CN218678865U - 带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，属于仪表电源技术领域；包括前级变换电路和后级变换电路，所述前级变换电路的输出连接后级变换电路的输入，前级变换电路采用单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制隔离输出，后级变换电路采用开关稳压变换器；采用两级开关稳压变换技术，前级变换电路为AC/DC桥式电路+低压隔离输出电路，将电压从交流220V变为稳压的低压直流，再经过后级变换电路的开关稳压处理，输出高效率、高精度的直流电源；同时，由于电路结构简单，达到成本更低的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，属于仪表电源技术领域。
背景技术
工频交流电源经过变压器降压、整流、滤波后成为一稳定的直流电。开关稳压电源的缺点是存在较为严重的开关干扰。开关稳压电源中，功率调整开关晶体管V工作在开关状态，它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰，这些干扰如果不采取一定的措施进行抑制、消除和屏蔽，就会严重地影响整机的正常工作。此外由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器的隔离，这些干扰就会串入工频电网，使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到严重的干扰。
例如，中国实用新型专利ZL200910099535.8公开了一种线性直流稳压电源，包括整流滤波电路，交流电压输入后经过所述整流滤波电路后输出直流电压，所述整流滤波电路连接有功率管和控制回路，经过所述整流滤波电路后输出的直流电压再经过所述功率管和控制回路调整后输出。本发明由于采用了上述技术方案，交流电压输入后经过整流滤波电路，输出的直流电压再经过功率管和控制回路调整后输出，其中功率管起到功放作用，控制回路控制功率管的输出电压大小，该线性直流稳压电源调节稳定，调节线性度好，并且带载能力、电源调整率、负载调整率、纹波系数、空载突加负载瞬态稳定时间等性能都较好。
但是，其输出效率和精度仍较低、成本也较高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，输出高效率、高精度的直流电源，成本更低。
本实用新型所述一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，包括前级变换电路和后级变换电路，所述前级变换电路的输出连接后级变换电路的输入，前级变换电路采用单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制隔离输出，后级变换电路采用开关稳压变换器。
前级变换采用单级反激APFC的原边反馈(PSR)控制芯片，隔离输出，无需反馈光耦，准谐振工作模式，额定负载工况下，功率因数大于0.98，效率90％以上，纹波峰峰值小于1V；后级采用Monolithicpower的开关稳压变换器芯片MP9943A，由于输入已稳压，所以效率可以做到95％以上，纹波峰峰值小于1％。
优选地，所述前级变换电路包括单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5、MOS管Q2、变压器T2、隔离二极管D16和滤波电容。
单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5采用固定导通时间的控制机制，实现高功率因数校正、成本低。通过MOS管Q2控制变压器T2完成APFC调整，对脉动直流做调整，并实现反激隔离输出低压。
优选地，所述MOS管Q2的栅极通过电阻R20连接单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5的GATE端，MOS管Q2的源极通过电阻R24接地，MOS管Q2的源极连接变压器T2。
通过MOS管Q2连接变压器T2和单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5，实现反激隔离输出低压。
优选地，所述滤波电容包括第一滤波电容C22、第二滤波电容C23、第三滤波电容C24、第四滤波电容C27和第五滤波电容C29。
用于滤波。
优选地，所述隔离二极管D16并联有RC串联保护单元。
用于保护隔离二极管D16。
优选地，所述前级变换电路还包括桥式电路，将电压从交流变为直流后采用单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制隔离输出。
桥式电路用于电压从交流变为直流，直流输入单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5、MOS管Q2、变压器T2、隔离二极管D16和滤波电容组成的低压隔离输出电路。
优选地，所述后级变换电路采用开关稳压变换器芯片U1。
后级变换电路采用开关稳压变换器芯片U1组成的DC/DC开关稳压电路，对输入稳压的低压直流进行二次稳压处理，去除峰峰纹波，效率可以做到95％以上，纹波峰峰值小于1％。
本实用新型所述一种仪表，包括检测模块，还包括上所述的一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，采用两级开关稳压变换技术，前级变换电路为AC/DC桥式电路+低压隔离输出电路，将电压从交流220V变为稳压的低压直流，再经过后级变换电路的开关稳压处理，输出高效率、高精度的直流电源；同时，由于电路结构简单，达到成本更低的效果。
附图说明
图1是本实用新型所述一种低压隔离输出电路的电路原理图；
图2是本实用新型所述一种后级变换电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述：
实施例1
如图1-2所示，本实用新型公开了一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，包括前级变换电路和后级变换电路，所述前级变换电路的输出连接后级变换电路的输入，前级变换电路采用单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制隔离输出，后级变换电路采用经典BUCK开关稳压变换器。
前级变换采用单级反激APFC的原边反馈(PSR)控制芯片，隔离输出，无需反馈光耦，准谐振工作模式，额定负载工况下，功率因数大于0.98，额定效率90％，纹波峰峰值小于1V；后级采用Monolithicpower的开关稳压变换器芯片MP9943A，由于输入已稳压，所以额定工况下效率可以做到95％以上，纹波峰峰值小于1％。
具体的，所述前级变换电路包括单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5、MOS管Q2、变压器T2、隔离二极管D16和滤波电容。单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5采用固定导通时间的控制机制，实现高功率因数校正、成本低。通过MOS管Q2控制变压器T2完成APFC调整，对脉动直流做调整，并实现反激隔离输出低压。
如图1所示，为了实现MOS管Q2控制变压器T2完成APFC调整，所述MOS管Q2的栅极通过电阻R20连接单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5的GATE端，MOS管Q2的源极通过电阻R24接地，MOS管Q2的源极连接变压器T2。通过MOS管Q2连接变压器T2和单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5，实现反激隔离输出低压。
在此，输出低压的电压Vout＝(R18/R21+1)*1.2V*Ns/Naux，其中Ns/Naux为变压器T2的原副边线圈匝数比。
为了提高滤波效果，所述滤波电容包括第一滤波电容C22、第二滤波电容C23、第三滤波电容C24、第四滤波电容C27和第五滤波电容C29。
为了保护隔离二极管D16，所述隔离二极管D16并联有RC串联保护单元。
为了将交流变为直流，所述前级变换电路还包括桥式电路，将电压从交流变为直流后采用单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制隔离输出。桥式电路用于电压从交流变为直流，直流输入单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5、MOS管Q2、变压器T2、隔离二极管D16和滤波电容组成的低压隔离输出电路。
如图2所示，为了完成后级变换电路的开关稳压处理，所述后级变换电路采用开关稳压变换器芯片U1。后级变换电路采用开关稳压变换器芯片U1组成的DC/DC开关稳压电路，对输入稳压的低压直流进行二次稳压处理，即高效率同步整流BUCK开关变换，去除峰峰纹波，效率可以做到95％以上，纹波峰峰值小于1％。
本实用新型公开的一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，主要用于220V-380V的高压交流电处理，工作过程如下：
通过桥式电路将电压从交流变为直流后，采用单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制隔离输出稳压的低压直流；稳压的低压直流输入后级变换电路，后级变换电路对输入稳压的低压直流进行二次稳压处理，去除峰峰纹波，效率可以做到95％以上，纹波峰峰值小于1％。
实施例2
本实用新型还公开了一种仪表，包括检测模块，还包括实施例1所述的一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源。
带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源的仪表，在电源供电时，采用两级开关稳压变换技术，前级变换电路为AC/DC桥式电路+低压隔离输出电路，将电压从交流220V变为稳压的低压直流，再经过后级变换电路的开关稳压处理，输出高效率、高精度的直流电源；同时，由于电路结构简单，达到成本更低的效果。
当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。
Claims (8)
1.一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，其特征在于，包括前级变换电路和后级变换电路，所述前级变换电路的输出连接后级变换电路的输入，前级变换电路采用单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制隔离输出，后级变换电路采用BUCK型开关稳压变换器。
2.根据权利要求1所述的一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，其特征在于，所述前级变换电路包括单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5、MOS管Q2、变压器T2、隔离二极管D16和滤波电容。
3.根据权利要求2所述的一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，其特征在于，所述MOS管Q2的栅极通过电阻R20连接单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制芯片U5的GATE端，MOS管Q2的源极通过电阻R24接地，MOS管Q2的源极连接变压器T2。
4.根据权利要求2所述的一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，其特征在于，所述滤波电容包括第一滤波电容C22、第二滤波电容C23、第三滤波电容C24、第四滤波电容C27和第五滤波电容C29。
5.根据权利要求2所述的一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，其特征在于，所述隔离二极管D16并联有RC串联保护单元。
6.根据权利要求1所述的一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，其特征在于，所述前级变换电路还包括桥式电路，将电压从交流变为直流后采用单级反激有源功率因数校正的原边反馈控制隔离输出。
7.根据权利要求1所述的一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源，其特征在于，所述后级变换电路采用开关稳压变换器芯片U1。
8.一种仪表，其特征在于，包括检测模块，还包括权利要求1-7任一项所述的一种带有源功率因数校正高精度开关稳压仪表电源。
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