变频器的开关电源电路

摘要

本发明涉及一种变频器的开关电源电路，包括：功率变换电路、第一PWM控制电路、主变压器、隔离反馈电路、采样比较电路、基准电压电路、第一整流电路、第一滤波电路和第一输出；还包括至少一个以上的磁环、双MOS管、双PWM控制电路；主变压器的一个输出的正端经过分压电路直接与一个或多个磁环的输入端相连，并且该输出正端接双MOS管中N沟道MOS漏极，负端接双MOS管中P沟道源极，N沟道MOS源极和P沟道MOS漏极连接，并与一个或多个磁环的另一输入端相连；双PWM控制电路的两路PWM输出各自连接到双MOS管的栅极；磁环的输出端通过第二整流电路、第二滤波电路后、第二输出作为IGBT的输入电源；主变压器和磁环都较好设计，且精度、功率密度有所提高。

权利要求

1.一种变频器的开关电源电路，包括：功率变换电路(60)、第一PWM 控制电路(70)、主变压器(1000)、隔离反馈电路(110)、采样比较电路(120)、 基准电压电路(130)、第一整流电路(80)、第一滤波电路(90)和第一输出 (100)；所述的主变压器(1000)的一个输入端直接连接到直流电压正极， 另一输入端连接到功率变换电路(60)中第一MOS管的漏极，功率变换电路 (60)中第一MOS管的源极通过电阻连接到直流电压的负极，第一PWM控制 电路(70)的输出连接到功率变换电路(60)中第一MOS管的栅极上；采样 比较电路(120)的输入端连接到第一输出(100)的正极，隔离反馈电路(110) 的输入端连接到采样比较电路的输出端，采样比较电路的另一个输入端连接 到基准电压电路(130)的输出端，隔离反馈电路(110)的两个输出端分别连接 到第一PWM控制电路(70)的输入端和直流电压的负极；其特征在于：还包括 至少一个的磁环(2000)、第二双MOS管(3000)、第二PWM控制电路(71)； 所述的主变压器(1000)的一个输出的正端通过第一整流电路(80)、第一滤 波电路(90)和第一输出(100)后再经过分压电路(4000)与一个或多个磁环 (2000)的一个输入端相连，并且该主变压器(1000)的该输出正端通过第 一整流电路(80)的整流二极管连接第二双MOS管(3000)中N沟道MOS漏 极，负端接第二双MOS管(3000)中P沟道源极，N沟道MOS源极和P沟道 MOS漏极连接，并与一个或多个磁环(2000)的另一输入端相连；第二PWM 控制电路(71)的两路PWM输出各自连接到第二双MOS管(3000)的栅极； 磁环(2000)的输出端通过第二整流电路(81)、第二滤波电路(91)以及第 二输出(101)后作为IGBT的输入电源。

2.根据权利要求1所述的变频器的开关电源电路，其特征在于：当磁环 (2000)是两个以上时，所述的磁环(2000)是并联连接，且采用推挽的拓 扑结构。

3.根据权利要求1或2所述的变频器的开关电源电路，其特征在于：所 述的磁环的匝数比为1∶2。

说明书

技术领域

本发明涉及一种变频器，尤其涉及该变频器的开关电源电路。

背景技术

变频器是通过调节电网频率以调节电动机速度的一种装置。变频调速 具有调速范围宽，调速精度高，动态响应快，低速转矩好，节约电能，工 作效率高，使用方便等优点。应用变频调速，不仅可以使电机在节能的转 速下运行，而且还可以大大提高电机转速的控制精度，提升工艺质量和生 产效率。
由图1、图2可见：小功率变频器的开关电源电路图，是由功率变换电 路6、PWM控制电路7、主变压器1、隔离反馈电路11、采样比较电路12、 基准电压电路13、整流电路8、滤波电路9和输出10组成。变频器开关电 源的输出电压种类很多，有比较放大电路使用的正负电源、风扇及继电器 电源、CPU及外围电路电源、4路IGBT驱动电源等，大功率变频器IGBT驱 动电源有8路之多，这么多的输出做在一个变压器上是很不现实的。首先 是管脚太多，出于安全考虑，变压器的输出之间需要一定的安全距离，所 以每组输出之间要空两个脚。图2中是一个小功率变频器的电源电路，所 用的骨架管脚数为30个；若应用在大功率变频器上，所使用的管脚数至少 46个，这么多管脚的骨架很难找到。其次是变压器绕制不方便，由于有漏 感的存在，在线圈匝数相同的情况下，内层线圈的输出电压会比外层小， 由于IGBT驱动电压之间的压差很大，不能把它们绕在同一层，所以绕出来 的变压器输出电压与设计出来的电压相差较大，精度较难控制。引起的后 果甚至会把IGBT烧坏。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种变频器的开关电源电路，旨 在解决上述的缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：功率变换电路、第一PWM控制电路、主变压器、隔离反馈 电路、采样比较电路、基准电压电路、第一整流电路、第一滤波电路和第一 输出；所述的主变压器的一个输入端直接连接到直流电压正极，另一输入端 连接到功率变换电路中第一MOS管的漏极，功率变换电路中第一MOS管的源 极通过电阻连接到直流电压的负极，第一PWM控制电路的输出连接到功率变 换电路中第一MOS管的栅极上；采样比较电路的输入端连接到第一输出的正 极，隔离反馈电路的输入端连接到采样比较电路输出端，采样比较电路的另 一个输入端连接到基准电压电路的输出端，隔离反馈电路的两个输出端分别 连接到第一PWM控制电路的输入端和直流电压的负极；还包括至少一个的磁 环、MOS管、第二PWM控制电路；所述的主变压器的一个输出的正端通过第 一整流电路、第一滤波电路和第一输出后再经过分压电路与一个或多个磁环 的一个输入端相连，并且该主变压器的该输出正端通过第一整流电路的整流 二极管连接第二双MOS管中N沟道MOS漏极，负端接第二双MOS管中P沟道 源极，N沟道MOS源极和P沟道MOS漏极连接，并与一个或多个磁环的另一 输入端相连；第二PWM控制电路的两路PWM输出各自连接到第二双MOS管的 栅极；磁环的输出端通过第二整流电路、第二滤波电路后以及第二输出后作 为IGBT的输入电源；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：主变压器和磁环都较好设计， 且精度、功率密度有所提高。

附图说明

图1是现有技术变频器的开关电源模块图；
图2是现有技术变频器的开关电源具体线路图；
图3是本发明模块图；
图4是本发明的具体线路图；

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
由图3可见：本发明包括：功率变换电路60、第一PWM控制电路70、主 变压器1000、隔离反馈电路110、采样比较电路120、基准电压电路130、第 一整流电路80、第一滤波电路90和第一输出100；所述的主变压器1000的 一个输入端直接连接到直流电压正极，另一输入端连接到功率变换电路60中 第一MOS管的漏极，功率变换电路60中第一MOS管的源极通过电阻连接到直 流电压的负极，第一PWM控制电路70的输出连接到功率变换电路60中第一 MOS管的栅极上；采样比较电路120的输入端连接到第一输出100的正极， 隔离反馈电路110的输入端连接到采样比较电路输出端，采样比较电路的另 一个输入端连接到基准电压电路(130)的输出端，隔离反馈电路110的两个输 出端分别连接到第一PWM控制电路70的输入端和直流电压的负极；还包括至 少一个的磁环2000、MOS管3000、第二PWM控制电路71；所述的主变压器 1000的一个输出的正端通过第一整流电路80、第一滤波电路90和第一输出 100后再经过分压电路4000与一个或多个磁环2000的一个输入端相连，并 且该主变压器1000的该输出正端通过第一整流电路80的整流二极管连接第 二双MOS管3000中N沟道MOS漏极，负端接第二双MOS管3000中P沟道源 极；N沟道MOS源极和P沟道MOS漏极连接，并与一个或多个磁环2000的另 一输入端相连；第二PWM控制电路71的两路PWM输出各自连接到第二双MOS 管3000的栅极；磁环2000的输出端通过第二整流电路81、第二滤波电路91 后以及第二输出101后作为IGBT的输入电源；
当磁环2000是两个以上时，所述的磁环2000是并联连接，且采用推挽 的拓扑结构。
由图4可见：本发明中功率变换电路、第一PWM控制电路、主变压器、 隔离反馈电路、采样比较电路、基准电压电路、第一整流电路、第一滤波电 路和输出仍然使用原来的电路；主变压器的输出路数由8路变为5路，减少 了3路输出。主变压器的输出电压包括：比较放大电路使用的正负电源、风 扇及继电器电源、CPU及外围电路电源、磁环的驱动电源。
本发明主要是增加了若干个磁环，把原来一个开关电源的很多路输出电 压分成若干个磁环进行输出，不需要变压器所需的龙骨，节省了成本。PWM 控制电路用来控制开关频率、占空比等。磁环可以是多个并联，即输入端两 两相连，且采用了推挽的拓扑结构。这种结构特征是：变压器输入电流和输 出电流与同名端相同，输出电压与占空比和开关频率无关，磁芯利用程度高， 功率密度高。这种结构的优点是：纹波电流小，效率高。
图4中只画出了主变压器的一个输出线路图。
所述的磁环的输入电压为26V，磁环的匝数比为1∶2，那么磁环的输出 电压也为26V，通过分压电路可以得到-8.2和17.8V的电压以驱动IGBT。由 于IGBT的平均驱动电流较小，所以不会对输入电压有较大冲击。