专利名称：双管交替斩波直流稳压电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流屏输出用稳压电源，特别是涉及一种双管交替斩波直流稳压电源。
直流屏是电力系统必备的继电保护和控制、分合闸电源，也是交流仃电时的应急电源，传统直流屏由充电机、蓄电池组、硅堆调压系统及控制柜等组成。其中硅堆调压系统是直流屏的传统调压手段，它虽能完成输出电压的粗略调节，但其响应慢，当发生过载或短路故障时，无法实现快速保护，往往造成硅堆烧毁，同时由于需用多个接触器或开关进行控制，可靠性差，硅堆自耗大，对于蓄能有限的蓄电池来讲，其缺点尤为突出。当IGBT(绝缘栅双极晶体管)问世以来，产生了新一代直流屏稳压装置，即IGBT单管斩波稳压器，该种稳压器一般采用集成PWM电路和驱动电路去控制IGBT进行斩波，再经续流滤波网络后输出直流电供给负载，克服了过去稳压电源的缺点，但不足的是，当输入电压接近输出电压时，斩波脉冲的占空比接近100％，这时IGBT将因受到很大的电流冲击力而疲劳，导致性能劣化，可靠性下降，特别是当增大输出功率时，影响更为严重，甚致导致失效，使扩容较为困难。另外对IGBT的单脉冲过流保护也欠佳，常因瞬间干挠而造成关机，给使用带来不便。
本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供采用两支绝缘栅双极晶体管交替斩波，可靠性高，保护功能齐全，能自起仃，使用方便的的双管交替斩波直流稳压电源。
本实用新型双管交替斩波直流稳压电源是这样实现的，它由自动起仃电路、低压电源电路、吸收网络电路、过流保护电路、交替斩波电路、续流网络电路、其它故障保护电路、滤波网络电路和输出采样电路构成，其连接关系为，自动起仃电路输入接Va，其输出接低压电源电路输入，V1分别接低压电源电路和交替斩波电路输入，吸收网络电路、过流保护电路、其它故障保护电路及输出采样电路输出接交替新波电路输入，IGBT双管交替斩波电路输出分别接过流保护电路、续流网络电路及滤波网络电路输入，滤波网络电路输出分别接输出采样电路输入和直流输出V0。其中，自动起仃电路由交流继电器KA、电阻R1和开关SA构成；低压电源电路由低压电源A3构成；吸收网络电路由电容C1构成；过流保护电路由光电耦合器N1和N3、计数器N2、驱动器N4和N6、脉冲调宽器N5、整形器A1、上电复位电路A2、或门A4和A6、触发器A5、电阻R2、R3、R5、R6及电容C2构成；IGBT双管交替斩波电路由脉冲调宽器N5、驱动器N4和N6及绝缘栅双极晶体管VT1和VT2及电阻R4-7构成；续流网络电路由尖峰抑制器L1和二极管VD1构成；其它故障保护电路由故障保护器A7构成；滤波网络电路由滤波器A8构成；输出采样电路由输出采样器A9构成。
本实用新型双管交替斩波直流稳压电源的优点在于输出功率大(220V,20～50A)，响应快，稳压精度高，自耗小，效率高(95％)，噪声小，抗干扰能力强，对外电磁干扰小，保护功能齐全，可靠性高，自动起仃，使用方便，适用于直流屏输出稳压。
以下结合附图详细说明本实用新型实施例。
图1本实用新型电路框图图2本实用新型电路连接图本实用新型双管交替斩波直流稳压电源它由自动起仃电路、低压电源电路、吸收网络电路、过流保护电路、IGBT双管交替斩波电路、续流网络电路、其它故障保护电路、滤波网络电路和输出采样电路构成，其连接关系为，自动起仃电路输入接交流输出Va，其输出接低压电源电路输入，蓄电池输出V1分别接低压电源电路和IGBT双管交替斩波电路输入，吸收网络电路、过流保护电路、其它故障保护电路及输出采样电路输出接IGBT双管交替斩波电路输入，IGBT双管交替斩波电路输出分别接过流保护电路、续流网络电路及滤波网络电路输入，滤波网络电路输出分别接输出采样电路输入和直流输出V0。其中，自动起仃电路由交流继电器KA、电阻R1和开关SA构成；低压电源电路由低压电源A3构成；吸收网络电路由电容C1构成；过流保护电路由光电耦合器N1(TLP521)和N3(TLP521)、计数器N2(CD4017)、驱动器N4(EXB840)和N6(、EXB840)脉冲调宽器N5(SG3525)、整形器A1、上电复位电路A2、或门A4和A6、触发器A5、电阻R2、R3、R5、R6及电容C2构成；IGBT双管交替斩波电路由脉冲调宽器N5、绝缘栅双极晶体管VT1(CT60AM-20)和VT2(CT60AM-20)及电阻R4-7构成；续流网络电路由尖峰抑制器L1和二极管VD1构成；其它故障保护电路由故障保护器A7构成；滤波网络电路由滤波器A8构成；输出采样电路由输出采样器A9构成。
本实用新型双管交替斩波直流稳压电源的电路连接关系为自动起仃电路中KA一端接地，另一端串联R1后接SA动片，SA定片接Va,KA的常闭触点定片按直流输入V1，动片按至低压电源电路输入端；吸收网络电路中的电容C1跨接于VT1、VT2集电极和地线之间；过流保护电路中A2的输出接A5的R端，另一路接至A4的一个输入端，C2一端接至N5的一个输出端14脚，另一端接至R2一端，R2另一端接地，R2和C2的串联接点接至A4的另一输入端，A4的输出端接N2的复位端15脚，N4的输出端5脚接至N3的输入端2脚，N6的输出端5脚接N1输入端2脚，N1和N3输出端3脚并联后串联R3接地，N1的输出端3脚同时接A6一个输入端和A1输入端，A1输出端接N2的允许端13脚，N2计数”2”输出端脚4接A5的S端，A5的输出端接A6的另一输入端，A6的输出端接N5控制端10脚；IGBT双管交替斩波电路中VT1和VT2集电极并联后接Va发射极也并联，N5的输出端11脚和N6的输入端15脚跨接R6,N5的另一输出端14脚和N4的输入端15脚跨接R5,N4的输出端3脚和VT1栅极间跨接R4,N6的输出端3脚和VT2栅极间跨接R7；续流网络电路中L1一端接VT1、VT2发射极，另一端接VD1负极，VD1正极接地。
本实用新型双管交替斩波直流稳压电源的工作原理是视交流电有无，自动起仃电路控制低压电源A3工作与否。当交流上电时，KA吸合，其常闭触头断开，A3不工作，无输出电压。当交流失电时，KA释放，常闭触头闭合，A3工作，能输出电压。改变R1阻值，便可改变KA的灵敏度。当A3工作后，由N5、N4、N6、VT1、VT2构成的交替斩波电路工作，由VT1、VT2发射极输出的斩波脉冲，经由L1和VD1构成的续流网络电路和A8后，输出直流电压V0。输出电压经A9反馈到N5的脚1，实现负反馈，调宽斩波脉冲，从而使输出电压稳定。由于是双管交替斩波，VT1和VT2的脉冲占空比均小于50％，故能大大减小IGBT管承受的电流冲击应力，既能提高可靠性，又易增大输出能力。由于采用L1，可极大地减小VD1的反向恢复电流，减小IGBT的开关损耗，同时显著减小对外电磁干扰；当A3开始工作时，A2输出复位脉冲，一路送至A5的R端，使A5复位，另一路则经A4送至N2的15脚，使N2复位，同时，N5的14脚输出的脉冲经C2、R2微分后，经A4送至N2的15脚，作为复位信号。当VT1、VT2出现持续期大于3.5μS的过流时，N4(或N6)的5脚驱动N3(或N1)，在电阻R3上获得过流电压信号，此信号经A6送至N5的10脚，使N5输出截止，从而使VT1、VT2随之截止，完成单脉冲过流保护，另一路经A1加至N2的13脚进行计数。只要不出现VT1,VT2依次连续过流，N2的4脚便不会有高电位输出。若VT1、VT2依次连续过流或VT2依次两次过流，N2的4脚便会输出高电位使A5翻转而输出高电位，再经A6加到N5的10脚，从而使N5永久性截止。
权利要求1.一种双管交替斩波直流稳压电源，包括过流保护电路、IGBT双管交替斩波电路、续流网络电路、滤波网络电路和输出采样电路，其特征在于还包括有自动起仃电路、低压电源电路、吸收网络电路和其它故障保护电路，其连接关系为，自动起仃电路输入接交流输出Va，其输出按低压电源电路输入，蓄电池输出V1分别接低压电源电路和IGBT双管交替斩波电路输入，吸收网络电路、过流保护电路、其它故障保护电路及输出采样电路输出接IGBT双管交替斩波电路输入，IGBT双管交替斩波电路输出分别接过流保护电路、流续网络电路及滤波网络电路输入，滤波网络电路输出分别接输出采样电路输入和直流输出V0。
2.如权利要求1所述的双管交替斩波直流稳压电源，其持征在于自动起仃电路由交流继电器KA、电阻R1和开关SA构成；低压电源电路由低压电源A3构成；吸收网络电路由电容C1构成；过流保护电路由光电耦合器N1和N3、计数器N2、驱动器N4和N6、脉冲调宽器N5、整形器A1、上电复位电路A2、或门A4和A6、触发器A5、电阻R2、R3、R5、R6及电容C2构成；交替斩波电路由脉冲调宽器N5、驱动器N4、N6及绝缘栅双极晶体管VT1和VT2及电阻R4-7构成；续流网络电路由尖蜂抑制器L1和二极管VD1构成；其它故障保护电路由故障保护器A7构成；滤波网络电路由滤波器A8构成；输出采样电路由输出采样器A9构成，其连接关系为自动起仃电路中KA一端接地，另一端串联R1后接SA动片，SA定片接Va,KA的常闭触点定片接V1，动片接至低压电源电路输入端；吸收网络电路中的电容C1跨接于VT1、VT2集电极和地线之间；过流保护电路中A2的输出接A5的R端，另一路接至A4的一个输入端，C2一端接至N5的一个输出端，另一端接至R2一端，R2另一端接地，R2和C2的串联接点接至A4的另一输入端，A4的输出端接N2的复位端，N4的输出端接至N3的输入端，N6输出端接至N1输入端，N1和N3输出端并联后串联R3接地，N1的输出端同时接A6一个输入端和A1输入端，A1输出端接N2的允许端，N2计数“2”输出端接A5的S端，A5的输出端接A6的另一输入端，A6的输出端接N5控制端；IGBT双管交替斩波电路中VT1和VT2集电极并联后接Va，发射极也并联，N5的输出端和N6的输入端跨接R6,N5的另一输出端和N4的输入端跨接R5,N4的输出端和VT1栅极间跨接R4,N6的输出端和VT2栅极间跨接R7；续流网络电路中L1一端接VT1、VT2发射极，另一端接VD1负极，VD1正极接地。
专利摘要本实用新型提供一种由自动起停电路、低压电源电路、吸收网络电路、过流保护电路、交替斩波电路、续流网络电路、其它故障保护电路、滤波网络电路和输出采样电路构成。可提供大功率输出,抗干扰能力强,对外干扰小,反应快,自耗小,故障保护功能齐全,具有自起停功能,使用安全可靠,适用于直流屏的稳压电源。
文档编号G05F1/46GK2328044SQ97205468
公开日1999年7月7日 申请日期1997年11月24日 优先权日1997年11月24日
发明者龙先林 申请人:龙先林