一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，包括主功率變壓器V1，及設(shè)置在主功率變壓器V1電壓輸入端Vin的驅(qū)動電路和啟動電路，所述驅(qū)動電路和啟動電路相并聯(lián)，啟動電路連接PWM控制芯片，PWM控制芯片連接有供電電路；所述驅(qū)動電路連接有關(guān)斷電路。利用主功率變壓器加輔助繞組做單路輔助供電，主功率變壓器V1原邊并聯(lián)有吸收電路的繞組和輔助繞組N1 N2，副邊繞有若干個輔助供電輸出繞組，利用外部反激電路做多路輔助供電。該電路減少了電源系統(tǒng)中的發(fā)熱源，提高穩(wěn)定性；降低了變換器損耗，提高了效率，增大了功率密度。
【專利說明】
一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高壓輔助供電的方案，其滿足初次啟動滯后將啟動電路斷開，減少電路損耗與發(fā)熱，提尚穩(wěn)定性。
【背景技術(shù)】
[0002]直流輸入變換器就是將輸入的直流電壓，經(jīng)過高頻斬波或高頻逆變后，通過整流和濾波環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成所需要幅值的電壓。高壓直流輸入電源做為直流電源的一部分，在太陽能、風(fēng)能、交通體系、火電廠、水利發(fā)電廠等區(qū)域有著非常廣泛的應(yīng)用。
[0003]特別指出:高壓直流指500V直流以上電壓；寬范圍指最高電壓至少兩倍于最低電壓。
[0004]在高壓直流電源方案中，無論主功率電路采用全橋、多管正激或者多電平LLC等任何拓?fù)?，在主電路啟動之前，總是需要一組或數(shù)組小功率輔助電源先啟動，給主功率控制電路、保護(hù)電路、通訊電路、顯示電路等先供電后，主功率電路才啟動工作。因此，一個完善的輔助供電電路設(shè)計在高壓直流輸入電源中尤為重要。
[0005]傳統(tǒng)的實現(xiàn)方法主要有利用主功率變壓器加輔助繞組做單路輔助供電(如圖1)和利用外部反激電路做多路輔助供電(如圖2);
[0006]利用主功率變壓器加輔助繞組做單路輔助供電(如圖1)電路組成有功率電阻Rl，穩(wěn)壓管Zl，旁路電容Cl，PWM控制芯片Ul，從功率變壓引出來的輔助繞組NI，快恢復(fù)二極管D1，濾波電容C2，限流電阻R2組成;其工作原理為:當(dāng)電源系統(tǒng)上電后，首先通過電阻Rl給電容Cl充電，當(dāng)電容Cl的電壓Vc達(dá)到控制芯片Ul的啟動電壓時，Ul啟動輸出PWM波，驅(qū)動主功率開關(guān)管開始工作，輔助繞組NI開始輸出矩形波，經(jīng)過二極管D1、電容C2整流濾波后輸出有效直流電壓供給PWM驅(qū)動芯片Ul和其他保護(hù)、顯示電路等。
[0007]利用外部反激電路做多路輔助供電(如圖2)電路組成有輔助變壓器Tl以及從輔助變壓器引出的自饋繞組NI，功率電阻Rl，穩(wěn)壓管Zl，旁路電容Cl，PWM控制芯片Ul，快恢復(fù)二極管DI，濾波電容C2，限流電阻R2組成以及吸收電路1I，副邊輸出NS 1、NS 1......(根據(jù)需求設(shè)計多路輸出)；其工作原理與利用主功率變壓器加輔助繞組做單路輔助供電電路原理相似，系統(tǒng)上電后，先通過Rl給PWM控制芯片Ul供電，當(dāng)Ul滿足電壓要求開始輸出是，自饋繞組NI開始輸出，經(jīng)整流濾波后輸出穩(wěn)定直流供給各控制電路。
[0008]無論是利用主功率變壓器加輔助繞組做單路輔助供電電路還是利用外部反激電路做多路輔助供電電路，都有一個缺點，電阻Rl做啟動時沒有關(guān)斷，當(dāng)按照最低電壓可以啟動設(shè)計電路時，Rl阻值一般選擇比較小，當(dāng)有高于最低電壓兩倍的高壓輸入時，啟動電流增大到兩倍以上，電阻的發(fā)熱量按照電流平方的關(guān)系增加，當(dāng)電路長時間工作在額定或者高壓工況時，Rl上發(fā)熱很嚴(yán)重，長時間運(yùn)行有可能影響整個電源模塊穩(wěn)定性，即使加上風(fēng)扇冷缺，對效率的影響也非常嚴(yán)重。
[0009]基于此，提出一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0010]本實用新型的目的是提供一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，該電路能夠解決當(dāng)電路長時間工作在額定或者高壓工況時，Rl上發(fā)熱很嚴(yán)重，長時間運(yùn)行有可能影響整個電源模塊穩(wěn)定性，對效率的影響非常嚴(yán)重的問題。
[0011 ]本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0012]—種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，包括主功率變壓器VI，及設(shè)置在主功率變壓器Vl電壓輸入端Vin的驅(qū)動電路和啟動電路，所述驅(qū)動電路和啟動電路相并聯(lián)，啟動電路連接PWM控制芯片，PWM控制芯片連接有供電電路;所述驅(qū)動電路連接有驅(qū)動關(guān)斷電路。
[0013]進(jìn)一步，所述啟動電路包括并聯(lián)在主功率變壓器Vl電壓輸入端Vin的電阻R1、電阻Rl連接開關(guān)管Ql的漏極，開關(guān)管QI的源極接并聯(lián)有電容CI的穩(wěn)壓管ZI，開關(guān)管QI的柵極與驅(qū)動電路相連。
[0014]進(jìn)一步，所述驅(qū)動電路包括并聯(lián)在主功率變壓器Vl電壓輸入端Vin的電阻R3，電阻R3分別連接并聯(lián)有電阻R5和電容C5的穩(wěn)壓管Z2和串聯(lián)有電阻R4的穩(wěn)壓管Z3，串聯(lián)穩(wěn)壓管Z3的電阻R4與開關(guān)管Ql的柵極相連。
[0015]進(jìn)一步，所述驅(qū)動關(guān)斷電路包括連接在穩(wěn)壓管Z3的正端的開關(guān)管Q2，開關(guān)管Q2柵極和漏極連接并聯(lián)的電容C4、電阻R7，并聯(lián)的電容C4、電阻R7連接一串接有電阻R6的穩(wěn)壓管Z4，穩(wěn)壓管Z4正端連接輔助繞組N2，輔助繞組N2輸出端上連接有電容C3和整流管D2。
[0016]進(jìn)一步，所述供電電路包括連接在PffM控制芯片Ul上的電阻R2，電阻R2連接輔助繞組NI，輔助繞組NI輸出端上連接有電容C2和整流管Dl。
[0017]進(jìn)一步，所述輔助繞組NI和輔助繞組N2繞在主功率變壓器Vl上做單路輔助供電。
[0018]進(jìn)一步，主功率變壓器Vl原邊繞組包括并聯(lián)有吸收電路的繞組、輔助繞組NI和輔助繞組N2，主功率變壓器Vl副邊繞有若干個輔助供電輸出繞組。
[0019]進(jìn)一步，所述并聯(lián)有吸收電路的繞組上連接有開關(guān)，開關(guān)與連接在PffM控制芯片Ul上的PffM濾波輸出電阻R6相連。
[0020]本實用新型的有益效果是:
[0021 ] 1、減少電源系統(tǒng)中的發(fā)熱源，提高穩(wěn)定性；
[0022]2、降低變換器損耗，提高效率，增大功率密度。
【附圖說明】
[0023]圖1是傳統(tǒng)利用主功率變壓器加輔助繞組做單路輔助供電電路圖；
[0024]圖2是傳統(tǒng)利用外部反激電路做多路輔助供電電路圖；
[0025]圖3是本實用新型采用的電路圖；
[0026]圖4是利用主功率變壓器加輔助繞組做單路輔助供電的改進(jìn)方案；
[0027]圖5是利用外部反激電路做多路輔助供電的改進(jìn)方案。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0029]本高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路設(shè)計介紹如下:
[0030]本方案如圖3，由功率電阻1?1，限流電阻1?2、1?4、1?6，分壓電阻1?、1?5、1?7，穩(wěn)壓管21、Z2，快恢復(fù)整流管D1、D2，濾波電容Cl、C2、C3、C4、C5，開關(guān)管Ql、Q2，PffM控制芯片Ul以及輔助繞組N1、N2組成。
[0031]在主功率變壓器Vl電壓輸入端Vin設(shè)置有驅(qū)動電路和啟動電路，驅(qū)動電路和啟動電路相并聯(lián)，啟動電路連接PWM控制芯片，PffM控制芯片連接有供電電路;所述驅(qū)動電路連接有驅(qū)動關(guān)斷電路。
[0032]其中，電阻R1、開關(guān)管Q1、穩(wěn)壓管Z1、電容Cl組成啟動電路;包括并聯(lián)在主功率變壓器Vl電壓輸入端Vin的電阻R1、電阻Rl連接開關(guān)管Ql的漏極，開關(guān)管Ql的源極接并聯(lián)有電容Cl的穩(wěn)壓管Zl，開關(guān)管Ql的柵極與驅(qū)動電路相連。
[0033]電阻R3、R4、R5、穩(wěn)壓管Z2、Z3、電容C5組成驅(qū)動電路;包括并聯(lián)在主功率變壓器Vl電壓輸入端Vin的電阻R3，電阻R3分別連接并聯(lián)有電阻R5和電容C5的穩(wěn)壓管Z2和串聯(lián)有電阻R4的穩(wěn)壓管Z3，串聯(lián)穩(wěn)壓管Z3的電阻R4與開關(guān)管Ql的柵極相連。
[0034]輔助繞組N2、整流管D2、穩(wěn)壓管Z4、電容C3、C4、電阻R6、R7、開關(guān)管Q2組成驅(qū)動關(guān)斷電路，包括連接在穩(wěn)壓管Z3的正端的開關(guān)管Q2，開關(guān)管Q2柵極和漏極連接并聯(lián)的電容C4、電阻R7，并聯(lián)的電容C4、電阻R7連接一串接有電阻R6的穩(wěn)壓管Z4，穩(wěn)壓管Z4正端連接輔助繞組N2，輔助繞組N2輸出端上連接有電容C3和整流管D2。
[0035]輔助繞組N1、整流管Dl、電容C2、電阻R2組成供電電路，包括連接在PffM控制芯片Ul上的電阻R2，電阻R2連接輔助繞組NI，輔助繞組NI輸出端上連接有電容C2和整流管Dl。對于傳統(tǒng)兩種方案的改進(jìn)，利用主功率變壓器加輔助繞組做單路輔助供電的改進(jìn)方案如圖4，輔助繞組NI和輔助繞組N2繞在主功率變壓器Vl上做單路輔助供電。
[0036]利用外部反激電路做多路輔助供電的改進(jìn)方案如圖5，主功率變壓器Vl原邊繞組包括并聯(lián)有吸收電路的繞組、輔助繞組NI和輔助繞組N2，主功率變壓器Vl副邊繞有若干個輔助供電輸出繞組。并聯(lián)有吸收電路的繞組上連接有開關(guān)，開關(guān)與連接在PWM控制芯片Ul上的PffM濾波輸出電阻R6相連。
[0037]當(dāng)系統(tǒng)上電后，由電阻R3、R4、R5、穩(wěn)壓管Z2、Z3、電容C5組成驅(qū)動電路先工作，輸入電壓經(jīng)分壓后大于所設(shè)定的穩(wěn)壓電壓VZ3時，開關(guān)管Ql導(dǎo)通，由電阻R1、開關(guān)管Q1、穩(wěn)壓管Zl、電容Cl組成啟動電路開始工作，提供PWM控制芯片啟動電壓，當(dāng)Ul開始工作后，輔助繞組NI輸出相應(yīng)矩形波，經(jīng)整流管D1、電容C2組成的整流濾波電路后輸出穩(wěn)定直流給Ul及其他保護(hù)、顯示電路供電等，另一方面，當(dāng)輔助繞組開始供電后，由輔助繞組N2、整流管D2、穩(wěn)壓管Z4、電容C3、C4、電阻R6、R7、開關(guān)管Q2組成驅(qū)動關(guān)斷電路開始工作，Q2開通，使得C3上電壓降為零，Ql關(guān)斷，PWM控制芯片電源由輔助繞組NI提供，因此，系統(tǒng)斷開了啟動電路，減少了發(fā)熱源，系統(tǒng)更穩(wěn)定；由于Ql的驅(qū)動電流極小(微安級)，R3、R5的功耗可以忽略不計。
[0038]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的【具體實施方式】僅限于此，對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，其特征在于:包括主功率變壓器Vl，及設(shè)置在主功率變壓器Vl電壓輸入端Vin的驅(qū)動電路和啟動電路，所述驅(qū)動電路和啟動電路相并聯(lián)，啟動電路連接PWM控制芯片，PWM控制芯片連接有供電電路;所述驅(qū)動電路連接有關(guān)斷電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，其特征在于:所述啟動電路包括并聯(lián)在主功率變壓器Vl電壓輸入端Vin的電阻Rl、電阻Rl連接開關(guān)管Ql的漏極，開關(guān)管Ql的源極接并聯(lián)有電容Cl的穩(wěn)壓管Zl，開關(guān)管Ql的柵極與驅(qū)動電路相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，其特征在于:所述驅(qū)動電路包括并聯(lián)在主功率變壓器Vl電壓輸入端Vin的電阻R3，電阻R3分別連接并聯(lián)有電阻R5和電容C5的穩(wěn)壓管Z2和串聯(lián)有電阻R4的穩(wěn)壓管Z3，串聯(lián)穩(wěn)壓管Z3的電阻R4與開關(guān)管Ql的柵極相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，其特征在于:所述關(guān)斷電路包括連接在穩(wěn)壓管Z3的正端的開關(guān)管Q2，開關(guān)管Q2柵極和漏極連接并聯(lián)的電容C4、電阻R7，并聯(lián)的電容C4、電阻R7連接一串接有電阻R6的穩(wěn)壓管Z4，穩(wěn)壓管Z4正端連接輔助繞組N2，輔助繞組N2輸出端上連接有電容C3和整流管D2。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，其特征在于:所述供電電路包括連接在PWM控制芯片Ul上的電阻R2，電阻R2連接輔助繞組NI，輔助繞組NI輸出端上連接有電容C2和整流管Dl。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，其特征在于:所述輔助繞組NI和輔助繞組N2繞在主功率變壓器Vl上做單路輔助供電。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，其特征在于:主功率變壓器Vl原邊繞組包括并聯(lián)有吸收電路的繞組、輔助繞組NI和輔助繞組N2，主功率變壓器VI副邊繞有若干個輔助供電輸出繞組。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高壓直流寬范圍輸入電源輔助供電電路，其特征在于:所述并聯(lián)有吸收電路的繞組上連接有開關(guān)，開關(guān)與連接在PWM控制芯片Ul上的PffM濾波輸出電阻R6相連。
【文檔編號】H02M1/36GK205566096SQ201620136237
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月23日
【發(fā)明人】代杰仕, 姜毅
【申請人】西安唯電電氣技術(shù)有限公司