[发明专利]开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关电源，特别是三相380伏交流输入的低压直流电源。

背景技术

获得小功率低压直流电源的通常做法是采用低频铁芯变压器变压、整流、滤波，或者采用单片开关电源模块的高频开关电源。采用低频铁芯变压器变压的直流电源由于变压器工作频率低(50Hz)，铁芯中磁通密度大，容易饱和，从而功率体积比小，与高频变压器相比，相同功率输出，需要较多的铁芯和更多的线圈，耗材大、效率低。而采用单片开关电源模块的高频开关电源只是针对220伏单相交流市电的场合，电源效率不高，只能在70％～80％，其余20％～30％的功率以发热的形式释放，这样，单片开关电源模块底部往往需加散热片；若采用三相380伏工频供电，单片开关电源模块会立即烧毁，不适合三相380伏工频供电的场合。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种开关电源，可以直接以三相380伏工频交流电为输入，低成本高效地生成低压直流电源。

本发明采用以下的技术方案：

开关电源，包括：用于将三相工频交流电转换成高压直流电的三相整流滤波模块，三相整流滤波模块的输出正极与初始驱动电源模块以及高频变压器模块相连接，所述初始驱动电源模块用于产生初始直流驱动电源以驱动IGBT驱动模块工作，所述IGBT驱动模块用于驱动IGBT及栅极过压保护模块中IGBT工作，所述高频变压器模块的初级线圈一端连接三相整流滤波模块的输出正极，初级线圈的另一端连接IGBT及栅极过压保护模块中IGBT的集电极，所述高频变压器模块的初级线圈还连接放电模块，放电模块用于当所述IGBT关断时高频变压器模块初级线圈的放电，通过该IGBT的高频导通和关断，高频变压器模块的初级获得高频交流电，所述高频变压器模块的次级线圈连接输出整流滤波模块，输出整流滤波模块用于将高频变压器模块输出的交流电压转换成输出直流电源，所述IGBT驱动模块的输入端连接有启动模块、输出电压反馈稳压模块、以及自激振荡模块，所述启动模块用于启动IGBT驱动模块，所述输出电压反馈稳压模块利用获得的稳定输出直流电源来关断IGBT驱动模块，所述自激振荡模块利用高频变压器模块所获得的次极感生电压来关断IGBT驱动模块；所述输出整流滤波模块的输出直流电源连接输出电压反馈稳压模块，所述初始驱动电源模块连接启动模块，所述高频变压器模块的输出端T2A连接自激振荡模块。

进一步，所述开关电源还包括与初始驱动电源模块连接的初始驱动电源关断模块，所述初始驱动电源关断模块用于关断所述初始驱动电源模块输出的初始直流驱动电源。

进一步，所述开关电源还包括与初始驱动电源模块连接的电压隔离模块，所述电压隔离模块用于当初始驱动电源模块停止工作时提供输出端(+15G)的直流驱动电源给IGBT驱动模块；所述输出整流滤波模块的输出直流电源连接电压隔离模块；所述输出直流电源比初始直流驱动电源高出至少二极管导通压降大小。所述输出直流电源比初始直流驱动电源高出至少二极管导通压降大小，是为了使电压隔离模块正常工作，电压隔离模块的+15V端通过二极管连接初始直流驱动电源的输出端+15G，二极管导通压降为0.7V，所以所述输出直流电源比初始直流驱动电源高出至少0.7V。

进一步，所述IGBT驱动模块的输入端还连接过流保护模块，所述过流保护模块用于在过流状态下关断IGBT驱动模块，所述高频变压器模块的输入端经过IGBT及栅极过压保护模块中的IGBT连接过流保护模块。

进一步，所述的IGBT驱动模块采用两级晶体管放大电路。

优选的，所述初始驱动电源模块输出的初始直流驱动电源在11V至18V之间。

进一步，所述初始驱动电源模块输出的初始直流驱动电源为15V。

本发明的技术构思在于：所述开关电源，由于高频变压器模块初级电压高，选用高效、耐高压的电压驱动的IGBT作为开关管。为了获得开关管IGBT所需的15伏驱动电源，设计了一个可关断的初始驱动电源模块。开关管IGBT由设计的两级晶体管放大电路控制其导通与截止。两级晶体管放大电路由启动模块启动，由自激振荡模块、过流保护模块、以及输出电压反馈稳压模块关断。

本发明的有益效果是：(1)开关电源采用独特的初始驱动电源，利用了IGBT作为开关管，提供了低成本、高效(转换效率可达90％以上)的从三相380伏工频供电到低压直流电源的解决方案；(2)在转换效率低的情况下，未转化的功率以热量形式释放，所以需要散热片，而本发明由于转换效率高，IGBT导通好，散热较少，所以小功率时IGBT无需匹配散热片，节约了成本。