一种采用高频隔离的安全电源的制作方法

本发明涉及安全用电技术领域，具体为一种采用高频隔离的安全电源。

背景技术：

目前，老旧建筑，随着时间的推移，线路不断老化，极易发生漏电和短路，引发火害。游泳池、地下室等潮湿的地方，线路易发生漏电，引发生命安全。老年人由于反映不够灵活，行走不便，易发生触电事故。文件、档案存放地，人口密集场所，要求用电绝对安全。然而，现在的用电安全是通过空气断电器、漏电开关等装置来实现的。这种方式，是先伤害再保护，不能从根本上解决用电不起火，触碰不伤人(只有漏电了，开关才会动作，只有短路了空气开关才会动作)。

采用变压器隔离方式供电，从电气上阻断变压器输出端对大地的连接，在技术上做到了线路对地短路无火花，触电无电流，从而实现安全用电。然而，传统的工频变压器隔离，存在体积大，重量重，因此，只能在容量比较低的场所使用，不利于推广应用。采用本发明的产品，由于采用了高频隔离技术，电源容量和体积都可以满足人民对安全用电的需要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种采用高频隔离的安全电源，以解决上述背景技术中提到的，随着电线老化，输出端对地易产生漏电和短路，引发火灾，无意触碰火线，易引发伤亡事件，克服传统空气开关、漏电开关等安全用电保护产品，存在先伤害，后保护的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采用高频隔离的安全电源，包括高频变压器、包括ac/dc变换器1、dc/ac变换器2、高频变压器、ac/dc变换器3、dc/ac变换器4及滤波器，其特征在于：所述ac/dc变换器1的输入端(l_in、n_in)连ac220v50hz，输出连dc/ac变换器2的输入，dc/ac变换器2的输出作为高频变压器的输入，高频变压器的输出作为ac/dc变换器3的输入，所述ac/dc变换器3的输出作为dc/ac变换器4的输入,dc/ac变换器4的输出连滤波器，滤波器输出ac220v50hz供用户使用。

优选的，所述高频变压器转换范围为20khz-80khz，所述ac/dc变换器1，整流、滤波电路，所述dc/ac变换器2由h桥电路u1(r5、c1为阻容保护电路)、u2(r6、c2为阻容保护电路)、u3(r11、c4为阻容保护电路)和u4(r12、c5为阻容保护电路)组成，通过光耦驱动，控制信号(q1、q2、q3、q4)为高电平时导通，为低电平时关断。u1与u4，u2与u3互为对管(同时导通，同时关闭)，u1与u4导通时，u2与u3关闭，u1与u4关闭时，u2与u3导通。q1、q2、q3、q4信号是由cpu程序产生的spwm波，spwm载波频率是20khz-80khz。h桥电路输出ac1、ac2接高频变压器的输入端。

优选的，所述ac/dc变换器3由高频整流、滤波电路组成，所述dc/ac变换器3由h桥电路u5(r17、c6为阻容保护电路)、u6(r18、c7为阻容保护电路)、u7(r23、c10为阻容保护电路)和u8(r24、c11为阻容保护电路)组成，通过光耦驱动，控制信号(q5、q6、q7、q8)为高电平时导通，为低电平时关断。u5与u8，u6与u7互为对管(同时导通，同时关闭)，u5、u8导通时，u6、u7关闭，u5、u8关闭时，u6、u7导通。q5、q6、q7、q8信号是由cpu程序产生的spwm波，h桥电路输出ac1、ac2接滤波器。

优选的，所述的一种采用高频隔离的安全电源，其特征在于：所述d1、d2、d5、d6、d9、d10、d13、d14为速流二极管，在电路中，当阴极所接信号由高到低时，迅速拉低igbt栅极电平，关断igbt管，防止h桥形电路短路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该采用高频隔离的安全电源应用至配电装置中，人在接地的情况下，单独接触火线，不会造成伤亡，火线发生金属性接地时，不会产生电流，不会引发火灾，火线触地时，可以照常使用。高频隔离与工频隔离相比，体积和重量大幅减小，便于将隔离技术推广到家庭、重点防火单位、潮湿场所、养老院等地方。

通过将ac220v50hz电源进行变频(20khz-80khz)，再用高频变压器隔离，然后再进行整流、滤波和逆变，再通过滤波后输出50hz的正弦波，从而给用电设备提供了纯净的隔离电源，且与传统的隔离技术相比，可以从单相变成单相或三相，通过程序控制，实现软启动，在技术上，通过高频隔离，切断一次侧和二次侧端的电气回路，阻断二次侧与大地相连，造成二次侧与大地之间无电流回路，从而人接触二次侧任意一条线路或二次侧火线接地都不会产生电流，人在接地的情况下，单独接触火线，不会造成伤亡，火线发生金属性接地时，不会产生电流，不会引发火灾，火线触地时，可以照常使用，更加安全。采用高频隔离，产品的体积和重量明显小于原来的产品，便于该技术的推广应用，克服原技术所做产品重量重，体积大，使用范围受限的弊端。

附图说明

图1为本发明的ac-ac经高频变压器的结构工作原理图；

图2为本发明基于图1的ac-dc变换器1、dc-ac变换器2主回路电路原理图；

图3为本发明基于图2的dc-ac转换器2驱动电路；

图4为本发明基于图1的ac-dc变换器2、dc-ac变换器3主回路原理图。

图5为本发明基于图1的dc-ac转换器3驱动电路。

图6为本发明基于图1的高频变压器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例，仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供的实施例：

一种采用高频隔离的安全电源，包括ac/dc变换器1、dc/ac变换器2、高频变压器、ac/dc变换器3、dc/ac变换器4及滤波器。其特征在于：所述ac/dc变换器1的输入(l_in、n_in)连ac220v50hz，经整流、滤波后，输出连dc/ac变换器2的输入，dc/ac变换器2实现将dc逆变成频率20khz-80khz的正弦波，dc/ac变换器2的输出作为高频变压器的输入，高频变压器的输出连ac/dc变换器3的输入，经高频整流、滤波后，ac/dc变换器3的输出接dc/ac变换器4的输入，dc/ac变换器4可将直流逆变成是频率和幅值均可调整的单相或三相交流电，经滤波后，适应多种用电需求。通过高频隔离，与传统的隔离(传统采用50hz变压器隔离)相比，体积和重量明显缩小。因此，采用本技术研制的安全电源，因体积小可以嵌入到插线板，作为一种普通电用装置，嵌入到配电箱中成为一种家用安全保护装置。

本发明应用在配电系统后，人在接地的情况下，无意接触火线，不会造成伤亡，火线发生金属性接地，不会产生电流，也不会引发火灾，在火线触地时，系统可以照常使用，不会引发停电。本发明应用在电源隔离产品中，产品的体积和重量可以明显减小。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。