一种三相开关电源及其过压防护电路制造技术

本实用新型专利技术属于三相开关电源应用技术领域，尤其涉及一种三相开关电源及其过压防护电路。在本实用新型专利技术中，三相开关电源由整流电路、过压防护电路、滤波电容与通用隔离式高频转换器组成。其中，过压防护电路由包括一开关元件的开关模块、包括一储能电容的储能模块、驱动模块、控制模块及电压检测模块等组成，其中的控制模块根据电压检测模块输出的检测信号控制开关模块的导通与截止，进而控制储能模块充电或停止充电，以使储能电容的充电电压维持在电压检测模块的动作值附近，通用隔离式高频转换器对储能电容电压进行电压转换后输出至负载，为负载提供稳定的电压。本实用新型专利技术解决了现有的三相开关电源存在成本高、可靠性差且静态功耗大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于三相开关电源应用
，尤其涉及一种三相开关电源及其过压防护电路。
技术介绍
通常，三相低压配电系统面临的持续工频过压主要有以下几类：负载的投入和切除引起的过电压、系统发生故障引起对地电压升高、中性线开路引起的相压升高、低压系统相线与中性线短路时的对地电压升高等。其中，当中性线开路故障遇到相负载严重不平衡的情况时，将会使三相开关电源整流后的峰值电压升至常态电压(540V)的两倍，使其接近1100V的电压水平，如此将对三相开关电源的元器件的耐压水平提出了严峻挑战，首当其冲的就是储能电容和开关场效应管。而目前市场上用量最大的单相中小功率开关电源(如图1所示)的交流电压输入范围在交流85～265V之间，应用在这类通用电源上的储能电容的耐压水平通常在直流400～500V区间，与其配套使用的开关管的耐压水平普遍在直流600～700V区间，因此，当三相开关电源整流后的峰值升至1100V时，传统的单相开关电源的储能电容与开关管都会因为耐压不足而炸裂，因此传统的通用型单相开关电源的器件不能直接应用在三相开关电源上。目前，现有技术通常在中小功率三相开关电源(如图2所示)的基础上通过串联元器件提高耐压的方式来解决三相开关电源的工频耐压问题，如图2所示，现有的三相开关电源主要是将电容C1和电容C2串联以提高储能电容的耐压水平，同时采用外部高压开关管T2与脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)内置开关管T1串联提高开关器件的耐压水平。然而，虽然现有技术通 过储能电容的串联以及开关管的串联使用在一定程度上解决三相开关电源的元器件的耐压问题，但是一方面却使得现有的三相开关电源所需的元器件数量增多，而且储能电容与开关管的单价较高，进而提高了三相开关电源的成本；另外一方面，由于三相开关电源依然工作在很高的供电电压之下(常态下整流后的540V)，如此不仅使得三相开关电源的稳定性、可靠性难以得到保障，并且消耗在储能电容均压电阻R1、R2、变压器尖峰吸收电阻R3、开关管T1、T2以及开关变压器TF上的静态功耗将会因为过高的供电电压而难以降低。综上所述，现有的三相开关电源存在成本高、可靠性差且静态功耗大的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种三相开关电源的过压防护电路，旨在解决现有的三相开关电源存在成本高、可靠性差且静态功耗大的问题。本技术是这样实现的，一种三相开关电源的过压防护电路，所述过压防护电路具有正输入端、负输入端、正输出端以及负输出端，所述过压防护电路的正输入端与负输入端分别与外部的整流电路的正输出端和负输出端连接，所述过压防护电路包括：驱动模块、开关模块、控制模块、电压检测模块以及储能模块，所述开关模块包括一开关元件，储能模块包括一储能电容；所述驱动模块的输入端为所述过压防护电路的正输入端，所述电压检测模块的输入端与所述驱动模块的输入端以及所述储能模块的正端连接，所述储能模块的正端为所述过压防护电路的正输出端，所述驱动模块的输出端与所述开关模块的控制端以及所述控制模块的第一输出端连接，所述电压检测模块的输出端与所述控制模块的第一输入端连接，所述储能模块的负端与所述控制模块的第二输入端以及所述开关模块的输出端共接形成所述过压防护电路的负输出端，所述控制模块的第二输出端与所述开关模块的输入端共接于形成所述过压 防护电路的负输入端；所述驱动模块根据所述整流电路输出的直流电驱动所述开关模块导通，以便于所述储能模块根据所述直流电充电；所述电压检测模块对所述储能模块的充电电压进行检测，当所述充电电压低于所述电压检测模块的动作电压时，所述电压检测模块输出第一检测信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述第一检测信号输出第一状态信号至所述开关模块，所述开关模块根据所述第一状态信号保持所述导通状态，以使所述储能模块根据所述直流电持续充电；当所述充电电压高于所述电压检测模块的动作电压时，所述电压检测模块输出第二检测信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述第二检测信号输出第二状态信号至所述开关模块，所述开关模块根据所述第二状态信号截止，以使所述储能模块停止充电。本技术的另一目的还在于提供一种三相开关电源，所述三相开关电源包括整流电路、通用隔离式高频转换器、滤波电容以及上述的过压防护电路；所述过压防护电路的正输出端和负输出端分别与所述通用隔离式高频转换器的正输入端和负输入端连接，所述通用隔离式高频转换器的正输入端和负输入端分别与所述滤波电容的第一端和第二端连接，所述滤波电容的第一端和第二端分别与外部负载的正输入端和负输入端连接。在本技术中，通过采用包括整流电路、通用隔离式高频转换器、滤波电容以及过压防护电路的三相开关电源，其中，过压防护电路具有包括一开关元件的开关模块、包括一储能电容的储能模块、驱动模块、控制模块以及电压检测模块，使得控制模块根据电压检测模块输出的检测信号控制开关模块的导通与截止，进而控制储能模块充电或停止充电，以使过压防护电路输出的电压维持在电压检测模块的动作电压附近，通用隔离式高频转换器对该动作电压进行电压转换，并经滤波电容滤波处理后输出至负载，以为负载提供稳定的电压。本技术提供的三相开关电源中的过压防护电路输出的电压较低(比如350VDC)，进而使其后端的通用隔离式高频转换器的储能器件与开关器件不 需要做串联提高耐压处理，因此，通用隔离式高频转换器的元件数量较少成本较低；同时由于通用隔离式高频转换器工作在较低的供电电压，进而有效降低了三相开关电源的静态功耗，从而有效解决了现有的三相开关电源普遍存在的成本高、可靠性差且静态功耗大的问题。附图说明图1是现有的单相中小功率开关电源电路结构示意图；图2是现有的中小功率三相开关电源电路结构示意图；图3是本技术一实施例所提供的三相开关电源的过压防护电路的模块结构示意图；图4是本技术另一实施例所提供的三相开关电源的过压防护电路的模块结构示意图；图5是本技术一实施例所提供的三相开关电源的过压防护电路的示例电路结构图；图6是本技术另一实施例所提供的三相开关电源的过压防护电路的示例电路结构图；图7是本技术一实施例所提供的过压防护电路的过压防护方法的流程示意图；图8是本技术一实施例所提供的三相开关电源的模块结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。以下结合具体附图对本技术的实现进行详细的描述：图3示出了本技术一实施例所提供的三相开关电源的过压防护电路的 模块结构，为了便于说明，仅示出与本实施例相关的部分，详述如下：如图3所示，本技术实施例所示的三相开关电源的过压防护电路100具有正输入端+Ui、负输入端-Ui、正输出端+Vcc以及负输出端-Vee，该过压防护电路100的正输入端+Ui和负输入端-Ui分别与外部的整流电路(图中未示出)的正输出端和负输出端连接。进一步的，该过压防护电路100包括驱动模块10、开关模块20、控制模块30、电压检测模块40以及储能模块50，开关模块20包括一开关元件，储能模块50包括一储能电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相开关电源的过压防护电路，所述过压防护电路具有正输入端、负输入端、正输出端以及负输出端，所述过压防护电路的正输入端与负输入端分别与外部的整流电路的正输出端和负输出端连接，其特征在于，所述过压防护电路包括：驱动模块、开关模块、控制模块、电压检测模块以及储能模块，所述开关模块包括一开关元件，储能模块包括一储能电容；所述驱动模块的输入端为所述过压防护电路的正输入端，所述电压检测模块的输入端与所述驱动模块的输入端以及所述储能模块的正端连接，所述储能模块的正端为所述过压防护电路的正输出端，所述驱动模块的输出端与所述开关模块的控制端以及所述控制模块的第一输出端连接，所述电压检测模块的输出端与所述控制模块的第一输入端连接，所述储能模块的负端与所述控制模块的第二输入端以及所述开关模块的输出端共接形成所述过压防护电路的负输出端，所述控制模块的第二输出端与所述开关模块的输入端共接于形成所述过压防护电路的负输入端；所述驱动模块根据所述整流电路输出的直流电驱动所述开关模块导通，以便于所述储能模块根据所述直流电充电；所述电压检测模块对所述储能模块的充电电压进行检测，当所述充电电压低于所述电压检测模块的动作电压时，所述电压检测模块输出第一检测信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述第一检测信号输出第一状态信号至所述开关模块，所述开关模块根据所述第一状态信号保持所述导通状态，以使所述储能模块根据所述直流电持续充电；当所述充电电压高于所述电压检测模块的动作电压时，所述电压检测模块输出第二检测信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述第二检测信号输出第二状态信号至所述开关模块，所述开关模块根据所述第二状态信号截止，以使所述储能模块停止充电。...

【技术特征摘要】
1.一种三相开关电源的过压防护电路，所述过压防护电路具有正输入端、负输入端、正输出端以及负输出端，所述过压防护电路的正输入端与负输入端分别与外部的整流电路的正输出端和负输出端连接，其特征在于，所述过压防护电路包括：驱动模块、开关模块、控制模块、电压检测模块以及储能模块，所述开关模块包括一开关元件，储能模块包括一储能电容；所述驱动模块的输入端为所述过压防护电路的正输入端，所述电压检测模块的输入端与所述驱动模块的输入端以及所述储能模块的正端连接，所述储能模块的正端为所述过压防护电路的正输出端，所述驱动模块的输出端与所述开关模块的控制端以及所述控制模块的第一输出端连接，所述电压检测模块的输出端与所述控制模块的第一输入端连接，所述储能模块的负端与所述控制模块的第二输入端以及所述开关模块的输出端共接形成所述过压防护电路的负输出端，所述控制模块的第二输出端与所述开关模块的输入端共接于形成所述过压防护电路的负输入端；所述驱动模块根据所述整流电路输出的直流电驱动所述开关模块导通，以便于所述储能模块根据所述直流电充电；所述电压检测模块对所述储能模块的充电电压进行检测，当所述充电电压低于所述电压检测模块的动作电压时，所述电压检测模块输出第一检测信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述第一检测信号输出第一状态信号至所述开关模块，所述开关模块根据所述第一状态信号保持所述导通状态，以使所述储能模块根据所述直流电持续充电；当所述充电电压高于所述电压检测模块的动作电压时，所述电压检测模块输出第二检测信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述第二检测信号输出第二状态信号至所述开关模块，所述开关模块根据所述第二状态信号截止，以使所述储能模块停止充电。2.根据权利要求1所述的过压防护电路，其特征在于，所述过压防护电路
\t还包括防雷击保护模块，所述防雷击保护模块的输入端与所述整流电路的正输出端连接，所述防雷击保护模块的第一输出端与所述驱动模块的输入端连接，所述防雷击保护模块的第二输出端与所述整流电路的负输出端连接，所述防雷击保护模块对瞬间雷击高电压进行抑制。3.根据权利要求2所述的过压防护电路，其特征在于，所述防雷击保护模块包括热敏电阻与压敏电阻，所述热敏...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆晖，
申请(专利权)人：陆晖，
类型：新型
国别省市：广东;44