CN211457010U - 一种耐高温ac-dc电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耐高温AC‑DC电源，主要解决现有AC‑DC电源模块在高温环境下电源转换效率低的问题。该AC‑DC电源包括整流模块，与整流模块相连的纹波吸收及变压器驱动模块，与纹波吸收及变压器驱动模块相连用于对电源输入的隔离电压进行变换输出的变压器，与变压器相连的输出滤波模块，与输出滤波模块相连光耦反馈电路，以及与输入整流模块和变压器均相连的电源控制模块；其中，所述光耦反馈电路与所述电源控制模块耦接。通过上述设计，本实用新型的AC‑DC电源模块能够对输出电压进行调节，减小输出电压在高温环境环境下的输出波动，提升电源的转换效率，使电源模块更适应在高温环境使用。因此，适宜推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术领域，具体地说，是涉及一种耐高温AC-DC电源。
背景技术
AC-DC电源，是一种提供非静电力的装置，通过非静电力做功，把非电能转化为正负电极之间的电势能。它广泛配套于安防摄像头，机顶盒，路由器，灯条，按摩仪等设备中。
随着AC-DC电源技术的应用成熟，电源模块也得到了长足的发展，但适用于高温等恶劣环境下的AC-DC电源在市场上却极少。因为长时间在高温状态下工作，电源的设计和制作难度较大，各种元器件也更容易老化，相比于普通环境，更容易出现使用过程中的输出电压降低或过高，输出电流过大，甚至导致模块停止工作，使得电源稳定工作的时间无法得到有效保证。温度越高功率输出的衰减也越大，目前国内少数几款高温AC-DC电源的极限温度大概在175℃，且随着温度的提高，电源能提供的额定功率会有较大衰减。
从电源的输入输出上看，在高温环境下输入的电流波动和输出的电压波动以及干扰会比在常温下大很多，也更加难以消除。在高温环境下，电源的转换效率也会有较大的衰减，电磁干扰也会比普通环境下更强。因此，需要对电源模块电路结构进行改进，使其在高温环境下保持长期稳定工作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种耐高温AC-DC电源，主要解决现有AC-DC电源模块在高温环境下电源转换效率低、抗电磁干扰能力弱的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种耐高温AC-DC电源，包括整流模块，与整流模块相连的纹波吸收及变压器驱动模块，与纹波吸收及变压器驱动模块相连用于对电源输入的隔离电压进行变换输出的变压器，与变压器相连的输出滤波模块，与输出滤波模块相连光耦反馈电路，以及与输入整流模块和变压器均相连的电源控制模块；其中，所述光耦反馈电路与所述电源控制模块耦接；
所述光耦反馈电路包括一端分别与输出滤波模块的两路输出信号相连、另一端相互连接的电阻R52、R53，与电阻R52和输出信号的公共端相连的电阻R50，与电阻R52、R53的公共端相连的电阻R54，负端与电阻R54的另一端相连且参考电压端与电阻R52、R53的公共端相连的电压基准器IC3，串联后一端与电压基准器IC3的正端相连、另一端与电压基准器IC3的参考电压端相连的电阻R50、电容C51，并联于串联后的电阻R50、电容C51两端的电阻C50，以及连接于电阻R50与电压基准器IC3的正端之间的光电耦合器的光发射端。
作为优选，所述输出滤波模块与变压器的主绕组两个输出端之间连接有整流二极管。
进一步地，所述整流模块包括桥式整流器BR1，分别对应连接于整流器两个输入端与交流电两个输入端之间的保险丝F1、限流电阻RT1。
进一步地，所述电源控制模块包括电源控制器，连接于与电源控制器的REF引脚与COMP引脚之间电阻R3，连接于与电源控制器的REF引脚与RT\CT引脚之间电阻R6，连接于与电源控制器的RT\CT引脚与GND引脚之间的电容C17，一端与电源控制器的CS引脚相连另一端与纹波吸收及变压器驱动模块相连的电阻R7，串联后并联于电阻R3两端的电容C8、电阻R29，连接于与电源控制器的REF引脚与GND引脚之间电容C33，连接于与电源控制器的VCC引脚与GND引脚之间电容C7，负极与电源控制器的OUT引脚相连的二极管D52，栅极与二极管D52的正极相连、源极与电阻R7和电阻R29的公共端相连、漏极与二极管D2的正极相连的开关管Q1，并联于二极管D52两端的电阻R15，连接于开关管Q1的栅极与电源控制器的GND引脚之间的电阻R31，以及连接于电源控制器的COMP引脚与FB引脚之间光电耦合器IC2的光接收端；其中，光电耦合器IC2的光接收端与FB引脚连接端还与电源控制器的GND引脚相连。
进一步地，所述纹波吸收及变压器驱动模块包括两端分别连接于桥式整流器两个输出端的电容C1A，并联于电容C1A两端的电容C18，与整流模块的正极输出端相连的电阻R11，与电阻R11另一端相连的电阻R12、电容C5，负极与电阻R12的另一端相连、正极与变压器的辅组绕组的一个输入端相连的二极管D6，并联于整流模块两个输出端的电容C12，并联后一端与整流模块的正极输出端和变压器的主绕组的输入端相连的电阻R10、电容C3，负极与并联后的电阻R10、电容C3的另一端相连、正极变压器的主绕组的另一输入端相连的二极管D2，与二极管D2的正极相连的电阻R16，以及与电阻R16的另一端相连的电容C13；其中，电容C12与整流模块的负极输出端、电容C5的另一端均与变压器的辅组绕组的另一个输入端相连；电阻R11与电阻R12的公共端与电源控制器的VCC引脚相连，电容C12和电容C5的公共端与电源控制器的FB引脚相连，电容C13的另一端与开关管Q1的源极相连。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型的AC-DC电源模块首先通过整流模块将输入的交流低电压信号进行整流，再通过纹波吸收及变压器驱动模块驱动变压器工作，利用光耦反馈电路及输出滤波模块，当输出电压升高时，原边电流增大，输出电流增大，由于输出电流超过了电压误差放大器的电流输出能力，占空比减小，输出电压减小；反之，当输出电压下降时，实现类似的调节，减小输出电压在高温环境环境下的输出波动，提升电源的转换效率，同时输出滤波模块能够有效滤除在输出端出现的与开关管同频率的纹波，使电源模块更适应高温环境下更强的电磁干扰。
(2)本实用新型利用光电耦合器来实现光耦反馈电路的反馈输出控制，起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
如图1所示，本实用新型公开的一种耐高温AC-DC电源，包括整流模块，与整流模块相连的纹波吸收及变压器驱动模块，与纹波吸收及变压器驱动模块相连用于对电源输入的隔离电压进行变换输出的变压器，与变压器相连的输出滤波模块，与输出滤波模块相连光耦反馈电路，以及与输入整流模块和变压器均相连的电源控制模块；其中，所述光耦反馈电路与所述电源控制模块耦接。
所述光耦反馈电路包括一端分别与输出滤波模块的两路输出信号相连、另一端相互连接的电阻R52、R53，与电阻R52和输出信号的公共端相连的电阻R50，与电阻R52、R53的公共端相连的电阻R54，负端与电阻R54的另一端相连且参考电压端与电阻R52、R53的公共端相连的电压基准器IC3，串联后一端与电压基准器IC3的正端相连、另一端与电压基准器IC3的参考电压端相连的电阻R50、电容C51，并联于串联后的电阻R50、电容C51两端的电阻C50，以及连接于电阻R50与电压基准器IC3的正端之间的光电耦合器的光发射端。
在本实施例中，所述输出滤波模块与变压器的主绕组两个输出端之间连接有整流二极管D50、D51，防止电流倒灌，对变压器起到保护作用。
在本实施例中，所述整流模块包括桥式整流器BR1，分别对应连接于整流器两个输入端与交流电两个输入端之间的保险丝F1、限流电阻RT1。整流器实现对交流输入电压进行整流，使交流电变为直流，保险丝F1、限流电阻RT1起到保护整流器的作用。
在本实施例中，所述电源控制模块包括电源控制器，连接于与电源控制器的REF引脚与COMP引脚之间电阻R3，连接于与电源控制器的REF引脚与RT\CT引脚之间电阻R6，连接于与电源控制器的RT\CT引脚与GND引脚之间的电容C17，一端与电源控制器的CS引脚相连另一端与纹波吸收及变压器驱动模块相连的电阻R7，串联后并联于电阻R3两端的电容C8、电阻R29，连接于与电源控制器的REF引脚与GND引脚之间电容C33，连接于与电源控制器的VCC引脚与GND引脚之间电容C7，负极与电源控制器的OUT引脚相连的二极管D52，栅极与二极管D52的正极相连、源极与电阻R7和电阻R29的公共端相连、漏极与二极管D2的正极相连的开关管Q1，并联于二极管D52两端的电阻R15，连接于开关管Q1的栅极与电源控制器的GND引脚之间的电阻R31，以及连接于电源控制器的COMP引脚与FB引脚之间光电耦合器IC2的光接收端；其中，光电耦合器IC2的光接收端与FB引脚连接端还与电源控制器的GND引脚相连。本模块负责提供整个电源中所有部件所需要的电流的控制，控制电源功率的大小调节，所述电源控制器通过采购获得。
在本实施例中，所述纹波吸收及变压器驱动模块包括两端分别连接于桥式整流器两个输出端的电容C1A，并联于电容C1A两端的电容C18，与整流模块的正极输出端相连的电阻R11，与电阻R11另一端相连的电阻R12、电容C5，负极与电阻R12的另一端相连、正极与变压器的辅组绕组的一个输入端相连的二极管D6，并联于整流模块两个输出端的电容C12，并联后一端与整流模块的正极输出端和变压器的主绕组的输入端相连的电阻R10、电容C3，负极与并联后的电阻R10、电容C3的另一端相连、正极变压器的主绕组的另一输入端相连的二极管D2，与二极管D2的正极相连的电阻R16，以及与电阻R16的另一端相连的电容C13；其中，电容C12与整流模块的负极输出端、电容C5的另一端均与变压器的辅组绕组的另一个输入端相连；电阻R11与电阻R12的公共端与电源控制器的VCC引脚相连，电容C12和电容C5的公共端与电源控制器的FB引脚相连，电容C13的另一端与开关管Q1的源极相连。
同时，在本实施例中，所有元器件均采用耐高温元器件。
本实用新型的电源在工作过程中，电源上电后会通过电源控制器自动判断是否欠压或过压，无论出现这两种情况中的任何一种，电源自动关断输出，如果电压正常，电源自动打开输出，然后判断是否过流，如果过流同样自动关断输出，否则输出稳定电压和电流，为设备提供稳定的电压电流输出，在工作过程中电源自身温度会不断上升，如果电源的工作环境维持在电源设计的工作温度之上时，如果电源出现过热现象，电源同样会自动关断。
通过上述设计，本实用新型的AC-DC电源模块能够对输出电压进行调节，减小输出电压在高温环境环境下的输出波动，提升电源的转换效率，同时输出滤波模块能够有效滤除在输出端出现的与开关管同频率的纹波，使电源模块更适应高温环境下更强的电磁干扰。因此，具有很高的使用价值和推广价值。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种耐高温AC-DC电源，其特征在于，包括整流模块，与整流模块相连的纹波吸收及变压器驱动模块，与纹波吸收及变压器驱动模块相连用于对电源输入的隔离电压进行变换输出的变压器，与变压器相连的输出滤波模块，与输出滤波模块相连光耦反馈电路，以及与输入整流模块和变压器均相连的电源控制模块；其中，所述光耦反馈电路与所述电源控制模块耦接；
所述光耦反馈电路包括一端分别与输出滤波模块的两路输出信号相连、另一端相互连接的电阻R52、R53，与电阻R52和输出信号的公共端相连的电阻R50，与电阻R52、R53的公共端相连的电阻R54，负端与电阻R54的另一端相连且参考电压端与电阻R52、R53的公共端相连的电压基准器IC3，串联后一端与电压基准器IC3的正端相连、另一端与电压基准器IC3的参考电压端相连的电阻R50、电容C51，并联于串联后的电阻R50、电容C51两端的电阻C50，以及连接于电阻R50与电压基准器IC3的正端之间的光电耦合器的光发射端。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温AC-DC电源，其特征在于，所述输出滤波模块与变压器的主绕组两个输出端之间连接有整流二极管。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温AC-DC电源，其特征在于，所述整流模块包括桥式整流器BR1，分别对应连接于整流器两个输入端与交流电两个输入端之间的保险丝F1、限流电阻RT1。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温AC-DC电源，其特征在于，所述电源控制模块包括电源控制器，连接于与电源控制器的REF引脚与COMP引脚之间电阻R3，连接于与电源控制器的REF引脚与RT\CT引脚之间电阻R6，连接于与电源控制器的RT\CT引脚与GND引脚之间的电容C17，一端与电源控制器的CS引脚相连另一端与纹波吸收及变压器驱动模块相连的电阻R7，串联后并联于电阻R3两端的电容C8、电阻R29，连接于与电源控制器的REF引脚与GND引脚之间电容C33，连接于与电源控制器的VCC引脚与GND引脚之间电容C7，负极与电源控制器的OUT引脚相连的二极管D52，栅极与二极管D52的正极相连、源极与电阻R7和电阻R29的公共端相连、漏极与二极管D2的正极相连的开关管Q1，并联于二极管D52两端的电阻R15，连接于开关管Q1的栅极与电源控制器的GND引脚之间的电阻R31，以及连接于电源控制器的COMP引脚与FB引脚之间光电耦合器IC2的光接收端；其中，光电耦合器IC2的光接收端与FB引脚连接端还与电源控制器的GND引脚相连。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温AC-DC电源，其特征在于，所述纹波吸收及变压器驱动模块包括两端分别连接于桥式整流器两个输出端的电容C1A，并联于电容C1A两端的电容C18，与整流模块的正极输出端相连的电阻R11，与电阻R11另一端相连的电阻R12、电容C5，负极与电阻R12的另一端相连、正极与变压器的辅组绕组的一个输入端相连的二极管D6，并联于整流模块两个输出端的电容C12，并联后一端与整流模块的正极输出端和变压器的主绕组的输入端相连的电阻R10、电容C3，负极与并联后的电阻R10、电容C3的另一端相连、正极变压器的主绕组的另一输入端相连的二极管D2，与二极管D2的正极相连的电阻R16，以及与电阻R16的另一端相连的电容C13；其中，电容C12与整流模块的负极输出端、电容C5的另一端均与变压器的辅组绕组的另一个输入端相连；电阻R11与电阻R12的公共端与电源控制器的VCC引脚相连，电容C12和电容C5的公共端与电源控制器的FB引脚相连，电容C13的另一端与开关管Q1的源极相连。
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| CN202020476526.8U CN211457010U (zh) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | 一种耐高温ac-dc电源 |
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| CN202020476526.8U CN211457010U (zh) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | 一种耐高温ac-dc电源 |
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| CN202020476526.8U Active CN211457010U (zh) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | 一种耐高温ac-dc电源 |
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| CN (1) | CN211457010U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112783254A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-05-11 | 南京交通职业技术学院 | 一种适用于建筑安全的自动调整输出的辅助电压源 |
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2020
- 2020-04-03 CN CN202020476526.8U patent/CN211457010U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112783254A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-05-11 | 南京交通职业技术学院 | 一种适用于建筑安全的自动调整输出的辅助电压源 |
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