[實用新型]降壓式開關電源

有效

• 申請號: 201220479259.5
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN202759381U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 李軍;李繡峰
• 申請（專利權）人: 臺州學院;溫嶺市三木機電有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

技術領域

本實用新型涉及一種開關電源，特別適用于大功率直流電機的通過調節電壓來調速的場合。

背景技術

圖1所示為常用小功率降壓式開關穩壓器的原理圖。由于電感L只有單向電流流過，沒有較大的電壓降，輸入與輸出的電壓降主要由開關管VT承受，當負載功率較大時，開關管將發熱而無法工作。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種降壓式開關電源，可以低成本高效地生成降壓直流電源，供大功率的負載使用。

本實用新型采用以下的技術方案：

降壓式開關電源，包括上橋驅動信號模塊、下橋驅動信號模塊、上下橋模塊、以及電感電容穩壓模塊，所述上下橋模塊包括上橋IGBT和下橋IGBT，所述上橋驅動信號模塊的輸出端連接上橋IGBT的柵極，所述下橋驅動信號模塊的輸出端連接下橋IGBT的柵極，所述上橋IGBT的集電極連接高壓直流電源，上橋IGBT的發射極通過二極管連接下橋IGBT的集電極，所述電感電容穩壓模塊包括串聯的電感和電容，所述電感的一端連接下橋IGBT的集電極，下橋IGBT的發射極為低電平，所述二極管使得電流可以從上橋IGBT的發射極流向所述電感的一端，所述電感的另一端為輸出直流電源。

進一步，所述降壓式開關電源還包括與所述上橋驅動信號模塊連接的上橋欠驅動電壓保護模塊，所述上橋欠驅動電壓保護模塊用于檢測上橋IGBT的柵極與發射極之間的上橋驅動電壓，當該上橋驅動電壓低于設定值時，上橋驅動信號模塊輸出低電平，上橋IGBT不導通。

進一步，所述降壓式開關電源還包括與所述下橋驅動信號模塊連接的下橋欠驅動電壓保護模塊，所述下橋欠驅動電壓保護模塊用于檢測下橋IGBT的柵極與發射極之間的下橋驅動電壓，當該下橋驅動電壓低于設定值時，下橋驅動信號模塊輸出低電平，下橋IGBT不導通。

優選的，所述上橋IGBT的柵極與發射極之間連接有兩個反向串聯的穩壓二極管。每個穩壓二極管的電壓為15V，若上橋IGBT的柵極與集電極之間的電壓高于20V或低于-20V，上橋IGBT會立即被燒毀，所以在上橋IGBT的柵極與集電極之間加上兩個反向連接的15V的穩壓二極管可以起限壓保護作用。

優選的，所述下橋IGBT的柵極與發射極之間連接有兩個反向串聯的穩壓二極管。每個穩壓二極管的電壓為15V，若下橋IGBT的柵極與集電極之間的電壓高于20V或低于-20V，下橋IGBT會立即被燒毀，所以在下橋IGBT的柵極與集電極之間加上兩個反向連接的15V的穩壓二極管可以起限壓保護作用。

優選的，所述高壓直流電源為500V。

本實用新型的技術構思在于：當上橋IGBT導通時，高壓直流電源經過上橋IGBT、二極管、電感電容穩壓模塊的電感對電容充電，這時電感流過正向電流；當下橋IGBT導通時，輸出直流電源經過電感電容穩壓模塊的電感流向下橋IGBT，這時電感流過反向電流；這樣，電感通過的是正負交替變化的高頻交流電，較小的電感可以獲得大的感抗而起到良好的分壓作用，高壓直流電源與輸出直流電源之間的壓差主要由電感承擔，這樣上橋IGBT的壓降小，從而能通過更大的電流（因為IGBT的最大耗散功率是恒定的），這樣，該降壓式開關電源可以用于大功率負載的工作場合。另外，開關電路選用高效、耐高壓的電壓驅動的IGBT作為開關管，可以擴大該開管電源的電壓及功率范圍。

本實用新型的有益效果在于：（1）采用上下橋結構，利用了IGBT作為開關管，提供了低成本、高效地生成降壓直流電源的解決方案；（2）電感主要提供壓降的作用，由于電感通過的是高頻交流電，電感可以比較小，節省制作大電感所需的原材料，節約了成本。

附圖說明

圖1是上橋驅動信號模塊的電路圖之一。

圖1續是上橋驅動信號模塊的電路圖之二，其中，line1、line2、line3、line4是圖1與圖1續的連接點。

圖2是下橋驅動信號模塊的電路圖。

圖3是上橋欠驅動電壓保護模塊的電路圖。

圖4是下橋欠驅動電壓保護模塊的電路圖。

圖5是上下橋模塊和電感電容穩壓模塊的電路圖。

附圖標號：1-上橋驅動信號模塊；2-下橋驅動信號模塊；3-上下橋模塊；4-電感電容穩壓模塊；5-上橋欠驅動電壓保護模塊；6-下橋欠驅動電壓保護模塊。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。