一种AC/DC输出电压可调电源的制作方法

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种AC/DC输出电压可调电源。

背景技术：

AC/DC电源，能使电路中形成恒定电流的装置，具有广泛的运用。在不同的场合，对输出电压的需求不同。为了满足这种需求，通常采用以下两种方法： (1)构建并联电源系统，输出不同电压，但这种方法电源系统复杂，控制难度大，且需要大量的附加电路来实现EMC；(2)搭建输出电压可调的AC/DC 电源，但通常输出电压范围较小，且不能根据需要灵活调节输出电压。

此外，开关电源的设计大部分均会采用功能模块就近原理，但目前大部分开关电源中功率流向的设计譬如U字型功率流向，使得电源内部空间较小，散热效果不好，且控制板、驱动板等印制板均是直接焊接在功率板上，这样不适合长时间处于振动状态的场合，譬如舰艇等。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种AC/DC输出电压可调电源，可根据外部输入占空比，灵活宽范围调节输出电压，且输出电压与占空比成线性关系，而且通过设置各功能模块的位置以及固定方式，提高电源散热、抗震性能。

为实现上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种AC/DC输出电压可调电源，包括机壳以及设置于机壳内部的输入连接器1、输入滤波整流模块2、功率因数校正模块3、DC-DC变换模块4、辅助电源6、输出连接器5和控制保护模块7，所述输入滤波整流模块2输入端经输入连接器1连接单相交流输入，其输出端连接功率因数校正模块3，所述功率因数校正模块3输出端分别连接辅助电源6和DC-DC变换模块4，所述辅助电源6为控制保护模块7提供工作电压，所述DC-DC变换模块4连接输出连接器5；所述控制保护模块7 输入端分别接入PMW信号和DC-DC变换模块4的输出端，控制保护模块7 输出端连接DC-DC变换模块4，控制保护模块7接收外部PMW信号调节 DC-DC变换模块4的占空比，调节输出电压。

具体地说，所述控制保护模块7包括PWM信号变换电路、反馈控制比较电路以及SG3525芯片，所述PMW信号经过PWM信号变换电路变换为电压信号，所述电压信号和输出采样电压输入反馈控制比较电路，反馈控制比较电路输出端连接SG3525芯片补偿端。

具体地说，所述PWM信号变换电路包括光耦U1、电容C1和C2以及电阻 R1、R2、R3、R4，所述PWM信号经电阻R1输入到光耦U1的阳极，光耦U2的阴极接地，其集电极接电源电压，其发射极经电阻R2接地、经电阻R3、R4连接反馈控制电路的输入端；电容C1一端连接电阻R3、R4之间的节点，其另一端接地；电容C2一端连接R4与反馈控制电路输入端之间的节点，其另一端接地。

具体地说，反馈控制比较电路包括运算放大器U2A，所述运算放大器U2A 正供电端连接电源电压，电容C3一端连接运算放大器U2A正供电端，其另一端接地；运算放大器U2A的同相输入端经电阻R5连接PWM信号变换电路的输出端，其反相输入端连接电源输出端的采样电压信号；运算放大器U2A输出端经电阻R8与芯片SG3525补偿端连接，电容C6并联于运算放大器U2A反相输入端和输出端之间；电阻R7并联于电容C6两端，电阻R6一端连接运算放大器U2A反相输入端，其另一端经电容C5与运算放大器U2A输出端连接，运算放大器U2A负供电端连接-15V电源电压，电容C4一端连接运算放大器U2A负供电端，其另一端接地。

具体地说，所述输入滤波整流模块(2)固定在机壳右侧板8，所述功率因数校正模块(3)固定在机壳底板9，所述DC-DC变换模块4固定在机壳左侧板10，所述控制保护模块7固定在机壳顶板11，每一功能模块外围由金属框固定，并进行灌封。

由以上技术方案可知，本实用新型提供的一种AC/DC输出电压可调电源，控制保护模块接收外部给定占空比，调节对应输出电压，且输出电压与占空比成线性关系，输出电压范围大；而且将每一个功能模块分别直接独立的固定在每一块机壳板上，并进行灌封，结合各功能模块的设置位置对电源整体进行最优化的结构处理，使其功率流向呈环形，电源内部空间大，散热效果和抗振性较好，适用于恶劣的工作环境。

附图说明

图1是本实用新型的各功能模块连接图。

图2是本实用新型中机壳机构示意图。

图3是PWM信号变换电路图。

图4是反馈控制比较电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示的本实用新型的实施例，包括机壳以及设置于机壳内部的、输入连接器1、输入滤波整流模块/2、功率因数校正模块3、DC-DC变换模块4、辅助电源6、输出连接器/5和控制保护模块7，所述输入滤波整流模块2输入端经输入连接器1连接单相交流输入，其输出端连接功率因数校正模块3，所述功率因数校正模块3输出端分别连接辅助电源6和DC-DC变换模块4，所述辅助电源6为控制保护模块7提供工作电压，所述DC-DC变换模块4连接输出连接器5；所述控制保护模块7输入端分别接入PMW信号和DC-DC变换模块4的输出端，控制保护模块7输出端连接DC-DC变换模块4，控制保护模块7接收外部PMW信号调节DC-DC变换模块4的占空比，调节输出电压。

所述输入滤波整流模块2固定在机壳右侧板8，所述功率因数校正模块3 固定在机壳底板9，所述DC-DC变换模块4固定在机壳左侧板10，所述控制保护电路7固定在机壳顶板11。本实施例中，电源内部采取模块化设计，电源稳定性较好，相比传统的各功能模块直接焊接在功率板上的固定方式，本实施例中各功能模块外围先由金属框固定，再进行灌封，更加牢固，更加适用于长时间处于震动状态的场合，譬如车辆、舰艇等。同时，合理统筹安排每一块功能模块的布局，功率流向近似一个环形，电源空间大，散热效果好，且走线路径短。

具体地说，所述控制保护模块7包括PWM信号变换电路、反馈控制比较电路以及SG3525芯片，所述PMW信号经过PWM信号变换电路变换为电压信号，所述电压信号和输出采样电压输入反馈控制比较电路，反馈控制比较电路输出端连接芯片SG3525补偿端。本实用新型采用经典的控制芯片SG3525 产生PWM两路互补的控制信号。芯片SG3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片，它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力；内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、 PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比，外围电路所用元器件少，通过调节控制输出方波占空比来稳定输出电压。

具体地说，所述PWM信号变换电路包括光耦U1、电容C1和C2以及电阻 R1、R2、R3、R4，所述PWM信号经电阻R1输入到光耦U1的阳极，光耦U2的阴极接地，其集电极接12V电源电压，其发射极经电阻R2接地、经电阻R3、 R4连接反馈控制电路的输入端；电容C1一端连接电阻R3、R4之间的节点，其另一端接地；电容C2一端连接R4与反馈控制电路输入端之间的节点，其另一端接地。

具体地说，反馈控制比较电路包括运算放大器U2A，所述运算放大器U2A 正供电端连接电源电压，电容C3一端连接运算放大器U2A正供电端，其另一端接地；运算放大器U2A的同相输入端经电阻R5连接PWM信号变换电路的输出端，其反相输入端连接电源输出端的采样电压信号；运算放大器U2A输出端经电阻R8与芯片SG3525补偿端连接，电容C6并联于运算放大器U2A反相输入端和输出端之间；电阻R7并联于电容C6两端，电阻R6一端连接运算放大器U2A反相输入端，其另一端经电容C5与运算放大器U2A输出端连接，运算放大器U2A负供电端连接-15V电源电压，电容C4一端连接运算放大器U2A负供电端，其另一端接地。

选取各个元器件的适当型号后，将幅值为+5V、固定频率为1KHz且占空比可调的一个PWM信号输入PWM信号变换电路，在其输出端得到一个范围0V-10V 的电压信号V_g,该电压信号V_g与电源输出端采样电压V_f输入到反馈控制比较电路中，反馈控制比较电路输出端连接芯片SG3525的补偿端，控制芯片SG3525 的输出占空比，从而调节DC-DC变换模块，控制输出电压。外界输入的PWM信号占空比为0％-100％时，对应V_g范围为0V-10V，从而可以实现输出电压可以从 0V调节。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。