CN207732635U - 一种抗雷击浪涌的开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的一种抗雷击浪涌的开关电源，通过整流器前的保护电路可以对浪涌电压进行抑制和泄放，利用第二电容单独为浪涌电压提供用于能量的泄放的地回路和利用第一电容和第一电阻组成的RC电路对PWM控制器的供电引脚进行保护以及对变压器初级铜线的进出脚设置软性塑料管，在绕组两端设置挡墙胶带，所述变压器的导线采用三层绝缘线以加强变压器的绝缘性，使得开关电源抗雷击浪涌。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源领域，特别涉及一种抗雷击浪涌的开关电源。
背景技术
接在市电上的开关电源往往会受到一些自然因素和应用环境的影响，如感应雷和总开关的闭合等，突然产生一个瞬时的电压或者电流尖峰，叠加在市电上面，对AC-DC开关电源的整流器、PWM控制器和变压器会产生破坏性的效果, 进而影响到开关电源所正供电的用电器。
为了避免感应雷和开关的闭合造成的瞬间市电的波动对开关电源的影响，现有的AC-DC开关电源一般会在整流器前增加防雷击浪涌电路来抑制和泄放浪涌带来的能量，确保开关电源不会被损坏，虽然在整流桥前加浪涌防护电路可以抑制和泄放大部分雷击浪涌带来的瞬时电压和电流，但是还有一部分会通过整流桥整流后传递到PWM控制器和和通过变压器传导次级，PWM控制器和TL431 是整个电源器件中最脆弱的器件，本身引脚的耐压等级并不高，特别是PWM控制器的供电引脚和GND引脚容易因瞬间的正电压尖峰或负电压尖峰而被击穿，导致PWM控制器无法正常工作。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种抗雷击浪涌的开关电源。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种抗雷击浪涌的开关电源，包括依次连接的输入端、整流器、PWM控制器、变压器和输出端，所述输入端与市电相连，所述输出端与负载相连，还包括保护电路、第一电容、第二电容和第一电阻；
所述保护电路的输入端与市电相连，所述保护电路的输出端与整流器相连，所述保护电路包括绕线保险电阻、热敏电阻和压敏电阻，所述绕线保险电阻通过压敏电阻与热敏电阻相连，所述绕线保险电阻的一端与电网相线L相连，所述压敏电阻的另一端与电网相线N相连，所述绕线保险电阻的另一端与压敏电阻的一端相连，所述热敏电阻的一端与压敏电阻的另一端相连，所述热敏电阻的另一端与整流器相连，所述压敏电阻的另一端与整流器连接；
所述PWM控制器的CS引脚与第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端接地，所述PWM控制器的供电引脚分别与第一电容的一端和第一电阻的一端相连，所述第一电容和第一电阻并联连接；第一电容的另一端和第一电阻的另一端均接地；
所述变压器的变压器初级铜线的进出脚设有软性塑料管，在绕组两端设有挡墙胶带，所述变压器的次级绕组导线为三层绝缘线。
进一步的，所述热敏电阻为高分子聚合物。
进一步的，所述第一电容为瓷片电容。
进一步的，所述软性塑料管的长度为10mm。
进一步的，挡墙胶带的宽度为2mm。
本实用新型的有益效果在于：通过整流器前的保护电路可以使浪涌电压进行抑制和泄放，当加在压敏电阻上的电压超过预设值时，流过压敏电阻的电流激增，保护了与压敏电阻并联的开关电源后续电路中的元器件，当开关电源受雷击浪涌干扰时，避免其后续电路中的元器件遭受过电压而造成损坏；通过第一电容和第一电阻组成的RC电路既可以通直流电也可以通交流电，同时起到电压下拉作用，能有效保护PWM控制器的供电引脚。通过设置第二电容单独为浪涌电压提供能量的泄放通道，避免了浪涌电压对PWM控制器的地回路干扰；通过增强变压器的绝缘性，防止因初级雷击浪涌带来的瞬间电压直接传导到次级，对次级元件和所接的用电器进行击穿损坏，本实用新型的开关电源具有抗雷击浪涌的功能。
附图说明
图1为本实用新型的一种抗雷击浪涌的开关电源的保护电路的电路图；
标号说明：
F1、绕线保险电阻；RT1、热敏电阻；VR1、压敏电阻；C1、第一电容；CY1、第二电容；R1、第一电阻。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本实用新型最关键的构思在于：通过整流器前的保护电路可以对浪涌电压进行抑制和泄放，单独为浪涌电压提供用于能量的泄放的地回路和利用RC电路对PWM控制器的供电引脚进行保护以及加强变压器的绝缘性，使得开关电源抗雷击浪涌。
请参照图1，一种抗雷击浪涌的开关电源，包括依次连接的输入端、整流器、 PWM控制器、变压器和输出端，所述输入端与市电相连，所述输出端与负载相连，还包括保护电路、第一电容C1、第二电容CY1和第一电阻R1；
所述保护电路的输入端与市电相连，所述保护电路的输出端与整流器相连，所述保护电路包括绕线保险电阻F1、热敏电阻RT1和压敏电阻VR1，所述绕线保险电阻F1通过压敏电阻VR1与热敏电阻RT1相连，所述绕线保险电阻F1的一端与电网相线L相连，所述压敏电阻的另一端与电网相线N相连，所述绕线保险电阻F1的另一端与压敏电阻VR1的一端相连，所述热敏电阻RT1的一端与压敏电阻VR1的另一端相连，所述热敏电阻RT1的另一端与整流器相连，所述压敏电阻VR1的一端整流器连接；
所述PWM控制器的CS引脚与第二电容CY1的一端相连，所述第二电容CY1 的另一端接地，所述PWM控制器的供电引脚分别与第一电容C1的一端和第一电阻R1的一端相连，所述第一电容C1和第一电阻R1并联连接；第一电容C1的另一端和第一电阻R1的另一端均接地；
所述变压器的变压器初级铜线的进出脚设有软性塑料管，在绕组两端设有挡墙胶带，所述变压器的次级绕组导线为三层绝缘线。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过整流器前的保护电路可以使浪涌电压进行抑制和泄放，当加在压敏电阻上的电压超过预设值时，流过压敏电阻的电流激增，保护了与压敏电阻并联的开关电源后续电路中的元器件，当开关电源受雷击浪涌干扰时，避免其后续电路中的元器件遭受过电压而造成损坏；通过第一电容和第一电阻组成的RC电路既可以通直流电也可以通交流电，同时起到电压下拉作用，能有效保护PWM控制器的供电引脚，通过设置第二电容单独为浪涌电流提供能量的泄放通道，避免了浪涌电流对PWM控制器的地回路干扰；通过增强变压器的绝缘性，防止因初级雷击浪涌带来的瞬间电压直接传导到次级，对次级元件和所接的用电器进行击穿损坏，本实用新型的开关电源具有抗雷击浪涌的功能。
进一步的，所述热敏电阻为高分子聚合物。
由上述描述可知，所述热敏电阻为高分子聚合物负温度系数热敏电阻，温度越高热敏电阻阻值越小，开关电源正常工作状态下,热敏电阻电阻值较高，增加回路阻抗，从而抑制瞬时浪涌电流。
进一步的，所述第一电容为瓷片电容。
由上述描述可知，第一电容和第一电阻组成的RC电路既可以通直流电也可以通交流电，同时起到电压下拉作用，能有效保护PWM控制器的供电引脚。
进一步的，所述软性塑料管的长度为10mm。
由上述描述可知，在变压器初级铜线的进出脚加软性塑料管子，避免进出脚交叉时因铜线表层漆磨损而引起短路。
进一步的，挡墙胶带的宽度为2mm。
由上述描述可知，在初级与次级之间存在较高电压时，在绕组两端加上挡墙胶带，可以防止电通过绕组边缘和骨架间的缝隙爬过导致击穿铜线漆皮。
请参照图1，本实用新型的实施例为：
一种抗雷击浪涌的开关电源，包括依次连接的输入端、整流器、PWM控制器、变压器和输出端，所述输入端与市电相连，所述输出端与负载相连，还包括保护电路、第一电容C1、第二电容CY1和第一电阻R1；
所述保护电路的输入端与市电相连，所述保护电路的输出端与整流器相连，所述保护电路包括绕线保险电阻F1、热敏电阻RT1和压敏电阻VR1，所述绕线保险电阻F1通过压敏电阻VR1与热敏电阻RT1相连，所述绕线保险电阻F1的一端与电网相线L相连，所述压敏电阻的另一端与电网相线N相连，所述绕线保险电阻F1的另一端与压敏电阻VR1的一端相连，所述热敏电阻RT1的一端与压敏电阻VR1的另一端相连，所述热敏电阻RT1的另一端与整流器相连，所述压敏电阻VR1的一端与整流器连接；
所述热敏电阻RT1为高分子聚合物负温度系数热敏电阻，温度越高热敏电阻RT1阻值越小，开关电源正常工作状态下热敏电阻RT1电阻值较高，增加回路阻抗，从而抑制瞬时浪涌电流；当瞬时电流通过时，热敏电阻RT1温度迅速升高，阻抗下降，RT1很快冷却并回复到原来的高电阻状态，当开关电源受雷击浪涌干扰时，瞬时电流通过热敏电阻RT1时，其电阻值将下降，自身消耗部分浪涌电流的能量；
所述绕线保险电阻F1具有耐高压冲击、散热快和短时间过负载性能好的特点。绕线保险电阻F1既起到过流保护电路的作用，又起到增加L线输入阻抗的作用，能抑制瞬时电流，并且通过自身发热消耗电流浪涌的部分能量；
所述压敏电阻VR1，根据使用的目的不同，压敏电阻可分为保护用压敏电阻和电路功能用压敏电阻。当加在压敏电阻VR1上的电压低于阈值时，流过压敏电阻VR1的电流极小，此时压敏电阻VR1相当于一个阻值无穷大的电阻；当加在压敏电阻VR1上的电压超过阈值时，流过压敏电阻VR1的电流激增，此时压敏电阻VR1相当于阻值无穷小的电阻，保护了与压敏电阻VR1并联的开关电源后续电路中的元器件，当开关电源受雷击浪涌干扰时，避免其遭受过电压而造成损坏。
所述滤波电容C153的GND端与第二电容CY1的一端相连，所述第二电容CY1 的另一端接变压器次级地引脚，所述PWM控制器的供电引脚分别与第一电容C1 的一端和第一电阻R1的一端相连，所述第一电容C1和第一电阻R1并联连接；第一电容C1的另一端和第一电阻R1的另一端均接地。
所述地回路的路径修改：将变压器的辅助绕组GND端先经PWM控制器的供电引脚的滤波电容C153的GND端，再经PWM控制器的GND引脚，最后回到初级高压滤波电容CP9的GND端；第二电容CY1作为共模雷击浪涌能力主要的泄放通道，第二电容CY1的一端单独回路接到高压滤波电容CP9的GND端；PWM控制器是CS引脚的取样电阻单独回路接到高压滤波电容CP9的GND端；次级部分， TL431的地接到输出电容CP25的地，第二电容CY1的另一端接至次级变压器的地。
考虑PWM控制器是较为脆弱的元器件，每个引脚所能承受的正电压和负电压极为有限，所以外围的器件和layout线路对PWM控制器的保护起到关键作用； PWM控制器的供电引脚的电解电容需要靠近PWM控制器的引脚，第一电容和第一电阻组成的RC电路既可以通直流电也可以通交流电，同时起到电压下拉作用，能有效保护PWM控制器的供电引脚，通过PWM控制器的供电引脚的保护处理能避免因瞬时电压正尖峰或负尖峰对PWM控制器造成损伤。
所述变压器的变压器初级铜线的进出脚设有软性塑料管，避免进出脚交叉时因铜线表层漆磨损而引起短路，在初级与次级之间存在较高电压时，在绕组两端设有挡墙胶带，防止电通过绕组边缘和骨架间的缝隙爬过导致击穿铜线漆皮，所述变压器的导线为三层绝缘线，所述三层绝缘线是一种高性能绝缘导线，这种导线有三个绝缘层，可承受脉冲高压。
综上所述，本实用新型提供的一种抗雷击浪涌的开关电源，通过整流器前的保护电路可以使浪涌电压进行抑制和泄放，当加在压敏电阻上的电压超过预设值时，流过压敏电阻的电流激增，保护了与压敏电阻并联的开关电源后续电路中的元器件，当开关电源受雷击浪涌干扰时，避免其后续电路中的元器件遭受过电压而造成损坏；通过第一电容和第一电阻组成的RC电路既可以通直流电也可以通交流电，同时起到电压下拉作用，能有效保护PWM控制器的供电引脚，通过设置第二电容单独为浪涌电压提供能量的泄放通道，避免了浪涌电压对PWM 控制器的地回路干扰；通过增强变压器的绝缘性，防止因初级雷击浪涌带来的瞬间电压直接传导到次级，对次级元件和所接的用电器进行击穿损坏，本实用新型的开关电源具有抗雷击浪涌的功能。
因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种抗雷击浪涌的开关电源，包括依次连接的输入端、整流器、PWM控制器、变压器和输出端，所述输入端与市电相连，所述输出端与负载相连，其特征在于，还包括保护电路、第一电容、第二电容和第一电阻；
所述保护电路的输入端与市电相连，所述保护电路的输出端与整流器相连，所述保护电路包括绕线保险电阻、热敏电阻和压敏电阻，所述绕线保险电阻通过压敏电阻与热敏电阻相连，所述绕线保险电阻的一端与电网相线L相连，所述压敏电阻的另一端与电网相线N相连，所述绕线保险电阻的另一端与压敏电阻的一端相连，所述热敏电阻的一端与压敏电阻的另一端相连，所述热敏电阻的另一端与整流器相连，所述压敏电阻的另一端与整流器连接；
所述PWM控制器的CS引脚与第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端接地，所述PWM控制器的供电引脚分别与第一电容的一端和第一电阻的一端相连，所述第一电容和第一电阻并联连接；第一电容的另一端和第一电阻的另一端均接地；
所述变压器的变压器初级铜线的进出脚设有软性塑料管，在绕组两端设有挡墙胶带，所述变压器的次级绕组导线为三层绝缘线。
2.根据权利要求1所述的一种抗雷击浪涌的开关电源，其特征在于，所述热敏电阻为高分子聚合物。
3.根据权利要求1所述的一种抗雷击浪涌的开关电源，其特征在于，所述第一电容为瓷片电容。
4.根据权利要求1所述的一种抗雷击浪涌的开关电源，其特征在于，所述软性塑料管的长度为10mm。
5.根据权利要求1所述的一种抗雷击浪涌的开关电源，其特征在于，挡墙胶带的宽度为2mm。
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