一种宽范围输出直流电源的制作方法

1.本实用新型涉及电源技术领域，具体是一种宽范围输出直流电源。


背景技术：

2.随着电力电子技术的蓬勃发展，一般的电源装置由于输出电压单一表现出诸多不完善的地方，无法满足目前各种设备对多种电压需求，并且电源装置作为电力电子系统重要的组成成分，其设计的好坏直接影响到被供电设备性能的发挥，近年来，ac
‑
dc电源在各个领域与行业的应用日趋广泛，但是现如今，为了得到更加平滑稳定的电源，都会经过非线性负载处理，其中含有的高次谐波使得电路损耗增加，影响电子设备正常工作，同时对于输出电压也无法实现较大范围内的调节和对电压范围的限制，很大程度的限定了电源装置的功能。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种宽范围输出直流电源，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种宽范围输出直流电源，包括整流滤波电路，boost有源pfc电路，反馈控制电路， dc
‑
dc可调变换电路，开关驱动电路，电压上下限保护电路，所述整流滤波电路用于将输入的交流电转换为平滑的直流电，所述boost有源pfc电路用于减少高次谐波，提高功率因数，为所述dc
‑
dc可调变换电路提高稳定直流电压，所述反馈控制电路用于控制所述 boost有源pfc电路调节功率因数和和输出稳定电压，所述dc
‑
dc可调变换电路用于输出较宽的电压，所述开关驱动电路用于控制所述dc
‑
dc可调变换电路升压和降压并调节变换器占空比，所述电压上下限保护电路用于防止宽电压输出超出范围值。
6.作为本实用新型的进一步技术方案：所述整流滤波电路的输入端输入交流电，整流滤波电路的输出端连接boost有源pfc电路的输入端，boost有源pfc电路的控制端连接反馈控制电路的采集端和输出端，boost有源pfc电路的输出端连接dc
‑
dc可调变压电路的输入端，dc
‑
dc可调变压电路的输入端的输出端连接电压上下限保护电路的输入端，dc
‑
dc 可调变压电路的控制端连接开关驱动电路的输出端，开关驱动电路的反馈端连接电压上下限保护电路的输出端。
7.作为本实用新型的进一步技术方案：所述整流滤波电路包括整流器t和滤波电容c1，所述boost有源pfc电路包括电阻r1
‑
r5、电容c2
‑
c3、电感l1、二极管d1和igbt管n1，所述整流器t的输入端口1和3连接交流电源ac，整流器t的输出端口4连接电容c1的正极、电阻r1、电感l1和电容c2，整流器t的端口2连接地端、电容c1的负极、电阻 r2、检测点b和电阻r3，电阻r1的另一端通过检测点a连接电阻r2的另一端，电感l1 的另一端连接二极管d1的阳极和igbt管n1的c极，igbt管n1的e极连接电阻r3的另一端、电容c2的另一端、电容c3、地端和电阻r5，二极管d1的阴极连接电容c3的另一端、电阻r4和二极管d2的阳极，电阻r4的另
一端通过检测点c连接电阻r5的另一端，检测点a
‑
c分别连接反馈控制电路的采集端，反馈控制电路的输出端连接igbt管n1的g 极。
8.作为本实用新型的进一步技术方案：所述dc
‑
dc可调变换电路包括mos管m1
‑
m3、电感l2
‑
l3、电容c4
‑
c5和二极管d2
‑
d5，所述mos管m1的d极连接二极管d2的阴极，mos 管m1的s极连接电感l2、电容c4和mos管m3的d极，电感l2的另一端连接二极管d3 的阳极和mos管m2的d极，二极管d3的阴极连接二极管d5的阴极和电容c5，电容c5的另一端连接mos管m2的s极、电容c4的另一端、二极管d4的阳极和地端，同时二极管 d4接地，二极管d5的阳极通过电感l3连接二极管d4的阴极和mos管m3的s极，mos管 m1
‑
m3的g极分别连接开关驱动电路的控制端。
9.作为本实用新型的进一步技术方案：所述电压上下限保护电路包括电阻r6
‑
r7、电位器rp1
‑
rp2和运放a1
‑
a2，所述电阻r6连接二极管d3的阴极、电阻r7、运放a2的反相端和运放a1的同相端，电阻r6的另一端通过电位器rp1连接地端和电位器rp2，电阻r7 的另一端连接电位器rp2的另一端，运放a1的同相端连接电位器rp1的滑片端，运放a2 的同相端连接电位器rp2的滑片端，运放a1
‑
a2的输出端连接所述开关驱动电路的控制端。
10.作为本实用新型的进一步技术方案：所述反馈控制电路包括运放a3
‑
a4、乘法器u1、电阻r8
‑
r2和电容c6
‑
c7，所述运放a3的反相端连接电阻r8、电阻r9和电容c6，运放 a3的同相端通过基准电压源vref连接地端和运放a4的同相端，运放a3的输出端连接电阻r9的另一端、电容c6的另一端和乘法器u1的x端，乘法器u1的y端通过电阻r10连接电阻r11、电阻r12和运放a4的反相端，电阻r12的另一端通过电容c7连接运放a4的输出端和运放a5的同相端，运放a5的反相端输入三角波，运放a5的输出端连接所述igbt 管n1的g极，电阻r8的另一端连接所述检测点a，乘法器u1的z端连接所述检测点b，电阻r11的另一端连接所述检测点c。
11.作为本实用新型的进一步技术方案：所述运放a1
‑
a5选用lm358运算放大器。
12.作为本实用新型的进一步技术方案：所述mos管m1
‑
m3选用n沟道增强型场效应管， igbt管n1选用k25t120绝缘栅双极型功率管。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型宽范围输出直流电源采用 boost有源pfc电路减少高次谐波，提高功率因数，输出平滑稳压，减少电路顺好，通过 dc
‑
dc变换器调节电压输出，拓宽电压输出范围，并利用比较器控制输出电压上下限，提高电路安全性能。
附图说明
14.图1为本实用新型宽范围输出直流电源的原理方框示意图。
15.图2为本实用新型宽范围输出直流电源的电路图。
16.图3为本实用新型的反馈控制电路的电路图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.实施例1：请参阅图1，一种宽范围输出直流电源，包括整流滤波电路，boost有源pfc电路，反馈控制电路，dc
‑
dc可调变换电路，开关驱动电路，电压上下限保护电路，整流滤波电路用于将输入的交流电转换为平滑的直流电，所述boost有源pfc电路用于减少高次谐波，提高功率因数，为所述dc
‑
dc可调变换电路提高稳定直流电压，所述反馈控制电路用于控制所述boost有源pfc电路调节功率因数和和输出稳定电压，所述dc
‑
dc可调变换电路用于输出较宽的电压，所述开关驱动电路用于控制所述dc
‑
dc可调变换电路升压和降压并调节变换器占空比，所述电压上下限保护电路用于防止宽电压输出超出范围值整流滤波电路的输入端输入交流电，整流滤波电路的输出端连接boost有源pfc电路的输入端，boost有源pfc电路的控制端连接反馈控制电路的采集端和输出端，boost有源pfc 电路的输出端连接dc
‑
dc可调变压电路的输入端，dc
‑
dc可调变压电路的输入端的输出端连接电压上下限保护电路的输入端，dc
‑
dc可调变压电路的控制端连接开关驱动电路的输出端，开关驱动电路的反馈端连接电压上下限保护电路的输出端。
19.实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2，整流滤波电路包括整流器t和滤波电容c1，boost有源pfc电路包括电阻r1
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r5、电容c2
‑
c3、电感l1、二极管d1和igbt管 n1，所述整流器t的输入端口1和3连接交流电源ac，整流器t的输出端口4连接电容 c1的正极、电阻r1、电感l1和电容c2，整流器t的端口2连接地端、电容c1的负极、电阻r2、检测点b和电阻r3，电阻r1的另一端通过检测点a连接电阻r2的另一端，电感l1的另一端连接二极管d1的阳极和igbt管n1的c极，igbt管n1的e极连接电阻r3 的另一端、电容c2的另一端、电容c3、地端和电阻r5，二极管d1的阴极连接电容c3的另一端、电阻r4和二极管d2的阳极，电阻r4的另一端通过检测点c连接电阻r5的另一端，检测点a
‑
c分别连接反馈控制电路的采集端，反馈控制电路的输出端连接igbt管n1 的g极。
20.dc
‑
dc可调变换电路包括mos管m1
‑
m3、电感l2
‑
l3、电容c4
‑
c5和二极管d2
‑
d5，所述mos管m1的d极连接二极管d2的阴极，mos管m1的s极连接电感l2、电容c4和mos 管m3的d极，电感l2的另一端连接二极管d3的阳极和mos管m2的d极，二极管d3的阴极连接二极管d5的阴极和电容c5，电容c5的另一端连接mos管m2的s极、电容c4的另一端、二极管d4的阳极和地端，同时二极管d4接地，二极管d5的阳极通过电感l3连接二极管d4的阴极和mos管m3的s极，mos管m1
‑
m3的g极分别连接开关驱动电路的控制端。
21.电压上下限保护电路包括电阻r6
‑
r7、电位器rp1
‑
rp2和运放a1
‑
a2，所述电阻r6连接二极管d3的阴极、电阻r7、运放a2的反相端和运放a1的同相端，电阻r6的另一端通过电位器rp1连接地端和电位器rp2，电阻r7的另一端连接电位器rp2的另一端，运放 a1的同相端连接电位器rp1的滑片端，运放a2的同相端连接电位器rp2的滑片端，运放 a1
‑
a2的输出端连接所述开关驱动电路的控制端。
22.实施例3：在实施例2的基础上，请参阅图3，反馈控制电路包括运放a3
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a4、乘法器 u1、电阻r8
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r2和电容c6
‑
c7，所述运放a3的反相端连接电阻r8、电阻r9和电容c6，运放a3的同相端通过基准电压源vref连接地端和运放a4的同相端，运放a3的输出端连接电阻r9的另一端、电容c6的另一端和乘法器u1的x端，乘法器u1的y端通过电阻r10 连接电阻r11、电阻r12和运放a4的反相端，电阻r12的另一端通过电容c7连接运放a4 的输出端和运放a5的同相端，运放a5的反相端输入三角波，运放a5的输出端连接所述 igbt管n1的g极，电阻r8的另
一端连接所述检测点a，乘法器u1的z端连接所述检测点b，电阻r11的另一端连接所述检测点c。
23.本实用新型的工作原理是：电路通过交流电源ac输入交流电，经过整流器吕电容处理输出直流电，通过反馈控制电路控制boost有源pfc电路为dc
‑
dc可调变换电路提供稳定直流电压，通过开关驱动电路调节pwm的占空比控制dc
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dc可调变换电路进行升压或者降压输出较宽的电压，当宽输出直流电压值上下限低于所需电压范围，则电压上下限保护电路控制开关驱动电路控制dc
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dc可调变换电路的功率管关闭，其中，乘法器u1连接输入电流控制部分运放a4和输出电压控制部分运放a3，输出正弦信号，当输出电压偏离期望值，如输出电压跌落时，电压控制环节的输出电压增加，使乘法器的输出也相应增加，从而使输入电流有效值也相应增加，以供驱动igbt管的正常工作，在dc
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dc可调变换电路由于采用boost与buck模块并联组合，mos管m3和mos管m2不能同时导通，boost模块工作时升压，buck模块工作时降压，通过开关驱动电路可根据改变输出pwm的占空比改变mos管的导通情况，改变输出电压的范围值，不过超出所需电压值上限则会控制运放a2 输出高电平控制mos管m1
‑
m2断开，低于所需电压值下限则会控制运放a1输出高电平控制mos管m1
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m3断开。
24.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
25.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方。