本安型开关电源式直流本安电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种本安型开关电源式直流本安电源，包括前级开关电源电路和后级限压限流电路，前级开关电源电路包括输入整流稳压模块、开关电源输出控制模块、高频变压器、输出电压采样模块、输出电流采样模块，输出电压采样模块和输出电流采样模块采集信号通过隔离后，反馈给开关电源输出控制模块，控制高频变压器能量输入，实现一级精确稳压和限流；后级限压限流电路包括输出电压采样模块、输出电流采样模块、或运算模块和两个输出控制模块，通过或运算模块当输出电压和电流采样模块采集到任意一个参数超限时，都会使两个输出控制模块切断电源输出。本实用新型能够减少后级电路的负担，避免前级失效和储能放电时输出超限的情况发生。
【专利说明】本安型开关电源式直流本安电源
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种本安电源，具体是一种本安型开关电源式直流本安电源。
【背景技术】
[0002]目前，本安电源在矿用电器设备中的应用非常广泛，有交流和直流本安电源之分，其中，交流本安电源的实现比较方便，但其稳压性差、使用场所受限，因此有被直流本安电源取代的趋势。本安电源主要有两大特性，一是非本安输入和本安输出的隔离，二是对输出功率的严格限制，现有直流本安电源一般是交流电源输入，通过小型隔离变压器实现输出功率的限制和输入输出的隔离，并进行初步降压，整流后再经过限压限流处理，从而满足本安电源的要求。但在实际使用过程中，存在如下问题:前级小型隔离变压器的作用被限制，稳压、限流、限压主要由后级限压限流电路完成，导致后级电路负担过重、电源转换输出效率较低的问题；这种本安电源一般负载能力较低，电压输出的精度不高。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种本安型开关电源式直流本安电源，其前级作用能够发挥出来，减少后级电路的负担，避免前级失效和储能放电时输出超限的情况发生；提高负载能力和电压输出的精度。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型一种本安型开关电源式直流本安电源，包括前级开关电源电路和后级限压限流电路，
[0005]所述前级开关电源电路包括输入整流稳压模块、开关电源输出控制模块、高频变压器、输出电压米样模块I和输出电流米样模块I，输入整流稳压模块与开关电源输出控制模块的输入端连接；开关电源输出控制模块的输出端与高频变压器的输入端连接；高频变压器的输出端连接有稳压模块；输出电压采样模块I并联在高频变压器的输出端，并通过隔离模块I与开关电源输出控制模块的输出反馈端连接；输出电流采样模块I串联在高频变压器的输出端，并通过隔离模块II与开关电源输出控制模块的输出反馈端连接；
[0006]所述后级限压限流电路包括输出电压采样模块I1、输出电流采样模块I1、或运算模块和两个输出控制模块，输出电压采样模块II和输出电流采样模块II的输出均与或运算模块的输入端连接；或运算模块的输出端分别与两个输出控制模块连接；
[0007]所述输出电压采样模块II并联在高频变压器的输出端；输出电流采样模块II串联在高频变压器的输出端；高频变压器分别通过输出电流采样模块I和输出电流采样模块II与两个输出控制模块连接。
[0008]优选地，所述开关电源输出控制模块为单片机。
[0009]进一步，还包括与输出控制模块连接的报警器。
[0010]与现有技术相比，本实用新型通过前级开关电源电路对输出电压和电流进行一级精确稳压和限流，并将输入和输出隔离，再利用后级限压限流电路作为冗余保护进行二级限压限流，以前级电路为主，减少了后级电路的负担，避免前级失效的情况发生；同时，利用各个输出电压采样模块和输出电流采样模块检测高频变压器输出端的电压和电流，借助或运算模块和两个输出控制模块来控制电源的输出，当电压或电流超限时能够同时切断电源输出，避免出现储能放电时输出超限的情况，同时提高了负载能力和电压输出的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的电原理框图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0013]如图1所示，本本安型开关电源式直流本安电源，包括前级开关电源电路和后级限压限流电路，所述前级开关电源电路包括输入整流稳压模块、开关电源输出控制模块、高频变压器、输出电压米样模块I和输出电流米样模块I，输入整流稳压模块与开关电源输出控制模块的输入端连接；开关电源输出控制模块的输出端与高频变压器的输入端连接；高频变压器的输出端连接有稳压模块；输出电压采样模块I并联在高频变压器的输出端，并通过隔离模块I与开关电源输出控制模块的输出反馈端连接；输出电流采样模块I串联在高频变压器的输出端，并通过隔离模块II与开关电源输出控制模块的输出反馈端连接；所述后级限压限流电路包括输出电压采样模块I1、输出电流采样模块I1、或运算模块和两个输出控制模块，输出电压采样模块II和输出电流采样模块II的输出均与或运算模块的输入端连接；或运算模块的输出端分别与两个输出控制模块连接；所述输出电压采样模块II并联在高频变压器的输出端；输出电流采样模块II串联在高频变压器的输出端；高频变压器分别通过输出电流采样模块I和输出电流采样模块II与两个输出控制模块连接。
[0014]工作时，输入整流稳压模块对输入端传送过来的非本安电源输入信号进行处理，并将处理后的信号传送给开关电源输出控制模块，开关电源输出控制模块对其进行进一步处理后传送给高频变压器。输出电压采样模块I和输出电流采样模块I用于检测高频变压器输出端的电压和电流，并将采集到的电压和电流信号通过隔离后，反馈给开关电源输出控制模块，控制高频变压器能量输入，实现一级精确稳压和限流；其中，开关电源输出控制模块接收输出电压采样模块I和输出电流采样模块I反馈过来的信号时也为或的关系，即当输出电压和电流反馈信号，任意一个出现超限时，开关电源输出控制模块都会快速调整电源输出。同时，后级限压限流电路中的输出电压采样模块II和输出电流采样模块II也用于检测高频变压器输出端的电压和电流，并将采集到的电压和电流信号传送给或运算模块，用于控制电源的输出与否，即当其中任意一个参数超限时，都会使两个输出控制模块切断电源输出。此外，开关电源输出控制模块还可以采集高频变压器的运行反馈信号，在出现异常情况时切断电源输出。最终，通过前级开关电源电路对输出电压和电流进行一级精确稳压和限流，并将输入和输出隔离，再利用后级限压限流电路作为冗余保护进行二级限压限流，以前级电路为主，减少了后级电路的负担，避免前级失效和储能放电时输出超限的情况发生。
[0015]其中，输出电压米样模块I和输出电压米样模块II可以米用电压传感器,输出电流采样模块I和输出电流采样模块II可以采用电流传感器，检测更准确，操作性更强。
[0016]优选地，所述开关电源输出控制模块为单片机，单片机的技术成熟，便于调试和维护，易于实现本实用新型的目的。
[0017]进一步，还包括与输出控制模块连接的报警器，当高频变压器的输出电压或电流任意一个参数超限时，两个输出控制模块均切断电源输出，同时控制报警器发出报警，告知用户具体情况，方便用户采取其他相关措施。
【权利要求】
1.一种本安型开关电源式直流本安电源，其特征在于，包括前级开关电源电路和后级限压限流电路， 所述前级开关电源电路包括输入整流稳压模块、开关电源输出控制模块、高频变压器、输出电压采样模块I和输出电流采样模块I，输入整流稳压模块与开关电源输出控制模块的输入端连接；开关电源输出控制模块的输出端与高频变压器的输入端连接；高频变压器的输出端连接有稳压模块；输出电压采样模块I并联在高频变压器的输出端，并通过隔离模块I与开关电源输出控制模块的输出反馈端连接；输出电流采样模块I串联在高频变压器的输出端，并通过隔离模块II与开关电源输出控制模块的输出反馈端连接； 所述后级限压限流电路包括输出电压采样模块I1、输出电流采样模块I1、或运算模块和两个输出控制模块，输出电压采样模块II和输出电流采样模块II的输出均与或运算模块的输入端连接；或运算模块的输出端分别与两个输出控制模块连接； 所述输出电压采样模块II并联在高频变压器的输出端；输出电流采样模块II串联在高频变压器的输出端；高频变压器分别通过输出电流采样模块I和输出电流采样模块II与两个输出控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种本安型开关电源式直流本安电源，其特征在于，所述开关电源输出控制模块为单片机。
3.根据权利要求1或2所述的一种本安型开关电源式直流本安电源，其特征在于，还包括与输出控制模块连接的报警器。
【文档编号】H02M3/28GK203466728SQ201320584314
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】肖义, 梁倩 申请人:江苏创导自动化设备有限公司