一种低电压宽频电源的制作方法

本发明涉及一种供电装置，尤其涉及一种可提供多电压供电的低压宽频开关电源装置，属于电气设备及电气工程领域。

背景技术：

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。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、半导体制冷制热等领域。

目前，市场上流通着各种类型的开关电源，常用的开关电源类型有降压式开关电源、升压式开关电源、半桥式开关电源、全桥式开关电源、反激式开关电源、正激式开关电源等，这些电源的拓补结构大致为输入浪涌及过压保护、emc、emi、桥式整流器、滤波储能电路、mosfet开关模块、pwm控制、高频变压器、整流滤波输出电路。

但是，目前的开关电源普遍存在电源适配器的结构复杂，外形尺寸、接口不统一等问题，导致系统稳定性差，容易出故障。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的以上问题以及其他问题，本发明提供了一种新型的低压宽频电源电路，包括杂波滤除及抗干扰电路，第一整流电路，电压转换电路，稳压电路，负反馈电压检测电路和负反馈补偿电路，所述负反馈补偿电路采用电流控制的脉宽调制方式实现。

更进一步地，所述负反馈补偿电路包括uc3842集成芯片，uc3842的工作电源由所述第一整流电路提供。

更进一步地，所述第一整流电路在向uc3842供电前，经过限流电路限流及第二整流电路整流。

更进一步地，所述负反馈电压检测电路包括光耦元件p1和p2,p1和p2将检测到负反馈信号输出到uc3842的误差放大器的输出端。

更进一步地，所述的电压转换电路输出的高频低压信号经第三整流电路及滤波电路得到第一输出直流电压。

更进一步地，所述的第一输出直流电压为+12v。

更进一步地，所述的第一输出直流电压经过稳压电路，得到第二输出直流电压。

更进一步地，所述的第二输出直流电压为+5v。

更进一步地，所述的稳压电路包括三端稳压集成电路u1(lm7805)。

上述技术方案可有效解决目前的开关电源的存在结构复杂，外形尺寸、接口不统一，以及系统稳定性差，容易出故障的问题。

附图说明

图1为本发明所提供的低压宽频电源的一个具体实施方式。

图2为上述实施方式中杂波滤除及抗干扰电路。

图3为上述实施方式中采用的电流控制型脉宽调制器集成模块uc3842的内部电路结构图。

附图说明：

1-杂波滤除及抗干扰电路；2-第一整流电路；3-电压转换电路；4-稳压电路；5-负反馈电压监测电路；6-负反馈补偿电路；7-限流电路；8-第二整流电路；9-第三整流电路；10-滤波电路。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

具体方案如图1所示，首先交流220v(85～265v)电源经保险管f(250v/0.5a)进入由cx1、l1、cy1、cy2、cx2等组成杂波滤除及抗干扰电路1(图2)，可获得比较干净的50hz交流电压，经第一整流电路2(db1)整流，得到约+300v的直流电压。该直流电压经电压转换电路3(开关变压器t1)一次侧后，给场效应管源极vt1(k3324)加电。同时第一整流电路2(db1)输出的+300v电压经r15给uc3842的7脚提供必要的工作电源。电压转换电路3(开关变压器t1)的一次侧的另一绕组提供一个基本的辅助电压，经过限流电路7(r18、r19)限流、第二整流电路8(vd3)整流提供给负反馈补偿电路6的供电端(ic1的7脚)。

电压转换电路3(开关变压器t1)既是电路中不可缺少的元件，同时又是隔离元件。+300v的直流电压经电压转换电路3(开关变压器t1)的二次侧输出的高频低电压经第三整流电路9(d7)整流可得到全波脉动电压，经滤波电路10(c16、c17、c18、c19)滤波可得到非常稳定的第一输出直流电压(+12v)电压。然后经过l2接入稳压电路4(三端稳压集成电路u1(lm7805))既可获得第一输出直流电压(+5v)。

本实施方式还包括负反馈电压监测电路5(光耦p1、p2)，用于检测和反馈输出电压。负反馈电压监测电路5(光耦p1、p2)将检测到能流及时的反馈到负反馈补偿电路6(uc3842的1脚)，能得到最佳的能流补偿，使整个电路得到良好的控制，因而使输出电压稳定在最佳工作状态。

为加强整个系统的稳定性、适应性和可靠性，本发明的开关电源采用了闭合回路系统，负责控制开关管的电路，从电源的输出获得反馈信号，然后根据负载的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率。

为了实现整个系统的电气性能和成本的最佳组合，本发明提供的低电压宽频电源电路采用了uc3842集成芯片，它的最大特点就是解决了最佳的电气性能和最低的成本。

本实施例采用的负反馈补偿电路包括uc3842集成芯片。uc3842是一款集成的电流控制型脉宽调制器(pwm)，借助于该控制器可获得电流模式操作的所有性能优势，典型的稳压电源工作中，时钟信号是以一个固定的频率来启动电源脉冲而工作的，来自电网电压的高低，而呈现的误差信号可直接控制脉冲宽度，不必考虑电感的电流。

本实施例采用的uc3842集成芯片是一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片，可直接驱动双极型晶体管、mosfef和igbt等功率型半导体器件，具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点，广泛应用于计算机、显示器等系统电路中作开关电源驱动器件。其内部结果如图3所示。uc3842采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，共有8个引脚，各脚功能如下：

1脚是误差放大器的输出端，外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性；2脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的2.5v基准电压进行比较，产生误差电压，从而控制脉冲宽度；3脚为电流检测输入端，当检测电压超过1v时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态；4脚为定时端，内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定，f＝1.72/(rt×ct)；5脚为公共地端；6脚为推挽输出端，内部为图腾柱式，上升、下降时间仅为50ns驱动能力为±1a；7脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为15mw；8脚为5v基准电压输出端，有50ma的负载能力。

该调制器单端输出，能直接驱动双极型的功率管或场效应管。其主要优点是其管脚效应少，外围电路简单，电压调整率可达0.01％，工作频率最高达500khz，启动电流小于1ma，正常工作电流为5ma，并可利用高频变压器实现与电网的隔离。该芯片集成了振荡器、具有高温补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和基准欠电压锁定电路以及pwm锁存器电路。

uc3842集成芯片的1脚为误差放大器输出端；2脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的2.5v基准电压进行比较，产生误差电压，从而控制脉冲宽度。3脚是检测电流输入端，当监测电压超过1v时缩小脉冲宽度使电源处在间歇工作状态，它的控制有vt2v、t3、c10、c12、c7、r23、r24、r25、r26等外围元件组成；4脚为定时端，内部振荡器的工作频率有c8、c9、r23等元件的时间常数来决定。6脚为推挽输出控制vt1，工作在开关状态；8脚为5v基准电压输出端，为检测和补偿电路提供必要的能流。

本发明实施例中的电源模块采用了的高频开关电源新技术，可以实现一种输入电压前的反馈特性，控制电路能够即刻校正输入电压偏差。经过误差放大器的调节可出色的完成电压的稳定输出。适当改变uc3842集成块的外围元件，可以很方便的调节输入电压范围的带宽，其电源电压可在85v～265v之间稳定的工作在设定的电压值上，可灵活的应用在煤矿地面和井下的小型电器设备中。

本发明提供的低电压宽频电源电路，结构简单，工作效益更高，更安全可靠，可以完全替代各种同等等级的电源适配器,解决各设备厂家电源适配器的外形尺寸、接口不统一等问题，减少了故障点，提高了信息系统稳定性。

本发明提供的低电压宽频电源电路能适应多种同等电压等级的小型附属设备的供电要求，开关电源的更适用于煤矿井下小型装置的供电。经过近半年的实验，已广泛应用于煤矿井上、下无线通信系统、语音广播系统、工业电视系统、指纹考勤系统、光纤监测系统、液晶显示器电源补救等多种设备中，作为电源适配器而可靠运行。设备运行以来有效减少了配备不同电源适配器的库存，提高维修效率，减少了系统故障点，保障了设备可靠运行。已为兴隆庄煤矿节约资金30万余元。

本发明并不局限于已经描述的实施例，对本领域的技术人员而言，在本发明的范围内显然可以有各种改进。