专利名称：一种用于小型变频器的单端反激式开关电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种用于小型变频器的单端反激式开关电源。
背景技术：
目前，常见的变频器内通常设置有开关电源，为了满足变频器对多种电压的需求，其变压器通常是由一个原边绕组和多个副边绕组构成，通过原边绕组和副边绕组的耦合，使不同线圈匝数的副边绕组产生不同值的输出电压，这些电压经过整流和滤波处理后，为变频器提供多个直流电压。现有的开关电源中，通常采用普通变压器，这种变压器是由骨架和缠绕于骨架上的线圈构成的，其外型笨重，而且增加了开关电源的体积，不适用于小型变频器内。同时，由于变频器是直接接在交流220V或者交流380V上的，所以启动开关电源 时，需要用一些较大的电阻进行分压以及限流后，才能进一步驱动PWM控制器，这些较大的电阻所构成的启动电路不仅增加了整机的功耗，而且发热量较大。因此，现有的用于变频器的开关电源，其具有体积较大、功耗大和发热量大的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于小型变频器的单端反激式开关电源，以减小开关电源的体积、降低整机功耗及降低整机热量。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。本发明公开一种用于小型变频器的单端反激式开关电源，其包括有一整流器BI、一继电器REL1、一 PWM控制器U3及一贴片变压器Tl，其中所述整流器BI的两个交流输入端分别连接至变频器的母线ACL和母线ACN，其直流输出负端作为前端电源地PGND，其直流输出正端通过电阻RlO而连接至电解电容EOl的正极，该电解电容EOl的负极接前端电源地PGND，整流器BI的前端电源端还连接继电器RELl的公共端，所述电解电容EOl的正极连接至继电器RELl的常开触点，所述继电器线圈的两端之间连接有续流二极管D15，所述继电器RELl的常闭触点通过依次串联的电阻R13、电阻R11、电阻R12和电阻R23而连接至稳压管ZDl的阴极，所述稳压管ZDl的阳极接地；所述PWM控制器U3的第7脚接稳压管ZDl的阴极，该第7脚还通过电阻R5而连接至二极管D2的阴极，该二极管D2的阳极用于向PWM控制器U3输入驱动电压，第5脚接前端电源地PGND，第I脚和第2脚之间通过相互并联的电容C30和电阻R32而连接，第2脚通过电阻R30而连接至二极管D2的阳极，该第2脚还通过相互并联的电阻R31和电容ClO接前端电源地PGND，第3脚和第4脚之间连接有电容C52，第4脚和第8脚之间连接有电阻R2，该第4脚还通过电容C29而连接前端电源地PGND，该第8脚还通过电容Cll接前端电源地PGND，第6脚作为脉冲信号的输出端且通过依次串联的电阻RlO和电阻R33接前端电源地PGND且电阻RlO和电阻R33的连接点还连接至MOS管Ql的栅极，该MOS管Ql的栅极还通过电阻R17而连接至二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接至PWM控制器的第6脚，该MOS管Ql的源极通过相互并联的电阻R29和电阻R28接地，该MOS管Ql的源极的反馈电流还通过电阻R34而传输至PWM控制器U3的第3脚，该第3脚还通过滤波电容C28而连接前端电源地PGND ;所述贴片变压器Tl是单端反激式变压器，该贴片变压器Tl内部的第I脚和第3脚之间为原边绕组，且第I脚连接至电解电容ElO的正极，第3脚连接至MOS管Ql的漏极，该第I脚还通过相互并联的电阻R9和电容C21而连接至续流二极管Dl的阴极，该续流二极管的阳极连接至贴片变压器Tl的第3脚，所述贴片变压器Tl的第7脚为正12V电压输出端，第I脚为正8V电压输出端，第8脚作为后端电源地GND，第6脚为正15V电压输出端，第12脚为负15V电压输出端，第5脚连接至前端电源地PGND ;所述贴片变压器Tl输出的正15V电压通过二极管D6整流及电解电容El滤波后，为变频器提供正15V直流电压，该正15V直流电压还作为PWM控制器U3的驱动电压而输送至二极管D2的阳极，该电解电容El的负极接前端电源地PGND ;所述贴片变压器Tl输出的负15V电压通过二极管D4整流及电解电容C5滤波后，为变频器提供负15V直流电压，该电解电容C5的正极接前端电源地PGND ;所述贴片变压器Tl输出的正12V电压经过二极管D5整流和电解电容C38滤波后，为变频器提供正12V直流电压，该正12V直流电压还输送至二极管D15的阴极且为继电器RELl提供启动电压，该二极管D15的阳极连接后端电源 地 GND。优选地，所述电解电容El还并联有电容C6和电阻R18，所述电解电容C5还并联有电容C22和电阻R19，所述电解电容C38还并联有电阻C14和电阻R20。优选地，所述贴片变压器Tl的正8V电压输出端连接至二极管D25的阳极，二极管D25的阴极连接至电解电容E8的正极，电解电容E8的负极连接后端电源地GND，该电解电容E8还并联有电容C58，该电解电容E8的正极连接稳压管Ul的输入端IN，该稳压管Ul的输出端通过电感LI而连接至电解电容E6的正极，该电解电容E6还并联有电容C68，所述稳压管Ul的型号是LM7805，所述电解电容E6的正极作为正5V直流电压输出端，且为变频器提供正5V直流电压。优选地，所述前端电源地PGND通过一零欧电阻ROO而连接至后端电源地GND。优选地，所述PWM控制器U3的型号是UC2844。优选地，所述贴片变压器Tl的型号是EPC19。本发明公开的用于小型变频器的开关电源中，整流器BI输出的直流电压通过电阻R13、电阻R11、电阻R12和电阻23而为PWM控制器U3供电，令PWM控制器U3输出脉冲信号而控制贴片变压器Tl产生多个直流电压，其中的正12V直流电压作为驱动电压而传输回PWM控制器U3，使PWM控制器U3与贴片变压器Tl之间互锁，同时，继电器RELl因上电而令其常闭触点断开，使电阻R13、电阻R11、电阻R12和电阻23脱离于整流器BI，从而减少了这四个电阻的功耗、降低了整机的发热量，另外，由于变压器采用了体积较小的贴片变压器EPC19，从而进一步减小了开关电源的体积，使本发明更易于集成在小型的变频器中。
图I为本发明中的变压电路的原理图。图2为本发明中的正15V、负15V和正12V直流电压整流、滤波电路的原理图。图3为本发明中的正5V直流电压的稳压电路原理图。
具体实施例方式本发明公开一种用于小型变频器的单端反激式开关电源，结合图I及图2所示，所述开关电源包括有一整流器B I、一继电器RELl、一 PWM控制器U3及一贴片变压器Tl，其中所述整流器BI的两个交流输入端分别连接至变频器的母线ACL和母线ACN，其直流输出负端作为前端电源地PGND，其直流输出正端通过电阻RlO而连接至电解电容EOl的正极，该电解电容EOI 的负极接前端电源地PGND，在整流器BI上电瞬间，该电解电容EOI与电阻RlO构成回路，以令电阻RlO上产生电压，整流器BI的前端电源端还连接继电器RELl的公共端，所述电解电容EOl的正极连接至继电器RELl的常开触点，所述继电器线圈的两端之间连接有续流二极管D15，所述继电器RELl的常闭触点通过依次串联的电阻R13、电阻R11、电阻R12和电阻R23而连接至稳压管ZDl的阴极，所述稳压管ZDl的阳极接地；所述PWM控制器U3的型号是UC2844，其第7脚接稳压管ZDl的阴极，该第7脚还通过电阻R5而连接至二极管D2的阴极，该二极管D2的阳极用于向PWM控制器U3输入驱动电压，第5脚接前端电源地PGND，第I脚和第2脚之间通过相互并联的电容C30和电阻R32而连接，第2脚通过电阻R30而连接至二极管D2的阳极，该第2脚还通过相互并联的电阻R31和电容ClO接前端电源地PGND，第3脚和第4脚之间连接有电容C52，第4脚和第8脚之间连接有电阻R2，该第4脚还通过电容C29而连接前端电源地PGND，该第8脚还通过电容Cll接前端电源地PGND，第6脚作为脉冲信号的输出端且通过依次串联的电阻RlO和电阻R33接前端电源地PGND且电阻RlO和电阻R33的连接点还连接至MOS管Ql的栅极，该MOS管Ql的栅极还通过电阻R17而连接至二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接至PWM控制器的第6脚，通过该二极管D3和电阻R17能够提高MOS管Ql的关断速度，该MOS管Ql的源极通过相互并联的电阻R29和电阻R28接地，该MOS管Ql的源极的反馈电流还通过电阻R34而传输至PWM控制器U3的第3脚，该第3脚还通过滤波电容C28而连接前端电源地PGND ；所述贴片变压器Tl是单端反激式变压器，其型号是EPC19，该贴片变压器Tl内部的第I脚和第3脚之间为原边绕组，且第I脚连接至电解电容ElO的正极，第3脚连接至MOS管Ql的漏极，该第I脚还通过相互并联的电阻R9和电容C21而连接至续流二极管Dl的阴极，该续流二极管的阳极连接至贴片变压器Tl的第3脚，当MOS管Ql关断，原边绕组处于掉电状态时，通过续流二极管、Dl该电阻R9和电容C21而泄放掉原边绕组内所存储的电能，使原边绕组重新回到初始状态，所述贴片变压器Tl的第7脚为正12V电压输出端，第I脚为正8V电压输出端，第8脚作为后端电源地GND，第6脚为正15V电压输出端，第12脚为负15V电压输出端，第5脚连接至前端电源地PGND ；所述贴片变压器Tl输出的正15V电压通过二极管D6整流及电解电容El滤波后，为变频器提供正15V直流电压，该正15V直流电压还作为PWM控制器U3的驱动电压而输送至二极管D2的阳极，该电解电容El的负极接前端电源地PGND ；所述贴片变压器Tl输出的负15V电压通过二极管D4整流及电解电容C5滤波后，为变频器提供负15V直流电压，该电解电容C5的正极接前端电源地PGND ；所述贴片变压器Tl输出的正12V电压经过二极管D5整流和电解电容C38滤波后，为变频器提供正12V直流电压，该正12V直流电压还输送至二极管D15的阴极且为继电器RELl提供启动电压，该二极管D15的阳极连接后端电源地GND。如图2所示，所述电解电容El还并联有电容C6和电阻R18，所述电解电容C5还并联有电容C22和电阻R19，所述电解电容C38还并联有电阻C14和电阻R20。其中，电容C6、电容C22和电阻C14均起到进一步滤波的作用，以令开关电源能够为变频器提供更加稳定的直流电压。如图3所示，所述贴片变压器Tl的正8V电压输出端连接至二极管D25的阳极，二极管D25的阴极连接至电解电容E8的正极，电解电容E8的负极连接后端电源地GND，该电解电容E8还并联有电容C58，该电解电容E8的正极连接稳压管Ul的输入端IN，该稳压管Ul的输出端通过电感LI而连接至电解电容E6的正极，该电解电容E6还并联有电容C68，所述稳压管Ul的型号是LM7805，所述电解电容E6的正极作为正5V直流电压输出端，且为变频器提供正5V直流电压。本实施例中，如图I所示，所述前端电源地PGND通过一零欧电阻ROO而连接至后 端电源地GND，以令二者共地。当调试或者维修开关电源时，可通过拆卸该零欧电阻ROO就能够将前端电源地PGND和后端电源地GND断开，从而进一步方便了调试和维修工作。上述电路结构中，当变频器上电时，交流电压经过变频器的母线ACL和母线CAN而传输至整流器BI进行整流后，输出至继电器RELl的公共端，由于该公共端与常闭触点相连，所以，整流器BI的直流输出正端、电阻R13、电阻R11、电阻R12、电阻R23、稳压管ZDl和前端电源地PGND构成回路，令稳压管ZDl的阴极产生钳位电压，使PWM控制器U3得到驱动电压而开始工作，且通过PWM控制器U3与其外围电路的配合，其第6脚输出脉冲信号至MOS管Ql的栅极，使MOS管Ql在该脉冲信号的触发下反复地导通，当该脉冲信号为高电平时，MOS管Ql导通，令整流器BI的直流输出正端、电阻R10、原边绕组、MOS管Ql的漏极、MOS管Ql的源极、电阻R28和前端电源地PGND构成回路；当该脉冲信号为低电平时，MOS管Ql处于关断状态，从而令原边绕组掉电。通过该脉冲信号的反复触发，原边绕组因反复上电而产生交变磁场，且通过与副边绕组的相互耦合，使贴片变压器Tl输出正15V交流电压，该交流电压经二极管D6整流和电解电容El滤波后，转换为正15V直流电压且传输至二极管D2的正极，且通过二极管D2而进一步为PWM控制器U3提供驱动电压，此时，由于PWM控制器U3和贴片变压器Tl均已进入工作状态，且PWM控制器U3的驱动电压由贴片变压器Tl提供，从而实现了二者互锁。同时，贴片变压器Tl所输出的正12V电压还加载于继电器RELl的线圈的一端，该线圈的另一端连接后端电源地GND，所以继电器RELl因其线圈得到上电而令其常闭触点断开，此时电阻R13、电阻R11、电阻R12和电阻23脱离于整流器BI，从而避免了这四个电阻所占用的功耗，同时，还减小了整机热量。上述过程中，贴片变压器Tl所输出的交流的正15V电压、负15V电压和正12V电压分别经过整流和滤波处理后，转换为直流的正15V电压、负15V电压和正12V电压，以供变频器的其他电路使用，另外，该贴片变压器Tl所输出的交流的正8V电压经过整流和滤波处理后，还通过LM7805进行稳压处理，从而得到较为常用的正5V直流电压，以供变频器的其他电路使用，因此，本发明提出的开关电源电路，可输出多种电压，为变频器的进一步工作，提供了良好的基础电压。本发明公开的用于小型变频器的开关电源中，整流器BI输出的直流电压通过电阻R13、电阻R11、电阻R12和电阻23而为PWM控制器U3供电，令PWM控制器U3输出脉冲信号而控制贴片变压器Tl产生多个直流电压，其中的正12V直流电压作为驱动电压而传输回PWM控制器U3，使PWM控制器U3与贴片变压器Tl之间互锁，同时，继电器RELl因上电而令其常闭触点断开，使电阻R13、电阻R11、电阻R12和电阻23脱离于整流器BI，从而减少了这四个电阻的功耗、降低了整机的发热量，另外，由于变压器采用了体积较小的贴片变压器EPC19，从而进一步减小了开关电源的体积，使本发明更易于集成在小型的变频器中。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。
权利要求
1.一种用于小型变频器的单端反激式开关电源，其特征在于，所述开关电源包括有一整流器BI、一继电器RELl、一 PWM控制器U3及一贴片变压器Tl，其中 所述整流器BI的两个交流输入端分别连接至变频器的母线ACL和母线ACN，其直流输出负端作为前端电源地PGND，其直流输出正端通过电阻RlO而连接至电解电容EOI的正极，该电解电容EOl的负极接前端电源地PGND，整流器BI的前端电源端还连接继电器RELl的公共端，所述电解电容EOl的正极连接至继电器RELl的常开触点，所述继电器线圈的两端之间连接有续流二极管D15，所述继电器RELl的常闭触点通过依次串联的电阻R13、电阻R11、电阻R12和电阻R23而连接至稳压管ZDl的阴极，所述稳压管ZDl的阳极接地； 所述PWM控制器U3的第7脚接稳压管ZDl的阴极，该第7脚还通过电阻R5而连接至二极管D2的阴极，该二极管D2的阳极用于向PWM控制器U3输入驱动电压，第5脚接前端电源地PGND，第I脚和第2脚之间通过相互并联的电容C30和电阻R32而连接，第2脚通过电阻R30而连接至二极管D2的阳极，该第2脚还通过相互并联的电阻R31和电容ClO接前 端电源地PGND，第3脚和第4脚之间连接有电容C52，第4脚和第8脚之间连接有电阻R2，该第4脚还通过电容C29而连接前端电源地PGND，该第8脚还通过电容Cll接前端电源地PGND，第6脚作为脉冲信号的输出端且通过依次串联的电阻RlO和电阻R33接前端电源地PGND且电阻RlO和电阻R33的连接点还连接至MOS管Ql的栅极，该MOS管Ql的栅极还通过电阻R17而连接至二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接至PWM控制器的第6脚，该MOS管Ql的源极通过相互并联的电阻R29和电阻R28接地，该MOS管Ql的源极的反馈电流还通过电阻R34而传输至PWM控制器U3的第3脚，该第3脚还通过滤波电容C28而连接前端电源地PGND ； 所述贴片变压器Tl是单端反激式变压器，该贴片变压器Tl内部的第I脚和第3脚之间为原边绕组，且第I脚连接至电解电容ElO的正极，第3脚连接至MOS管Ql的漏极，该第I脚还通过相互并联的电阻R9和电容C21而连接至续流二极管Dl的阴极，该续流二极管的阳极连接至贴片变压器Tl的第3脚，所述贴片变压器Tl的第7脚为正12V电压输出端，第I脚为正8V电压输出端，第8脚作为后端电源地GND，第6脚为正15V电压输出端，第12脚为负15V电压输出端，第5脚连接至前端电源地PGND ； 所述贴片变压器Tl输出的正15V电压通过二极管D6整流及电解电容El滤波后，为变频器提供正15V直流电压，该正15V直流电压还作为PWM控制器U3的驱动电压而输送至二极管D2的阳极，该电解电容El的负极接前端电源地PGND ； 所述贴片变压器Tl输出的负15V电压通过二极管D4整流及电解电容C5滤波后，为变频器提供负15V直流电压，该电解电容C5的正极接前端电源地PGND ； 所述贴片变压器Tl输出的正12V电压经过二极管D5整流和电解电容C38滤波后，为变频器提供正12V直流电压，该正12V直流电压还输送至二极管D15的阴极且为继电器RELl提供启动电压，该二极管D15的阳极连接后端电源地GND。
2.如权利要求I所述的用于小型变频器的单端反激式开关电源，其特征在于，所述电解电容El还并联有电容C6和电阻R18，所述电解电容C5还并联有电容C22和电阻R19，所述电解电容C38还并联有电阻C14和电阻R20。
3.如权利要求I所述的用于小型变频器的单端反激式开关电源，其特征在于，所述贴片变压器Tl的正8V电压输出端连接至二极管D25的阳极，二极管D25的阴极连接至电解电容E8的正极，电解电容E8的负极连接后端电源地GND，该电解电容E8还并联有电容C58，该电解电容ES的正极连接稳压管Ul的输入端IN，该稳压管Ul的输出端通过电感LI而连接至电解电容E6的正极，该电解电容E6还并联有电容C68，所述稳压管Ul的型号是LM7805，所述电解电容E6的正极作为正5V直流电压输出端，且为变频器提供正5V直流电压。
4.如权利要求I所述的用于小型变频器的单端反激式开关电源，其特征在于，所述前端电源地PGND通过一零欧电阻ROO而连接至后端电源地GND。
5.如权利要求I所述的用于小型变频器的单端反激式开关电源，其特征在于，所述PWM控制器U3的型号是UC2844。
6.如权利要求I所述的用于小型变频器的单端反激式开关电源，其特征在于，所述贴片变压器Tl的型号是EPC19。
全文摘要
本发明公开一种用于小型变频器的单端反激式开关电源，其包括有一整流器B1、一继电器REL1、一PWM控制器U3及一贴片变压器T1，该贴片变压器T1是单端反激式变压器，整流器B1输出的直流电压通过电阻R13、电阻R11、电阻R12和电阻23而为PWM控制器U3供电，令PWM控制器U3输出脉冲信号且控制贴片变压器T1产生多个直流电压，其中的正12V直流电压作为驱动电压而传输回PWM控制器U3，使PWM控制器3与贴片变压器T1之间互锁，继电器REL1因上电而令电阻R13、电阻R11、电阻R12和电阻23脱离于整流器B1。本发明降低了开关电源的体积、减少了上述四个电阻的功耗、降低了整机的发热量。
文档编号H02M7/40GK102969916SQ20121052394
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者邢起义 申请人:深圳市安邦信电子有限公司