，在全桥整流电路的输出端上依次连接有PFC功率因数校正电路、半桥软驱动变频功率变换电路和整流滤波电路。本实用新型提供了一种只要功率匹配，调整上限电压与工作电流即可与任何需要恒流控制的负载进行供电的供电电源，实现了宽电源范围工作，同时提高了电源的工作效率，降低了电源升温，提高了产品性能，延长了该驱动的使用寿命，解决了现有技术中存在的驱动电源使用范围窄、电源升温大、寿命短的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种驱动电源，尤其是一种变频无电解恒流驱动电源。
背景技术
目前的电源由于受到功率，驱动电流规格的限制，应用范围很窄，型号匹配很难，通常一种电源只能匹配一种特定的设备。为适应用户要求，必须生产品种繁多，型号多样的电源，造成市场混乱、产品断档局面的同时也加大了生产成本。而且现有的驱动电源使用时升温较大，使用寿命较短，不能满足现今的客户需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种变频无电解恒流驱动电源，该电源采用PFC功率因数校正电路，提高工作频率的设计方法、以及软驱动技术、变频技术、差模共模滤波电路、限压恒流控制电路、采用CBB电容取代电解电容等措施，解决了现有技术中存在的驱动电源使用范围窄、电源升温大、寿命短的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：变频无电解恒流驱动电源，其特征在于：接市电的接线端子N与接线端子L上依次连接有交流电源滤波电路和全桥整流电路，在全桥整流电路的输出端上依次连接有PFC功率因数校正电路、半桥软驱动变频功率变换电路和整流滤波电路；
所述的PFC功率因数校正电路中包括有与全桥整流电路相连接的电源管理芯片，在全桥整流电路的正极输出端上还依次连接有储能电感L2和高压滤波电容C4；
所述的半桥软驱动变频功率变换电路中包括有VMOS管，其漏极连接在高压滤波电容C4上，其栅极连接在电源管理芯片的控制输出脚上；
所述的整流滤波电路中依次连接有功率变压器和滤波限压恒流控制电路，功率变压器输入端连接在半桥软驱动变频功率变换电路的输出端上；
所述的交流电源滤波电路中，接线端子L通过保险管F1接于滤波电感L1的输入端，接线端子N通过热敏电阻R12接于滤波电感L1的另一输入端，滤波电感L1的输入端并联有压敏电阻RZ1和安规电容CX1，滤波电感L1的输出端上并联有安规电容CX2。
所述的全桥整流电路的输入端连接在滤波电感L1的输出端上，全桥整流电路的正极输出端与负极输出端上并联有滤波电容C1。
储能电感L2连接在全桥整流电路的正极输出端上，储能电感L2的另一端接在升压隔离二极管D2上，升压隔离二极管D2的负极接有高压滤波电容C4，VMOS管为两个组成半桥驱动电流的Q2和Q3，其中Q2管的漏极接高压滤波电容C4的高压端，Q2和Q3的栅极分别接在电源管理芯片的两个输出引脚上，在高压滤波电容C4上还并联有串联连接的电阻R8和R9，R8和R9的连接点接于电源管理芯片的反馈输入端上。
所述的电源管理芯片上还连接有另一端接地的谐波电容C3。
储能驱动管Q1的栅极接在电源管理芯片的信号输出端上，其漏极连接在储能电感L2与升压隔离二极管D2的俩接点上，其源极连接在全桥整流电路的负输出级上。
所述的滤波限压恒流控制电路中设置有共模电感L4和恒流控制芯片。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用上述结构和方法，采用PFC功率因数校正电路，提高工作频率的设计方法、软驱动技术、变频技术、差模共模滤波电路、限压恒流控制电路、用CBB电容取代电解电容等措施，提供了一种只要功率匹配，调整上限电压与工作电流即可与任何需要恒流控制的负载进行供电的供电电源，实现了宽电源范围工作，同时提高了电源的工作效率，降低了电源升温，提高了产品性能，延长了该驱动的使用寿命，解决了现有技术中存在的驱动电源使用范围窄、电源升温大、寿命短的技术问题。
附图说明
图1：为本实用新型的电气结构框图。
图2：为本实用新型的电路图。
具体实施方式
如图1-2所示的变频无电解恒流驱动电源，其特征在于：接市电的接线端子N与接线端子L上依次连接有交流电源滤波电路1和全桥整流电路2，在全桥整流电路2的输出端上依次连接有PFC功率因数校正电路5、半桥软驱动变频功率变换电路6和整流滤波电路7。所述的PFC功率因数校正电路5中包括有与全桥整流电路2相连接的电源管理芯片3，在全桥整流电路2的正极输出端上还依次连接有储能电感L2和高压滤波电容C4。所述的半桥软驱动变频功率变换电路6中包括有VMOS管，其漏极连接在高压滤波电容C4上，其栅极连接在电源管理芯片3的控制输出脚上。所述的整流滤波电路7中依次连接有功率变压器12和滤波限压恒流控制电路4，功率变压器12输入端连接在半桥软驱动变频功率变换电路6的输出端上。在交流电源滤波电路1中，接线端子L通过保险管F1接于滤波电感L1的输入端，接线端子N通过热敏电阻R12接于滤波电感L1的另一输入端，滤波电感L1的输入端并联有压敏电阻RZ1和安规电容CX1，滤波电感L1的输出端上并联有安规电容CX2。所述的全桥整流电路2的输入端连接在滤波电感L1的输出端上，全桥整流电路2的正极输出端与负极输出端上并联有滤波电容C1，储能电感L2连接在全桥整流电路2的正极输出端上，储能电感L2的另一端接在升压隔离二极管D2上，升压隔离二极管D2的负极接有高压滤波电容C4，VMOS管9为两个组成半桥驱动电流的Q2和Q3，其中Q2管的漏极接高压滤波电容C4的高压端，Q2和Q3的栅极分别接在电源管理芯片3的两个输出引脚上，在高压滤波电容C4上还并联有串联连接的电阻R8和R9，R8和R9的连接点接于电源管理芯片3的反馈输入端上。电源管理芯片3上还连接有另一端接地的谐波电容C3。储能驱动管Q1的栅极接在电源管理芯片3的信号输出端上，其漏极连接在储能电感L2与升压隔离二极管D2的俩接点上，其源极连接在全桥整流电路2的负输出级上。滤波限压恒流控制电路4中设置有共模电感L4和恒流控制芯片11。
本实用新型主要包括交流电源滤波电路1；全桥整流电路2；由电源管理芯片3、VMOS管Q1、储能电感L2、升压隔离二极管D2、滤波电容C4、电阻R8、R9、R10等主要零部件组成的PFC功率因数校正电路5；由电源管理芯片3、VMOS管9、功率变压器12、电容C5、C6等组成的半桥软驱动变频功率变换电路6；由功率变压器12、整流二极管D4、滤波限压恒流控制电路4等组成的整流滤波电路7；电路中还设置有恒流采样电阻R16、电压限制电阻R24、电压调整电位器RP2、电流调整电位器RP1等。
市电接在接线端子L与N上，接线端子L通过保险管F1接于滤波电感L1的输入端；接线端子N通过热敏电阻R12接于滤波电感L1的另一输入端；滤波电感L1的输入端并接有压敏电阻RZ1和安规电容CX1；滤波电感L1的输出端并接有安规电容CX2及电容CY1、CY2，CY1、CY2的连接点接电源外壳；滤波电感L1的输出端再接于全桥整流电路2的输入侧1、2，全桥整流电路(2)BD1的直流输出侧3、4并接有滤波电容C1，然后接点4接于储能电感L2的一端、储能电感L2的另一端接于升压隔离二极管D2、升压隔离二极管D2的负极接有高压滤波电容C4、C5和C6，及采样电阻R8、R9，负载电阻R10，VMOS管9由Q2与Q3组成半桥驱动电流，其中Q2管的漏极接滤波电容C4的高压端，Q2、Q3管的栅极分别接于电源管理芯片3的信号输出端8与6；采样电阻R8与Ｒ9的连接点接于电源管理芯片3的反馈端输入端9，完成稳定高压的作用。R2与R3的连接点接于电源管理芯片3的1端，完成整流输出电压的采样；全桥整流电路2的输出负端3接于电源管理芯片3的2端，完成电流的采样；全桥整流电路2的2端再经采样电阻R1接地。谐振电容C3的一端接电源管理芯片3的3端、另一端接地，为电源管理芯片3提供频率设定信号。储能电感L2与升压隔离二极管D2的连接点接于储能驱动管Q1的漏极、储能驱动管Q1的源极与全桥整流电路2输出的负极3相连。电源管理芯片3的信号输出端7接于储能驱动管Q1的栅极，完成功率因数校正；功率变压器12的初级绕组L-2的两个接头分别接于Q2、Q3相串联的接点和电容C5与C6的连接点上。功率变压器12的供电绕组L-1一端接地，另一端经过二极管D3接于电源管理芯片3的10端，再经过电阻R4接于全桥整流电路2的正极输出端4，电源管理芯片3的10端经电容C2接地，实现对电源管理芯片IC1的供电，其中电阻R4为启动电阻；电容C4、电阻10接于升压隔离二极管D2的负极与接地之间，完成高压滤波和假负载功能。功率变压器12的次级L-3接于双二极管D4完成全波整流，负载电阻R15接于整流后的正负两端，为假负载。
电容C7接于负载电阻R15的两端，差模电感L3的一端接于整流二极管D4的正极输出端，电容8接于差模电感L3的另一端与输出负极接共模电感L4，在共模电感L4的输出两端接电容C9，其负极端经电流采样电阻R16输出负极，电容的正极端输出正极，完成输出驱动电流采样。
功率变压器12的次级L-4接整流二极管D5和电阻R17，在整流后的正负两极接稳压二极管VR1与电容C10，功率变压器12的L-3与L-4绕组经共模电感L4负极共地。二极管D5经电阻R17接于恒流控制芯片11的8脚，对恒流控制芯片11供电。
恒流控制芯片11的4端经电阻R23接于本电源的输出负极，实现恒流控制。电流调整电位器RP1接于恒流控制芯片11的5、6两端，可以控制本电源的恒流值。电压限制电阻R24与电压调整电位器RP2串联后接本电源的输出正极与输出负极，其中间连接点接于恒流控制芯片11的7端，电压调整电位器RP2可以控制本电源的直流输出上限电压。恒流控制芯片11的3脚接共地负极；电阻R21、R22、电压调整电位器RP2串联后接于恒流控制芯片11的8脚和共地负极，其连接点分别接于恒流控制芯片11的5、6端上，向恒流控制芯片11提供设定参考门槛电压，以控制本电源的上限电压和工作电流。
电压限制电阻R24与电压调整电位器RP2串联后接于本电源的输出正负极上，连接点接于恒流控制芯片11的7脚，调节电压调整电位器RP2可设定本电源的上限电压。
恒流控制芯片11的1、2端接有二极管D6、D7，两管并接后接于光耦U1内的二极管负极，其正极接在电容C10的正极端。光耦U1的三极管侧分别接在恒流控制芯片11的4端与5端，完成变频限压恒流控制。
本发明中，滤波电感L1的输出端接于全桥整流电路2的输入侧1、2，全桥整流电路2的直流输出侧3、4并接有滤波电容C1，完成高压滤波。
全桥整流电路2的接点4接于储能电感L2的一端、储能电感L2的另一端接于升压隔离二极管D2。储能电感L2与升压隔离二极管D2的连接点接于储能驱动管Q1的漏极、储能驱动管Q1的源极与全桥整流电路2输出的负极3相连。电源管理芯片3的信号输出端7接于储能驱动管Q1的栅极，完成功率因数校正。
升压隔离二极管D2的负极接有经过电容C5和C6接地，同时也经采样电阻R8、R9接地，R8、R9的连接点接于电源管理芯片3的9端，完成稳定高压的作用。高压滤波电容C4、电阻10接于升压隔离二极管D2的负极与接地之间，完成高压滤波和假负载功能。
VMOS管Q2、和VMOS管Q3组成的半桥驱动，Q2管的漏极接于储能电感L2于升压隔离二极管D2的连接点。Q2、Q3管的栅极分别接于电源管理芯片IC1的信号输出端8与6，实现软开关变频驱动。
电阻R2与R3的连接点接于电源管理芯片3的1端，完成整流输出电压的采样；全桥整流电路2的输出负端3接于电源管理芯片3的2端，完成电流的采样；电源管理芯片3的2端再经采样电阻R1接地。谐振电容C3一端接电源管理芯片3的3端、另一端接地，为电源管理芯片3提供频率设定信号。
功率变压器12的初级绕组的两个接头分别接于VMOS管Q2、Q3相串联的接点和电容C5与C6的连接点上，完成电压变换。高频变压器12的供电绕组一端接地，另一端经过二极管D3接于电源管理芯片3的10端，再经过电阻R4接于全桥整流电路2的正极输出端4，再经电容C2接地，实现对电源管理芯片3的供电，其中电阻R4为启动电阻。
电容C7接于负载电阻R15的两端，差模电感L3的一端接于整流二极管D4的正极输出端。电容8接于差模电感L3的另一端与输出负极接共模电感L4，在共模电感L4的输出两端接电容C9，其负极端经电流采样电阻R16输出负极，电容的正极端输出正极，完成输出驱动电流采样。
恒流控制芯片11的4端经电阻R23接于本电源的输出负极，实现恒流控制。电流调节电位器RP1接于限流控制芯片11的5、6两端，可以控制本电源的恒流值。电压限制电阻R24与电压调整电位器RP2串联后接本电源的输出正极与输出负极，其中间连接点接于恒流控制芯片11的7端，压调整电位器RP2可以控制本电源的直流输出上限电压。
恒流控制芯片11的3脚接共地负极；电阻R21、R22、压调整电位器RP2串联后接于恒流控制芯片11的8脚和共地负极，其连接点分别接于恒流控制芯片11的5、6端上，向恒流控制芯片11提供设定参考门槛电压，以控制本电源的上限电压和工作电流。电压限制电阻R24与压调整电位器RP2串联后接于本电源的输出正负极上，连接点接于恒流控制芯片11的7脚，调节压调整电位器RP2可设定本电源的上限电压。
恒流控制芯片11的1、2端接有二极管D6、D7，两管并接后接于光耦U1内的二极管负极，其正极接在电容C10的正极端。光耦U1的三极管侧分别接在芯片11的4端与5端，完成变频限压恒流控制。
调节设定本驱动电源的上限电压和工作电流，实现电源与负载的完好配合，进而解决负载与电源匹配难的问题，扩大了本驱动电源的适应范围。
Claims (7)
1.变频无电解恒流驱动电源，其特征在于：接市电的接线端子N与接线端子L上依次连接有交流电源滤波电路（1）和全桥整流电路（2），在全桥整流电路（2）的输出端上依次连接有PFC功率因数校正电路（5）、半桥软驱动变频功率变换电路（6）和整流滤波电路（7）；
所述的PFC功率因数校正电路（5）中包括有与全桥整流电路（2）相连接的电源管理芯片（3），在全桥整流电路（2）的正极输出端上还依次连接有储能电感L2和高压滤波电容C4；
所述的半桥软驱动变频功率变换电路（6）中包括有VMOS管，其漏极连接在高压滤波电容C4上，其栅极连接在电源管理芯片（3）的控制输出脚上；
所述的整流滤波电路（7）中依次连接有功率变压器（12）和滤波限压恒流控制电路（4），功率变压器（12）输入端连接在半桥软驱动变频功率变换电路（6）的输出端上。
2.根据权利要求1所述的变频无电解恒流驱动电源，其特征在于：在交流电源滤波电路（1）中，接线端子L通过保险管F1接于滤波电感L1的输入端，接线端子N通过热敏电阻R12接于滤波电感L1的另一输入端，滤波电感L1的输入端并联有压敏电阻RZ1和安规电容CX1，滤波电感L1的输出端上并联有安规电容CX2。
3.根据权利要求1所述的变频无电解恒流驱动电源，其特征在于：所述的全桥整流电路（2）的输入端连接在滤波电感L1的输出端上，全桥整流电路（2）的正极输出端与负极输出端上并联有滤波电容C1。
4.根据权利要求1所述的变频无电解恒流驱动电源，其特征在于：储能电感L2连接在全桥整流电路（2）的正极输出端上，储能电感L2的另一端接在升压隔离二极管D2上，升压隔离二极管D2的负极接有高压滤波电容C4，VMOS管（9）为两个组成半桥驱动电流的Q2和Q3，其中Q2管的漏极接高压滤波电容C4的高压端，Q2和Q3的栅极分别接在电源管理芯片（3）的两个输出引脚上，在高压滤波电容C4上还并联有串联连接的电阻R8和R9，R8和R9的连接点接于电源管理芯片（3）的反馈输入端上。
5.根据权利要求4所述的变频无电解恒流驱动电源，其特征在于：所述的电源管理芯片（3）上还连接有另一端接地的谐波电容C3。
6.根据权利要求4所述的变频无电解恒流驱动电源，其特征在于：储能驱动管Q1的栅极接在电源管理芯片（3）的信号输出端上，其漏极连接在储能电感L2与升压隔离二极管D2的俩接点上，其源极连接在全桥整流电路（2）的负输出级上。
7.根据权利要求1所述的变频无电解恒流驱动电源，其特征在于：所述的滤波限压恒流控制电路（4）中设置有共模电感L4和恒流控制芯片（11）。
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