一种采用初级隔离感应过流保护的双路开关电源及其电路的制作方法

1.本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及一种采用初级隔离感应过流保护的双路开关电源及其电路。


背景技术：

2.开关电源作为工业产品的能源提供设备。在各种工业能源领域得到广泛的应用。将交流电转换为直流电供给负载设备使用，在工业控制领域很多设备都需要输出的直流供电设备。100w到150w功率的直流供电设备最多。工业控制领域需要多路电压输出的直流供电设备。光雕刻系统，激光打印等很多系统都需要这样的电源设备。开关电源具有体积小，效率高。输出电压稳定等特点。很好适应了工业设备负载不断升级的要求。
3.现有的开关电源开关管耐压不会太高，正常情况下，不会出现因开关管被击穿而导致电源失效的情况，但当输出电压由于异常而过高时，就会存在由于开关管承受过高电压而出现损坏，用电安全性得不到保障。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种采用初级隔离感应过流保护的双路开关电源，具体技术方案如下：
5.一种采用初级隔离感应过流保护的双路开关电源电路，所述电源电路包括： pwm控制电路、半桥拓扑变换电路、过流保护电路、输出过电压锁定保护电路；
6.所述pwm控制电路由tl494及其外围电路构成，用于产生输出pwm信号控制半桥拓扑变换电路工作；
7.所述半桥拓扑变换电路由包括开关功率三极管与电解电容组成的桥，用于接收pwm控制电路信号；
8.所述过流保护电路外接于半桥拓扑变换电路，用于降低输出电压，对电路进行过载保护；
9.所述输出过电压锁定保护电路外接于pwm控制电路，对电路进行过压保护。
10.作为上述技术方案的改进，所述半桥拓扑变换电路包括：开关功率三极管 q1、开关功率三极管q2、输入电解电容c5、输入电解电容c6、开关变压器t1、二极管d5、二极管d6；所述开关功率三极管q1的集电极连接输入电解电容 c5的正极，开关变压器t1的一端连接偏磁电容c7到输入串联电解电容c5与输入串联电解电容c6的中间脚；开关功率三极管q1的发射极和开关功率三极管q2的集电极相连后通过驱动变压器t2的n3绕组连接到开关变压器t1的另一端；开关功率三极管q2的发射极连到输入电解电容c6的负极，二极管d5、 d6分别并接到q1、q2的集电极和发射极之间；开关功率三极管q1的基极通过电阻r7，电阻r7a、电阻r6与二极管d7串联，二极管d7的正极连接电解电容c10的正极，电解电容c10的负极和电阻r6的另一端相连，二极管d7的正极连接驱动变压器t2的n1绕组，开关功率三极管q2的基极通过电阻r11、 r11a电阻、r10与二极管d8串联；二极管d8的正极连接电解电容c11的正
极，电容c11的负极和电阻r10的另一端相连，二极管d8的正极连接驱动变压器t2的n2绕组。
11.作为上述技术方案的改进，所述过流保护电路包括：互感器t3、电阻r42 与电阻r41；所述互感器t3为隔离感应的信号取样器件，初次间匝数比为1： 50；互感器t3的初级串接在开关变压器t1的初级变换绕组上，互感器t3的次级一端和整流二极管d17的负极相连，二极管d18的正极和整流二极管d17的负极相连，互感器t3的次级另一端和整流二极管d19的正极相连，二极管d20 的负极和整流二极管d19的正极相连，二极管d18和整流二极管d19的负极相连；与电解电容c31的正极、整流二极管d17和二极管d20的正极相连；电解电容c31的负极接地，互感器t3的两端并联电阻r39与电容c32，电阻r42 与电阻r41的公共端连接到tl494的16脚误差放大器i的同相输入端。
12.作为上述技术方案的改进，所述输出过电压锁定保护电路包括：稳压管 dz1、电阻r46、可控硅scr、电解电容c35；所述稳压管dz1的负极接电路输出的正极，所述稳压管dz1串联电阻r46与可控硅scr的栅极连接；可控硅 scr的阴极接地，栅极和阴极之间并接电阻r44和电容c38，可控硅scr的阳极通过串联电阻r45分别和二极管d24与二极管d23的负极相连，电解电容 c35正极接在二极管d24的负极，电解电容c35的负极接地；二极管d24的正极接tl494的十二脚vcc，二极管d23的正极连接在驱动变压器中心抽头端。
13.为解决上述技术问题，本实用新型还提出一种采用初级隔离感应过流保护的双路开关电源，包括上述任一种采用初级隔离感应过流保护的双路开关电源电路。
14.本实用新型与现有技术相比较，其技术效果如下：
15.本实用新型所述一种采用初级隔离感应过流保护的双路开关电源，通过过流保护电路，初级感应的信号被放大后传输到次级的pwm脉宽控制芯片tl494 中的比较器后，tl494芯片产生保护信号，电源的脉宽马上收窄，降低了输出电压，起到过载保护的作用；
16.本实用新型所述一种采用初级隔离感应过流保护的双路开关电源，通过输出过电压锁定保护电路，当输出电压升高时，达到过压的阈值，稳压管dz1导通产生电流，使得可控硅scr导通通过电阻和二极管d23，二极管d24将tl494 十二脚vcc和驱动变压器中心抽头端的电压拉到地，并维持状态不变，驱动端和vcc端电压都为零电位时，tl494不再工作，并且被锁定，输出关断，从而起到过压保护的作用。
附图说明
17.图1为本实用新型所述一种采用初级隔离感应过流保护的双路开关电源电路结构示意图；
18.图2为本实用新型所述半桥拓扑变换电路结构示意图；
19.图3为本实用新型所述过流保护电路结构示意图；
20.图4为本实用新型所述输出过电压锁定保护电路结构示意图；
21.图5为本实用新型所述tl494控制芯片内部结构图。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
24.实施例
25.如图1所示，本实用新型所述一种采用初级隔离感应过流保护的双路开关电源电路，所述电源电路包括：pwm控制电路、半桥拓扑变换电路、过流保护电路、输出过电压锁定保护电路；所述pwm控制电路由tl494及其外围电路构成，用于产生输出pwm信号控制半桥拓扑变换电路工作；所述半桥拓扑变换电路由包括开关功率三极管与电解电容组成的桥，用于接收pwm控制电路信号；所述过流保护电路外接于半桥拓扑变换电路，用于降低输出电压，对电路进行过载保护；所述输出过电压锁定保护电路外接于pwm控制电路，对电路进行过压保护。
26.如图1、图5所示，tl494芯片的作用与功能是一种脉宽调制电路，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。所述tl494芯片及其外围电路是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节，输出脉冲的宽度是通过电容ct 上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。开关功率输出管 q1和q2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。当比较器ct放电，一个正脉冲出现在死区比较器的输出端，受脉冲约束的双稳触发器进行计时，同时停止输出管q1和q2的工作。若输出控制端连接到参考电压源，那么调制脉冲交替输出至两个输出晶体管，输出频率等于脉冲振荡器的一半。如果工作于单端状态，且最大占空比小于50％时，输出驱动信号分别从晶体管q1或q2取得。输出变压器一个反馈绕组及二极管提供反馈电压。在单端工作模式下，当需要更高的驱动电流输出，亦可将q1 和q2并联使用，这时，需将输出模式控制脚接地以关闭双稳触发器。
27.如图2所示，所述半桥拓扑变换电路包括：开关功率三极管q1、开关功率三极管q2、输入电解电容c5、输入电解电容c6、开关变压器t1、二极管d5、二极管d6；所述开关功率三极管q1的集电极连接输入电解电容c5的正极，开关变压器t1的一端连接偏磁电容c7到输入串联电解电容c5与输入串联电解电容c6的中间脚；开关功率三极管q1的发射极和开关功率三极管q2的集电极相连后通过驱动变压器t2的n3绕组连接到开关变压器t1的另一端；开关功率三极管q2的发射极连到输入电解电容c6的负极，二极管d5、d6分别并接到q1、q2的集电极和发射极之间；开关功率三极管q1的基极通过电阻r7，电阻r7a、电阻r6与二极管d7串联，二极管d7的正极连接电解电容c10的正极，电解电容c10的负极和电阻r6的另一端相连，二极管d7的正极连接驱动变压器t2的n1绕组，开关功率三极管q2的基极通过电阻r11、r11a电阻、 r10与二极管d8串联；二极管d8的正极连接电解电容c11的正极，电容c11 的负极和电阻r10的另一端相连，二极管d8的正极连接驱动变压器t2的n2 绕组。
28.如图3所示，所述过流保护电路包括：互感器t3、电阻r42与电阻r41；互感器t3为隔离感应的信号取样器件，初次间匝数比为1：50；互感器t3的初级串接在开关变压器t1的初级变换绕组上，互感器t3的次级一端和整流二极管d17的负极相连，二极管d18的正极和整流二极管d17的负极相连，互感器t3的次级另一端和整流二极管d19的正极相连，二极管d20的负极和整流二极管d19的正极相连，二极管d18和整流二极管d19的负极相连；与电解电容
c31的正极、整流二极管d17和二极管d20的正极相连；电解电容c31的负极接地，互感器t3的两端并上电阻r39与电容c32起到稳定的作用，整流滤波完成后产生直流电压信号，电阻r42与电阻r41进行分压操作得到需要的过流信号值，电阻r42与电阻r41的公共端连接到tl494的16脚误差放大器i 的同相输入端，由误差放大器将输出端和斜坡比较后，调整脉冲控制宽度，调整占空比，降低输出电压，起到过流保护作用。
29.如图4所示，所述输出过电压锁定保护电路包括：稳压管dz1、电阻r46、可控硅scr、电解电容c35；所述稳压管dz1的负极接电路输出的正极，所述稳压管dz1串联电阻r46与可控硅scr的栅极连接；可控硅scr的阴极接地，栅极和阴极之间并接电阻r44和电容c38，可控硅scr的阳极通过串联电阻r45 分别和二极管d24与二极管d23的负极相连，电解电容c35正极接在二极管d24的负极，电解电容c35的负极接地；二极管d24的正极接tl494的十二脚 vcc，二极管d23的正极连接在驱动变压器中心抽头端，当输出电压升高时，达到过压的阈值，稳压管dz1导通产生电流，使得可控硅scr导通通过电阻和二极管d23，二极管d24将tl494十二脚vcc和驱动变压器中心抽头端的电压拉到地，并维持状态不变，驱动端和vcc端电压都为零电位时，tl494不再工作，并且被锁定，输出关断，从而起到过压保护的作用。
30.本实用新型所述输出过电压锁定保护电路采用可控硅scr作为锁定关断的器件，因此有维持电流的特性，能保持锁定的关断的状态。
31.需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其他任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者还是包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
32.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。