CN212323992U - 一种用于电力行业产品的无y电容开关电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路，该电源包括浪涌吸收与EMI滤波电路、整流滤波电路、高频变压器电路、次级输出整流滤波电路、输出电压反馈电路以及PWM控制与开关电路；变压器使用三槽骨架将初级绕组以三槽的形式绕制，减小初次级间的耦合电容，增大共模回路阻抗，减小共模电流；变压器磁芯最外部绕制一层闭合的铜皮并接初级地，减小变压器的电磁辐射；再充分利用EMI滤波电路以及尖峰干扰吸收电路，开关电源不使用Y电容就能够通过EMI标准测试。
Description
技术领域
本实用新型属于电力通讯领域，涉及一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路。
背景技术
目前，开关电源因具有重量轻、效率高、输入范围宽等优点，被广泛地用于电力通讯设备的供电。由于开关电源工作在高频开关状态，在其工作过程中，会产生较高的电压尖峰和电流尖峰，这会造成比较严重的电磁干扰问题。为了解决电磁干扰问题，一般会在输入的火线L、零线N与大地间并联Y电容以及在高频变压器的初级地与次级地间连接一个Y电容；但是Y电容的使用会产生漏电流，安全性得不到保障；其次，若电源输入存在高压高频脉冲，该脉冲会通过初次级间的Y电容构成回路，损坏电路中其它的元器件。
实用新型内容
为了克服使用Y电容存在的缺陷，本实用新型提供了一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路，其包括浪涌吸收与EMI滤波电路、整流滤波电路、高频变压器电路、次级输出整流滤波电路、输出电压反馈电路以及PWM控制与开关电路。其中，浪涌吸收与EMI滤波电路的输入端与市电连接，其输出端与整流滤波电路的输入端连接；整流滤波电路的输出端与高频变压器电路的输入端连接；高频变压器电路的输出端与次级输出整流滤波电路的输入端连接；次级输出整流滤波电路的输出端与输出电压反馈电路的输入端连接；PWM控制与开关电路的输入端与输出电压反馈电路的输出端连接，其输出端与高频变压器电路的输入端、整流滤波电路的输出端连接。优选地，高频变压器电路包括磁芯，依次绕在磁芯上的初级绕组、辅助绕组、次级绕组，屏蔽层铜皮；其中初级绕组以三槽的形式绕制，变压器磁芯最外部绕制一层闭合的屏蔽层铜皮，并且该屏蔽层接初级地。
优选地，屏蔽层使用铜皮绕制。
优选地，高频变压器的初级绕组采用三槽骨架。
优选地，初级绕组的绕线为分槽密绕，辅助绕组的线绕为中间密绕，次级绕组分为两部分，第一部分绕线为中间间绕，第二部分绕线为中间密绕。
优选地，初级绕组、辅助绕组以及次级绕组第一与第二部分之间使用聚酯胶带进行绝缘。
本实用新型的有益效果如下：变压器以三槽的形式绕制初级绕组，减小变压器初次级间的耦合电容，增大共模回路阻抗，从而减小共模电流；变压器外部绕制一层闭合的铜皮并接初级地，减小变压器的电磁辐射；再结合EMI滤波电路以及尖峰干扰吸收电路的使用，开关电源不使用Y电容就能够通过EMI标准测试。
附图说明
图1为一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路框图；
图2为一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路高频变压器原理图；
图3为一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路高频变压器结构图；
图4为一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路原理图；
附图中标号为：N1为初级绕组，N2为辅助绕组，N3为次级绕组第一部分，N4为次级绕组第二部分N4，N5为屏蔽层铜皮，01为浪涌吸收与EMI滤波电路，02为整流滤波电路，03为PWM控制与开关电路，04为高频变压器电路，05为次级输出整流滤波电路，06为输出电压反馈电路。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的描述：
如图1所示，本实用新型公开了一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路，其包括浪涌吸收与EMI滤波电路01、整流滤波电路02、PWM控制与开关电路03、高频变压器电路 04、次级输出整流滤波电路05以及输出电压反馈电路06；其中，浪涌吸收与EMI滤波电路01的输入端与市电连接，其输出端与整流滤波电路02的输入端连接；整流滤波电路02的输出端与高频变压器电路04的输入端连接；高频变压器电路04的输出端与次级输出整流滤波电路05的输入端连接；次级输出整流滤波电路05的输出端与输出电压反馈电路06的输入端连接；PWM控制与开关电路03的输入端与输出电压反馈电路06的输出端连接，其输出端与高频变压器电路04的输入端、整流滤波电路02的输出端连接。
如图2、图3所示，高频变压器包括磁芯，依次绕在磁芯上的初级绕组N1、辅助绕组N2、次级绕组N3、N4，屏蔽层铜皮N5；其中，变压器的骨架采用三槽骨架；初级绕组在5引脚起线，6引脚收线，以三槽的形式密绕；辅助绕组绕在初级绕组的外层，在1引脚起线，3引脚收线，采用中间密绕的方式；次级绕组分为两部分，第一部分绕组绕在辅助绕组的外层，在 10引脚起线，7引脚收线，采用中间间绕的方式，第二部分绕组绕在第一部分绕组的外层，在12引脚起线，10引脚收线，采用中间密绕的形式；变压器磁芯最外部绕制一层闭合的屏蔽层铜皮，并且该屏蔽层接初级地；所述的初级绕组、辅助绕组以及次级绕组第一与第二部分之间使用聚酯胶带进行绝缘。
通过高频变压器的特殊设计，可以减小变压器初次级间的耦合电容，增大共模回路阻抗，从而减小共模电流；变压器外部绕制一层闭合的铜皮并接初级地，可以减小变压器的电磁辐射。
如图4所示，浪涌吸收与EMI滤波电路01采用无Y电容设计，包括压敏电阻RV1，差模电感L1，X类电容C1、C2，共模电感L2；RV1一端与L1一端连接市电的L线，RV1另一端连接市电N线，L1另一端与C1一端连接L2的1脚，C1另一端与L2的2脚连接市电N线， C2一端连接L2的3脚，C2另一端连接L2的4脚；该电路能够钳位输入电源的浪涌电压，吸收差模干扰噪声和共模干扰噪声，防止电磁干扰。
整流滤波电路02采用全桥整流的方式，包括整流桥BR1，电解电容E1，电阻R1、R5；BR1 的1脚连接L2的4脚，BR1的2脚连接L2的3脚，BR1的3脚连接DCBUS，BR1的4脚连接 PGND，E1的正极连接DCBUS，E1的负极连接PGND，R1的一端连接E1的正极，R1的另一端连接R5的一端，R5的另一端连接PGND；该电路通过全桥整流将交流电压整流滤波成平滑的直流电压。
PWM控制与开关电路03，包括电源控制芯片U1及其外围的元器件；R6一端连接直流母线DCBUS，另一端连接芯片U1的5脚，C4的一端连接芯片U1的4脚，并接到R5的一端，C4 的另一端连接PGND，C5的一端连接芯片U1的3脚，另一端连接PGND，R11的一端连接高频变压器T1的1脚，另一端连接D5的阳极，D5的阴极、E3的正极、C7的一端、R8的一端连接到芯片U1的2脚，R8的另一端连接芯片U1的3脚，E3的阴极、C7的另一端连接PGND，芯片U1的6脚与7脚连接高频变压器T1的5脚；其中，电源芯片U1内部集成高压MOSFET，该电路通过电流反馈和电压反馈产生PWM波形，控制内部高压MOSFET的开通与关断。
高频变压器电路04，包括电阻R9，电容C8，二极管D6，高频变压器T1；R9的一端、C8的一端以及高频变压器T1的6脚连接直流母线DCBUS，R9的另一端与C8的另一端连接D6的阴极，D6的阳极连接高频变压器T1的5脚，高频变压器T1的3脚连接PGND，高频变压器 T1的7脚接GND；该电路通过高频变压器的储存和释放能量，完成能量从初级到次级的传递；电阻R9，电容C8，二极管D6构成尖峰干扰钳位吸收电路，可以降低变压器初级线圈寄生的漏感在开通、关断过程中的尖峰电压，减小电磁干扰；
次级输出整流滤波电路05，包括二极管D7，电阻R12，电容C8、C10，电解电容E4、E5，差模电感L3；R12的一端与D7的阳极连接高频变压器T1的12脚，R12的另一端连接C8的一端，C8的另一端连接D7的阴极，C10的一端、E4的正极、L3的一端与D7的阴极连接，C10 的另一端、E4的负极连接GND，L3的另一端、E5的正极连接V+，E5的负极连接GND；该电路将高频变压器次级输出的交流电压整流滤波成平滑的直流电压；其中，R12与C8构成吸收电路，用于吸收整流二极管反向恢复过程中产生的电压尖峰，L3，C10，E4，E5构成π型滤波器，减小电磁干扰；
输出电压反馈电路06，包括基准源VS1、光耦O1及其外围元器件，R14的一端连接V+， R14的另一端、R15的一端、C11的一端连接VS1的2脚，R15的另一端、VS1的3脚连接GND，C11的另一端连接R17的一端，R17的另一端连接VS1的1脚，R18的一端连接V+，R18的另一端、R19的一端连接光耦O1的1脚，R19的另一端、VS1的1脚连接光耦O1的2脚，光耦的3脚连接电源芯片U1的3脚，光耦的4脚连接PGND；该电路将输出电压的变化反馈到芯片U1中，实现开关电源输出的恒压控制；
以上实施例是该实用新型比较典型的一种实施方式，本领域技术人员在本技术范围内进行的通常变化和替换应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路，其特征在于，包括浪涌吸收与EMI滤波电路、整流滤波电路、高频变压器电路、次级输出整流滤波电路、输出电压反馈电路以及PWM控制与开关电路；其中，浪涌吸收与EMI滤波电路的输入端与市电连接，其输出端与整流滤波电路的输入端连接；整流滤波电路的输出端与高频变压器电路的输入端连接；高频变压器电路的输出端与次级输出整流滤波电路的输入端连接；次级输出整流滤波电路的输出端与输出电压反馈电路的输入端连接；PWM控制与开关电路的输入端与输出电压反馈电路的输出端连接，其输出端与高频变压器电路的输入端、整流滤波电路的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路，其特征在于，高频变压器电路包括磁芯，依次绕在磁芯上的初级绕组、辅助绕组、次级绕组，屏蔽层铜皮；其中初级绕组以三槽的形式绕制，变压器磁芯最外部绕制一层闭合的屏蔽层铜皮，并且该屏蔽层接初级地。
3.根据权利要求2所述的一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路，其特征在于，屏蔽层使用铜皮绕制。
4.根据权利要求2所述的一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路，其特征在于，高频变压器电路内层初级绕组采用三槽骨架。
5.根据权利要求4所述的一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路，其特征在于，初级绕组的绕线为分槽密绕，辅助绕组的线绕为中间密绕，次级绕组分为两部分，第一部分绕线为中间间绕，第二部分绕线为中间密绕。
6.根据权利要求5所述的一种用于电力行业产品的无Y电容开关电源电路，其特征在于，初级绕组、辅助绕组以及次级绕组第一与第二部分之间使用聚酯胶带进行绝缘。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023060411A1 (zh) * | 2021-10-11 | 2023-04-20 | 深圳技术大学 | 一种用于电波暗室或屏蔽室的投光灯系统 |
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2020
- 2020-05-09 CN CN202020752387.7U patent/CN212323992U/zh active Active
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