CN207603439U - 一种具有多种保护功能的稳压电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有多种保护功能的稳压电源系统，在输出电路上设置限流保护电路，当检测到输出电路处的输出电流高于设计值时，启动限流保护电路工作，加载一个触发信号至PWM控制电路，使得PWM控制电路的占空比变小，使得整个电源的输出电压降低，达到输出过载限流的目的；设置有前置输入电路、功率变换电路、后置输出电路、限流保护电路、过热保护系统及PWM控制电路；在后置输出电路内设置第二整流滤波电路、输出电路及取样比较系统，所述功率变换电路连接第二整流滤波电路，第二整流滤波电路连接输出电路，输出电路连接限流保护电路，输出电路连接取样比较系统，取样比较系统连接PWM控制电路。

Description

一种具有多种保护功能的稳压电源系统

技术领域

本实用新型涉及电源技术、PWM技术等领域，具体的说，是一种具有多种保护功能的稳压电源系统。

背景技术

电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响计算机的工作性能和使用寿命。

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC 和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

脉冲宽度调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

PWM控制技术以其控制简单，灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限，结合现代控制理论思想或实现无谐振波开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压控制 PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等，而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM 波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、 PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。

脉宽调制(PWM)基本原理：控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有多种保护功能的稳压电源系统，在输出电路上设置有用于检测是否存在输出电流超过设计值，并当超过设计值是能够进行保护动作的限流保护电路，当检测到输出电路处的输出电流高于设计值时，启动限流保护电路工作，并加载一个触发信号至PWM控制电路上，从而使得PWM控制电路的占空比变小，从而使得整个电源的输出电压降低，达到输出过载限流的目的，避免因为输出电路的输出供电不稳定(电流过大、电压值过高或过低等)的情况发生，避免负载由于不稳定的供电而引起工作异常的情况发生。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种具有多种保护功能的稳压电源系统，设置有前置输入电路、功率变换电路、后置输出电路、限流保护电路、过热保护系统及PWM控制电路，所述前置输入电路连接功率变换电路，功率变换电路连接后置输出电路，后置输出电路连接限流保护电路，限流保护电路连接 PWM控制电路，前置输入电路与过热保护系统相连接；在后置输出电路内设置第二整流滤波电路、输出电路及取样比较系统，所述功率变换电路连接第二整流滤波电路，第二整流滤波电路连接输出电路，输出电路连接限流保护电路，输出电路连接取样比较系统，取样比较系统连接PWM控制电路。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：在所述前置输入电路内设置有相互连接的变压器电路及第一整流滤波电路，所述变压器电路连接第一整流滤波电路，第一整流滤波电路连接功率变换电路，过热保护系统与变压器电路相连接并检测变压器电路内变压器的温度状态。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述过热保护系统内设置有温度传感器、过热保护电路及风扇电路，所述温度传感器设置在变压器电路上且与过热保护电路相连接，过热保护电路连接风扇电路，风扇电路单独供风给变压器电路。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：还包括输入过欠压保护电路及功率因数校正电路，所述第一整流滤波电路分别连接输入过欠压保护电路和功率因数校正电路，输入过欠压保护电路连接功率因数校正电路，功率因数校正电路和输入过欠压保护电路皆与功率变换电路相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述取样比较系统包括取样电路和稳压电路，所述输出电路连接取样电路，取样电路稳压电路，稳压电路连接PWM控制电路。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：还包括短路保护电路，所述取样电路连接短路保护电路，短路保护电路连接PWM控制电路。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：还包括输出过压保护电路，且输出电路连接输出过压保护电路，输出过压保护电路连接 PWM控制电路。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述PWM控制电路的PWM主控芯片采用UC3842。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型在输出电路上设置有用于检测是否存在输出电流超过设计值，并当超过设计值是能够进行保护动作的限流保护电路，当检测到输出电路处的输出电流高于设计值时，启动限流保护电路工作，并加载一个触发信号至PWM 控制电路上，从而使得PWM控制电路的占空比变小，从而使得整个电源的输出电压降低，达到输出过载限流的目的，避免因为输出电路的输出供电不稳定(电流过大、电压值过高或过低等)的情况发生，避免负载由于不稳定的供电而引起工作异常的情况发生。

本实用新型采用多种保护电路而设计，能够当出现短路、过牙或欠压状态时，皆能够稳定的运行，具有工作稳定，使用安全等特点。

本实用新型所设置的过热保护系统能够实时的对变压器的温度进行监测，并利用过热保护电路控制风扇电路进行自动供风，从而使得变压器电路处的温度降低，达到降低该模块发热的目的，且当出现在允许温度范围后，过热保护电路又将发送关断指令到风扇电路上，使得风扇电路自动停止运行，起到节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

一种具有多种保护功能的稳压电源系统，在输出电路上设置有用于检测是否存在输出电流超过设计值，并当超过设计值是能够进行保护动作的限流保护电路，当检测到输出电路处的输出电流高于设计值时，启动限流保护电路工作，并加载一个触发信号至PWM控制电路上，从而使得PWM控制电路的占空比变小，从而使得整个电源的输出电压降低，达到输出过载限流的目的，避免因为输出电路的输出供电不稳定(电流过大、电压值过高或过低等)的情况发生，避免负载由于不稳定的供电而引起工作异常的情况发生，如图1所示，特别采用下述设置结构：设置有前置输入电路、功率变换电路、后置输出电路、限流保护电路、过热保护系统及PWM控制电路，所述前置输入电路连接功率变换电路，功率变换电路连接后置输出电路，后置输出电路连接限流保护电路，限流保护电路连接PWM控制电路，前置输入电路与过热保护系统相连接；在后置输出电路内设置第二整流滤波电路、输出电路及取样比较系统，所述功率变换电路连接第二整流滤波电路，第二整流滤波电路连接输出电路，输出电路连接限流保护电路，输出电路连接取样比较系统，取样比较系统连接PWM控制电路。

交流电在前置输入电路内进行降压、整流、滤波等处理后，在通过功率变换电路将直流供电电源的能量转换为负载所需的信号功率，而后加载到第二整流滤波电路内进行整流、滤波操作，并通过输出电路输出所需的各种稳压电源；所述限流保护电路，对输出电路的输出电流进行检测，当检测到输出电路处的输出电流高于设计值时，启动限流保护电路工作，并加载一个触发信号至 PWM控制电路上，从而使得PWM控制电路的占空比变小，从而使得整个电源的输出电压降低，达到输出过载限流的目的，避免因为输出电路的输出供电不稳定(电流过大、电压值过高或过低等)的情况发生，避免负载由于不稳定的供电而引起工作异常的情况发生；所述过热保护系统能够实时的对变压器的温度进行监测。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：在所述前置输入电路内设置有相互连接的变压器电路及第一整流滤波电路，所述变压器电路连接第一整流滤波电路，第一整流滤波电路连接功率变换电路，过热保护系统与变压器电路相连接并检测变压器电路内变压器的温度状态。

所述第一整流滤波电路，当交流电经过变压器电路降压处理后将通过第一整流滤波器整流和滤波处理，而后得到直流输出并通过功率变换电路将直流供电电源的能量转换为负载所需的信号功率，而后将通过第二整流滤波电路进行整流滤波处理。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述过热保护系统内设置有温度传感器、过热保护电路及风扇电路，所述温度传感器设置在变压器电路上且与过热保护电路相连接，过热保护电路连接风扇电路，风扇电路单独供风给变压器电路。

在使用时，温度传感器实时监测变压器的温度变化值，并将采集数据传输至过热保护电路中，当出现检测值大于设定的温度值时，将驱动风扇电路开始工作，风扇电路单独供风给变压器电路，使得变压器温度下降，温度传感器继续监测，当温度下降到自动关停范围后，过热保护电路将截断风扇电路的供电，使得风扇电路停止工作，从而达到自动化的供风，且能够起到节能的目的。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：还包括输入过欠压保护电路及功率因数校正电路，所述第一整流滤波电路分别连接输入过欠压保护电路和功率因数校正电路，输入过欠压保护电路连接功率因数校正电路，功率因数校正电路和输入过欠压保护电路皆与功率变换电路相连接。

所述输入过欠压保护电路，从第一整流滤波电路上进行采用，当出现过压或欠压情况时，将输出电平信号至PWM控制电路上，PWM控制电路收到信号后将被关断，电源将无输出。

所述功率因数校正电路，用于提高整个电源的转换效率。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述取样比较系统包括取样电路和稳压电路，所述输出电路连接取样电路，取样电路稳压电路，稳压电路连接PWM控制电路。

所述取样电路将对输出电路的输出进行取样，而后利用稳压电路反馈回 PWM控制电路中，PWM控制电路将根据该反馈电压做出相应的占空比调整，最终达到输出电路输出稳定的直流电压。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：还包括短路保护电路，所述取样电路连接短路保护电路，短路保护电路连接PWM控制电路；当出现短路情况时，短路保护电路将发送一个垫片至PWM控制电路上，PWM控制电路关断，使得整个电源无输出，起到短路保护的目的。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：还包括输出过压保护电路，且输出电路连接输出过压保护电路，输出过压保护电路连接PWM控制电路；当出现输出电压超过设定值时，输出过压保护电路工作，并输出电平至PWM控制电路上，使得PWM控制电路的占空比得到相应的调整，从而时输出电路的输出下降至设定值上。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述PWM控制电路的 PWM主控芯片采用UC3842。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有多种保护功能的稳压电源系统，其特征在于：设置有前置输入电路、功率变换电路、后置输出电路、限流保护电路、过热保护系统及PWM控制电路，所述前置输入电路连接功率变换电路，功率变换电路连接后置输出电路，后置输出电路连接限流保护电路，限流保护电路连接PWM控制电路，前置输入电路与过热保护系统相连接；在后置输出电路内设置第二整流滤波电路、输出电路及取样比较系统，所述功率变换电路连接第二整流滤波电路，第二整流滤波电路连接输出电路，输出电路连接限流保护电路，输出电路连接取样比较系统，取样比较系统连接PWM控制电路。

2.根据权利要求1所述的一种具有多种保护功能的稳压电源系统，其特征在于：在所述前置输入电路内设置有相互连接的变压器电路及第一整流滤波电路，所述变压器电路连接第一整流滤波电路，第一整流滤波电路连接功率变换电路，过热保护系统与变压器电路相连接并检测变压器电路内变压器的温度状态。

3.根据权利要求2所述的一种具有多种保护功能的稳压电源系统，其特征在于：所述过热保护系统内设置有温度传感器、过热保护电路及风扇电路，所述温度传感器设置在变压器电路上且与过热保护电路相连接，过热保护电路连接风扇电路，风扇电路单独供风给变压器电路。

4.根据权利要求2所述的一种具有多种保护功能的稳压电源系统，其特征在于：还包括输入过欠压保护电路及功率因数校正电路，所述第一整流滤波电路分别连接输入过欠压保护电路和功率因数校正电路，输入过欠压保护电路连接功率因数校正电路，功率因数校正电路和输入过欠压保护电路皆与功率变换电路相连接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种具有多种保护功能的稳压电源系统，其特征在于：所述取样比较系统包括取样电路和稳压电路，所述输出电路连接取样电路，取样电路稳压电路，稳压电路连接PWM控制电路。

6.根据权利要求5所述的一种具有多种保护功能的稳压电源系统，其特征在于：还包括短路保护电路，所述取样电路连接短路保护电路，短路保护电路连接PWM控制电路。

7.根据权利要求1~4任一项所述的一种具有多种保护功能的稳压电源系统，其特征在于：还包括输出过压保护电路，且输出电路连接输出过压保护电路，输出过压保护电路连接PWM控制电路。

8.根据权利要求1~4任一项所述的一种具有多种保护功能的稳压电源系统，其特征在于：所述PWM控制电路的PWM主控芯片采用UC3842。