一种智能仪表用多输出开关电源的制作方法

文档序号:9108150阅读:692来源:国知局
一种智能仪表用多输出开关电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及信息电子技术领域,特别是一种智能仪表用多输出开关电源。
【背景技术】
[0002]目前厂家设计的仪表电量信号采样电路板多数采用价格较为昂贵的电压互感器及信号处理芯片,大大增加了电量信号采样电路板的制作成本。
【实用新型内容】
[0003]针对上述现有技术中存在的不足,本实用新型的目的在于提供一种智能仪表用多输出开关电源,实现了 AC/DC195~265V输入,可输出DC12V/-12V/5V三组可靠电源。
[0004]为了解决上述技术问题,本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]—种智能仪表用多输出开关电源,包括电流限幅单元、整流滤波单元、高频变换开关元件、高频隔离变压器、辅助电路、PWM控制电路和输出整流滤波单元;输入电压信号经过电流限幅单元对冲击电流限幅后输出到整流滤波单元,直接整流为较平滑的直流电,由输入滤波器过滤存在的杂波同时阻碍本机产生的杂波反馈回电网,再由高频变换开关元件将整流后的直流电逆变为高频交流电,送给高频隔离变压器初级,次级感应出的电压经输出整流滤波单元得到稳定可靠的直流电源,变压器次边耦合到的两组方波电压分别经整流滤波之后获得12V (0.7A)和-12V (0.7A)直流电压输出,其中12V (0.7A)的直流电压输出经过7805芯片,得到5V直流电压输出,PffM控制电路从12V (0.7A)的直流电压输出端取样,与整流滤波单元的基准值进行比较,根据比较结果控制高频变换开关元件的占空比,调整输出电压,所述PWM控制电路由光电耦合器LTV817A同时实现输出稳压与反馈控制,达到输出与输入的有效隔离,在高频变换开关元件与高频隔离变压器之间设置有辅助电路部分,由高频隔离变压器辅助绕组通过半波整流给高频变换开关元件TNY277供电,使芯片工作。
[0006]优选的是,所述整流滤波单元包括整流单元,由四个二极管构成,滤波单元由两个电容与一个电感构成η型滤波电路,即输入滤波器;滤波单元连接所述高频变换开关元件和PffM控制电路。
[0007]优选的是,所述高频变换开关元件采用了更具灵活性及更大功率方位的高效离线式开关IC TNY277。
[0008]优选的是,所述辅助电路为变压器次级线圈经偏置二极管、偏置电容、偏置电阻构成。
[0009]本实用新型与现有技术相比,具有如下优点:
[0010]本实用新型提供的这种仪表电量信号采样电路板,可同时对输入三相交流电压、电流信号进行采集处理。输入的三相交流电压信号经电阻分压电路采集到-2.5-2.5V交流电压,后续的电压跟随器起到缓冲、隔离、提高带载能力的作用,经过加法电路,转换为0~5V交流电压,电路末端的二极管箝位电路用于实现对单片机的过压保护。输入三相交流电流信号经电流互感器及取样电阻转换为小电压信号,经后续的放大、加法、跟随,变换为0~5V交流电压,可被单片机识别处理。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有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实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本实用新型的原理示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0014]下面结合附图1及具体实施例对本实用新型做进一步说明。
[0015]本实用新型所述的这种智能仪表用多输出开关电源,主要应用于电力仪表。在这些仪表中,不同工作芯片对工作电源的要求不同,单片机普遍工作电压要求5V左右,考虑成本采用非轨到轨放大芯片,其工作电压范围较宽,但根据输出要求并考虑常用电压,普遍采用正负12V。
[0016]如图1所示为本实用新型提供的KEM2000智能仪表用多输出开关电源连接关系示意图,由电流限幅单元、整流滤波单元、高频变换开关元件、高频隔离变压器、辅助电路、PWM控制电路和输出整流滤波单元七个部分组成。下面详细介绍这七个部分各主要功能:
[0017]电流限幅单元
[0018]电流限幅单元是由一只IA保险丝构成,实现对输入信号的电流限幅作用。
[0019]整流滤波单元
[0020]AC/DC195~265V输入电压经冲击电流限幅后送至整流滤波单元,得到一个比较平稳的直流电压。
[0021]高频变换开关元件
[0022]采用了更具灵活性及更大功率方位的高效离线式开关IC TNY277,通过整流滤波单元得到的脉动直流电压,经过该高频变换开关元件,使得变压器原边获得一个132KHZ的方波。
[0023]高频隔离变压器
[0024]采用EI22磁芯变压器。
[0025]辅助电路
[0026]变压器的辅助绕组通过半波整流给TNY277供电,使芯片工作。
[0027]PffM控制电路
[0028]由光电耦合器LTV817A从输出端取样,与基准值进行比较,根据比较结果控制高频功率开关元件的占空比,从而达到调整输出电压的目的,光电耦合器LTV817A同时实现输出稳压与反馈控制,达到输出与输入的有效隔禺O
[0029]输出整流滤波单元
[0030]将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分。变压器次边耦合到的两组方波电压分别经整流滤波之后获得12V (0.7A)和-12V (0.7A)直流电压输出。其中12V (0.7A)的直流电压输出经过7805芯片,得到5V直流电压输出。
[0031]申请人拥有试验所需要的所有试验工具:可调交直流电源、高精度电压测试仪表、可调温电烙铁等。对项目实施的试验研究提供了可靠保证。
[0032]通过模拟实验,获取相关数据,进而研究制作智能仪表用多输出开关电源。
[0033]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能仪表用多输出开关电源,其特征在于,包括电流限幅单元、整流滤波单元、高频变换开关元件、高频隔离变压器、辅助电路、PWM控制电路和输出整流滤波单元;输入电压信号经过电流限幅单元对冲击电流限幅后输出到整流滤波单元,直接整流为较平滑的直流电,由输入滤波器过滤存在的杂波同时阻碍本机产生的杂波反馈回电网,再由高频变换开关元件将整流后的直流电逆变为高频交流电,送给高频隔离变压器初级,高频隔离变压器次级感应出的电压经输出整流滤波单元得到稳定可靠的直流电源,变压器次级耦合到的两组方波电压分别经整流滤波之后获得12V、0.7A和-12V、0.7A直流电压输出,其中12V、0.7A的直流电压输出经过7805芯片,得到5V直流电压输出,PffM控制电路从12V、0.7A的直流电压输出端取样,与整流滤波单元的基准值进行比较,根据比较结果控制高频变换开关元件的占空比,调整输出电压,所述PWM控制电路由光电耦合器LTV817A同时实现输出稳压与反馈控制,达到输出与输入的有效隔离,在高频变换开关元件与高频隔离变压器之间设置有辅助电路部分,由高频隔离变压器辅助绕组通过半波整流给高频变换开关元件TNY277供电,使芯片工作。2.根据权利要求1所述的一种智能仪表用多输出开关电源,其特征在于,所述整流滤波单元包括整流单元,由四个二极管构成,滤波单元由两个电容与一个电感构成π型滤波电路,即输入滤波器;滤波单元连接所述高频变换开关元件和PWM控制电路。3.根据权利要求1所述的一种智能仪表用多输出开关电源,其特征在于,所述高频变换开关元件采用高效离线式开关IC ΤΝΥ277。4.根据权利要求1所述的一种智能仪表用多输出开关电源,其特征在于,所述辅助电路为变压器次级线圈经偏置二极管、偏置电容和偏置电阻构成。
【专利摘要】本实用新型公开一种智能仪表用多输出开关电源,包括电流限幅单元、整流滤波单元、高频变换开关元件、高频隔离变压器、辅助电路、PWM控制电路和输出整流滤波单元,输入电压信号经过电流限幅单元对冲击电流限幅后输出到整流滤波单元,整流为较平滑的直流电,再由高频变换开关元件将整流后的直流电逆变为高频交流电,送给高频隔离变压器初级,次级感应出的电压经输出整流滤波单元得到稳定可靠的直流电源,变压器次边耦合到的两组方波电压分别经整流滤波之后获得12V(0.7A)和-12V(0.7A)直流电压输出,实现了AC/DC195~265V输入,DC12V/-12V/5V输出,可普遍应用于各类电力仪表中。
【IPC分类】H02M7/04, H02M3/28
【公开号】CN204761311
【申请号】CN201520455305
【发明人】李宏, 赵煜, 王艳, 杨玉龙
【申请人】昆明兴三方电器科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月29日
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