CN217769901U - 一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源及其电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源及其电路，电源电路包括次级全波整流电路与双环控制稳压限流电路，次级全波整流电路由两个半波整流电路组成，用于将输入的交流电变换成近似直流电；双环控制稳压限流电路由TL494芯片及其外围电路构成，用于控制产生不同宽度的PWM脉冲信号。本实用新型当产生过载或输出端短路的情况，J5上的电压持续升高，使加在第15引脚的电压变成负值，则误差放大器输出高电平，误差放大器同样式相输入端第16引脚是接地的，第15引脚电压为－0.5V以上时，输出脉冲有减小脉宽限制输出电流的作用，双环控制既控制输出电压又限制输出电流。

Description

一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源及其电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源及其电路。

背景技术

开关电源作为工业产品的能源提供设备。在各种工业能源领域得到广泛的应用。将交流电转换为直流电供给负载设备使用，高压直流电源的使用范围越来越广泛。应用于工业、医学、激光篆刻、特种检测等领域。对于X光机，探伤检测仪，电子刻机，电子曝光机等一些应用场合，对电压的水平要求比较高，输出电压远超过48V传统使用电压的范畴。

开关电源的核心技术之一是其控制方法。传统的电压控制型开关电源会对开关电流失控，不便于过流保护，并且响应慢、稳定性差。与之相比，电流控制型开关电源是一个电压、电流双闭环控制系统，能克服电流失控的缺点，并且性能可靠、电路简单；本实用新型提出一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源来解决传统的电压控制型开关电源的缺点，通过控制PWM宽度更好的达到稳压和限流的目的。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源，具体技术方案如下：

一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源电路，所述电源电路包括次级全波整流电路与双环控制稳压限流电路，所述次级全波整流电路由两个半波整流电路组成，用于将输入的交流电变换成近似直流电；所述双环控制稳压限流电路由TL494芯片及其外围电路构成，用于控制产生不同宽度的PWM 脉冲信号。所述电源电路包括次级全波整流电路与双环控制稳压限流电路，所述次级全波整流电路与双环控制稳压限流电路电连接。

作为上述技术方案的改进，所述TL494芯片第1引脚为第一组误差放大器的同相输入端，由110V输出电压经高端分压电阻R37、高端分压电阻R37A、高端分压电阻R37B、高端分压电阻R38串联和低端分压电阻VR、低端分压电阻R39的分压取样后送入第1引脚；所述TL494芯片第2脚为第一组误差放大器的反相输入端，第2引脚从第14引脚输出的5V基准电压经电阻R21、 R19分压得到约4V的电压，构成频率校正网路与第1引脚电压进行比较；所述TL494芯片第3引脚为第一组误差放大器输出的引出反馈输入端，第3引脚外接电容C15、R20串联后再和C16并联后接在第2引脚组成的频率校正网路；所述TL494芯片第13引脚和第14引脚接5V基准电压，第14引脚内部为基准电压源；所述TL494芯片第15引脚为误差放大器的反向输入端。

作为上述技术方案的改进，所述TL494的外围电路包括限流取样电阻J5、电阻R25、电阻R26；所述TL494芯片第14引脚上端电阻R25下端和电阻 R26串联后与限流取样电阻J5的负压端相连，所述电阻R25下端另一支路与第 15引脚相连。

作为上述技术方案的改进，所述次级全波整流电路包括：变压器T1、储能输出电感L2、电容C20、电阻R32、电容C21和电阻R33，所述变压器T1次级绕组10针脚与11针脚接整流二极管D18的正极，所述变压器T1的8针脚与9 针脚接整流二极管D19的正极，所述变压器T1的5针脚、6针脚与7针脚为次级绕组抽头中心点；所述变压器T1的10针脚、11针脚与变压器T1的5针脚、 6针脚、7针脚形成一个绕组，变压器T1的8针脚、9针脚与变压器T1的5针脚、6针脚、7针脚形成另一个绕组；两个所述绕组的匝数相等；所述整流二极管D18与整流二极管D19的负极连在一起，通过和储能输出电感L2的串联再和输出滤波电解电容C22、输出滤波电解电容C24、输出滤波电解电容C25的正极连接在一起；所述电容C21和电阻R33串联形成阻容接在整流二极管D18 的正负两端；所述电容C20和电阻R32串联形成阻容接在整流二极管D19的正负两端。

为解决上述技术问题，本实用新型还提出一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源，包括上述任一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源电路。

本实用新型与现有技术相比较，其技术效果如下：

本实用新型所述一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源，通过全波整流电路减少了脉动的程度，减少了输出的纹波，增加了输出电压的直流成份，对于高压直流输出的情况，可以减小半导体开关元件的损耗，对比半波整流提高整流的效率，提高元器件使用寿命和设备的稳定性，减少输出交流纹波对供电设备的干扰；

本实用新型所述一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源，通过在TL494控制电路中接入J5，当产生过载或输出端短路的情况，J5上的电压持续升高，使加在第15引脚的电压变成负值，则误差放大器输出高电平，使脉宽受控变小。由于此组误差放大器同样式相输入端第16引脚是接地的，属零电平，一旦第15引脚电压为－0.5V以上，电路立即动作，实现输出脉冲减小脉宽限制输出电流的作用；双环控制电路既控制了输出电压又限制了输出电流，依靠脉宽的调节来维持电源的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型所述一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源电路结构示意图；

图2为本实用新型所述电机与丝杆连接示意图；

图3为本实用新型图1中A处局部放大示意图；

图4为TL494芯片的引脚定义介绍。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

实施例

如图1所示，本实用新型所述一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源电路，所述电源电路包括次级全波整流电路与双环控制稳压限流电路，所述次级全波整流电路由两个半波整流电路组成，用于将输入的交流电变换成近似直流电；所述双环控制稳压限流电路由TL494芯片及其外围电路构成，用于控制产生不同宽度的PWM脉冲信号。

所述TL494芯片第1引脚为第一组误差放大器的同相输入端，由110V 输出电压经高端分压电阻R37、R37A、R37B、R38串联和低端分压电阻VR、 R39的分压取样后送入第1引脚。第2脚为第一组误差放大器的反相输入端，第 2引脚从第14引脚输出的5V基准电压经电阻R21、R19分压得到约4V的电压，构成频率校正网路与第1引脚电压进行比较。如果输出110V电压升高时第1引脚取样电压成比例升高，当此处电压超过4V时，误差放大器输出高电平，通过 IC内部比较器控制输出脉宽减小，以使输出110电压下降，达到稳压的目的。第3引脚为第一组误差放大器输出的引出反馈输入端，第3引脚外接电容C15、 R20串联后再和C16并联后接在第2引脚组成的频率校正网路，以防止放大器发生自激。第13引脚和第14引脚接5V基准电压，第14引脚内部为基准电压源。第15引脚为误差放大器的反向输入端，在该电源中作为过流保护取样输入。为限流取样电阻J5，第14引脚5V上端电阻R25下端和R26串联后与限流取样电阻J5的负压端相连，电阻R25下端另一支路与第15引脚相连。

TL494芯片由误差放大器和控制放大器的所输出的两路控制信号经过门控电路后产生一个控制信号VA，并将控制信号VA送到电压比较器2的反相端与由锯齿波振荡器产生的锯齿波振荡电压进行比较。根据电压比较器的工作原理：当送到电压比较器的同相端的电位高于它的反相端电位时，就能在电压比较器的输出端得到高电平输出。反之输出端输出低电平。通过调控误差放大器和控制放大器的工作状态来改变3端VA控制电平的大小，VA控制信号电平越大，则输出PWM脉冲宽度越窄，反之变宽。由误差放大器和控制放大器的所输出的两路控制信号经过门控电路后产生一个控制信号VA，并将控制信号VA 送到电压比较器15脚的反相端与由锯齿波振荡器产生的锯齿波振荡电压进行比较。根据电压比较器的工作原理：当送到电压比较器的同相端的电位高于它的反相端电位时，就能在电压比较器的输出端得到高电平输出。反之输出端输出低电平。通过调控误差放大器和控制放大器的工作状态来改变3脚VA控制电平的大小，VA控制信号电平越大，则输出PWM脉冲宽度越窄，反之变宽。双环控制稳压有两个误差放大器分别来组成输出电压环路控制和输出电流控制环路，控制PWM宽度达到稳压和限流的目的。

所述次级全波整流电路包括变压器T1与储能输出电感L2，所述变压器 T1次级绕组10、11针脚接整流二极管D18的正极，变压器T18、9针脚接整流二极管D19的正极，变压器T1的5、6、7针脚为次级绕组抽头中心点。10、11针脚对5、6、7针脚形成一个绕组，8、9针脚对5、6、7 针脚形成另一个绕组，这两个绕组的匝数相等。D18、D19整流二极管的负极连在一起，通过和储能输出电感L2的串联再和输出滤波电解电容C22、C24、 C25的正极连接在一起。电容C21和电阻R33串联形成阻容接在整流二极管D18 的正负两端；电容C20和R32串联形成阻容接在整流二极管D19的正负两端，起到吸收整流二极管开关时产生的尖峰能量，进而提高整流二极管的工作可靠性。特别是110V直流输出的高电压情况下尤为重要。变压器T1的5、6、7针脚与输出滤波电解电容的负极相连，起到保护的作用。

全波整流电路运用在半桥拓扑变换器的次级整流电路中，减少了脉动的程度，减少了输出的纹波，增加了输出电压的直流成份，特别对于高压直流输出的情况，可以减小半导体开关元件的损耗，对比半波整流提高整流的效率。提高元器件使用寿命和设备的稳定性。减少输出交流纹波对供电设备的干扰。

本实用新型所述一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源具体调节原理如下：

当负载电流增大时，限流取样电阻J5电压升高，产生负电压，正常负载时负电压输出较小，两反向电压相加，结果有0.1-0.5V电压加在反向输入端，误差放大输出低电平，对脉宽控制无作用。当产生过载或输出端短路的情况，J5 上的电压持续升高，使加在第15引脚的电压变成负值，则误差放大器输出高电平，使脉宽受控变小。由于此组误差放大器同样式相输入端第16引脚是接地的，属零电平，一旦第15引脚电压为－0.5V以上，电路立即动作，实现输出脉冲减小脉宽限制输出电流的作用。双环控制既控制了输出电压又限制了输出电流，依靠脉宽的调节来维持电源的正常工作。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其他任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者还是包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源电路，其特征在于：所述电源电路包括次级全波整流电路与双环控制稳压限流电路，所述次级全波整流电路由两个半波整流电路组成，用于将输入的交流电变换成近似直流电；所述双环控制稳压限流电路由TL494芯片及其外围电路构成，用于控制产生不同宽度的PWM脉冲信号，所述次级全波整流电路与双环控制稳压限流电路电连接。

2.根据权利要求1所述的一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源电路，其特征在于：所述TL494芯片第1引脚为第一组误差放大器的同相输入端，由110V输出电压经高端分压电阻R37、高端分压电阻R37A、高端分压电阻R37B、高端分压电阻R38串联和低端分压电阻VR、低端分压电阻R39的分压取样后送入第1引脚；所述TL494芯片第2脚为第一组误差放大器的反相输入端，第2引脚从第14引脚输出的5V基准电压经电阻R21、R19分压得到约4V的电压，构成频率校正网路与第1引脚电压进行比较；所述TL494芯片第3引脚为第一组误差放大器输出的引出反馈输入端，第3引脚外接电容C15、电阻R20串联后再和电容C16并联后接在第2引脚组成的频率校正网路；所述TL494芯片第13引脚和第14引脚接5V基准电压，第14引脚内部为基准电压源；所述TL494芯片第15引脚为误差放大器的反向输入端。

3.根据权利要求2所述的一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源电路，其特征在于：所述TL494芯片的外围电路包括限流取样电阻J5、电阻R25、电阻R26；所述TL494芯片第14引脚上端电阻R25下端和电阻R26串联后与限流取样电阻J5的负压端相连，所述电阻R25下端另一支路与第15引脚相连。

4.根据权利要求1所述的一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源电路，其特征在于：所述次级全波整流电路包括：变压器T1、储能输出电感L2、电容C20、电阻R32、电容C21和电阻R33，所述变压器T1次级绕组10针脚与11针脚接整流二极管D18的正极，所述变压器T1的8针脚与9针脚接整流二极管D19的正极，所述变压器T1的5针脚、6针脚与7针脚为次级绕组抽头中心点；所述变压器T1的10针脚、11针脚与变压器T1的5针脚、6针脚、7针脚形成一个绕组，变压器T1的8针脚、9针脚与变压器T1的5针脚、6针脚、7针脚形成另一个绕组；两个所述绕组的匝数相等；所述整流二极管D18与整流二极管D19的负极连在一起，通过和储能输出电感L2的串联再和输出滤波电解电容C22、输出滤波电解电容C24、输出滤波电解电容C25的正极连接在一起；所述电容C21和电阻R33串联形成阻容接在整流二极管D18的正负两端；所述电容C20和电阻R32串联形成阻容接在整流二极管D19的正负两端。

5.一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源，其特征在于：包括权利要求1-4中任一项所述的一种全波整流高压输出双环控制稳压限流直流电源电路。

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