一种水处理设备用闭环控制的安全开关电源的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种水处理设备用闭环控制的安全开关电源。

背景技术：
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开关电源，又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能装置，是电源供应器的一种，其功能是将一个位准的电压，通过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流；开关电源的输入多半是交流电源，而输出多半是需要直流电源的设备。

开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、led照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，led灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，led灯带，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

在水处理设备领域，开关电源同样也得到广泛应用；一般情况下，开关电源能够根据用户的需求来提供相应等级的供电电压和供电电流，其工作原理为：接入220v-380v交流市电，经过滤波、整流转换成直流电压供用户使用；在供电过程中，现有的开关电源只是为负载提供电能，当电网出现故障或者电压等级出现波动时，开关电源也会受到影响，不能对直流负载进行正常供电，容易烧毁负载，安全性较低。

技术实现要素：
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本发明实施例提供了一种水处理设备用闭环控制的安全开关电源，结构设计合理，采用闭环控制，能够对用户端负载保持长时间正常供电，同时对负载进行保护，减少市电电网波动或紧急故障对负载带来的影响，提升供电安全性，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种水处理设备用闭环控制的安全开关电源，包括壳体，在壳体上设有触摸屏，所述触摸屏用于设定开关电源的输出电源或输出电流；在壳体内设有与触摸屏相配合的电气单元和控制器，所述电气单元包括电气相连的交流输入模块，所述交流输入模块用于接入220v-380v交流市电，在交流输入模块上连接有整流电路、逆变电路、高频变压器、滤波电路和直流输出模块，所述直流输出模块用于接入负载进行供电；所述控制器通过压欠压电路与整流电路电气相连，所述控制器通过过流检测器和温度检测电路与逆变电路电气相连，所述控制器通过温度检测电路与高频变压器电气相连；所述过压欠压电路用于保持开关电源内部电压稳定，所述过流检测器用于保持开关电源输出电流稳定，所述温度检测电路用于调节壳体内部的温度。

在壳体上还均布有散热孔。

所述交流输入模块为三相输入接线端子。

所述整流电路包括整流变压器，所述整流变压器的一次侧与三相输入接线端子电气相连，在整流变压器的二次侧连接有整流桥和电压检测引脚。

在整流变压器的一次侧与三相输入接线端子之间设有空气开关和熔断器。

所述过压欠压电路包括第一比较器和第二比较器，所述第二比较器的负输入端通过第二电阻、第一电阻和可变电阻与电压检测引脚相连，所述可变电阻用于调节过压或欠压的阀值；所述第二比较器的正输入端通过相并联的第三电阻和第四电阻与第一比较器的正输入端相连，所述第一比较器和第二比较器通过第五电阻与电源相连。

所述第一比较器为欠压比较器，所述第二比较器为过压比较器，所述第一比较器和第二比较器的型号均为lm339。

在逆变电路上设有相并连的二极管。

所述过流检测器的型号为lm2903，在过流检测器上设有八个引脚，所述一号引脚为第一输出引脚，二号引脚为第一输入负引脚，三号引脚为第一输入正引脚，四号引脚为接地引脚，五号引脚为第二输入正引脚，六号引脚为第二输入负引脚，七号引脚为第二输出引脚，八号引脚为电源引脚。

所述温度检测电路包括温度检测芯片，所述温度检测芯片的型号为tc4427，在温度检测芯片上设有八个引脚，所述温度检测芯片的二号引脚通过第六电阻连接电源，所述温度检测芯片的六号引脚连接有相并连的第二电容和第三电容连接电源，所述温度检测芯片的五号引脚通过相并连的第七电阻和第八电阻连接有mos管，在mos管上连接有与散热孔相配合的散热风扇。

本发明采用上述结构，通过壳体内的各个电气模块和单元形成闭环控制，在开关电源工作的过程中进行实时检测，防止出现故障或者紧急状况，保证开关电源的正常平稳运行，提升安全性；通过触摸屏来设定用户所需要的输出电压或输出电流，在触摸屏上可以进行多段参数的设置，满足用户不同的需求；通过散热风扇和散热孔来降低壳体内部的温度，提高开关电源的使用寿命，具有安全性强、便于操作和控制的优点。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明的内部结构示意图。

图4为本发明的电气单元和控制器的连接示意图。

图5为本发明的交流输入模块的结构示意图。

图6为本发明的整流电路的电气原理图。

图7为本发明的过压欠压电路的电气原理图。

图8为本发明的逆变电路的电气原理图。

图9为本发明的过流检测器的结构示意图。

图10为本发明的温度检测电路的电气原理图。

图中，1、壳体，2、触摸屏，3、散热孔。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

如图1-10中所示，一种水处理设备用闭环控制的安全开关电源，包括壳体1，在壳体1上设有触摸屏2，所述触摸屏2用于设定开关电源的输出电源或输出电流；在壳体1内设有与触摸屏2相配合的电气单元和控制器，所述电气单元包括电气相连的交流输入模块，所述交流输入模块用于接入220v-380v交流市电，在交流输入模块上连接有整流电路、逆变电路、高频变压器、滤波电路和直流输出模块，所述直流输出模块用于接入负载进行供电；所述控制器通过压欠压电路与整流电路电气相连，所述控制器通过过流检测器和温度检测电路与逆变电路电气相连，所述控制器通过温度检测电路与高频变压器电气相连；所述过压欠压电路用于保持开关电源内部电压稳定，所述过流检测器用于保持开关电源输出电流稳定，所述温度检测电路用于调节壳体1内部的温度。

在壳体1上还均布有散热孔3。

所述交流输入模块为三相输入接线端子。

所述整流电路包括整流变压器，所述整流变压器的一次侧与三相输入接线端子电气相连，在整流变压器的二次侧连接有整流桥和电压检测引脚。

在整流变压器的一次侧与三相输入接线端子之间设有空气开关和熔断器。

所述过压欠压电路包括第一比较器和第二比较器，所述第二比较器的负输入端通过第二电阻、第一电阻和可变电阻与电压检测引脚相连，所述可变电阻用于调节过压或欠压的阀值；所述第二比较器的正输入端通过相并联的第三电阻和第四电阻与第一比较器的正输入端相连，所述第一比较器和第二比较器通过第五电阻与电源相连。

所述第一比较器为欠压比较器，所述第二比较器为过压比较器，所述第一比较器和第二比较器的型号均为lm339。

在逆变电路上设有相并连的二极管。

所述过流检测器的型号为lm2903，在过流检测器上设有八个引脚，所述一号引脚为第一输出引脚，二号引脚为第一输入负引脚，三号引脚为第一输入正引脚，四号引脚为接地引脚，五号引脚为第二输入正引脚，六号引脚为第二输入负引脚，七号引脚为第二输出引脚，八号引脚为电源引脚。

所述温度检测电路包括温度检测芯片，所述温度检测芯片的型号为tc4427，在温度检测芯片上设有八个引脚，所述温度检测芯片的二号引脚通过第六电阻连接电源，所述温度检测芯片的六号引脚连接有相并连的第二电容和第三电容连接电源，所述温度检测芯片的五号引脚通过相并连的第七电阻和第八电阻连接有mos管，在mos管上连接有与散热孔3相配合的散热风扇。

本发明实施例中的一种水处理设备用闭环控制的安全开关电源的工作原理为：基于各个电气结构和电气组件的共同作用，配合控制器，对开关电源内部的运行状态和运行参数进行实时检测，采用闭环控制，实现自动保护，防止烧毁负载，提升开关电源的安全性。

使用过程中，将开关电源放置在适应的环境下，一般情况下，工作温度在-10℃—40℃范围内，工作场所没有影响产品使用的易燃、易爆及强腐蚀性介质；在开关电源的交流输入端为三相交流电380vac，直流输出端额定输出电流为dc100a—800a，额定输出电压为dc30v。

开关电源放置完毕后，将交流电通过空气开关正确接入到开关电源，并将直流输出端按极性要求用规定螺栓与电镀设备引线紧固连接，通电前还需要检查地线和接地螺栓的连接是否紧固。

闭合空气开关后，检查散热风扇选择方向是否与标识方向一致，闭合启动开关，开关电源进入工作状态。

首先，通过触摸屏上来选定“恒流”、“恒压”状态，并且在触摸屏上点击多段参数设置，在“恒压”状态时设定电压值，电流值根据欧姆定律自动生成；在“恒流”状态时设定电流值，电压值根据欧姆定律自动生成；另外，还可以通过触摸屏查询设备运行状态下的历史数据。

详细地，如图3所示，开关电源内的电气单元包括交流输入模块、整流电路、逆变电路、高频变压器、滤波电路和直流输出模块，与控制器相配合，完成对负载的供电。

在供电过程中，控制器通过过压欠压电路与整流电路电气相连，如图7所示，其中第一比较器为欠压比较器，第二比较器为过压比较器，rl为可变电阻，可以调节过压或者欠压的阀值，并且在第一比较器和第二比较器外围设有相并联的电阻或电气组件，配合电路的功能。

对于温度检测电路，如图10所示，依靠温度检测芯片，配合外围的mos管和散热风扇对壳体1内部的温度进行实时检测，通过mos管来触发散热风扇对开关电源进行降温，保证壳体1内部处于适宜的温度范围。

本发明实施例中的一种水处理设备用闭环控制的安全开关电源主要的工作模式包括：恒流工作模式和恒压工作模式；在恒流工作模式下，当出现负载变化或输入电压波动时，开关电源能够保持电流稳定，此时，开关电源输出电压随接用负载的变化而改变；在恒压工作模式下，当出现接用负载变化或输入电压波动时，保持电压稳定，此时，开关电源输出电流随接用负载的变化而改变。

控制器为保护控制电路，能够和其他外围电路配合使用。

在水处理设备运行的过程中，本发明实施例中的一种水处理设备用闭环控制的安全开关电源能够根据需求为设备提供恒压或者恒流的供电，保证水处理设备的正常运行；一般情况下，水处理设备的运行电压等级为常见的220v-380v交流市电，本方案中的开关电源能够完全适用，不会出现电压过大烧毁负载的现象，安全性更强。

综上所述，本发明实施例中的一种水处理设备用闭环控制的安全开关电源通过内部相连接的电气元件和电路结构，采用闭环控制，提升开关电源的安全性，能够根据用户的需求选取不同的工作模式，以对用户的负载进行长时间稳定供电，与现有的开关电源相比，安全性和可靠性更高，实用性更强。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。