CN216356485U - 一种电源电路及应用该电源电路的供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源电路及应用该电源电路的供电装置，电源电路包括防雷子电路1、滤波子电路2、高压启动子电路3、功率变换子电路4、反激整流子电路5、反馈子电路6、限流短路保护子电路7、VCC供电子电路8、分压子电路9以及PWM控制器10；所述防雷1与2连接；所述2一端连接所述1，一端连接所述3；所述3与所述4、所述8以及所述7连接；所述8与所述9、所述10以及所述3连接；所述9与所述8连接；所述4与所述3、所述5以及10连接；所述5与所述4、所述6连接；所述6与所述7、所述10连接；所述7与所述6、所述3连接；所述10与所述8、所述4、所述6连接；本实用新型结构简单、体积小、可靠性高且性能优越。

Description

一种电源电路及应用该电源电路的供电装置

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种电源电路及应用该电源电路的供电装置。

背景技术

随着医疗水平的提高，越来越多先进的医疗设备广泛运用在了各种医疗场合，使用交流供电的医疗诊断、测量和治疗设备，可能会由于不合适的接地和电绝缘产生漏电流，而使患者以及医疗人员暴露在电击、烧伤、内脏器官损伤和心律不齐等潜在危险之中，因此现在医疗设备大多采用开关电源。电源，作为医疗设备的重要组成部分，相对于其他种类的电源产品有更为严苛的要求。

鉴于医疗设备的特殊使用环境，医疗电源产品在安全性和可靠性方面有着更为严苛的要求。最基本的就是必须满足相关标准的绝缘和漏电流要求；其次，医疗设备的电磁辐射和电磁辐射防护是医用电源的一个重要参数标准，涉及到电涌和瞬变电流强度、静电放电(ESD)电平，以及射频干扰(RFI)防护能力。许多医疗应用都涉及RF治疗仪或无创电子手术器械，因此电源必须能抵御干扰，不受影响。涉及到特定应用场合还有一些特殊要求，例如，系统可能要在急救车上使用，可能会出现电压冲击情况，这种电源至少应符合IEC68-2-29标准；有些设备是便携设备，可能在直升机上使用，因而会出现随机性振动，此种电源应符合MIL-STD-810E标准。

为了满足前述那些苛刻的标准，开关电源体积大、效率转换低、输出电流小、输入电压幅度窄等弊端。

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电源电路以及应用该电源电路的供电装置，其体积小，效能高、可靠性高且性能优越。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种电源电路，包括防雷子电路、滤波子电路、高压启动子电路、功率变换子电路、反激整流子电路、反馈子电路、限流短路保护子电路、VCC供电子电路、分压子电路以及PWM控制器；所述防雷子电路与所述滤波子电路连接；所述滤波子电路一端连接所述防雷子电路，一端连接所述高压启动子电路；所述高压启动子电路分别与所述功率变换子电路、所述VCC供电子电路以及所述限流保护子电路连接；所述VCC 供电子电路分别与所述分压子电路、所述PWM控制器以及所述高压启动子电路连接；所述分压子电路与所述VCC供电子电路连接；所述功率变换子电路分别与所述高压启动子电路、所述反激整流子电路以及所述PWM控制器连接；所述反激整流子电路与所述功率变换子电路、所述反馈子电路连接；所述反馈子电路与所述限流保护子电路、所述PWM控制器连接；所述限流短路保护子电路与所述反馈子电路、所述高压启动子电路连接；所述PWM控制器分别与所述VCC 供电子电路、所述功率变换子电路、所述反馈子电路连接。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述防雷子电路包括压敏电阻MOV1、5D-9、保险丝F1、F2，所述 F1一端接交流电的负载端，另一端接所述5D-9；所述5D-9一端接所述F1，另一端与MOV1相通，所述MOV1两端分别与所述5D-9、所述F2相通，所述F2一端与所述MOV1相通，另一端连接交流电的接地端。

采取上述步骤的有益效果是：在电源出现异常时产生高压经电网导入电源时，当加在所述压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，所述F1、F2、会烧毁保护后级电路；能有效起到防雷击保护左右。

进一步，所述滤波子电路包括输入滤波子电路以及整流滤波子电路；所述输入滤波子电路由热敏电阻RT1、安规电容CX1、电阻R22-25、电感L1组成；所述整流滤波子电路由整流桥DB1、电容C10、C11；所述热敏电阻一端接所述 5D-9，另一端与所述CX1相通；所述CX1跨接交流电的负载端与接地端，可抑制差模干扰；所述R22-25四颗电容两两相接，同时一端与所述CX1相通，另一端与所述L1相通；所述L1与一端与所述F2相通，另一端与所述DB1相通；所述DB1一端与所述L1相通，另一端与所述C10相通；所述C10、C11相互连接，并与DB1相通；进一步，所述电阻R22-25为安全电阻；所述L1为共模电感，所述C10、C11为高压电解电容。

采取上述步骤的有益效果是：所述CX1、所述L1组成的滤波网络主要是对输入电源噪声进行抑制，防止对电源干扰，也防止电源本身对电网干扰。当电源开启瞬间，要对所述C10,C11充电，由于瞬间电流大，所述RT1热敏电阻能有效抑制开机浪涌电流，因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后所述RT1阻值减小，这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作，交流电压经所述DB1整流后，经所述C10,C11滤波后得到较为纯净直流电压。

进一步，所述高压启动子电路包括电阻R3、R4以及电容C3；所述R3、R4 与所述DB1、所述C3相通；进一步，所述R3、R4为高压启动电阻，所述C3为芯片工作电容。

采取上述步骤的有益效果是：电路电流或者信号通过所述R3、R4将系统启动，电源上电开机时通过启动电阻给所述电容C3——VDD端的电容充电，直到 VDD端电压达到所述PWM控制器的启动电压典型值时所述PWM控制器才被激活并且驱动整个电源系统正常工作。

进一步，所述分压子电路包括TIB、R5、R6；所述TIB与R5、R6相连；所述 TIB为高频变压器。

采取上述步骤的有益效果是：检测反馈电压，实现原边电压反馈。

进一步，所述VCC供电子电路包括D2、R1，所述D2与R1、R6相连；所述 R1与D2、所述PWM控制器相连。

采取上述步骤的有益效果是：所述D2、R1给所述电容C3充电，当充电至 VCC工作电压启动时，为所述PWM控制器另外5脚提供可靠稳定的系统工作电压。

进一步，所述功率变换子电路包括电阻R2、电阻R02、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C4、电容C5、D1、Q1；所述R2 与所述PWM控制器、Q1、R02相连，所述R8-R11与C1、D1相通，所述R7与C4、 R02相连。

采取上述步骤的有益效果是：所述R11、R12、C1、R8、R9、R7、C4、D1、组成缓冲器，能很好地吸收尖峰电压和电流。所述R02用于防止MOS被静电影响或误导通，所述R2是所述Q1栅极驱动网络。

进一步，所述反激整流子电路包括TIA、D5、R21、C7、C12、C6；所述TIA 与所述功率变换子电路、R21相连，所述D5与所述TIA、所述C7、所述R21相连，所述C6、C12跨接TIA两端；所述TIA为开关变压器，所述D5为整流二极管，所述R21、C7为吸收电路，所述C6为高频滤波；所述C12为滤波器电容。

进一步，所述反馈子电路包括R12、R17-20、C8、C9、U2、CY1、CY2。所述 R12与C8相连，所述R19、R20与所述功率变换子电路、U2、CY1、CY2相连，所述R17、R18与所述功率变换子电路、U2相连，所述C9与R18、U2相连。所述 R19、R20为取样电阻，经所述R19、R20发光二极管发光，光电三极管导通，当达到所述U2参考电压,从输出取样分压检测输出电压的波动,参考电压的微动都会引起集电极的较大变动，同时由于所述U2是与光耦相接,光电二极管上也会有电流的变动,从而作出调节动作并使输出电压保持稳定。所述R17主要功能为用来对光耦的发射二极管限流，保证光耦的发射二极管电流能正常工作，所述 R18主要功能为给U2提供工作电流。

进一步，所述限流保护子电路包括R29、R32、R33。所述R29、R32、R33两端分别与所述功率变换子电路、高压启动子电路相连。

采取上述步骤的有益效果是：当输出电路短路或过流，变压器原边电流增大，R32、R33、R29两端电压降增大，4脚电压升高，6脚输出占空比逐渐增大， 4脚电压超过正常值时，所述PWM控制器关闭无输出，从而达到输出短路限流的目的。

进一步，所述PWM控制器包括U3。

采取上述步骤的有益效果是：所述U3为一款电流模式的高集成脉宽控制调节器，低待机功耗，无噪声，低启动电流，低工作电流，完善的保护功能，内置前沿消隐，内置OCP补偿，优良的EMI特性，较少的外围器件等等。

本实用新型所述电源电路能够用于多种电源装置中，尤其适用于医疗行业相关设备，为方便应用，本实用新型还提供了一种应用该电源电路的供电装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用最基础的基本元器件搭建电源电路，其结构简单、体积小、低成本、可靠性高且性能优越，能效转换高。

附图说明

图1为本实用新型一种电源电路的整体结构框图；

图2为本实用新型一种电源电路的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种电源电路，包括防雷子电路、滤波子电路、高压启动子电路、功率变换子电路、反激整流子电路、反馈子电路、限流短路保护子电路、 VCC供电子电路、分压子电路以及PWM控制器；所述防雷子电路与所述滤波子电路连接；所述滤波子电路一端连接所述防雷子电路，一端连接所述高压启动子电路；所述高压启动子电路分别与所述功率变换子电路、所述VCC供电子电路以及所述限流保护子电路连接；所述VCC供电子电路分别与所述分压子电路、所述PWM控制器以及所述高压启动子电路连接；所述分压子电路与所述VCC供电子电路连接；所述功率变换子电路分别与所述高压启动子电路、所述反激整流子电路以及所述PWM控制器连接；所述反激整流子电路与所述功率变换子电路、所述反馈子电路连接；所述反馈子电路与所述限流保护子电路、所述PWM 控制器连接；所述限流短路保护子电路与所述反馈子电路、所述高压启动子电路连接；所述PWM控制器分别与所述VCC供电子电路、所述功率变换子电路、所述反馈子电路连接。

在本具体实施例中，如图2所示：

所述防雷子电路包括压敏电阻MOV1、5D-9、保险丝F1、F2，所述F1一端接交流电的负载端，另一端接所述5D-9；所述5D-9一端接所述F1，另一端与MOV1 相通，所述MOV1两端分别与所述5D-9、所述F2相通，所述F2一端与所述MOV1 相通，另一端连接交流电的接地端。

进一步，所述滤波子电路包括输入滤波子电路以及整流滤波子电路；所述输入滤波子电路由热敏电阻RT1、安规电容CX1、电阻R22-25、电感L1组成；所述整流滤波子电路由整流桥DB1、电容C10、C11；所述热敏电阻一端接所述 5D-9，另一端与所述CX1相通；所述CX1跨接交流电的负载端与接地端，可抑制差模干扰；所述R22-25四颗电容两两相接，同时一端与所述CX1相通，另一端与所述L1相通；所述L1与一端与所述F2相通，另一端与所述DB1相通；所述DB1一端与所述L1相通，另一端与所述C10相通；所述C10、C11相互连接，并与DB1相通；进一步，所述电阻R22-25为安全电阻；所述L1为共模电感，所述C10、C11为高压电解电容。

进一步，所述高压启动子电路包括电阻R3、R4以及电容C3；所述R3、R4 与所述DB1、所述C3相通；进一步，所述R3、R4为高压启动电阻，所述C3为芯片工作电容。

进一步，所述分压子电路包括TIB、R5、R6；所述TIB与R5、R6相连；所述 TIB为高频变压器。

进一步，所述VCC供电子电路包括D2、R1，所述D2与R1、R6相连；所述 R1与D2、所述PWM控制器相连。

进一步，所述功率变换子电路包括电阻R2、电阻R02、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C4、电容C5、D1、Q1；所述R2 与所述PWM控制器、Q1、R02相连，所述R8-R11与C1、D1相通，所述R7与C4、R02相连。

进一步，所述反激整流子电路包括TIA、D5、R21、C7、C12、C6；所述TIA 与所述功率变换子电路、R21相连，所述D5与所述TIA、所述C7、所述R21相连，所述C6、C12跨接TIA两端；所述TIA为开关变压器，所述D5为整流二极管，所述R21、C7为吸收电路，所述C6为高频滤波；所述C12为滤波器电容。

进一步，所述反馈子电路包括R12、R17-20、C8、C9、U2、CY1、CY2。所述 R12与C8相连，所述R19、R20与所述功率变换子电路、U2、CY1、CY2相连，所述R17、R18与所述功率变换子电路、U2相连，所述C9与R18、U2相连。所述 R19、R20为取样电阻，经所述R19、R20发光二极管发光，光电三极管导通，当达到所述U2参考电压,从输出取样分压检测输出电压的波动,参考电压的微动都会引起集电极的较大变动，同时由于所述U2是与光耦相接,光电二极管上也会有电流的变动,从而作出调节动作并使输出电压保持稳定。所述R17主要功能为用来对光耦的发射二极管限流，保证光耦的发射二极管电流能正常工作，所述 R18主要功能为给U2提供工作电流。

进一步，所述限流保护子电路包括R29、R32、R33。所述R29、R32、R33两端分别与所述功率变换子电路、高压启动子电路相连。

进一步，所述PWM控制器包括U3。

本实用新型所述电源电路能够用于多种电源装置中，尤其适用于医疗行业相关设备，为方便应用，本实用新型还提供了一种应用该电源电路的供电装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用最基础的基本元器件搭建电源电路，其结构简单、体积小、低成本、可靠性高且性能优越，能效转换高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源电路，其特征在于，包括防雷子电路、滤波子电路、高压启动子电路、功率变换子电路、反激整流子电路、反馈子电路、限流短路保护子电路、VCC供电子电路、分压子电路以及PWM控制器；所述防雷子电路与所述滤波子电路连接；所述滤波子电路一端连接所述防雷子电路，一端连接所述高压启动子电路；所述高压启动子电路分别与所述功率变换子电路、所述VCC供电子电路以及所述限流保护子电路连接；所述VCC供电子电路分别与所述分压子电路、所述PWM控制器以及所述高压启动子电路连接；所述分压子电路与所述VCC供电子电路连接；所述功率变换子电路分别与所述高压启动子电路、所述反激整流子电路以及所述PWM控制器连接；所述反激整流子电路与所述功率变换子电路、所述反馈子电路连接；所述反馈子电路与所述限流保护子电路、所述PWM控制器连接；所述限流短路保护子电路与所述反馈子电路、所述高压启动子电路连接；所述PWM控制器分别与所述VCC供电子电路、所述功率变换子电路、所述反馈子电路连接。

2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述防雷子电路包括压敏电阻MOV1、5D-9、保险丝F1、F2，所述F1一端接交流电的负载端，另一端接所述5D-9；所述5D-9一端接所述F1，另一端与MOV1相通，所述MOV1两端分别与所述5D-9、所述F2相通，所述F2一端与所述MOV1相通，另一端连接交流电的接地端。

3.如权利要求2所述的一种电源电路，其特征在于，所述滤波子电路包括输入滤波子电路以及整流滤波子电路；所述输入滤波子电路由热敏电阻RT1、安规电容CX1、电阻R22-25、电感L1组成；所述整流滤波子电路由整流桥DB1、电容C10、C11；所述热敏电阻一端接所述5D-9，另一端与所述CX1相通；所述CX1跨接交流电的负载端与接地端，可抑制差模干扰；所述R22-25四颗电容两两相接，同时一端与所述CX1相通，另一端与所述L1相通；所述L1与一端与所述F2相通，另一端与所述DB1相通；所述DB1一端与所述L1相通，另一端与所述C10相通；所述C10、C11相互连接，并与DB1相通；所述电阻R22-25为安全电阻；所述L1为共模电感，所述C10、C11为高压电解电容。

4.如权利要求3所述的一种电源电路，其特征在于，所述高压启动子电路包括电阻R3、R4以及电容C3；所述R3、R4与所述DB1、所述C3相通；所述R3、R4为高压启动电阻，所述C3为芯片工作电容。

5.如权利要求1所述的一种电源电路，其特征在于，所述分压子电路包括TIB、R5、R6；所述TIB与R5、R6相连；所述TIB为高频变压器；所述VCC供电子电路包括D2、R1，所述D2与R1、R6相连；所述R1与D2、所述PWM控制器相连。

6.如权利要求1所述的一种电源电路，其特征在于，所述功率变换子电路包括电阻R2、电阻R02、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C4、电容C5、D1、Q1；所述R2与所述PWM控制器、Q1、R02相连，所述R8-R11与C1、D1相通，所述R7与C4、R02相连。

7.如权利要求1所述的一种电源电路，其特征在于，所述反激整流子电路包括TIA、D5、R21、C7、C12、C6；所述TIA与所述功率变换子电路、R21相连，所述D5与所述TIA、所述C7、所述R21相连，所述C6、C12跨接TIA两端；所述TIA为开关变压器，所述D5为整流二极管，所述R21、C7为吸收电路，所述C6为高频滤波；所述C12为滤波器电容。

8.如权利要求1所述的一种电源电路，其特征在于，所述反馈子电路包括R12、R17-20、C8、C9、U2、CY1、CY2；所述R12与C8相连，所述R19、R20与所述功率变换子电路、U2、CY1、CY2相连，所述R17、R18与所述功率变换子电路、U2相连，所述C9与R18、U2相连。

9.如权利要求1所述的一种电源电路，其特征在于，所述限流保护子电路包括R29、R32、R33，所述R29、R32、R33两端分别与所述功率变换子电路、高压启动子电路相连；所述PWM控制器包括U3。

10.一种应用该电源电路的供电装置，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项所述的电源电路。

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