CN213243814U - 一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，包括输入整流滤波电路、BOOST升压功率电路和BOOST升压驱动控制电路，所述的BOOST升压功率电路与输入整流滤波电路和BOOST升压驱动控制电路连接。其有益效果在于：1)输入电压的范围宽：从100VAC～253VAC；2)并联开关管可以增加，输出功率可根据需求设置；3)可选用不同开关频率和损耗的开关管，兼容性高；4)温度适应范围为－40℃～100℃；5)由于采用的电路并联设计，从而增加冗余，提高了其可靠性，保证了50000小时以上的平均无故障工作时间。
Description
技术领域
本实用新型属于核设备电机驱动器用电源技术领域，具体涉及一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源。
背景技术
在现代电子科技尤其是现代高频开关电源领域，人们对设备的功能要求越来越多，拿高频开关电源来讲，输入范围越来越宽，对电网的谐波污染要满足不同国家的标准，对体积也要求越来越小，效率要求越来越高；例如电机驱动器供电电源，以往的设备只要求输入稳定的AC220V或AC110V交流，通过整流，输出脉动的直流电压直接给驱动器供电，不需要稳压，当输入电压波动幅度较大时，输出电压不稳定，就会出现频繁的保护，影响设备正常工作；当输入电压过高时，可能会达到甚至超出设备所能承受的极限值，导致设备损坏，这不仅会造成严重的经济损失，更重要的是影响设备的正常运行。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，它结合DC-DC隔离稳压电路模块使用，可以实现隔离，稳压，小体积，高效率的一体化电源。
本实用新型的技术方案如下：一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，包括输入整流滤波电路、BOOST升压功率电路和BOOST升压驱动控制电路，所述的BOOST升压功率电路与输入整流滤波电路和BOOST升压驱动控制电路连接。
所述的输入整流滤波电路由输入短路保护、安规电容CY1～CY4，X电容CX1、CX2和变压器L1组成输入滤波电路，电阻R1～R4，旁路继电器JK1、继电器旁路二极管D1和压敏电阻RV1组成输入缓启动和瞬变保护电路，再经过整流桥D2整流，电容CX3滤波。
所述的输入整流滤波电路输出为脉动直流DC130V～DC330V。
所述的输入整流滤波电路输入为AC130V～AC253V。
所述的BOOST升压功率电路包括开关管V1、V2、V5、开关门极电阻、升压电感L2、快恢复整流二极管D4、D5和滤波电容C2。
所述的BOOST升压功率电路的输出为脉动直流DC130V～DC330V。
所述的BOOST升压驱动控制电路利用UC2854产生PWM控制脉冲信号，同时采集输出电压、电流反馈信号，自动调节输出PWM信号脉冲宽度，再通过推挽驱动电路，送到开关管门极，控制开关管工作。
本实用新型的有益效果在于：
1)输入电压的范围宽：从100VAC～253VAC；
2)并联开关管可以增加，输出功率可根据需求设置；
3)可选用不同开关频率和损耗的开关管，兼容性高；
4)温度适应范围为－40℃～100℃；
5)由于采用的电路并联设计，从而增加冗余，提高了其可靠性，保证了50000 小时以上的平均无故障工作时间。
附图说明
图1为本实用新型所提供的一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源原理框图；
图2为输入整流滤波电路；
图3为BOOST升压功率电路；
图4为BOOST控制驱动电路。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型提出了一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，它可以根据用户的需求，设定输入范围100VAC～253VAC，通过选用多开关管并联技术，提高开关频率和效率，BOOST升压后，并将电压稳定到DC420V输出，可更好实现设备的宽输入、低谐波，小体积、高效率。此外，该专利为通用化、模块化设计，方便设备的调试。它基于一种多MOSFET开关管并联技术，在电源的输入端实现输入功率因数校正，最终实现了为开关电源提供宽的电源输入范围，并有效抑制了电源输入端谐波。
如图1-图4所示，本实用新型一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，包括输入整流滤波电路，BOOST升压功率电路，BOOST升压驱动控制电路。
其中，输入整流滤波电路由F1做输入短路保护、安规电容CY1～CY4(Y 电容)，CX1、CX2(X电容)和变压器L1组成输入滤波电路，电阻R1～R4，旁路继电器JK1、继电器旁路二极管D1和压敏电阻RV1组成输入缓启动和瞬变保护电路，再经过整流桥D2整流，电容CX3滤波后，输出脉动直流DC130V～ DC330V。
BOOST升压功率电路：包括开关管V1,V2,V5、开关门极电阻、升压电感 L2、快恢复整流二极管D4、D5和滤波电容C2。通过控制开关管控制和关断，调节通过升压电感的能量和输出能量，将输入脉动直流电压DC130V～DC330V, 稳定到DC420V输出，同时调整输入电压电流相位进行同步，降低输入谐波电流，通过与后极DC-DC变换器一起配合，可以实现宽范围输入的一体化电机驱动稳压电源。
BOOST升压驱动控制电路：包括UC2854产品PWM控制脉冲信号，同时采集输出电压、电流反馈信号，自动调节输出PWM信号脉冲宽度，再通过推挽驱动电路，送到开关管门极，控制开关管工作。
本实用新型的工作过程如下：
将输入电压经过输入滤波、输入瞬变和缓启动、整流、BOOST升压、输入过、欠压保护电路后，将输入的交流电压，转化为稳定的直流电压输出。输入交流电压通过输入整流滤波后，输出脉动的直流电压DC130V～DC330V， BOOST升压电路将脉动直流电压升压到DC420V稳定输出，同时调整输出电压、电流相位同步，抑制输入谐波电流；由于输出开关电路采用3个开关管并联，降低每个开关管的承载电流，提高开关频率，降低开关损耗，由于采用高频开关，可以有效的减小升压电感和输出电容的体积，保证电源的小尺寸，高效率。
上述一种应用于核设备电机驱动器的电源，其输入整流滤波电路部分由保险管、压敏电阻、缓启动电阻、旁路继电器、滤波电容和整流桥组成，给BOOST 升压电路提供洁净的脉动直流信号。
上述一种应用于核设备电机驱动器的电源，其BOOST升压功率电路部分由开关管W45NM60、升压电感、快恢复整流二极管组成，将输入脉动直流信号调整输出为稳定的直流DC420V电压输出。
上述一种应用于核设备电机驱动器的电源，其基于输入有源功率因数校正的BOOST控制驱动电路中开关管驱动电路为推挽驱动电路三极管2SD1766、电阻及吸收电容组成，将控制器UC2854给的PWM控制信号通过三极管放大，送到开关管门极，控制开关管工作，将输入脉动直流信号调整输出为稳定的直流 DC420V电压输出。
本实用新型的特点如下：
1)BOOST升压功率电路有效保证了一体化电机驱动稳压电源宽范围输入的实现；
2)BOOST升压驱动控制电路，由于输出开关电路采用3个开关管并联，降低每个开关管的承载电流，提高开关频率，降低开关损耗，由于采用高频开关，可以有效的减小升压电感和输出电容的体积，保证设备的小尺寸，高效率。
Claims (7)
1.一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，其特征在于：包括输入整流滤波电路、BOOST升压功率电路和BOOST升压驱动控制电路，所述的BOOST升压功率电路与输入整流滤波电路和BOOST升压驱动控制电路连接。
2.如权利要求1所述的一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，其特征在于：所述的输入整流滤波电路由输入短路保护、安规电容CY1～CY4，X电容CX1、CX2和变压器L1组成输入滤波电路，电阻R1～R4，旁路继电器JK1、继电器旁路二极管D1和压敏电阻RV1组成输入缓启动和瞬变保护电路，再经过整流桥D2整流，电容CX3滤波。
3.如权利要求2所述的一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，其特征在于：所述的输入整流滤波电路输出为脉动直流DC130V～DC330V。
4.如权利要求2所述的一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，其特征在于：所述的输入整流滤波电路输入为AC130V～AC253V。
5.如权利要求1所述的一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，其特征在于：所述的BOOST升压功率电路包括开关管V1、V2、V5、开关门极电阻、升压电感L2、快恢复整流二极管D4、D5和滤波电容C2。
6.如权利要求5所述的一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，其特征在于：所述的BOOST升压功率电路的输出为脉动直流DC130V～DC330V。
7.如权利要求1所述的一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源，其特征在于：所述的BOOST升压驱动控制电路利用UC2854产生PWM控制脉冲信号，同时采集输出电压、电流反馈信号，自动调节输出PWM信号脉冲宽度，再通过推挽驱动电路，送到开关管门极，控制开关管工作。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112713771A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-27 | 浙江飞越机电有限公司 | 一种超宽输入电压直流无刷电机电源电路 |
| CN113852273A (zh) * | 2020-06-28 | 2021-12-28 | 中核武汉核电运行技术股份有限公司 | 一种基于输入有源功率因数校正的核设备电源 |
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