[發明專利]數字控制式交流穩壓電源

在審

• 申請號: 201410552357.0
• 申請日: 2014-10-19
• 公開（公告）號: CN105589496A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 曾慶東
• 申請（專利權）人: 曾慶東
• 主分類號: G05F1/12
• 分類號: G05F1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電子電路領域，具體地，涉及一種數字控制式交流穩壓電源。

背景技術

目前，空間技術、計算機、通信、雷達及家電中的電源逐漸被開關電源所取代。現在一般應用的串聯調整穩壓電源是連續控制的線性穩壓電源。這種傳統的串聯穩壓器、調整管總是工作在放大區，流過的電流是連續的，這種穩壓器的缺點是承受過載和短路的能力差，效率低，一般只有35％～60％。由于調整管要損耗較大的功率，所以需要采用大功率調整管，并裝有體積很大的散熱器。

開關電源的調整管工作在開關狀態，功率損耗小，效率可達70％～95％，穩壓器的體積小，重量輕，調整管的功率損耗較小，散熱器也隨之減小。此外，開關頻率工作在幾十kHz，可用數值較小的濾波電感、電容元件，故可以大大提高允許的環境溫度。

發明內容

為克服線性穩壓電源承受過載和短路能力差，散熱能力不佳的技術缺陷，本發明公開了一種數字控制式交流穩壓電源。

本發明所述數字控制式交流穩壓電源，包括三角波發生電路和可控正弦產生電路，所述三角波發生電路和可控正弦產生電路的輸出端與比較器連接，所述比較器的輸出端與電子開關控制連接，所述電子開關經過LC濾波器組驅動負載，還包括電壓電流取樣模塊，所述電壓電流取樣模塊對負載的輸出狀態采樣后輸入到微處理器，所述微處理器的輸出端通過AD轉換器與可控正弦產生電路控制連接。

具體的，所述LC濾波器組包括依次連接的單級LC濾波器、高頻開關變壓隔離模塊和多級LC濾波器。

進一步的，所述高頻開關變壓隔離模塊為隔離型變壓器繞組。

具體的，還包括至少一個連接在比較器和電子開關之間的反相器，所述電子開關由并聯的PMOS和NMOS組成，所述比較器的輸出信號通過反相器連接PMOS或NMOS。

具體的，所述AD轉換器為AD7874。

本發明所述數字控制式交流穩壓電源，輸出電壓穩定，能夠適應交流電壓為輸入的開關電源的輸出特性，滿足交流電源轉換器對輸出電壓穩定性的需求。

附圖說明

圖1是本發明一種具體實施方式示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地的詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

本發明所述數字控制式交流穩壓電源，包括三角波發生電路和可控正弦產生電路，所述三角波發生電路和可控正弦產生電路的輸出端與比較器連接，所述比較器的輸出端與電子開關控制連接，所述電子開關經過LC濾波器組驅動負載，還包括電壓電流取樣模塊，所述電壓電流取樣模塊對負載的輸出狀態采樣后輸入到微處理器，所述微處理器的輸出端通過AD轉換器與可控正弦產生電路控制連接。具體的，所述LC濾波器組包括依次連接的單級LC濾波器、高頻開關變壓隔離模塊和多級LC濾波器。所述高頻開關變壓隔離模塊為隔離型變壓器繞組。

開關式交流穩壓電源電路框圖如圖1所示。工作原理描述：由三角波發生電路產生150kHz的三角波，由低頻正弦波產生電路產生50Hz的正弦波。兩個信號分別同時送到比較器的同相和反相輸入端，在比較器的輸出端將產生矩形波。該矩形波的頻率與150kHz的三角波相同，該矩形波的脈沖寬度受50Hz正弦波實時幅度的調制后，隨50Hz正弦波實時幅度而變化，即已調制矩形波。將其送到電子開關中一個輸入端，并經過一級反向器反向，送到電子開關的另外一個輸入端。

市電整流濾波獲得的直流電壓(典型值約為311V)送到高速電子開關的電源輸入端。高速電子開關的兩個輸出端由兩個反向的輸入矩形波驅動，從約311V直流電源取得能量后，分別經過一級短時間常數的LC濾波電路連接到高頻開關變壓器的初級。該LC濾波電路的作用是使進入高頻開關變壓器初級的矩形波脈沖拐角趨于圓滑，以降低其高頻諧波。高頻開關變壓器的初、次級還起到對市電隔離的作用，高頻開關變壓器的次級獲得交變、拐角圓滑的矩形波電壓，經過多級長時間常數的LC濾波電路，將150kHz高頻信號濾除，還原出50Hz正弦波的調制信號。送到負載用于對負載供電。

電壓和電流取樣電路從負載上獲取電壓和電流信號，分別送兩路A／D轉換器轉換，變成離散的數字信號。一方面用于通過微處理器處理后進行實時顯示；另一方面用于通過微處理器處理后送D／A轉換器變換為模擬量，經過光電隔離驅動電路來控制正弦波發生器的幅值，又經過比較器、反向器、電子開關、LC濾波、高頻開關變壓器、多級LC濾波等電路，用于控制負載上電壓或電流的穩定。

如上所述，可較好的實現本發明。