本实用新型涉及电子技术、电子电源技术、高频开关电源技术等领域，具体的说，是一种基于高频开关技术设计的电子开关电源。
背景技术：
电子技术是根据电子学的原理，运用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括 Analog （模拟） 电子技术和 Digital （数字） 电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、放大、滤波、转换。
电子技术是十九世纪初到二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。在十八世纪末和十九世纪初的这个时期，由于生产发展的需要，在电磁现象方面的研究工作发展得很快，1785年法国科学家库伦由实验得出电流的库仑定律。1895 年，荷兰物理学家亨得里克·安顿·洛伦兹假定了电子存在。1897年，英国物理学家汤姆逊（J.J.Thompson）用试验找出了电子。1904年，英国人J.A.Fleming 发明了最简单的二极管(diode或 valve)，用于检测微弱的无线电信号。 1906 年，L.D.Forest 在二极管中安上了第三个电极（栅极，grid）发明了具有放大作用的三极管，这是电子学早期历史中最重要的里程碑。1948 年美国贝尔实验室的几位研究人员发明晶体管。1958 年集成电路的第一个样品见诸于世。集成电路的出现和应用，标志着电子技术发展到了一个新的阶段。
电子技术研究的是电子器件及其电子器件构成的电路的应用。半导体器件是构成各种分立、集成电子电路最基本的元器件。随着电子技术的飞速发展，各种新型半导体器件层出不穷。现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
现有变配电系统中用的操作电源为DC220V ,原由装设补偿电容器的硅整流器提供。当电力系统发生故障时, 会引起整流器电压波动甚至断电。在实际应用中, 由于电容器质量等原因, 利用电容器储能来补偿直流电压具有不可靠性, 不能保证继电器与跳闸线圈可靠动作, 容易构成事故隐患。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种基于高频开关技术设计的电子开关电源，替换现有变配电系统的操作电源，能够将380V交流电源转换成直流电，并为后续电路进行直流供电，基于高频开关电源技术而设计，既有开关性能良好、输出直流稳定可靠等特点；并且能够实现多种监控处理，使得整个电源处理安全稳定的运行状态，为后续电路提供安全可靠的直流用电提供技术保障；在进行DC-DC保护电路设置时，利用场效应管、二极管、变压器及滤波电路实现DC-DC变换，在实现直流变换的同时，还能够保障系统工作的稳定性。
本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于高频开关技术设计的电子开关电源，包括整流电路及与整流电路相连接的交流配电系统、监控系统和供电设备，在所述整流电路内设置有前置处理电路、主控制系统及DC-DC变换电路，交流配电系统与前置处理电路相连接，前置处理电路与DC-DC变换电路相连接，DC-DC变换电路与主控制系统相连接，主控制系统连接供电设备；在所述DC-DC变换电路内设置有场效应管VT1、场效应管VT2、变压器T及滤波电路，场效应管VT1的源极和场效应管VT2的源极分别连接变压器T初级端的其中一端，场效应管VT1的漏极通过二极管与场效应管VT2的漏极相连接，场效应管VT2的源极通过二极管与场效应管VT1的源极相连接，场效应管VT1的漏极和场效应管VT2的漏极作为DC-DC保护电路的输入端连接前置处理电路，场效应管VT1的栅极和场效应管VT2的栅极作为DC-DC保护电路的控制端连接主控制系统；所述变压器T的次级端皆通过二极管与滤波电路的输入端的一端相连接，滤波电路的输入端的另一端与变压器T的次级端的其中一端相连接；滤波电路的输出端连接主控制系统。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述主控制系统内设置有主控制电路、保护电路、采样反馈电路、平滑滤波电路，所述交流配电系统连接前置处理电路，滤波电路的输出端与平滑滤波电路相连接，平滑滤波电路通过输出电路与供电设备相连接；平滑滤波电路的输出端与采样反馈电路相连接，采样反馈电路连接主控制电路，主控制电路与保护电路相连接，且主控制电路分别与场效应管VT1的栅极和场效应管VT2的栅极相连接。优选的场效应管VT2的漏极通过二极管D1连接场效应管VT1的漏极，且二极管D1的正极连接场效应管VT2的漏极；场效应管VT2的源极通过二极管D2连接场效应管VT1的源极，且二极管D2的正极连接场效应管VT2的源极；滤波电路采用由电容C1、电容C2及电感L1所组成的LCπ型滤波器，变压器T的次级端的两端分别通过二极管D3和二极管D4连接LCπ型滤波器输入端的电感与电容的共接端，变压器T的次级端的其中一端连接LCπ型滤波器输入端的电容与电容的共接端；优选的变压器T采用带磁芯高频变压器。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述供电设备内设置有合闸分路、降压系统、控制分路及蓄电池组，输出电路与合闸分路和蓄电池组相连接，合闸分路通过降压系统与控制分路相连接，监控系统分别与整流电路、合闸分路、控制分路及交流配电系统相连接，所述平滑滤波电路与蓄电池组相连接，蓄电池组还与合闸分路相连接。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述监控系统内设置有配电监控电路、主监控电路及绝缘监测电路，配电监控电路分别与交流配电系统、主监控电路、合闸分路及控制分路相连接，主监控电路分别与整流电路及绝缘监测电路相连接，绝缘监测电路与控制分路及合闸分路相连接。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述前置处理电路内设置有防雷滤波电路、交流整流电路及无源PFC，所述交流配电系统连接防雷滤波电路，防雷滤波电路连接交流整流电路，交流整流电路连接无源PFC，无源PFC连接场效应管VT1的漏极和场效应管VT2的漏极。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述保护电路包括分别与主控制电路相连接的过压保护电路、过流保护电路、短路保护电路及过温保护电路。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述主控制电路上还连接有通信接口电路。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述输出电路为二极管，且二极管的负极与合闸分路及蓄电池组相连接。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述蓄电池组采用锂电池。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述整流电路为3路，且交流配电系统与三路整流电路皆相连接，三路整流电路皆通过输出电路与合闸分路相连接，三路整流电路皆与蓄电池组相连接。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本实用新型能够将380V交流电源转换呈直流电，并为后续电路进行直流供电，基于高频开关电源技术而设计，既有开关性能良好、输出直流稳定可靠等特点；并且能够实现多种监控处理，使得整个电源处理安全稳定的运行状态，为后续电路提供安全可靠的直流用电提供技术保障；在进行DC-DC保护电路设置时，利用场效应管、二极管、变压器及滤波电路实现DC-DC变换，在实现直流变换的同时，还能够保障系统工作的稳定性。
本实用新型在设计时，各种功能的监控电路受主监控电路的管理和控制，能够基于通信线将各种功能的监控电路所采集的监控信息传送至主监控电路内进行统一管理分析并利用预制的控制管理策略进行相应的管理控制，使得整个电源处于安全稳定、高效节能的运行状态。
本实用新型能够实现交流监控、直流监控、开关量监控等基础监控外还能够实现绝缘监测、电池巡检等功能。
附图说明
图1为本实用新型原理框图。
图2为本实用新型所述整流电路原理框图。
图3为本实用新型所述DC-DC变换电路图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
值得注意的是，在本实用新型的实际应用中，不可避免的会应用到软件程序，但申请人在此声明，该技术方案在具体实施时所应用的软件程序皆为现有技术，在本申请中，不涉及到软件程序的更改及保护，只是对为实现发明目的而设计的硬件架构的保护。
实施例1：
一种基于高频开关技术设计的电子开关电源，能够将380V交流电源转换呈直流电，并为后续电路进行直流供电，基于高频开关电源技术而设计，既有开关性能良好、输出直流稳定可靠等特点；并且能够实现多种监控处理，使得整个电源处理安全稳定的运行状态，为后续电路提供安全可靠的直流用电提供技术保障；在进行DC-DC保护电路设置时，利用场效应管、二极管、变压器及滤波电路实现DC-DC变换，在实现直流变换的同时，还能够保障系统工作的稳定性，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：包括整流电路及与整流电路相连接的交流配电系统、监控系统和供电设备，在所述整流电路内设置有前置处理电路、主控制系统及DC-DC变换电路，交流配电系统与前置处理电路相连接，前置处理电路与DC-DC变换电路相连接，DC-DC变换电路与主控制系统相连接，主控制系统连接供电设备；在所述DC-DC变换电路内设置有场效应管VT1、场效应管VT2、变压器T及滤波电路，场效应管VT1的源极和场效应管VT2的源极分别连接变压器T初级端的其中一端，场效应管VT1的漏极通过二极管与场效应管VT2的漏极相连接，场效应管VT2的源极通过二极管与场效应管VT1的源极相连接，场效应管VT1的漏极和场效应管VT2的漏极作为DC-DC保护电路的输入端连接前置处理电路，场效应管VT1的栅极和场效应管VT2的栅极作为DC-DC保护电路的控制端连接主控制系统；所述变压器T的次级端皆通过二极管与滤波电路的输入端的一端相连接，滤波电路的输入端的另一端与变压器T的次级端的其中一端相连接；滤波电路的输出端连接主控制系统。
优选的场效应管VT2的漏极通过二极管D1连接场效应管VT1的漏极，且二极管D1的正极连接场效应管VT2的漏极；场效应管VT2的源极通过二极管D2连接场效应管VT1的源极，且二极管D2的正极连接场效应管VT2的源极；滤波电路采用由电容C1、电容C2及电感L1所组成的LCπ型滤波器，变压器T的次级端的两端分别通过二极管D3和二极管D4连接LCπ型滤波器输入端的电感与电容的共接端，变压器T的次级端的其中一端连接LCπ型滤波器输入端的电容与电容的共接端；优选的变压器T采用带磁芯高频变压器。
DC-DC 变换电路将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这种控制具有加速平稳、快速响应的性能，同时可以收到节约电能的效果。
变压器T起隔离和变压的作用，在输出端设置一个由电感L 1（ 续流电感） 、电容C1和电容C2组成的LCπ型滤波器，起能量的储存及传递作用， 变压器初级无需设置复位绕组，二极管D1，二极管D2的导通限制了两个调整管（场效应管VT1和场效应管VT2）关断时所承受的电压。输出回路设置一个整流二极管D3 和一个续流二极管D4 （D3，D4优选恢复时间快的整流管）。电容C2 优选大容量电容，这样有利于降低纹波电压。本发明DC-DC变换电路采用双管正激式DC/DC 变换器，其工作特点如下：
1、在任何工作条件下，为使两个开关管（调整管，场效应管VT1和场效应管VT2）所承受的电压不会超过输入电压 ,二极管D1和二极管D2的正向压降， 二极管D1和二极管D2优选采用快恢复管。
2、与单端正激式DC/DC变换器相比，它无须复位电路，这有利于简化电路和变压器的设计；它的功率器件可选择较低的耐压值；它功率等级也会很大。
3、两个开关管的工作状态一致，会同时处于通态或断态。
实施例2：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：在所述主控制系统内设置有主控制电路、保护电路、采样反馈电路、平滑滤波电路，所述交流配电系统连接前置处理电路，滤波电路的输出端与平滑滤波电路相连接，平滑滤波电路通过输出电路与供电设备相连接；平滑滤波电路的输出端与采样反馈电路相连接，采样反馈电路连接主控制电路，主控制电路与保护电路相连接，且主控制电路分别与场效应管VT1的栅极和场效应管VT2的栅极相连接。
所述采样反馈电路，为主控制电路对DC-DC变换电路进行输出调节采集电压或电流信号样，使得主控制电路能够采集的电压或电流信号样来实时调节输出占空比，从而使得DC-DC保护电路的输出平稳。
所述平滑滤波电路，由于交流整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分（ 称为纹波电压），为了获得平滑的直流电压，优选的在DC-DC变换电路输出端之后设置电容（平滑滤波电路），用于实现纹波电压的滤除处理。
实施例3：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：在所述供电设备内设置有合闸分路、降压系统、控制分路及蓄电池组，输出电路与合闸分路和蓄电池组相连接，合闸分路通过降压系统与控制分路相连接，监控系统分别与整流电路、合闸分路、控制分路及交流配电系统相连接，所述平滑滤波电路与蓄电池组相连接，蓄电池组还与合闸分路相连接。
在设计使用时，所述合闸分路，通过整流电路对其内的合闸母线进行供电，其与变配电系统内的合闸分路相连接，合闸分路上的直流电通过降压系统降压后为控制分路提供工作电压；所述控制分路与变配电系统内的控制分路相连接，且合闸母线还为控制分路的控制母线供电；工作时，两路380V交流电经过交流配电系统进行切换操作，切换出其中一路380V交流电为整流电路进行供电，整流电路将输入的三相交流电（380V）转换为直流电，给蓄电池组充电，同时也为合闸分路没的合闸母线进行供电，合闸母线亦为控制分路内的控制母线供电，合闸分路和控制分路分别输出控制变配电系统内的合闸分路和控制分路，实现了操作电源不间断供电和二次回路可靠动作, 保证了变配电系统的安全稳定运行。
实施例4：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述监控系统内设置有配电监控电路、主监控电路及绝缘监测电路，配电监控电路分别与交流配电系统、主监控电路、合闸分路及控制分路相连接，主监控电路分别与整流电路及绝缘监测电路相连接，绝缘监测电路与控制分路及合闸分路相连接。
在设计使用时，监控系统内设置的配电监控电路、主监控电路及绝缘监测电路能够实现交流监控、直流监控、开关量监控等基础监控外还能够实现合闸分路和控制分路的绝缘监测以及电池巡检等功能。
实施例5：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：在所述前置处理电路内设置有防雷滤波电路、交流整流电路及无源PFC，所述交流配电系统连接防雷滤波电路，防雷滤波电路连接交流整流电路，交流整流电路连接无源PFC，无源PFC连接场效应管VT1的漏极和场效应管VT2的漏极。
功率因数校正（ Pow er Factor Correct ion, PFC）是指有效功率与总耗电量（ 视在功率） 之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量（ 视在功率） 的比值。无源PFC 是指不使用晶体管等一些有源器件组成的校正电路，使功率因数和电磁干扰都得以改善。
实施例6：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述保护电路包括分别与主控制电路相连接的过压保护电路、过流保护电路、短路保护电路及过温保护电路；所述过压保护电路能够实现输出电压过高时，能够自动是进行过压保护，避免由于输出电压过高而对用电设备造成损坏的情况发生；所述功率变换电路，主要是保护大功率变流器件，在变流的每一个周期，如果通过的电流超过器件承受的电流，功率变换电路就会关闭功率器件，以达到保护功率器件的目的；所述短路保护电路，当输出短路时短路保护电路在瞬间把输出电压拉低到零，限制短路电流在限流点之下，此时短路保护电路输出功率很小， 以达到保护模块的目的；过温保护电路，主要是保护大功率变流器件，这些器件的结温和电流过载能力均有安全极限值，正常工作的情况下，系统设计留有足够余量，但在一些特殊条件下，如环境温度过高、风机停转等情况下，过温保护电路检测散热器温度超过一定值时，就会自动关机保护，当温度降低到能够正常工作的温度值时电子开关电源又才自动启动。
实施例7：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：在所述主控制电路上还连接有通信接口电路，所设置的通信接口电路能够分别其与别的管理设备相连接。
实施例8：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述输出电路为二极管，且二极管的负极与合闸分路及蓄电池组相连接。
实施例9：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述蓄电池组采用锂电池。
实施例10：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：在所述整流电路为3路，且交流配电系统与三路整流电路皆相连接，三路整流电路皆通过输出电路与合闸分路相连接，三路整流电路皆与蓄电池组相连接；在使用时，优选设置三路整流电路，并且三路整流电路的输出皆通过输出电路为合闸分路供电，同时亦为蓄电池组进行充电。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。