一种基于计算机通信技术设计的供电系统的制作方法

文档序号:14178533阅读:173来源:国知局

本发明涉及计算机通信技术、电源技术、pwm技术等领域,具体的说,是一种基于计算机通信技术设计的供电系统。



背景技术:

计算机通信是一种以数据通信形式出现,在计算机与计算机之间或计算机与终端设备之间进行信息传递的方式。它是现代计算机技术与通信技术相融合的产物,在军队指挥自动化系统、武器控制系统、信息处理系统、决策分析系统、情报检索系统以及办公自动化系统等领域得到了广泛应用。

计算机通信按照传输连接方式的不同,可分为直接式和间接式两种。直接式是指将两部计算机直接相联进行通信,可以是点对点,也可以是多点通播。间接式是指通信双方必须通过交换网络进行传输。

按照通信复盖地域的广度,计算机通信通常分为局域式、城域式和广域式三类。

局域式是指在一局部的地域范围内(例如一个机关、学校、军营等)建立计算机通信。局域计算机通信复盖地区的直径在数公里以内。

城域式是指在一个城市范围内所建立的计算机通信。城域计算机通信复盖地区的直径在十公里到数十公里。

广域式是指在一个广泛的地域范围内所建立的计算机通信。通信范围可以超越城市和国家,以至于全球。广域计算机通信复盖地区的直径一般在数十公里到数干公里乃至上万公里。

在通常情况下,计算机通信都是由多台计算机通过通信线路连接成计算机通信网进行的,这样可共享网络资源,充分发挥计算机系统的效能。

电源是向电子设备提供功率的装置,也称电源供应器,它提供计算机中所有部件所需要的电能。电源功率的大小,电流和电压是否稳定,将直接影响计算机的工作性能和使用寿命。

开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(pwm)控制ic和mosfet构成。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、led照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,led灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,led灯袋,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。

脉冲宽度调制(pwm)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

脉冲宽度调制是一种模拟控制方式,其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或mos管栅极的偏置,来实现晶体管或mos管导通时间的改变,从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

pwm控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振波开关技术将会成为pwm控制技术发展的主要方向之一。其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或mos管栅极的偏置,来实现晶体管或mos管导通时间的改变,从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

随着电子技术的发展,出现了多种pwm技术,其中包括:相电压控制pwm、脉宽pwm法、随机pwm、spwm法、线电压控制pwm等,而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽pwm法,它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为pwm波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整pwm的周期、pwm的占空比而达到控制充电电流的目的。

脉宽调制(pwm)基本原理:控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲,使各脉冲的等值电压为正弦波形,所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,即可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种基于计算机通信技术设计的供电系统,通过整流电路将交流电转变成直流电,而后利用两级共模抑制干扰电路和一级差模抑制干扰电路对输入电源的噪声和杂波信号进行预制,防止对供电系统干扰,同时亦避免供电系统本身产生的高频杂波对交流电网产生干扰;而后利用抗浪涌电路对供电过程中可能产生的浪涌电压进行抑制或靠抗浪涌电路本身断开,从而达到保护后级电路的目的,使得被供电电路能够安全稳定的运行,整个电路具有设计科学合理,经济适用等特点。

本发明通过下述技术方案实现:一种基于计算机通信技术设计的供电系统,设置有整流电路、第一共模抑制干扰电路、差模抑制干扰电路、第二共模抑制干扰电路及抗浪涌电路,所述整流电路的输出端连接第一共模抑制干扰电路的输入端,第一共模抑制干扰电路的输出端连接差模抑制干扰电路的输入端,差模抑制干扰电路的输出端连接第二共模抑制干扰电路的输入端,第二共模抑制干扰电路的输出端连接抗浪涌电路的输入端,所述抗浪涌电路的输出端作为所述供电系统的输出端。

进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:在所述抗浪涌电路内设置有第一电阻串联电路、第一rc串联电路、第一rc并联电路、第一稳压电路、三极管q1及场效应管q2,所述第一电阻串联电路、第一rc串联电路皆并联在第二共模抑制干扰电路的输出端上,第一rc串联电路内电阻与电容的共接端连接三极管q1的集电极,三极管q1的发射极与第二共模抑制干扰电路的其中一个输出端相连接,在三极管q1的集电极和发射极之间还连接有稳压管z1,在三极管q1的发射结上并联有电阻r4,三极管q1的基极通过第一稳压电路连接场效应管q2的s极,三极管q1的集电极连接场效应管q2的栅极,第一rc并联电路连接在场效应管q2的s极与d极之间。

进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述第一电阻串联电路,包括两个相互串联的电阻(包括相互串联的电阻r1、电阻r3,优选的,电阻r1的非共接端与电感l4a的输出端相连接,电阻r3的非共接端与电感l4b的输出端相连接),且两个电阻的共接端连接三极管q1的集电极;所述第一rc串联电路包括相互串联的一个电阻及一个电容(包括相互串联的电容c6和电阻r2,优选的,电容c6的非共接端连接三极管q1的发射极,电阻r2的非共接端与电感l4a的输出端相连接),且电阻和电容的共接端连接在三极管q1的集电极上;所述第一rc并联电路包括相互并联的一个热敏电阻(热敏电阻rt2)和一个电容(电容c7);所述第一稳压电路包括相互串联的一个电阻和一个稳压管,且三极管q1流出的信号是从该稳压管的正极流经稳压管到场效应管q2的d极(优选的第一稳压电路包括相互串联的电阻r5和稳压管z2,且电阻r5的非共接端连接场效应管q2的d极,稳压管z2的正极连接三极管q1的集电极)。

进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述稳压管z1的负极连接三极管q1的集电极,在第二共模抑制干扰电路的其中一个输出端(电感l4a的输出端)与场效应管q2的d极之间还并联有电容c8。

进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述电感c8采用电解电容,且电容c8的负极连接场效应管q2的d极。

进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述第二共模抑制干扰电路内设置有差模电感l4、电容c5及压敏电阻mov1,所述压敏电阻mov1与电容c5相互并联,相互并联的电容c5及压敏电阻mov1作为第二共模抑制干扰电路的输入端与差模抑制干扰电路的输出端相连接,共模电感l4包括电感l4a和电感l4b,相互并联的电容c5及压敏电阻mov1分别连接在电感l4a和电感l4b的输入端上,电感l4a和电感l4b的输出端连接在抗浪涌电路的输入端上。(优选的,电感l4a的输出端与电阻r1的非共接端相连接,电感l4b的输出端与三极管q1的发射极相连接)

进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述差模抑制干扰电路内设置有差模电感l2、差模电感l3、保险管f1及电容c2,电容c2作为差模抑制干扰电路的输入端连接在第一共模抑制干扰电路的输出端上,差模电感l2和差模电感l3的输入端分别与电容c2的两端相连接,保险管f1连接在差模电感l2或差模电感l3的输出端上,保险管f1的另一端和未接保险管f1的差模电感的输出端共同构成差模抑制干扰电路的输出端。(优选的,差模电感l2的输出端连接保险管f1,保险管f1的另一端与电感l4a的输入端相连接,差模电感l3的输出端连接电感l4b的输入端)

进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述第一共模抑制干扰电路内设置有电容c1及输入端并联在电容c1上的共模电感l1,共模电感l1包括电感l1a和电感l1b,且电感l1a和电感l1b的输出端连接在差模抑制干扰电路的输入端上。(优选的电感l1a的输出端连接电感l2的输入端,电感l1b的输出端连接电感l3的输入端)

进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述电感l1a和电感l1b的输出端皆分别通过一个安规电容接地。(优选的,所述电感l1a的输出端通过安规电容c3接地,电感l1b的输出端通过安规电容c4接地)

进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述整流电路包括由整流二极管d1、整流二极管d2、整流二极管d3、整流二极管d4所构成的全桥整流桥,且全桥整流桥的输入端连接交流电,全桥整流桥的输出端连接第一共模抑制干扰电路的输入端。优选的,全桥整流桥输出端的整流二极管共负极端与电感l1a的输入端相连接,全桥整流桥输出端的整流二极管共正极端与电感l1b的输入端相连接且接地;进一步的,整流二极管d1的正极连接整流二极管d2的正极,整流二极管d2的负极连接整流二极管d4的正极且连接零线(n),整流二极管d1的负极连接整流二极管d3的正极且连接火线(l),整流二极管d3的负极连接整流二极管d4的负极且连接电感l1a的输入端。

本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:

本发明通过整流电路将交流电转变成直流电,而后利用两级共模抑制干扰电路和一级差模抑制干扰电路对输入电源的噪声和杂波信号进行预制,防止对供电系统干扰,同时亦避免供电系统本身产生的高频杂波对交流电网产生干扰;而后利用抗浪涌电路对供电过程中可能产生的浪涌电压进行抑制或靠抗浪涌电路本身断开,从而达到保护后级电路的目的,使得被供电电路能够安全稳定的运行,整个电路具有设计科学合理,经济适用等特点。

本发明设置的安规电容能够起到电源滤波作用,分别对共模,差模干扰起滤波作用,同时其在外部电源断开之后,其内存储的电荷将快速放掉,不会导致人手触摸时被电击;具有当电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全的特性。

附图说明

图1为本发明原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。

实施例1:

一种基于计算机通信技术设计的供电系统,通过整流电路将交流电转变成直流电,而后利用两级共模抑制干扰电路和一级差模抑制干扰电路对输入电源的噪声和杂波信号进行预制,防止对供电系统干扰,同时亦避免供电系统本身产生的高频杂波对交流电网产生干扰;而后利用抗浪涌电路对供电过程中可能产生的浪涌电压进行抑制或靠抗浪涌电路本身断开,从而达到保护后级电路的目的,使得被供电电路能够安全稳定的运行,整个电路具有设计科学合理,经济适用等特点,如图1所示,特别采用下述设置结构:设置有整流电路、第一共模抑制干扰电路、差模抑制干扰电路、第二共模抑制干扰电路及抗浪涌电路,所述整流电路的输出端连接第一共模抑制干扰电路的输入端,第一共模抑制干扰电路的输出端连接差模抑制干扰电路的输入端,差模抑制干扰电路的输出端连接第二共模抑制干扰电路的输入端,第二共模抑制干扰电路的输出端连接抗浪涌电路的输入端,所述抗浪涌电路的输出端作为所述供电系统的输出端。

实施例2:

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:在所述抗浪涌电路内设置有第一电阻串联电路、第一rc串联电路、第一rc并联电路、第一稳压电路、三极管q1及场效应管q2,所述第一电阻串联电路、第一rc串联电路皆并联在第二共模抑制干扰电路的输出端上,第一rc串联电路内电阻与电容的共接端连接三极管q1的集电极,三极管q1的发射极与第二共模抑制干扰电路的其中一个输出端相连接,在三极管q1的集电极和发射极之间还连接有稳压管z1,在三极管q1的发射结上并联有电阻r4,三极管q1的基极通过第一稳压电路连接场效应管q2的s极,三极管q1的集电极连接场效应管q2的栅极,第一rc并联电路连接在场效应管q2的s极与d极之间。

实施例3:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述第一电阻串联电路,包括两个相互串联的电阻(包括相互串联的电阻r1、电阻r3,优选的,电阻r1的非共接端与电感l4a的输出端相连接,电阻r3的非共接端与电感l4b的输出端相连接),且两个电阻的共接端连接三极管q1的集电极;所述第一rc串联电路包括相互串联的一个电阻及一个电容(包括相互串联的电容c6和电阻r2,优选的,电容c6的非共接端连接三极管q1的发射极,电阻r2的非共接端与电感l4a的输出端相连接),且电阻和电容的共接端连接在三极管q1的集电极上;所述第一rc并联电路包括相互并联的一个热敏电阻(热敏电阻rt2)和一个电容(电容c7);所述第一稳压电路包括相互串联的一个电阻和一个稳压管,且三极管q1流出的信号是从该稳压管的正极流经稳压管到场效应管q2的d极(优选的第一稳压电路包括相互串联的电阻r5和稳压管z2,且电阻r5的非共接端连接场效应管q2的d极,稳压管z2的正极连接三极管q1的集电极)。

实施例4:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述稳压管z1的负极连接三极管q1的集电极,在第二共模抑制干扰电路的其中一个输出端(电感l4a的输出端)与场效应管q2的d极之间还并联有电容c8。

实施例5:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述电感c8采用电解电容,且电容c8的负极连接场效应管q2的d极。

实施例6:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述第二共模抑制干扰电路内设置有差模电感l4、电容c5及压敏电阻mov1,所述压敏电阻mov1与电容c5相互并联,相互并联的电容c5及压敏电阻mov1作为第二共模抑制干扰电路的输入端与差模抑制干扰电路的输出端相连接,共模电感l4包括电感l4a和电感l4b,相互并联的电容c5及压敏电阻mov1分别连接在电感l4a和电感l4b的输入端上,电感l4a和电感l4b的输出端连接在抗浪涌电路的输入端上;优选的,电感l4a的输出端与电阻r1的非共接端相连接,电感l4b的输出端与三极管q1的发射极相连接。

实施例7:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述差模抑制干扰电路内设置有差模电感l2、差模电感l3、保险管f1及电容c2,电容c2作为差模抑制干扰电路的输入端连接在第一共模抑制干扰电路的输出端上,差模电感l2和差模电感l3的输入端分别与电容c2的两端相连接,保险管f1连接在差模电感l2或差模电感l3的输出端上,保险管f1的另一端和未接保险管f1的差模电感的输出端共同构成差模抑制干扰电路的输出端;优选的,差模电感l2的输出端连接保险管f1,保险管f1的另一端与电感l4a的输入端相连接,差模电感l3的输出端连接电感l4b的输入端。

实施例8:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述第一共模抑制干扰电路内设置有电容c1及输入端并联在电容c1上的共模电感l1,共模电感l1包括电感l1a和电感l1b,且电感l1a和电感l1b的输出端连接在差模抑制干扰电路的输入端上;优选的电感l1a的输出端连接电感l2的输入端,电感l1b的输出端连接电感l3的输入端。

实施例9:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述电感l1a和电感l1b的输出端皆分别通过一个安规电容接地;优选的,所述电感l1a的输出端通过安规电容c3接地,电感l1b的输出端通过安规电容c4接地。

实施例10:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:所述整流电路包括由整流二极管d1、整流二极管d2、整流二极管d3、整流二极管d4所构成的全桥整流桥,且全桥整流桥的输入端连接交流电,全桥整流桥的输出端连接第一共模抑制干扰电路的输入端。优选的,全桥整流桥输出端的整流二极管共负极端与电感l1a的输入端相连接,全桥整流桥输出端的整流二极管共正极端与电感l1b的输入端相连接且接地;进一步的,整流二极管d1的正极连接整流二极管d2的正极,整流二极管d2的负极连接整流二极管d4的正极且连接零线(n),整流二极管d1的负极连接整流二极管d3的正极且连接火线(l),整流二极管d3的负极连接整流二极管d4的负极且连接电感l1a的输入端。

在设计使用时,交流电通过整流电路进行整流,而后利用两级共模抑制干扰电路和一级差模抑制干扰电路进行电磁噪声和杂波信号的抑制,在具体使用时,电容c1、共模电感l1、电容c2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。电容c3、电容c4为安规电容,电感l2、电感l3为差模电感。

经过共模和差模抑制处理后,电源将被输送至抗浪涌电路内进一步的进行抗浪涌保护,使用时,在起机的瞬间,由于电容c6的存在场效应管q2不导通,电流经热敏电阻rt2构成回路。当电容c6上的电压充至稳压管z1的稳压值时场效应管q2导通。如果存在电容c8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在热敏电阻rt2上产生的压降增大,三极管q1导通使场效应管q2没有栅极电压从而不导通,热敏电阻rt2将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。

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