專利名稱：一種節(jié)能式開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明屬于電源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低功耗、高效率的開關(guān)電源，特別是一種節(jié)能式開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
:隨著開關(guān)電源在計(jì)算機(jī)、通信、航空航天、儀器儀表和家用電器等方面的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)其需求量日益增長，并且對(duì)電源的效率、體積、重量及可靠性等方面提出了更高的要求，開關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的線性電源。目前，市場上出售的開關(guān)電源中采用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOSFET制成的500kHz電源，雖已實(shí)用化，但其效率低，開關(guān)損耗大，響應(yīng)時(shí)間慢，噪音大，輸出不夠穩(wěn)定等缺點(diǎn)，這樣的開關(guān)電源不僅會(huì)影響周圍電子設(shè)備，還會(huì)大大降低電源本身的可靠性。故發(fā)明這么一種低功耗、高頻率開關(guān)電源，因?yàn)椴捎眠@種方式不需要大幅度提高開關(guān)速度就可以在理論上把開關(guān)損耗降到零，轉(zhuǎn)化效率高，輸出穩(wěn)定準(zhǔn)確，而且噪聲也小，可望成為開關(guān)電源的一種發(fā)展趨勢
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種開關(guān)時(shí)間響應(yīng)快，噪音低，抗干擾能力強(qiáng)，開關(guān)損耗低和輸出穩(wěn)定性高的節(jié)能式開關(guān)電源，用于各種交流用電場合，以提高用電效率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包括整流濾波電路、功率主電路、輔助源電路、高頻開關(guān)電路、AD采樣電路、CPU控制電路、繼電器、Boost變換器和驅(qū)動(dòng)電路；市電220V的電源輸入連接到整流濾波電路中，整流濾波電路的輸出端間并聯(lián)接有5V的直流輔助源電路；整流濾波電路的輸出端上分別串聯(lián)接有繼電器和Boost變換器，并在輸出末端分別與電壓檢測、電流檢測和AD采樣電路電連接，AD采樣電路的輸出端與CPU控制電路電連通，實(shí)現(xiàn)采樣控制，CPU控制電路的輸出端與含有IR2110 (PWM占空比控制)的高頻開關(guān)電路電連接；電流檢測采樣電路與驅(qū)動(dòng)電路電連接；驅(qū)動(dòng)電路分別與Boost變換器、含有IR2110的高頻開關(guān)電路和繼電器電連接；繼電器、Boost變換器和驅(qū)動(dòng)電路電連通構(gòu)成功率主電路；各部件和電路按照電學(xué)原理電連通后構(gòu)成節(jié)能式開關(guān)電源；220V交流電壓經(jīng)降壓、整流、差共模濾波得到穩(wěn)定的直流電壓，直流電壓一方面經(jīng)過輔助源電路得到一個(gè)穩(wěn)定的+5V，一方面經(jīng)功率主電路，運(yùn)用Boost變換器升壓拓?fù)?，在Boost變換器之前加一個(gè)繼電器起關(guān)斷和開啟功效，達(dá)到由于過壓、過流而保護(hù)后面電路的作用，繼電器由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)，繼電器、Boost變換器和驅(qū)動(dòng)電路三者電連通組成功率主電路；在輸出電路中增加電壓檢測電路、電流檢測電路，AD采樣電路采集輸出電路中檢測到的電壓和電流信號(hào)，將采集到的信號(hào)傳遞給CPU控制電路，使輸出電壓、電流達(dá)到穩(wěn)定、可靠的效果，在CPU控制電路將反饋來的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行比較、處理，如果輸出電壓、電流過低，由CPU控制電路根據(jù)AD采樣電路采集到的信息傳遞給高頻開關(guān)電路，高頻開關(guān)電路控制功率主電路動(dòng)作，補(bǔ)償輸出功率，使輸出電路中電壓、電流穩(wěn)定；如果輸出電壓、電流過高，在反饋電路中進(jìn)行分壓、分流，得到穩(wěn)定電壓、電流輸出，高頻開關(guān)電路控制功率主電路開通和關(guān)斷，在正弦波得零點(diǎn)處激發(fā)消耗功率小。本發(fā)明將220V交流電壓經(jīng)降壓、整流、濾波得直流電壓，再經(jīng)Boost電路升壓并濾波得平滑的直流輸出，再經(jīng)采樣輸入AD轉(zhuǎn)換芯片，由單片機(jī)PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓和調(diào)壓然后輸出指令信號(hào)給IR2110并進(jìn)行顯示，IR2110生成PWM信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋控制；當(dāng)輸出電流大于保護(hù)設(shè)定值時(shí)產(chǎn)生過流保護(hù)信號(hào)，過流保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作切斷主電路同時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)信號(hào)，然后延時(shí)再嘗試通電并進(jìn)行過流檢測，若過流則再斷開主電路，直到電路恢復(fù)正常為止。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比相比，其結(jié)構(gòu)簡單，功耗小，效率高，噪音低，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)壓范圍寬，濾除外界電網(wǎng)的高頻脈沖對(duì)電源的干擾，減少開關(guān)電源本身對(duì)外界的電磁干擾。


:圖1為本發(fā)明的電路原理示意圖。圖2為本發(fā)明涉及的整流濾波電路原理示意圖。圖3為本發(fā)明涉及的功率主電路原理示意圖。圖4為本發(fā)明涉及的輔助源電路原理示意圖。圖5為本發(fā)明涉及的聞?lì)l開關(guān)電路原理不意圖。圖6為本發(fā)明涉及的AD采樣電路原理示意圖，其中(a)為電壓檢測AD，(b)為電流檢測AD。
具體實(shí)施方式
:下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。實(shí)施例:本實(shí)施例的主體結(jié)構(gòu)包括整流濾波電路1、功率主電路2、輔助源電路3、高頻開關(guān)電路4、AD采樣電路5、CPU控制電路6、繼電器7、Boost變換器8和驅(qū)動(dòng)電路9 ;市電220V的電源輸入連接到整流濾波電路I中，整流濾波電路I的輸出端間并聯(lián)接有5V的直流輔助源電路3 ;整流濾波電路I的輸出端上分別串聯(lián)接有繼電器7和Boost變換器8，并在輸出末端分別與電壓檢測、電流檢測和AD采樣電路5電連接，AD采樣電路5的輸出端與CPU控制電路6電連通，實(shí)現(xiàn)采樣控制，CPU控制電路6的輸出端與含有IR2110 (PWM占空比控制)的高頻開關(guān)電路4電連接；電流檢測采樣電路5與驅(qū)動(dòng)電路9電連接；驅(qū)動(dòng)電路9分別與Boost變換器8、含有IR2110的高頻開關(guān)電路4和繼電器7電連接；繼電器7、Boost變換器8和驅(qū)動(dòng)電路9電連通構(gòu)成功率主電路2 ;各部件和電路按照電學(xué)原理電連通后構(gòu)成節(jié)能式開關(guān)電源。本實(shí)施例涉及的整流濾波電路I使頻率為50Hz的交流電順利通過高于50Hz的高頻干擾雜波將被濾除，使用共模濾波器，用于功率因數(shù)校正電路的EMI設(shè)計(jì)，運(yùn)行時(shí)頻率是變化的，運(yùn)行事故的最低頻率發(fā)生在正弦波的峰值時(shí)期，磁心完全釋放其能量需要的時(shí)間最長，期望的運(yùn)行頻率是50KHZ，為最小頻率；在50KHZ時(shí)需要24dB的衰減時(shí)使共模濾波的轉(zhuǎn)折率為:
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能式開關(guān)電源，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括整流濾波電路、功率主電路、輔助源電路、高頻開關(guān)電路、AD采樣電路、CPU控制電路、繼電器、Boost變換器和驅(qū)動(dòng)電路；市電220V的電源輸入連接到整流濾波電路中，整流濾波電路的輸出端間并聯(lián)接有5V的直流輔助源電路；整流濾波電路的輸出端上分別串聯(lián)接有繼電器和Boost變換器，并在輸出末端分別與電壓檢測、電流檢測和AD采樣電路電連接，AD采樣電路的輸出端與CPU控制電路電連通，實(shí)現(xiàn)采樣控制，CPU控制電路的輸出端與含有IR2110的高頻開關(guān)電路電連接；電流檢測采樣電路與驅(qū)動(dòng)電路電連接；驅(qū)動(dòng)電路分別與Boost變換器、含有IR2110的高頻開關(guān)電路和繼電器電連接；繼電器、Boost變換器和驅(qū)動(dòng)電路電連通構(gòu)成功率主電路；各部件和電路按照電學(xué)原理電連通后構(gòu)成節(jié)能式開關(guān)電源；220V交流電壓經(jīng)降壓、整流、差共模濾波得到穩(wěn)定的直流電壓，直流電壓一方面經(jīng)過輔助源電路得到一個(gè)穩(wěn)定的+5V，一方面經(jīng)功率主電路，運(yùn)用Boost變換器升壓拓?fù)洌贐oost變換器之前加一個(gè)繼電器起關(guān)斷和開啟功效，達(dá)到由于過壓、過流而保護(hù)后面電路的作用，繼電器由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)，繼電器、Boost變換器和驅(qū)動(dòng)電路三者電連通組成功率主電路；在輸出電路中增加電壓檢測電路、電流檢測電路，AD采樣電路采集輸出電路中檢測到的電壓和電流信號(hào)，將采集到的信號(hào)傳遞給CPU控制電路，使輸出電壓、電流達(dá)到穩(wěn)定、可靠的效果，在CPU控制電路將反饋來的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行比較、處理，如果輸出電壓、電流過低，由CPU控制電路根據(jù)AD采樣電路采集到的信息傳遞給高頻開關(guān)電路，高頻開關(guān)電路控制功率主電路動(dòng)作，補(bǔ)償輸出功率，使輸出電路中電壓、電流穩(wěn)定；如果輸出電壓、電流過高，在反饋電路中進(jìn)行分壓、分流，得到穩(wěn)定電壓、電流輸出，高頻開關(guān)電路控制功率主電路開通和關(guān)斷，在正弦波得零點(diǎn)處激發(fā)消耗功率小。
全文摘要
本發(fā)明屬于電源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種節(jié)能式開關(guān)電源,市電220V的電源輸入連接到整流濾波電路中，整流濾波電路的輸出端間并聯(lián)接有5V的直流輔助源電路；整流濾波電路的輸出端上分別串聯(lián)接有繼電器和Boost變換器，并在輸出末端分別與電壓檢測、電流檢測和AD采樣電路電連接，AD采樣電路的輸出端與CPU控制電路電連通，CPU控制電路的輸出端與含有IR2110的高頻開關(guān)電路電連接；電流檢測采樣電路與驅(qū)動(dòng)電路電連接；驅(qū)動(dòng)電路分別與Boost變換器、含有IR2110的高頻開關(guān)電路和繼電器電連接；繼電器、Boost變換器和驅(qū)動(dòng)電路電連通構(gòu)成功率主電路；其結(jié)構(gòu)簡單，功耗小，效率高，噪音低，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)壓范圍寬。
文檔編號(hào)H02M3/156GK103138606SQ201310087318
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者曲群, 陳維廣 申請(qǐng)人:青島乾程電子科技有限公司