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一种耐高温的 开关电源

阅读：604发布：2024-01-12

专利汇可以提供一种耐高温的开关电源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种耐高温的开关电源，包括全波整流电路、主功率变换电路及变压器、整流滤波电路、反馈电路及保护电路、PWM控制电路、隔离驱动电路和电流采样电路。全波整流电路接收交流输入且输出信号到主功率变换电路及变压器，然后通过整流滤波电路输出直流输出，整流滤波电路还通过反馈电路及保护电路连接到PWM控制电路，电流采样电路的输入端连接主功率变换电路及变压器的输出端并且其输出端连接到PWM控制电路，隔离驱动电路的输入端连接PWM控制电路的输出端并且其输出端连接到主功率变换电路及变压器。所述开关电源还包括启动及辅助供电电路；启动及辅助供电电路的输入端连接全波整流电路的输出端并且其输出端连接到PWM控制电路。，下面是一种耐高温的开关电源专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种耐高温的开关电源，包括全波整流电路、主功率变换电路及变压器、整流滤波电路、反馈电路及保护电路、PWM控制电路、隔离驱动电路、电流采样电路、和启动及辅助供电电路，其中所述全波整流电路的输入端连接交流输入且其输出端连接所述主功率变换电路及变压器，所述整流滤波电路的输入端连接所述主功率变换电路及变压器的输出端并且其输出端输出直流输出，所述整流滤波电路还通过所述反馈电路及保护电路连接到所述PWM控制电路，所述电流采样电路的输入端连接所述主功率变换电路及变压器的输出端并且其输出端连接到所述PWM控制电路，所述隔离驱动电路的输入端连接所述PWM控制电路的输出端并且其输出端连接到所述主功率变换电路及变压器，所述启动及辅助供电电路的输入端连接所述全波整流电路的输出端并且其输出端连接到所述PWM控制电路。
2.根据权利要求1所述的耐高温的开关电源，其特征在于，所述整流滤波电路包括低通滤波电路和整流电路，所述低通滤波电路和所述整流电路连接。
3.根据权利要求1或2所述的耐高温的开关电源，其特征在于，所述启动及辅助供电电路包括启动电路和分布式高压隔离辅助供电电路，所述启动电路和所述分布式高压隔离辅助供电电路连接。
4.根据权利要求3所述的耐高温的开关电源，其特征在于，该开关电源集成在导热的金属底板上。
5.根据权利要求4所述的耐高温的开关电源，其特征在于，集成在黄铜材质底板上，该开关电源的组成器件的散热面直接固定在所述黄铜材质底板上。
6.根据权利要求4所述的耐高温的开关电源，其特征在于，集成在黄铜材质底板上，该开关电源的组成器件的散热面固定在垂直于所述黄铜材质底板设置的金属板上。
7.根据权利要求4所述的耐高温的开关电源，其特征在于，集成在黄铜材质底板上，该开关电源的组成器件的散热面直接固定在开关电源的壳体上。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的耐高温的开关电源，其特征在于，该开关电源的集成模块内部灌注了环氧胶。

说明书全文

一种耐高温的开关电源

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种耐高温的开关电源，尤其地，涉及一种用于石油勘探钻井的耐高温的开关电源。

背景技术

[0002] 钻井是石油勘探开发的关键，钻井的投资占整个勘探开发的50％以上，钻井工程技术水平直接关系到石油勘探开发的成败，而能在钻井环境下工作的耐高温开关电源是限制钻井技术发展的一个瓶颈。

[0003] 由于光耦合器的工作温度较低，因此采用光耦合隔离方式进行反馈的开关电源设计不能满足钻井中的高温工作环境。此外，由于磁耦隔离反馈方式过于复杂，且市面上没有能够满足钻井工作温度要求的磁反馈控制芯片，因此难以实现可用于钻井工程中的采用磁隔离反馈方式的开关电源设计。

[0004] 目前，可实现的耐高温开关电源产品的工作环境温度最高达150度，工作寿命最高达100小时，输出功率一般在100W以内。由于开关电源设计上的限制，实现工作环境温度在175度以上，工作寿命达400小时以上的更大功率的开关电源一直是一个难题。
实用新型内容

[0005] 本实用新型为了解决上述技术问题，采用无光耦合隔离反馈和磁耦隔离反馈的电路设计，旨在提供一种工作环境温度在175度以上，工作寿命达400小时以上的更大功率的开关电源。

[0006] 本实用新型提供一种耐高温的开关电源，其包括全波整流电路、主功率变换电路及变压器、整流滤波电路、反馈电路及保护电路、PWM控制电路、隔离驱动电路、电流采样电路、和启动及辅助供电电路，其中所述全波整流电路的输入端连接交流(AC)输入且其输出端连接所述主功率变换电路及变压器，所述整流滤波电路的输入端连接所述主功率变换电路及变压器的输出端并且其输出端输出直流(DC)输出，所述整流滤波电路还通过所述反馈电路及保护电路连接到所述PWM控制电路，所述电流采样电路的输入端连接所述主功率变换电路及变压器的输出端并且其输出端连接到所述PWM控制电路，所述隔离驱动电路的输入端连接所述PWM控制电路的输出端并且其输出端连接到所述主功率变换电路及变压器，所述启动及辅助供电电路的输入端连接所述全波整流电路的输出端并且其输出端连接到所述PWM控制电路。

[0007] 优选地，所述整流滤波电路包括低通滤波电路和整流电路，所述低通滤波电路和所述整流电路连接。

[0008] 优选地，所述启动及辅助供电电路包括启动电路和分布式高压隔离辅助供电电路，所述启动电路和所述分布式高压隔离辅助供电电路连接。

[0009] 优选地，所述耐高温的开关电源集成在导热的金属底板上。

[0010] 优选地，所述耐高温的开关电源集成在黄铜材质底板上，其组成器件的散热面直接固定在所述黄铜材质底板上。

[0011] 优选地，所述耐高温的开关电源集成在黄铜材质底板上，其组成器件的散热面固定在垂直于所述黄铜材质底板设置的金属板上。

[0012] 优选地，所述耐高温的开关电源集成在黄铜材质底板上，其组成器件的散热面直接固定在开关电源的壳体上。

[0013] 优选地，所述耐高温的开关电源的集成模块内部灌注了环氧胶。

[0014] 本实用新型的有益效果是进一步提高开关电源的耐高温性和长期工作可靠性，具体地，实现工作环境温度在175度以上，工作寿命达400小时以上的更大功率的开关电源。附图说明

[0015] 图1示出了本实用新型的一个耐高温的开关电源的结构示意图。

具体实施方式

[0016] 图1示出了本实用新型的一个耐高温的开关电源的结构示意图。图1中的开关电源包括全波整流电路、主功率变换电路及变压器、整流滤波电路、反馈电路及保护电路、PWM控制电路、隔离驱动电路、电流采样电路、和启动及辅助供电电路。所述全波整流电路接收交流(AC)输入并且输出直流输入至主功率变换电路及变压器。所述主功率变换电路及变压器包括主功率变换电路、以及变压器，所述主功率变换电路将直流输入斩波为交流信号，传递给变压器，变压器实现功率的隔离传递。所述整流滤波电路将变压器的副边交流信号整流滤波为稳定的直流(DC)信号。所述整流滤波电路还通过所述反馈电路及保护电路连接到所述PWM控制电路。反馈电路及保护电路中包括一个电压反馈电路。所述电流采样电路的输入端连接所述主功率变换电路及变压器的输出端并且其输出端连接到所述PWM控制电路，所述隔离驱动电路的输入端连接所述PWM控制电路的输出端并且其输出端连接到所述主功率变换电路及变压器。PWM控制芯片通过电流采样电路和电压反馈电路实现整个环路的闭环控制。所述启动及辅助供电电路的输入端连接所述全波整流电路的输出端并且其输出端连接到所述PWM控制电路。在一个实施方案中，所述启动及辅助供电电路包括启动电路和分布式高压隔离辅助供电电路，所述启动电路和所述分布式高压隔离辅助供电电路连接。

[0017] 如图1示出的，开关电源的设计未采用光耦合隔离反馈和磁耦隔离反馈，将PWM控制芯片放置在输出侧，这样输出可以不用隔离直接反馈给控制电路。同时额外设计了启动及辅助供电电路，实现为副边PWM控制电路供电以及为其他电路(例如隔离驱动电路)供电。

[0018] 在一个优选实施方案中，所述耐高温的开关电源可以集成在导热的金属底板上，例如优选黄铜材质底板上，其组成器件的散热面直接固定在所述黄铜材质底板上。替代地，其组成器件的散热面可以固定在垂直于底板设置的金属板上。所述器件的散热面还可以直接固定到开关电源的壳体上。此外，所述耐高温的开关电源的集成模块内部可以灌注环氧胶。由于黄铜的散热效果比例如硬铝材质的散热效果好并且环氧胶的导热率较高使模块内部的热更均衡，因此这些布置方式的好处是减小热阻且降低器件的工作结温。

[0019] 在一个优选的实施方案中，图1中所示出的开关电源中的各个电路所选用的有源器件的结温均在200度以上，其中所选变压器的居里温度在280以上，并且所选用的无源器件工作温度均在175度以上，其中电容器工作温度在200度以上。

[0020] 具体地，本实用新型的耐高温的开关电源具有如下特性：

[0021] 1.交流160V-210V/50Hz-60Hz输入；

[0022] 2.直流96V输出，功率输出250W；

[0023] 3.输入输出隔离；

[0024] 4.输出纹波300mV；

[0025] 5.工作环境温度175度；

[0026] 6.输出过流保护，输出短路保护，过温保护；

[0027] 7.高温下工作寿命大于400小时。

[0028] 应理解，以上实施方案仅是举例性的，对本实用新型不构成限制。本实用新型的保护范围由权利要求书限定。还应理解，在实施本实用新型的过程中，不必包括上述实施方案中的所有技术特征，这些技术特征可以有多种组合。

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