一種節能環(huán)保型開(kāi)關(guān)電源的創(chuàng )新設計

開(kāi)關(guān)電源是現代直流穩定電源的發(fā)展方向。它因體小、量輕、效率高等優(yōu)勢，在生產(chǎn)、科研、教學(xué)諸多領(lǐng)域被廣泛采用。但它有不易大幅可調，輸出噪聲高等缺陷，限制了它在高頻設備、儀器儀表等領(lǐng)域中的應用。直流線(xiàn)性穩壓電源的輸出大幅可調，輸出無(wú)噪聲，但又存在體大、量重、效率低的缺陷。本新型開(kāi)關(guān)電源就是對二種電源揚利棄弊研制而成，并因而獲得獲國家知識產(chǎn)權局實(shí)用新型專(zhuān)利（專(zhuān)利號：ZL2007201531075）?！　?/p>本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197167.htm

1 新型開(kāi)關(guān)電源原理簡(jiǎn)釋　　

如圖1所示，它由抗干擾濾波器1、可控整流濾波器2、高頻變換開(kāi)關(guān)元件3、高頻諧振變換器4、高頻整流濾波輸出5依次連接而成?？煽卣鳛V波器2的導通角的控制由觸發(fā)信號控制邏輯8完成。慢起動(dòng)電路7使觸發(fā)信號控制邏輯8在開(kāi)機時(shí)的導通角由零度逐步上升。輸出取樣與比較放大電路10,將高頻整流濾波輸出5的輸出電壓與基準電壓源相比較且進(jìn)行放大，從而控制觸發(fā)信號控制邏輯8,使輸出電壓穩定。改變基準電壓源的大小，就能改變觸發(fā)信號控制邏輯8的觸發(fā)導通角，從而調節輸出電壓的大小。開(kāi)關(guān)信號產(chǎn)生電路9產(chǎn)生一個(gè)適合高頻諧振變換器4的方波信號，用來(lái)控制高頻變換開(kāi)關(guān)元件3的導通和截止，使直流電能進(jìn)入高頻諧振變換器4,形成高頻電流震蕩；并經(jīng)高頻變壓器輸出至高頻整流濾波輸出5,減小了開(kāi)關(guān)噪聲。輔助穩壓電源6給慢起動(dòng)電路7、觸發(fā)信號控制邏輯8、開(kāi)關(guān)信號產(chǎn)生電路9、輸出取樣與比較放大電路10提供能量和基準電。

圖1 原理圖　

2 節能、環(huán)保、高效率　　

一般直流線(xiàn)性穩定電源的能量轉換效率約為30%左右，不僅浪費電能，且整機易發(fā)熱，元件老化快。一般開(kāi)關(guān)電源的濾波電路是電容，其交流阻抗小，易引起開(kāi)機時(shí)的浪涌電流，為此加接溫敏電阻來(lái)防止浪涌電流，從而造成能量浪費。一般開(kāi)關(guān)電源采用方波變換形式，而方波頻譜豐富，很難用濾波的方法濾除。其噪聲電平約為輸出的2%左右，造成對高頻設備的干擾和對工業(yè)電網(wǎng)的污染。新型開(kāi)關(guān)電源通過(guò)可控整流電路與電網(wǎng)連接，開(kāi)機時(shí)導通角從零開(kāi)始上升，無(wú)需溫敏電阻，通過(guò)慢啟動(dòng)電路便有效地控制了過(guò)大的浪涌電流。慢啟動(dòng)電路元件數量少，基本無(wú)能量損耗?！　?/p>

又利用物理學(xué)諧振電路的方法，將方波變換成近似正弦波，克服了方波上沖和下沖帶來(lái)的問(wèn)題，使噪聲電平降為輸出的1‰以下?！　?/p>

3 輸出穩定、大幅可調　　

一般開(kāi)關(guān)電源是用調節占空比的方法穩定或改變輸出。但占空比是受限制的。因此一般開(kāi)關(guān)電源的輸出固定不可調。新型開(kāi)關(guān)電源的輸入端采用可控整流濾波器，它的導通角可以從零開(kāi)始?！　?/p>

當輸出不穩時(shí)，變化導通角使其不變，就保證了輸出的穩定。用控制可控整流濾波電路導通角---即控制開(kāi)關(guān)電源輸入電壓的方法來(lái)穩定和調節輸出，開(kāi)創(chuàng )了開(kāi)關(guān)電源一種新的穩定形式。

4 恒流恒壓、一機多用　　

一機多用是新型開(kāi)關(guān)電源的創(chuàng )新之一。即輸出可以由恒流轉換成恒壓。負載連續變化時(shí)，為保持恒流，輸出電壓可自動(dòng)相應變化。這是一般電源做不到的。一般電源當輸出變化量較大時(shí)，調整管的功耗會(huì )引起問(wèn)題。新型開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的變化由可控整流濾波器的導通角跟蹤，它可以在零到設計額定值之間自動(dòng)跟蹤，使調整管的電壓降始終保持一定值?！　?/p>

新型開(kāi)關(guān)電源具有創(chuàng )造性、節能性、環(huán)保性等諸多優(yōu)勢。它可作為工礦企業(yè)、科研機構和高等院校實(shí)驗室的先進(jìn)電源裝備，并已在實(shí)驗教學(xué)使用中，取得了良好效果。