专利名称：一种宽范围高压输入电源系统的制作方法
技术领域：
本专利属于电源系统领域，涉及一种高电压输入低电压输出电源的控制装置及系统。
背景技术：
随着航天航空、铁路军工、电力、新能源发电等行业电子技术发展的需要，出现了对高电压输入低电压输出电源的需求，一般而言，高压输入电源是指输入电压下限为交流高于380V，直流高于500V，上限为高于几千伏甚至几万伏的电能转换装置，其输入既可以是稳定的高压直流电，也可以是稳定的高压交流电，也可以是不稳定不规律的高压电波，现代工业逐步意识到高压电甚至超高压电的优点，使用高压电和超高压电，既可以减小电子装置运行中的功耗，也可以利用高压电电离某些物质从而实现比如吸附粉尘、制造臭氧等多种功能，在某些应用场合，二次控制的电源需要从一次端获取，这就需要有高压输入电源来进行电能量和合适转换。以往的开关电源，最高输入电压一般都不会超过电网电压的交流最高值或其整流值，现代工业半导体的制造元件承受耐压也多根据此主流应用而设计制造，因此造成设计高压输入电源的困难，在设计高压输入电源的过程中，由于用到多种元件的串联应用，而造成居多设计高压输入电源的失败，以至在国内外出现技术空白。目前市场上出现的高压输入电源，输入电压基本都在800V以下，难以满足更高输入电压的应用场合，针对输入电压不够高的问题，目前尚未提出有效的解决办法；目前市场上出现的高压输入电源，采用常规技术手段，可靠性和稳定性一直得不到保证，难以满足工业应用要求和航天航空军工应用场合，针对可靠性和稳定性差的问题， 目前尚未提出有效的办法；目前市场上出现的高压输入电源，采用常规技术手段，很少有采用软开关技术等新技术，转换效率低，需要更多的散热措施。
发明内容针对目前电源输入电压低、输入电压范围窄、电源转换效率低、可靠性和稳定性差等问题，提出本发明，本发明的主要目的在于提供一种输入电压高、输入电压范围宽、电源转换效率高、可靠性和稳定性好的电源系统。本发明通过如下技术方案来实现一种宽范围高压输入电源系统，包括高压整流滤波单元、自取能供电单元、高压输入欠压保护和过压保护单元、串联MOSFET单元及其初级驱动单元、PWM控制单元、复合变压器单元、次级整流滤波输出单元、比较反馈单元和PID反馈单元、光耦电磁隔离反馈单元、动态均压单元、浪涌保护单元。所述高压整流滤波单元分别连接高压输入欠压保护和过压保护单元及浪涌保护单元；[0011 ] 所述复合变压器单元连接动态均压单元；所述次级整流滤波输出单元连接比较反馈单元和PID反馈单元，比较反馈单元和 PID反馈单元连接光耦电磁隔离反馈单元，光耦电磁隔离反馈单元连接PWM控制单元，PWM 控制单元分别连接自取能供电单元和串联MOSFET单元及其初级驱动单元，串联MOSFET单元及其初级驱动单元连接复合变压器单元。本系统工作流程如下高压整流滤波单元将输入的高压电转换为预稳的高压直流电压源为后级的高压电源转换做好准备，串联MOSFET单元及其初级驱动单元将高压直流电斩波为高压高频波， 通过复合变压器单元将高压高频波能量耦合到输出的次级，次级整流滤波后输出恒定的电压还是电流，取决于反馈形式，如果取电压信号进行反馈，输出则为恒压源，反之为恒流源， 反馈单元有两种方式，一种为采用高速比较器将基准信号与反馈信号比较反馈，另一种采用PID反馈技术，再通过光耦或者电磁隔离的方式反馈给PWM控制单元，PWM控制单元根据反馈信号处理给予适当的驱动信号驱动MOSFET驱动单元。本专利所述宽范围高压输入电源系统，具有输入电压高、输入电压范围宽、电源转换效率高、可靠性和稳定性好等优点。
下面根据附图及实施例对该专利作进一步说明图1为本专利整体结构示意图图中1、浪涌保护单元；2、高压整流滤波单元；3、自取能供电单元；4、高压输入欠压保护和过压保护单元；5、动态均压单元；6、复合变压器单元；7、串联MOSFET单元及其初级驱动单元；8、PWM控制单元；9、次级整流滤波输出单元；10、比较反馈单元和PID反馈单元；11、光耦电磁隔离反馈单元；12、输入端；13、输出端。
具体实施方式
如图1所示，一种宽范围高压输入电源系统，包括高压整流滤波单元2、自取能供电单元3、高压输入欠压保护和过压保护单元4、串联MOSFET单元及其初级驱动单元7、PWM 控制单元8、复合变压器单元6、次级整流滤波输出单元9、比较反馈单元和PID反馈单元 10、光耦电磁隔离反馈单元11、动态均压单元5、浪涌保护单元1。所述高压整流滤波单元2分别连接高压输入欠压保护和过压保护单元4及浪涌保护单元1 ； 所述复合变压器单元6连接动态均压单元5 ；所述次级整流滤波输出单元9连接比较反馈单元和PID反馈单元10，比较反馈单元和PID反馈单元10连接光耦电磁隔离反馈单元11，光耦电磁隔离反馈单元11连接PWM 控制单元8，PWM控制单元8分别连接自取能供电单元3和串联MOSFET单元及其初级驱动单元7，串联MOSFET单元及其初级驱动单元7连接复合变压器单元6。本系统工作流程如下高压整流滤波单元2将输入的高压电转换为预稳的高压直流电压源为后级的高压电源转换做好准备，串联MOSFET单元及其初级驱动单元7将高压直流电斩波为高压高频波，通过复合变压器单元6将高压高频波能量耦合到次级整流滤波输出单元9，次级整流滤波输出单元9整流滤波后输出恒定的电压还是电流，取决于反馈形式，如果取电压信号进行反馈，输出则为恒压源，反之为恒流源，反馈单元有两种方式，一种为采用高速比较器将基准信号与反馈信号比较反馈，另一种采用PID反馈技术，再通过光耦电磁隔离反馈单元 11反馈给PWM控制单元8，PWM控制单元8根据反馈信号处理给予适当的驱动信号给串联 MOSFET单元及其初级驱动单元7。本专利所述宽范围高压输入电源系统，具有输入电压高、输入电压范围宽、电源转换效率高、可靠性和稳定性好等优点。本技术领域中的相关技术人员应当熟悉到，以上所述实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对上述实施例所做的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。
权利要求1.一种宽范围高压输入电源系统，包括高压整流滤波单元、自取能供电单元、高压输入欠压保护和过压保护单元、串联MOSFET单元及其初级驱动单元、PWM控制单元、复合变压器单元、次级整流滤波输出单元、比较反馈单元和PID反馈单元、光耦电磁隔离反馈单元、 动态均压单元、浪涌保护单元，其特征在于，所述高压整流滤波单元分别连接高压输入欠压保护和过压保护单元及浪涌保护单元。
2.根据权利要求1所述的一种宽范围高压输入电源系统，其特征在于，所述复合变压器单元连接动态均压单元。
3.根据权利要求1所述的一种宽范围高压输入电源系统，其特征在于，所述次级整流滤波输出单元连接比较反馈单元和PID反馈单元，比较反馈单元和PID反馈单元连接光耦电磁隔离反馈单元，光耦电磁隔离反馈单元连接PWM控制单元，PWM控制单元分别连接自取能供电单元和串联MOSFET单元及其初级驱动单元，串联MOSFET单元及其初级驱动单元连接复合变压器单元。
专利摘要本实用新型公开了一种宽范围高压输入电源系统，包括高压整流滤波单元、自取能供电单元、高压输入欠压保护和过压保护单元、串联MOSFET单元及其初级驱动单元、PWM控制单元、复合变压器单元、次级整流滤波输出单元、比较反馈单元和PID反馈单元、光耦电磁隔离反馈单元、动态均压单元、浪涌保护单元。高压整流滤波单元将输入的高压电转换为预稳的高压直流电压源为后级的高压电源转换做好准备，串联MOSFET单元及其初级驱动单元将高压直流电斩波为高压高频波，通过复合变压器单元将高压高频波能量耦合到输出的次级，次级整流滤波后输出恒定的电压或电流。本实用新型所述宽范围高压输入电源系统，具有输入电压高、输入电压范围宽、电源转换效率高、可靠性和稳定性好等优点。
文档编号H02M3/335GK201985764SQ20112008498
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者刘谈平 申请人:刘谈平