CN209767387U - 一种高压隔离多路输出稳压驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供高压隔离多路输出稳压驱动电源，包括高频逆变恒流电源、高频高压隔离变压器，所述高频逆变恒流电源的输出端与所述高频高压隔离变压器的输入端电性连接，所述高频高压隔离变压器的输出端通过高频高压电缆与若干高频电流互感器的输入端电性连接，若干所述高频电流互感器的输入端相互串联；若干所述高频电流互感器的输出端分别连接有整流稳压模块，所述整流稳压模块的输出端输出驱动电源。本方案整体构成使驱动电源的路数可扩展性强，只需根据需求增加高频电流互感器和相应的稳压模块，即可对电源路数进行扩展，解决了利用压电变压器传递能量时难以做到多路输出的不足。

Description

一种高压隔离多路输出稳压驱动电源

技术领域

本实用新型涉及电子设计领域，具体涉及一种高压隔离多路输出稳压驱动电源。

背景技术

中高压电力电子应用中，越来越多的大功率半导体开关器件被用到电压能级相当高的场合，这就意味着每一路器件的驱动电源都要承受很高的电压，传统的做法是用压电变压器来承担能量的传递，其原理是原边的高频信号变成机械振动，传递到副边，并还原成电信号，尽管这些变压器各有利弊，但是都有一个共同的缺点，难以做到多路输出。例如，直流输变电系统中的新型高压直流母线断路开关装置、特种高压脉冲电源的半导体固态高压脉冲调制开关置，常常需要多路驱动电源来驱动串联半导体开关管。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中利用压电变压器传递能量时难以做到多路输出的不足，提供一种一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，结构简单，可扩展多路驱动电源。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，包括高频逆变恒流电源、高频高压隔离变压器，所述高频逆变恒流电源的输出端与所述高频高压隔离变压器的输入端电性连接，所述高频高压隔离变压器的输出端通过高频高压电缆与若干高频电流互感器的输入端电性连接，若干所述高频电流互感器的输入端相互串联；若干所述高频电流互感器的输出端分别连接有整流稳压模块，所述整流稳压模块的输出端输出驱动电源。

通过上述技术手段，高频逆变恒流电源的输出端与所述高频高压隔离变压器的输入端电性连接，选用高频逆变恒流电源，降低整个电路系统的体积尺寸。所述高频高压隔离变压器的输出端通过高频高压电缆与若干高频电流互感器的输入端电性连接，若干所述高频电流互感器的输入端相互串联，使半导体开关管装置双端绝缘，用高频高压电缆和高频高压隔离电流互感器降低了开关装置两端及相邻开关间由于电压隔离产生的影响，本方案整体构成使驱动电源的路数可扩展性强，解决了利用压电变压器传递能量时难以做到多路输出的不足。

优选的，所述整流稳压模块包括整流电路、第一电容、LM317，所述整流电路的输入端与所述高频高压隔离变压器的输出端连接，所述整流电路的输出端分别与所述第一电容的两端连接；所述第一电容的一端还与所述LM317的第二引脚电性连接，所述第一电容的另一端与第一滑动电阻的一端相连，所述第一滑动电阻的另一端与所述LM317的第二引脚电性连接，所述滑动电阻的两端还并联有第二电容；所述LM317的第三引脚与第三电阻一端相连，所述第三电阻的另一端与所述LM317的第一引脚连接。

通过上述技术手段，将经过高频电流互感器输出电流经过整流电路，滤波电容，在与 LM317连接，外围电路简单，有效降低高频噪声，给负载提供稳定恒定的电源，可通过调节第一滑动电阻适应不同的电压需求。

优选的，所述整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极相连；所述第二二极管的正极与所述第三二极管的负极相连；所述第三二极管的正极与所述第四二极管的正极相连；所述第四二极管的负极与所述第一二极管的正极相连；所述第一二极管的正极与所述高频电流互感器的第一输出脚相连，所述第三二极管的正极与高频电流互感器的第二输出端相连。

通过上述技术手段，将经过高频电流互感器的交流输出电压与桥式整流电路连接，将双极性的模拟信号分为两组不同极性的模拟信号。

优选的，还包括短路保护电路，所述短路保护电路包括三极管VT和电磁继电器K，所述三极管VT的集电极与所述电磁继电器K的一端电性连接，所述电磁继电器K的另一端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二二极管的负极相连，所述第二电阻的另一端还与第七二极管的负极相连，所述第七二极管的正极与所述三极管VT的集电极相连；

所述三极管VT的基极与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与开关K1的一端连接，所述开关K1的另一端与所述LM317的第三脚相连；

所述三极管VT的发射极与第六发光二极管的负极相连，所述第六发光二极管的正极与所述三极管VT的集电极相连。

通过上述技术手段，当输出端有短路故障时，由于三极管VT的基极电压立即为0V而迅速截止，电磁继电器K释放，开关K1断开，切断供电达到保护作用，同时第六发光二极管亮，提醒工作人员电路故障。正常情况下，由于第四电阻提供三极管VT一个导通电流，电磁继电器K吸合，开关K1关闭，此时稳压电源可通过“+”、“-”端子正常输出。

优选的，所述第二二极管的负极还与第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与第五发光二极管的正极相连，所述第五发光二极管的负极与所述第三二极管的正极相连。

优选的，通过上述技术手段，正常时和故障时第5发光二极管均发光，方便工作人员查看稳压电路是否与整体电路的连通。

优选的，所述LM317的第三脚和开关K1之间还串联有电流表。

通过上述技术手段，方便查看输入到负载的电流大小，以及电路故障时检修电路。

优选的，所述三极管VT的发射极和所述LM317的第三引脚之间还设置有电压表。

通过上述技术手段，方便查看输入到负载的电压大小，以及电路故障时检修电路。

优选的，所述高频高压隔离变压器的输出端还依次连接有若干个高频高压隔离变压器。

通过上述技术手段，可轻松适用不同的电压要求。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型的高频逆变恒流电源的输出端与所述高频高压隔离变压器的输入端电性连接，选用高频逆变恒流电源，降低整个电路系统的体积尺寸。所述高频高压隔离变压器的输出端通过高频高压电缆与若干高频电流互感器的输入端电性连接，若干所述高频电流互感器的输入端相互串联，使半导体开关管装置双端绝缘，用高频高压电缆和高频高压隔离电流互感器降低了开关装置两端及相邻开关间由于电压隔离产生的影响，本方案整体构成使驱动电源，结构简单，隔离效果好，可扩展性强；

2.本实用新型的稳压模块中还设置有短路保护电路，所述短路保护电路包括三极管VT 和电磁继电器K，以及其外围电路，当输出端有短路故障时，由于三极管VT的基极电压立即为0V而迅速截止，电磁继电器K释放，开关K1断开，切断供电达到保护作用，同时第六发光二极管亮，提醒工作人员电路故障。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例控制模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下。

实施例1

如图1所示，一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，包括高频逆变恒流电源、高频高压隔离变压器，高频逆变恒流电源的输出端与高频高压隔离变压器的输入端电性连接，高频高压隔离变压器的输出端通过高频高压电缆与若干高频电流互感器的输入端电性连接，若干高频电流互感器的输入端相互串联；若干高频电流互感器的输出端分别连接有整流稳压模块，整流稳压模块的输出端输出驱动电源。高频逆变恒流电源的输出端与高频高压隔离变压器的输入端电性连接，选用高频逆变恒流电源，降低整个电路系统的体积尺寸。高频高压隔离变压器的输出端通过高频高压电缆与若干高频电流互感器的输入端电性连接，若干高频电流互感器的输入端相互串联，使半导体开关管装置双端绝缘，用高频高压电缆和高频高压隔离电流互感器降低了开关装置两端及相邻开关间由于电压隔离产生的影响，本方案整体构成使驱动电源的路数可扩展性强，解决了利用压电变压器传递能量时难以做到多路输出的不足。

如图2所示，整流稳压模块包括整流电路、第一电容C1、LM317，所述整流电路的输入端与所述高频高压隔离变压器的输出端连接，整流电路的输出端分别与第一电容C1的两端连接；第一电容的一端还与LM317的第二引脚电性连接，第一电容的另一端与第一滑动电阻 RP的一端相连，第一滑动电阻RP的另一端与LM317的第二引脚电性连接，第一滑动电阻RP的两端还并联有第二电容C2；LM317的第三引脚与第三电阻一端相连，第三电阻的另一端与LM317的第一引脚连接。

将经过高频电流互感器输出电流经过整流电路，滤波电容，在与LM317连接，外围电路简单，有效降低高频噪声，给负载提供稳定恒定的电源，可通过调节第一滑动电阻RP适应不同的电压需求。

整流电路为桥式整流电路，桥式整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4，第一二极管D1的负极与第二二极管D2的负极相连；第二二极管D2的正极与第三二极管D3的负极相连；第三二极管D3的正极与第四二极管D4的正极相连；第四二极管D4的负极与第一二极管D1的正极相连；第一二极管D1的正极与高频电流互感器的第一输出脚相连，第三二极管D3的正极与高频电流互感器的第二输出端相连。将经过高频电流互感器的交流输出电压与桥式整流电路连接，将双极性的模拟信号分为两组不同极性的模拟信号。

还包括短路保护电路，短路保护电路包括三极管VT和电磁继电器K，三极管VT的集电极与电磁继电器K的一端电性连接，电磁继电器K的另一端与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第二二极管D2的负极相连，第二电阻R2的另一端还与第七二极管D7的负极相连，第七二极管D7的正极与三极管VT的集电极相连。三极管VT的基极与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与开关K1的一端连接，开关K1的另一端与LM317 的第三脚相连。三极管VT的发射极与第六发光二极管D6的负极相连，第六发光二极管D6 的正极与三极管VT的集电极相连。

当输出端有短路故障时，由于三极管VT的基极电压立即为0V而迅速截止，电磁继电器 K释放，开关K1断开，切断供电达到保护作用，同时第六发光二极管D6亮，提醒工作人员电路故障。正常情况下，由于第四电阻R4提供三极管VT一个导通电流，电磁继电器K吸合，开关K1关闭，此时稳压电源可通过“+”、“-”端子正常输出。

第二二极管D2的负极还与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与第五发光二极管D5的正极相连，第五发光二极管D5的负极与第三二极管D3的正极相连。正常时和故障时第五发光二极管均发光，方便工作人员查看稳压电路是否与整体电路的连通。LM317的第三脚和开关K1之间还串联有电流表。方便查看输入到负载的电流大小，以及电路故障时检修电路。三极管VT的发射极和LM317的第三引脚之间还设置有电压表。方便查看输入到负载的电压大小，以及电路故障时检修电路。高频高压隔离变压器的输出端还依次连接有若干个高频高压隔离变压器。可轻松适用不同的电压要求。

本实用新型的实施原理，高频直流电压经过高频逆变恒流电源变为高频交流电压，高频交流电压经过高频高压隔离变压器与高频电流互感器的输入端连接，由于若干个高频电流互感器的原级线圈相互串联，因此每个电流互感器的得到输入电压相同，单个电流互感器的次级线圈的两端分别与稳压模块的输入端连接，经过桥式整流电路整流，第一电容C1滤除高频噪声后连接至LM317的第一引脚和第二引脚，经过LM317稳压后输出恒流源。

其中还设置有短路保护电路，当输出端有短路故障时，由于三极管VT的基极电压立即为0V而迅速截止，电磁继电器K释放，开关K1断开，切断供电达到保护作用，同时第六发光二极管D6亮，提醒工作人员电路故障。正常情况下，由于第四电阻R4提供三极管VT 一个导通电流，电磁继电器K吸合，开关K1关闭，此时稳压电源可通过“+”、“-”端子正常输出。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，其特征在于，包括高频逆变恒流电源、高频高压隔离变压器，所述高频逆变恒流电源的输出端与所述高频高压隔离变压器的输入端电性连接，所述高频高压隔离变压器的输出端通过高频高压电缆与若干高频电流互感器的输入端电性连接，若干所述高频电流互感器的输入端相互串联；若干所述高频电流互感器的输出端分别连接有整流稳压模块，所述整流稳压模块的输出端输出驱动电源。

2.根据权利要求1所述的一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，其特征在于，所述整流稳压模块包括整流电路、第一电容、LM317，所述整流电路的输入端与所述高频高压隔离变压器的输出端连接，所述整流电路的输出端分别与所述第一电容的两端连接；所述第一电容的一端还与所述LM317的第二引脚电性连接，所述第一电容的另一端与第一滑动电阻的一端相连，所述第一滑动电阻的另一端与所述LM317的第二引脚电性连接，所述滑动电阻的两端还并联有第二电容；所述LM317的第三引脚与第三电阻一端相连，所述第三电阻的另一端与所述LM317的第一引脚连接。

3.根据权利要求2所述的一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，其特征在于，所述整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极相连；所述第二二极管的正极与所述第三二极管的负极相连；所述第三二极管的正极与所述第四二极管的正极相连；所述第四二极管的负极与所述第一二极管的正极相连；所述第一二极管的正极与所述高频电流互感器的第一输出脚相连，所述第三二极管的正极与高频电流互感器的第二输出端相连。

4.根据权利要求3所述的一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，其特征在于，还包括短路保护电路，所述短路保护电路包括三极管VT和电磁继电器K，所述三极管VT的集电极与所述电磁继电器K的一端电性连接，所述电磁继电器K的另一端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二二极管的负极相连，所述第二电阻的另一端还与第七二极管的负极相连，所述第七二极管的正极与所述三极管VT的集电极相连；

所述三极管VT的基极与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与开关K1的一端连接，所述开关K1的另一端与所述LM317的第三脚相连；

所述三极管VT的发射极与第六发光二极管的负极相连，所述第六发光二极管的正极与所述三极管VT的集电极相连。

5.根据权利要求4所述的一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，其特征在于，所述第二二极管的负极还与第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与第五发光二极管的正极相连，所述第五发光二极管的负极与所述第三二极管的正极相连。

6.根据权利要求5所述的一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，其特征在于，所述LM317的第三脚和开关K1之间还串联有电流表。

7.根据权利要求6所述的一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，其特征在于，所述三极管VT的发射极和所述LM317的第三引脚之间还设置有电压表。

8.根据权利要求1所述的一种高压隔离多路输出稳压驱动电源，其特征在于，所述高频高压隔离变压器的输出端还依次连接有若干个高频高压隔离变压器。