直流宽压输入的启动控制电路和高速悬浮控制器的制作方法

文档序号:32107726发布日期:2022-11-09 04:50阅读:99来源:国知局
直流宽压输入的启动控制电路和高速悬浮控制器的制作方法

1.本发明属于电源控制电路技术领域,涉及一种直流宽压输入的启动控制电路和高速悬浮控制器。


背景技术:

2.对于直流宽范围电压输入的开关电源类产品,其内部控制电路需要对电源供电进行适当的控制,以满足电源启动控制与供电控制等实际使用需要。一般小容量开关电源设计时会在开关电路前端直接配置电容器进行滤波,启动时采用ntc(热敏)电阻进行限流启动。在系统输入为直流宽范围输入时,则此ntc电阻无法适当选配且长时间工作后,ntc电阻温度升高,这时电源断电重新启动则系统会无法达到限流启动效果。此外,小型开关电源控制ic启动时一般供电采用电阻直接串联方法,为保证控制ic正常启动,一般限流值会控制到毫安值,但是当输入电压较高时,电阻消耗功率高,例如假设当系统为dc650v输入时,启动电路限流1ma,则此电阻上消耗功率为0.65w,影响系统启动控制的性能。因此,在实现本发明的过程中,发明人发现传统的电源启动控制技术中,仍存在着可靠性不高的技术问题。


技术实现要素:

3.针对上述传统方法中存在的问题,本发明提出了一种低功耗高可靠性的直流宽压输入的启动控制电路以及一种高速悬浮控制器。
4.为了实现上述目的,本发明实施例采用以下技术方案:
5.一方面,提供一种直流宽压输入的启动控制电路,包括上电限流电路、一级控制电源和二级控制电源,上电限流电路的输入端用于连接直流宽压电源,上电限流电路的输出端用于连接系统变压器的原边绕组,上电限流电路的控制输入端用于连接系统变压器的第一副边绕组,一级控制电源的输入端连接上电限流电路的输出端,一级控制电源的输出端用于连接负载,二级控制电源的输入端连接系统变压器的第二副边绕组,二级控制电源的输出端连接用于连接负载;
6.上电限流电路用于为系统提供上电限流启动控制以及在系统正常工作后通过控制输入端连接的第一副边绕组提供脉冲电源,一级控制电源用于在上电限流电路提供上电限流启动控制时为系统提供启动控制电源;
7.二级控制电源用于在一级控制电源启动系统至正常工作时,为系统提供控制电源并关闭一级控制电源;一级控制电源和二级控制电源对负载互为冗余并联电源,二级控制电源的输出电压高于一级控制电源的输出电压。
8.在其中一个实施例中,上电限流电路包括输入连接器、上电限流单元和低阻旁路单元;
9.输入连接器用于连接直流宽压电源,上电限流单元的输入端连接输入连接器,上电限流单元的输出端用于连接系统变压器的原边绕组,低阻旁路单元的输入端连接输入连接器,低阻旁路单元的控制输入端用于连接系统变压器的第一副边绕组,低阻旁路单元的
输出端与上电限流单元的输出端连接。
10.在其中一个实施例中,输入连接器包括正极连接器vin+和负极连接器vin-,上电限流启动单元包括限流电阻ra1和单向导通二极管da1,低阻旁路单元包括低阻旁路开关qg1、限流电阻rg1、整流二极管da2、滤波电感la1和滤波电容cg1、续流二极管da3、稳压二极管zd1和电容c1;
11.正极连接器vin+用于连接直流宽压电源的正端,限流电阻ra1的一端连接正极连接器vin+,限流电阻ra1的另一端连接单向导通二极管da1的正极,单向导通二极管da1的负极用于连接系统变压器的原边绕组一端;
12.负极连接器vin-分别用于连接直流宽压电源的负端和系统变压器的原边绕组另一端,电容c1的一端连接单向导通二极管da1的负极,电容c1的另一端连接负极连接器vin-;
13.低阻旁路开关qg1的输入端连接正极连接器vin+,低阻旁路开关qg1的输出端连接单向导通二极管da1的负极并用于连接系统变压器的第一副边绕组的一端,低阻旁路开关qg1的控制端连接限流电阻rg1的一端,限流电阻rg1的另一端分别连接滤波电感la1的另一端、滤波电容cg1的一端和稳压二极管zd1的负极,滤波电感la1的一端分别连接整流二极管da2的负极和续流二极管da3的负极,滤波电容cg1的另一端分别连接低阻旁路开关qg1的输出端、稳压二极管zd1的正极和续流二极管da3的正极,整流二极管da2的正极用于连接系统变压器的第一副边绕组的另一端。
14.在其中一个实施例中,一级控制电源包括输入电压滤波单元、反激电源单元、输出电压反馈回路、低通滤波单元和单向导通二极管d5;
15.输入电压滤波单元的输入端连接上电限流电路的输出端,输入电压滤波单元的输出端连接反激电源单元的控制端,输入电压滤波单元的地端接地,反激电源单元的输出端连接低通滤波单元的输入端,反激电源单元的反馈输入端连接输出电压反馈回路的输出端;
16.单向导通二极管d5的正极分别连接输出电压反馈回路的输入端和低通滤波单元的输出端,单向导通二极管d5的负极用于连接负载。
17.在其中一个实施例中,输入电压滤波单元包括单向导通二极管db1和极性电容eb1,反激电源单元包括反激电源芯片u1和滤波电容cb1,输出电压反馈回路包括回路电阻rbf1、回路电阻rbf2、回路电容cb2、单向导通二极管db2和旁路电阻rb1;低通滤波单元包括滤波电感lb1、滤波电容cap_b1和续流二极管db3;
18.单向导通二极管db1的正极连接上电限流电路的输出端,单向导通二极管db1的负极分别连接极性电容eb1的正端、反激电源芯片u1的5脚和8脚,极性电容eb1的负端接地;
19.反激电源芯片u1的4脚连接滤波电容cb1的一端,滤波电容cb1的另一端分别连接回路电阻rbf2的一端、回路电容cb2的一端、滤波电感lb1的一端、续流二极管db3的负极、反激电源芯片u1的1脚和2脚,回路电阻rbf2的另一端分别连接回路电阻rbf1的一端和反激电源芯片u1的3脚,回路电阻rbf1的另一端分别连接回路电容cb2的另一端和单向导通二极管db2的负极;
20.单向导通二极管db2的正极分别连接单向导通二极管d5的正极、旁路电阻rb1的一端、滤波电感lb1的另一端和滤波电容cap_b1的一端,旁路电阻rb1的另一端连接单向导通
二极管d5的负极,滤波电容cap_b1的另一端接地,续流二极管db3的正极接地。
21.在其中一个实施例中,二级控制电源包括输出整流单元、输出滤波单元、单向导通二极管d6和稳压二极管zd2;
22.输出整流单元的输入端连接系统变压器的第二副边绕组,输出整流单元的输出端连接输出滤波单元的输入端,输出滤波单元的输出端分别连接单向导通二极管d6的正极和稳压二极管zd2的正极,单向导通二极管d6的负极用于连接负载,稳压二极管zd2的负极连接单向导通二极管d6的负极,稳压二极管zd2的正极接地。
23.在其中一个实施例中,输出整流单元包括整流二极管d3和整流二极管d4,输出滤波单元包括滤波电感lc1和滤波电容cap_c1;
24.整流二极管d3的正极连接系统变压器的第二副边绕组的一端,整流二极管d4的正极连接系统变压器的第二副边绕组的另一端并接地,整流二极管d3的负极分别连接整流二极管d4的负极、滤波电感lc1一端,滤波电感lc1的另一端分别连接滤波电容cap_c1的一端和单向导通二极管d6的正极,滤波电容cap_c1的另一端连接稳压二极管zd2的正极。
25.另一方面,还提供一种高速悬浮控制器,包括开关电路、系统变压器和上述的直流宽压输入的启动控制电路,启动控制电路的上电限流电路的输出端通过开关电路连接至系统变压器的原边绕组。
26.在其中一个实施例中,开关电路为双管正激开关电路。
27.在其中一个实施例中,启动控制电路的输入端用于连接260v-660v的直流电源。
28.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:
29.上述直流宽压输入的启动控制电路和高速悬浮控制器,通过对于控制电源自身的启动及控制供电需求而采用上电限流电路、一级控制电源和二级控制电源的电路结构,由上电限流电路作为启动电路部分,用于实现限流缓启动并且在系统正常工作后可提供低阻旁路以支持系统变压器副边绕组提供脉冲电源,从而可靠解决系统电源开机启动冲击电流的不利影响。上电启动时,由一级控制电源提供输出电压相对于二级控制电源的输出电压低的系统启动控制电源,以待系统正常工作后切换至二级控制电源提供输出电压更高的控制电源,以电压分级启动控制的方式,避免传统限流启动电阻消耗功率较大的问题,从而达到显著降低系统功耗的目的;此外,一级控制电源和二级控制电源互为冗余并联电源,可有效提升系统可靠性。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为一个实施例中直流宽压输入的启动控制电路的结构示意图;
32.图2为另一个实施例中直流宽压输入的启动控制电路的结构示意图;
33.图3为又一个实施例中直流宽压输入的启动控制电路的结构示意图;
34.图4为一个实施例中开关电路、系统变压器与二级控制电源的电路简化关系示意图。
具体实施方式
35.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
36.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术。
37.需要说明的是,在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置展示该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
38.本领域技术人员可以理解,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。本技术各部件之间的连接可以是直接电连接,也可以是通过中间件的间接电连接,还可以采用其他传输线实现的连接。
39.对于控制电源自身的启动、控制供电需求或其他类似工况,均可以设计相应的控制电源供电,以满足内部控制电路的上电启动与供电需求。
40.下面将结合本发明实施例图中的附图,对本发明实施方式进行详细说明。
41.请参阅图1,在一个实施例中,本技术实施例提供了一种直流宽压输入的启动控制电路100,包括上电限流电路12、一级控制电源14和二级控制电源16。上电限流电路12的输入端用于连接直流宽压电源,上电限流电路12的输出端用于连接系统变压器t1的原边绕组,上电限流电路12的控制输入端用于连接系统变压器t1的第一副边绕组。一级控制电源14的输入端连接上电限流电路12的输出端,一级控制电源14的输出端用于连接负载。二级控制电源16的输入端连接系统变压器t1的第二副边绕组,二级控制电源16的输出端连接用于连接负载。
42.上电限流电路12用于为系统提供上电限流启动控制以及在系统正常工作后通过控制输入端连接的第一副边绕组提供脉冲电源。一级控制电源14用于在上电限流电路12提供上电限流启动控制时为系统提供启动控制电源。二级控制电源16用于在一级控制电源14启动系统至正常工作时,为系统提供控制电源并关闭一级控制电源14。一级控制电源14和二级控制电源16对负载互为冗余并联电源。二级控制电源16的输出电压高于一级控制电源14的输出电压。
43.可以理解,在本设计中,上电限流电路12是采用缓启动方案的启动电路,主要解决系统上电开机启动时冲击电流带来的不利影响,确保系统启动与断电重启动时的可靠限流启动效果。上电限流电路12可通过设计限流电路(可采用限流器件构建)启动,在系统正常运行后通过设计内部的低阻旁路支持来自系统变压器t1的第一副边绕组提供的脉冲电源,即在系统正常运行后内部的限流电路可停止工作,由并联的低阻旁路承担通路电流的传输,避免限流电路启动工作长时间后温度升高而削弱限流启动效果的问题。
44.一级控制电源14用于系统启动时提供控制电源,当上电限流电路12提供上电限流启动控制时,一级控制电源14会在自身输入电压达到一定电压水平即开始工作,为系统提供启动控制电源,一级控制电源14正常工作时系统效率可达系统正常工作效率的六至七
成。当系统正常工作后,由二级控制电源16提供此时的控制电源,而一级控制电源14则会停止工作,从而可达到大幅降低系统控制电源功耗的目的。其原理是一级控制电源14和二级控制电源16对负载互为冗余并联电源,也即两者互为冗余并联输出,在设计时一级控制电源14的输出电压相对二级控制电源16的输出电压较低,启动时一级控制电源14工作,启动后系统正常工作时因二级控制电源16的输出电压高于一级控制电源14的输出电压,一级控制电源14即会自动停止工作,从而在系统正常工作后由二级控制电源16提供控制电源。
45.而当二级控制电源16故障时,其对负载输出电压vcc降低,使得一级控制电源14(如检测到二级控制电源16实时的输出电压与自身设计输出电压相比要低)重新启动工作,为系统中负载输出控制电源。如此,有效提高了系统的可靠性。
46.负载可以但不限于是电源控制芯片、基准电压芯片、过压保护电路、过流保护电路和过温保护电路等需电负载。直流宽压电源是指供电电压范围较宽的直流电压,一些控制器电路系统中,内部控制电路(包括各种负载)的上电启动以及控制供电需求较为灵活多样,因此需要将外部提供的直流宽压电源经过启动控制电路进行低功耗限流启动控制并转变为内部控制电路所需的控制电源,从而满足内部控制电路的上电启动控制与控制供电需求。系统变压器t1为控制器电路系统中既有的变压器件,其一般可以包括原边绕组、若干副边绕组和隔离绕组,具体结构类型可以视实际应用从控制器电路系统而定。
47.上述直流宽压输入的启动控制电路100,对于控制电源自身的启动及控制供电需求,通过采用上电限流电路12、一级控制电源14和二级控制电源16的电路结构,由上电限流电路12作为启动电路部分,用于实现限流缓启动并且在系统正常工作后可提供低阻旁路以支持系统变压器t1副边绕组提供脉冲电源,从而可靠解决系统电源开机启动冲击电流的不利影响。上电启动时,由一级控制电源14提供输出电压相对于二级控制电源16的输出电压低的系统启动控制电源,以待系统正常工作后切换至二级控制电源16提供输出电压更高的控制电源,以电压分级启动控制的方式,避免传统限流启动电阻消耗功率较大的问题,从而达到显著降低系统功耗的目的;此外,一级控制电源14和二级控制电源16互为冗余并联电源,可有效提升系统可靠性。
48.在一个实施例中,如图2所示,上电限流电路12包括输入连接器122、上电限流单元124和低阻旁路单元126。输入连接器122用于连接直流宽压电源,上电限流单元124的输入端连接输入连接器122,上电限流单元124的输出端用于连接系统变压器t1的原边绕组。低阻旁路单元126的输入端连接输入连接器122,低阻旁路单元126的控制输入端用于连接系统变压器t1的第一副边绕组,低阻旁路单元126的输出端与上电限流单元124的输出端连接。
49.可以理解,上电限流电路12中由用于连接至直流宽压电源的输入连接器122、作为上电限流启动电路的上电限流单元124和用于连接系统变压器t1的第一副边绕组以在系统电源正常工作时提供脉冲电源的低阻旁路单元126构成。输入连接器122作为直流宽压电源至直流宽压输入的启动控制电路100的输入端口电路,可以采用本领域中现有的电路连接器。上电限流单元124可以采用本领域的限流器件构建,以对输入的直流宽压电源进行限流,使系统上电开机时以缓启动的方式启动工作。低阻旁路单元126可以采用可控硅开关器件为主要电路部分进行搭建,以在系统正常工作后导通而通过并联的低阻旁路启动电路,通过连接的系统变压器t1的第一副边绕组提供脉冲电源控制低阻旁路单元126导通工作,
接替上电限流单元124负责通路电流的传输,使上电限流单元124可以停止工作,避免上电限流电路12对直流宽范围电源输入时限流电阻无法适配且长时间工作而温度升高影响限流启动效果等问题。
50.在一个实施例中,如图2所示,一级控制电源14包括输入电压滤波单元142、反激电源单元144、输出电压反馈回路146、低通滤波单元148和单向导通二极管d5。输入电压滤波单元142的输入端连接上电限流电路12的输出端,输入电压滤波单元142的输出端连接反激电源单元144的控制端,输入电压滤波单元142的地端接地。反激电源单元144的输出端连接低通滤波单元148的输入端,反激电源单元144的反馈输入端连接输出电压反馈回路146的输出端。单向导通二极管d5的正极分别连接输出电压反馈回路146的输入端和低通滤波单元148的输出端,单向导通二极管d5的负极用于连接负载。
51.可以理解,输入电压滤波单元142用于将来自上电限流电路12的输入电压滤波输出,以控制反激电源单元144是否启动工作。反激电源单元144是以反激电源为核心的输出控制单元,可在启动工作后为系统提供启动控制电源。输出电压反馈回路146用于将负载处受到的输出电压反馈给反激电源单元144,以使反激电源单元144根据二级控制电源16的输出情况决定是否工作。低通滤波单元148用于对反激电源单元144的输出电压进行滤波输出,并通过单向导通二极管d5安全可靠的提供给负载。
52.具体的,系统限流启动时,会同时通过输入电压滤波单元142进行滤波输出,当滤波输出的电压达到一定电压以上时(如超过反激电源单元144的启动控制电压),反激电源单元144开始工作,为系统提供启动控制电源;而当系统启动至正常工作后,由二级控制电源16提供控制电源,这时输出电压反馈回路146从负载处反馈回来的输出电压高于反激电源单元144的输出电压,这会使得反激电源单元144将该反馈回来的输出电压与自身内部基准电压进行比较,确定该反馈回来的输出电压高于自身内部基准电压,从而反激电源单元144停止工作,使得系统启动至正常工作后,由二级控制电源16提供控制电源,进一步降低系统功耗。
53.在一个实施例中,如图2所示,二级控制电源16包括输出整流单元162、输出滤波单元164、单向导通二极管d6和稳压二极管zd2。输出整流单元162的输入端连接系统变压器t1的第二副边绕组,输出整流单元162的输出端连接输出滤波单元164的输入端。输出滤波单元164的输出端分别连接单向导通二极管d6的正极和稳压二极管zd2的正极。单向导通二极管d6的负极用于连接负载。稳压二极管zd2的负极连接单向导通二极管d6的负极,稳压二极管zd2的正极接地。
54.可以理解,二级控制电源16主要由用于对接系统变压器t1的第二副边绕组的输出整流单元162、用于对第二副边绕组提供的脉冲电源输出进行滤波的输出滤波单元164、用于定向输出并防止反流的单向导通二极管d6和用于稳定输出电压的稳压二极管zd2构成。当系统启动至正常工作后,第二副边绕组提供的脉冲电源经输出滤波单元164滤波后通过单向导通二极管d6输出至负载处vcc,作为当前的控制电源,而一级控制电源14停止工作。当二级控制电源16因内部某一器件故障而导致无法继续提供控制电源时,输出vcc电压降低,可使得一级控制电源14重新投入工作,输出控制电源,维持系统运行。
55.在一个实施例中,如图3所示,输入连接器122包括正极连接器vin+和负极连接器vin-。上电限流启动单元包括限流电阻ra1和单向导通二极管da1。低阻旁路单元126包括低
阻旁路开关qg1、限流电阻rg1、整流二极管da2、滤波电感la1和滤波电容cg1、续流二极管da3、稳压二极管zd1和电容c1。正极连接器vin+用于连接直流宽压电源的正端。限流电阻ra1的一端连接正极连接器vin+,限流电阻ra1的另一端连接单向导通二极管da1的正极,单向导通二极管da1的负极用于连接系统变压器t1的原边绕组(即系统变压器t1-1_2线圈)一端。负极连接器vin-分别用于连接直流宽压电源的负端和系统变压器t1的原边绕组另一端。电容c1的一端连接单向导通二极管da1的负极,电容c1的另一端连接负极连接器vin-。
56.低阻旁路开关qg1的输入端连接正极连接器vin+,低阻旁路开关qg1的输出端连接单向导通二极管da1的负极并用于连接系统变压器t1的第一副边绕组(即系统变压器t1-5_6线圈)的一端,低阻旁路开关qg1的控制端连接限流电阻rg1的一端。限流电阻rg1的另一端分别连接滤波电感la1的另一端、滤波电容cg1的一端和稳压二极管zd1的负极。滤波电感la1的一端分别连接整流二极管da2的负极和续流二极管da3的负极。滤波电容cg1的另一端分别连接低阻旁路开关qg1的输出端、稳压二极管zd1的正极和续流二极管da3的正极。整流二极管da2的正极用于连接系统变压器t1的第一副边绕组的另一端。
57.具体的,在本实施例中设计了上述具体电路结构的上电限流电路12,正极连接器vin+和负极连接器vin-作为对接直流宽压电源的输入连接器122,限流电阻ra1和单向导通二极管da1作为上电限流启动电路,对系统上电开机启动时接入的直流宽压电源进行限流,使系统可采用缓启动的方式上电启动。低阻旁路开关qg1可采用可控硅开关,限流电阻rg1可采用可控硅门极限流电阻,当系统正常运行后,系统变压器t1-5_6线圈提供脉冲电源,(如图3中所示,低阻旁路开关qg1的输出端scr_k用于连接系统变压器t1-5_6线圈的一端scr_k,整流二极管da2的正极scr_j用于连接系统变压器t1-5_6线圈的另一端scr_j),通过整流二极管da2整流,再经过滤波电感la1和滤波电容cg1滤波成直流后,通过限流电阻rg1驱动低阻旁路开关qg1导通,同时由续流二极管da3提供续流并通过稳压二极管zd1提供稳压控制,电容c1使电源输出更加平稳,即可形成上电限流启动,系统正常运行后通过低阻旁路启动电路的缓启动方案,解决系统上电开机启动时冲击电流问题。
58.在一个实施例中,如图3所示,输入电压滤波单元142包括单向导通二极管db1和极性电容eb1。反激电源单元144包括反激电源芯片u1和滤波电容cb1。输出电压反馈回路146包括回路电阻rbf1、回路电阻rbf2、回路电容cb2、单向导通二极管db2和旁路电阻rb1。低通滤波单元148包括滤波电感lb1、滤波电容cap_b1和续流二极管db3。单向导通二极管db1的正极连接上电限流电路12的输出端,单向导通二极管db1的负极分别连接极性电容eb1的正端、反激电源芯片u1的5脚(即hvin高电压输入引脚)和8脚(即drain芯片内置mos管漏极引脚),极性电容eb1的负端接地。反激电源芯片u1的6脚nc为无功能引脚,保持悬空。
59.反激电源芯片u1的4脚(即vdd电源引脚)连接滤波电容cb1的一端。滤波电容cb1的另一端分别连接回路电阻rbf2的一端、回路电容cb2的一端、滤波电感lb1的一端、续流二极管db3的负极、反激电源芯片u1的1脚和2脚(即gnd地引脚)。回路电阻rbf2的另一端分别连接回路电阻rbf1的一端和反激电源芯片u1的3脚(即fb反馈引脚)。回路电阻rbf1的另一端分别连接回路电容cb2的另一端和单向导通二极管db2的负极。
60.单向导通二极管db2的正极分别连接单向导通二极管d5的正极、旁路电阻rb1的一端、滤波电感lb1的另一端和滤波电容cap_b1的一端。旁路电阻rb1的另一端连接单向导通二极管d5的负极。滤波电容cap_b1的另一端接地,续流二极管db3的正极接地。
61.具体的,在本实施例中设计了上述具体电路结构的一级控制电源14,反激电源芯片u1集成了开关器件的现有反激电源芯片。回路电阻rbf1、回路电阻rbf2、回路电容cb2和单向导通二极管db2构成输出电压反馈回路146主体,旁路电阻rb1用于在二级控制电源16正常工作时为反激电源芯片u1提供输出电压反馈信号,经输出电压反馈回路146主体输入反激电源芯片u1。滤波电容cb1为反激电源芯片u1的工作电源滤波电容。滤波电感lb1和滤波电容cap_b1构成低通滤波器,对反激电源芯片u1的输出进行滤波,续流二极管db3为滤波电感lb1进行续流。
62.系统限流启动时,会同时通过单向导通二极管db1对极性电容eb1进行充电,当极性电容eb1充电达到一定电压以上时,反激电源芯片u1开始工作,为系统提供启动控制电源。当系统正常工作后,由二级控制电源16提供控制电源,其输出电压高于一级控制电源14的输出电压,通过旁路电阻rb1进行反馈补偿,则反激电源芯片u1的3脚的输入反馈电压会高于芯片内部基准电压,从而反激电源芯片u1停止工作,以进一步降低系统功耗。当二级控制电源16故障时,输出vcc电压降低,旁路电阻rb1提供的反馈电压信号降低,当反激电源芯片u1的3脚的输入反馈电压低于芯片内部基准时,反激电源芯片u1启动工作,输出控制电源,进一步提高系统的可靠性。
63.在一个实施例中,如图3所示,输出整流单元162包括整流二极管d3和整流二极管d4。输出滤波单元164包括滤波电感lc1和滤波电容cap_c1。整流二极管d3的正极连接系统变压器t1的第二副边绕组(即系统变压器t1-3_4线圈)的一端,整流二极管d4的正极连接系统变压器t1的第二副边绕组t1的另一端并接地,整流二极管d3的负极分别连接整流二极管d4的负极、滤波电感lc1一端,滤波电感lc1的另一端分别连接滤波电容cap_c1的一端和单向导通二极管d6的正极,滤波电容cap_c1的另一端连接稳压二极管zd2的正极。
64.具体的,在本实施例中设计了上述具体电路结构的二级控制电源16,当系统正常工作时,系统变压器t1-3_4线圈提供脉冲电源,经整流二极管d3整流后,经过滤波电感lc1和滤波电容cap_c1构成的输出滤波电路进行滤波输出,然后经单向导通二极管d6输出为控制电源给负载处。
65.其中,如图3中未被框选的右上角部分电路为电源所采用的双管正激电路部分,其中开关管q1和q2为正激开关,二极管d1和d2为续流器件,系统变压器t1-7_10线圈为隔离主电源副边输出,cs+为电流检测输出端,该部分与二级控制电源16等可简化表示为如图4所示,正激开关正常工作在导通时,电源电压(如图中示意的dc440v)加到系统变压器t1的原边绕组上,系统变压器t1的第二副边绕组产生相应输出(如图中示意的dc24v)。
66.如图4所示,在稳态下,由于在上一周期工作时,电感l1(也即图3中的滤波电感lc1)已建立电流,通过整流二极管d4导通,构成了负载的续流电路。新周期开始,由于原边绕组一侧的开关管q1和q2的导通有了感应电动势,副边绕组、整流二极管d3很快建立电流,因为在导通瞬间电感l1上流过的电流保持不变,所以,实际是整流二极管d3的电流快速建立,整流二极管d4的电流则随之同等地快速减小。当整流二极管d3中的正向电流增加到原先流过整流二极管d4的电流值时,整流二极管d4则转为关断。而且电感l1的输入端电压将增加到副边绕组线圈电压,与此同时开始了原副边绕组的能量传递,为防止剩磁积累作用,设计原边导通占空比小于48%。图4中电容c2也即图3中的滤波电容cap_c1,与电感l1构成输出滤波电路。
67.通过上述上电限流电路12、一级控制电源14和二级控制电源16的电路设计,可以简洁的电路结构实现系统的高可靠性启动控制和低功耗。
68.在一个实施例中,还提供了一种高速悬浮控制器,包括开关电路、系统变压器t1和上述的直流宽压输入的启动控制电路100。启动控制电路100的上电限流电路的输出端通过开关电路连接至系统变压器t1的原边绕组。
69.可以理解,关于本实施例中直流宽压输入的启动控制电路100的说明限定,可以参照上述直流宽压输入的启动控制电路100各实施例中的相应说明限定同理理解,此处不再赘述。本领域技术人员能够理解,此处所指的高速悬浮控制器除包括上述的直流宽压输入的启动控制电路100,以及既有的开关电路和系统变压器t1之外,还可以包括其他的结构组件,例如但不限于电源控制芯片和各类保护电路等组成部分,具体可以参照本领域中各型高速悬浮控制器的结构组成同理理解,本说明书中不再一一展开详述。
70.上述高速悬浮控制器,通过应用上述直流宽压输入的启动控制电路100,可提供系统电源启动控制的可靠性并降低系统功耗。
71.在一个实施例中,开关电路为双管正激开关电路。上述开关电路中采用的是本领域中常用的双管正激方案,以更好地确保系统运行性能。
72.在一个实施例中,启动控制电路的输入端用于连接260v-660v的直流电源。可选的,本实施例中的启动控制电路所接入的,是260v-660v的宽范围直流电源,从而更好地满足高速悬浮控制器的供电电压范围需要。
73.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
74.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可做出若干变形和改进,都属于本技术保护范围。因此本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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