一种单相ac-dc变换电源的装置制造方法
一种单相ac-dc变换电源的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种单相AC-DC变换电源的装置，属于变换器【技术领域】。该单相AC-DC变换电源的装置，包括采样电路I、整流桥、功率因数校准电路、升压电路、滤波电路、采样电路II、测量电路、继电器、单片机、按键模块、液晶模块和基准单元，所述采样电路I、整流桥、功率因数校准电路、升压电路、滤波电路和采样电路II顺序连接，采样电路I另一端依次连接测量电路、单片机的I/O口，采样电路II另一端连接单片机的AD口，继电器一端与单片机的I/O口连接，另一端连接整流桥和功率因数校准电路之间，按键模块、液晶模块分别与单片机的I/O口连接，基准单元与单片机的AD口连接。该装置用于解决传统转换电路功率因数低等问题。
【专利说明】—种单相AC-DC变换电源的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种单相AC-DC变换电源的装置，属于变换器【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，随着集成电路的快速发展，电源转换电路广泛应用于充电器、适配器、灯具以及各种精密仪器中，并且越来越多的应用领域对电源的转换电路的输出直流电压精度要求也随之提高，但是目前传统的AC-DC转换电流输出的直流电压精度不高，负载调整率较低，远远不能满足多种领域的应用需求。
[0003]随着全球能源危机的日益突出，“绿色能源”已深入人心。“绿色能源”不仅要求用电设备电能转换效率高、而且要求功率应属高，避免电网污染。
[0004]综上所述，现有的AC-DC电源电路功率因数低，即使具有功率因数校正功能，其功率因数和稳定性也不是很理想，效率低，稳压效果不好，同时都不具有测量单元，不能实时监测各项参数。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种单相AC-DC变换电源的装置。该装置用于解决传统AC-DC转换电路功率因数低，效率低，精度低，稳压效果不好，不能测量各项参数等问题，本实用新型通过以下技术方案实现。
[0006]一种单相AC-DC变换电源的装置，包括采样电路I1、整流桥2、功率因数校准电路
3、升压电路4、滤波电路5、采样电路116、测量电路7、继电器8、单片机9、按键模块10、液晶模块11和基准单元12，所述采样电路I1、整流桥2、功率因数校准电路3、升压电路4、滤波电路5和采样电路116顺序连接，采样电路Il另一端依次连接测量电路7、单片机9的I/O 口，采样电路116另一端连接单片机9的AD 口，继电器8 —端与单片机9的I/O 口连接，另一端连接到整流桥2和功率因数校准电路3之间，按键模块10、液晶模块11分别与单片机9的I/O 口连接，基准单元12与单片机9的AD 口连接。
[0007]所述采样电路Il包括交流电压采样装置和交流电流采样装置，采样电路116包括直流电压采样装置和直流电流采样装置。
[0008]上述功率因数校准电路3中的芯片可选用UCC28019芯片，测量电路7的测量单元主要以CS5460A芯片为主，升压电路4主要以BOOST为主电路拓扑结构的升压电路，基准单元12主要以基准电压芯片LM1117为主。
[0009]上述测样过程中，首先对该装置调整测量精度，基准单元由基准电压芯片LM1117提供3.3V的采样基准电压，首先利用单片机9的AD采样端口采样3.3V电压，采样得到的采样值为Uo，然后采样电路116采样所要得到的电压为Ul，那么实际采样电压为U2，则U2=(U1 X 3.3V) /Uo,此外还采用多次采样求取平均值，大大提高了采样的精确度，使输出的电流精确度也大大提高。
[0010]上述装置中的稳压过程是通过单片机实时检测输出电压，然后自动调节输出的PWM波来使输出电压稳定。
[0011]该装置的工作原理为:
[0012]第一步:输入交流电，采样电路Il采样到输入的交流电压和电流，把数据传给测量电路7，经测量电路7将信号传递给单片机9，然后将测量的各项参数显示在液晶模块11上；
[0013]第二步:输入交流电压经整流桥2整流后，通过功率因数校准电路3进行电压和电流的功率因数校准，使电压和电流的相位差基本接近于零；
[0014]第三步:校准后的电压经过升压电路4利用BOOST主电路拓扑结构把电压升高，然后经滤波电路5滤波后，就是可以供使用的直流电压；
[0015]第四步:采样电路116实时采样输出直流电压和电流，单片机9的内部AD实时采样基准单元的电压和理想基准值比较，然后校准采样电路116采样得到的信号，使采样得到的信号更准确，并显示在液晶模块11上； [0016]第五步:可以根据液晶模块11的提示，通过按键模块10设定输出电压的大小和保护电流大小；当设定输出电压改变后，单片机9自动调整输出的PWM波，PWM波控制升压电路4中开关管的开关频率来改变输出电压的大小；
[0017]第六步:当单片机9检测到输出电流超过保护电流时，单片机8输出一个信号给继电器8，继电器8断开输出电路，停止整流桥2以后部分的供电。
[0018]第七步:否则，该转换电路正常工作。
[0019]上述该装置中负载调整率小于0.5%;当输出电压值设定后，输入电压在2(T30V之间变化，输出电压调整率小于0.5% ;测量电路的测量结果误差小于3% ;输入侧功率因数不低于0.98 ;变换电路效率不低于96% ;输出直流电流等于2Α条件下，使输出直流电压变化在0.1V之内。
[0020]本实用新型的有益效果是:该装置具有高功率因数的校正功能，输出效率高，稳压效果好，输出直流电压可调，输出电压精度高，可靠性强，安全性高，结构简易，制造成本低，同时具有测量电能、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等参数的功能，测量的精度闻，具有保护功能，有很闻的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型结构框图；
[0022]图2是本实用新型元件连接示意图。
[0023]图中:1_采样电路I，2-整流桥，3-功率因数校准电路，4-升压电路，5-滤波电路，6-采样电路II，7-测量电路，8-继电器，9-单片机，10-按键模块，11-液晶模块，12-基准单元，町、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6-电阻，PT-电压互感器，CT-电流互感器，Dl-整流桥，D2-续流二极管，KMl-继电器的常闭触点，KM2-继电器的线圈，L-电感，MOS-mos管，C-电解电容，Q-运算放大器。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型作进一步说明。
[0025]实施例1[0026]如图1至2所示，该单相AC-DC变换电源的装置，包括采样电路11、整流桥2、功率因数校准电路3、升压电路4、滤波电路5、采样电路116、测量电路7、继电器8、单片机9、按键模块10、液晶模块11和基准单元12，所述采样电路I1、整流桥2、功率因数校准电路3、升压电路4、滤波电路5和采样电路116顺序连接，采样电路Il另一端依次连接测量电路7、单片机9的I/O 口，采样电路116另一端连接单片机9的AD 口，继电器8 —端与单片机9的I/O 口连接，另一端连接到整流桥2和功率因数校准电路3之间，按键模块10、液晶模块11分别与单片机9的I/O 口连接，基准单元12与单片机9的AD 口连接。
[0027]其中采样电路Il包括交流电压采样装置和交流电流采样装置，采样电路116包括直流电压采样装置和直流电流采样装置。
【权利要求】
1.一种单相AC-DC变换电源的装置，其特征在于:包括采样电路I (I)、整流桥(2)、功率因数校准电路(3)、升压电路(4)、滤波电路(5)、采样电路II (6)、测量电路(7)、继电器(8 )、单片机(9 )、按键模块(10 )、液晶模块(11)和基准单元(12 )，所述采样电路I (I)、整流桥(2)、功率因数校准电路(3)、升压电路(4)、滤波电路(5)和采样电路II (6)顺序连接，采样电路I (I)另一端依次连接测量电路(7)、单片机(9)的I/O 口，采样电路II (6)另一端连接单片机(9)的AD 口，继电器(8)—端与单片机(9)的I/O 口连接，另一端连接到整流桥(2)和功率因数校准电路(3)之间，按键模块(10)、液晶模块(11)分别与单片机(9)的I/O口连接，基准单元(12)与单片机(9)的AD 口连接。
2.根据权利要求1所述的单相AC-DC变换电源的装置，其特征在于:所述采样电路I(I)包括交流电压采样装置和交流电流采样装置，采样电路II (6)包括直流电压采样装置和直流电流采样装置。
【文档编号】H02M7/40GK203747682SQ201420023625
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】汤植源, 李恒, 沐润志, 赵磊, 张国银 申请人:昆明理工大学
【专利摘要】本实用新型涉及一种单相AC-DC变换电源的装置，属于变换器【技术领域】。该单相AC-DC变换电源的装置，包括采样电路I、整流桥、功率因数校准电路、升压电路、滤波电路、采样电路II、测量电路、继电器、单片机、按键模块、液晶模块和基准单元，所述采样电路I、整流桥、功率因数校准电路、升压电路、滤波电路和采样电路II顺序连接，采样电路I另一端依次连接测量电路、单片机的I/O口，采样电路II另一端连接单片机的AD口，继电器一端与单片机的I/O口连接，另一端连接整流桥和功率因数校准电路之间，按键模块、液晶模块分别与单片机的I/O口连接，基准单元与单片机的AD口连接。该装置用于解决传统转换电路功率因数低等问题。
【专利说明】—种单相AC-DC变换电源的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种单相AC-DC变换电源的装置，属于变换器【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，随着集成电路的快速发展，电源转换电路广泛应用于充电器、适配器、灯具以及各种精密仪器中，并且越来越多的应用领域对电源的转换电路的输出直流电压精度要求也随之提高，但是目前传统的AC-DC转换电流输出的直流电压精度不高，负载调整率较低，远远不能满足多种领域的应用需求。
[0003]随着全球能源危机的日益突出，“绿色能源”已深入人心。“绿色能源”不仅要求用电设备电能转换效率高、而且要求功率应属高，避免电网污染。
[0004]综上所述，现有的AC-DC电源电路功率因数低，即使具有功率因数校正功能，其功率因数和稳定性也不是很理想，效率低，稳压效果不好，同时都不具有测量单元，不能实时监测各项参数。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种单相AC-DC变换电源的装置。该装置用于解决传统AC-DC转换电路功率因数低，效率低，精度低，稳压效果不好，不能测量各项参数等问题，本实用新型通过以下技术方案实现。
[0006]一种单相AC-DC变换电源的装置，包括采样电路I1、整流桥2、功率因数校准电路
3、升压电路4、滤波电路5、采样电路116、测量电路7、继电器8、单片机9、按键模块10、液晶模块11和基准单元12，所述采样电路I1、整流桥2、功率因数校准电路3、升压电路4、滤波电路5和采样电路116顺序连接，采样电路Il另一端依次连接测量电路7、单片机9的I/O 口，采样电路116另一端连接单片机9的AD 口，继电器8 —端与单片机9的I/O 口连接，另一端连接到整流桥2和功率因数校准电路3之间，按键模块10、液晶模块11分别与单片机9的I/O 口连接，基准单元12与单片机9的AD 口连接。
[0007]所述采样电路Il包括交流电压采样装置和交流电流采样装置，采样电路116包括直流电压采样装置和直流电流采样装置。
[0008]上述功率因数校准电路3中的芯片可选用UCC28019芯片，测量电路7的测量单元主要以CS5460A芯片为主，升压电路4主要以BOOST为主电路拓扑结构的升压电路，基准单元12主要以基准电压芯片LM1117为主。
[0009]上述测样过程中，首先对该装置调整测量精度，基准单元由基准电压芯片LM1117提供3.3V的采样基准电压，首先利用单片机9的AD采样端口采样3.3V电压，采样得到的采样值为Uo，然后采样电路116采样所要得到的电压为Ul，那么实际采样电压为U2，则U2=(U1 X 3.3V) /Uo,此外还采用多次采样求取平均值，大大提高了采样的精确度，使输出的电流精确度也大大提高。
[0010]上述装置中的稳压过程是通过单片机实时检测输出电压，然后自动调节输出的PWM波来使输出电压稳定。
[0011]该装置的工作原理为:
[0012]第一步:输入交流电，采样电路Il采样到输入的交流电压和电流，把数据传给测量电路7，经测量电路7将信号传递给单片机9，然后将测量的各项参数显示在液晶模块11上；
[0013]第二步:输入交流电压经整流桥2整流后，通过功率因数校准电路3进行电压和电流的功率因数校准，使电压和电流的相位差基本接近于零；
[0014]第三步:校准后的电压经过升压电路4利用BOOST主电路拓扑结构把电压升高，然后经滤波电路5滤波后，就是可以供使用的直流电压；
[0015]第四步:采样电路116实时采样输出直流电压和电流，单片机9的内部AD实时采样基准单元的电压和理想基准值比较，然后校准采样电路116采样得到的信号，使采样得到的信号更准确，并显示在液晶模块11上； [0016]第五步:可以根据液晶模块11的提示，通过按键模块10设定输出电压的大小和保护电流大小；当设定输出电压改变后，单片机9自动调整输出的PWM波，PWM波控制升压电路4中开关管的开关频率来改变输出电压的大小；
[0017]第六步:当单片机9检测到输出电流超过保护电流时，单片机8输出一个信号给继电器8，继电器8断开输出电路，停止整流桥2以后部分的供电。
[0018]第七步:否则，该转换电路正常工作。
[0019]上述该装置中负载调整率小于0.5%;当输出电压值设定后，输入电压在2(T30V之间变化，输出电压调整率小于0.5% ;测量电路的测量结果误差小于3% ;输入侧功率因数不低于0.98 ;变换电路效率不低于96% ;输出直流电流等于2Α条件下，使输出直流电压变化在0.1V之内。
[0020]本实用新型的有益效果是:该装置具有高功率因数的校正功能，输出效率高，稳压效果好，输出直流电压可调，输出电压精度高，可靠性强，安全性高，结构简易，制造成本低，同时具有测量电能、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等参数的功能，测量的精度闻，具有保护功能，有很闻的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型结构框图；
[0022]图2是本实用新型元件连接示意图。
[0023]图中:1_采样电路I，2-整流桥，3-功率因数校准电路，4-升压电路，5-滤波电路，6-采样电路II，7-测量电路，8-继电器，9-单片机，10-按键模块，11-液晶模块，12-基准单元，町、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6-电阻，PT-电压互感器，CT-电流互感器，Dl-整流桥，D2-续流二极管，KMl-继电器的常闭触点，KM2-继电器的线圈，L-电感，MOS-mos管，C-电解电容，Q-运算放大器。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型作进一步说明。
[0025]实施例1[0026]如图1至2所示，该单相AC-DC变换电源的装置，包括采样电路11、整流桥2、功率因数校准电路3、升压电路4、滤波电路5、采样电路116、测量电路7、继电器8、单片机9、按键模块10、液晶模块11和基准单元12，所述采样电路I1、整流桥2、功率因数校准电路3、升压电路4、滤波电路5和采样电路116顺序连接，采样电路Il另一端依次连接测量电路7、单片机9的I/O 口，采样电路116另一端连接单片机9的AD 口，继电器8 —端与单片机9的I/O 口连接，另一端连接到整流桥2和功率因数校准电路3之间，按键模块10、液晶模块11分别与单片机9的I/O 口连接，基准单元12与单片机9的AD 口连接。
[0027]其中采样电路Il包括交流电压采样装置和交流电流采样装置，采样电路116包括直流电压采样装置和直流电流采样装置。
【权利要求】
1.一种单相AC-DC变换电源的装置，其特征在于:包括采样电路I (I)、整流桥(2)、功率因数校准电路(3)、升压电路(4)、滤波电路(5)、采样电路II (6)、测量电路(7)、继电器(8 )、单片机(9 )、按键模块(10 )、液晶模块(11)和基准单元(12 )，所述采样电路I (I)、整流桥(2)、功率因数校准电路(3)、升压电路(4)、滤波电路(5)和采样电路II (6)顺序连接，采样电路I (I)另一端依次连接测量电路(7)、单片机(9)的I/O 口，采样电路II (6)另一端连接单片机(9)的AD 口，继电器(8)—端与单片机(9)的I/O 口连接，另一端连接到整流桥(2)和功率因数校准电路(3)之间，按键模块(10)、液晶模块(11)分别与单片机(9)的I/O口连接，基准单元(12)与单片机(9)的AD 口连接。
2.根据权利要求1所述的单相AC-DC变换电源的装置，其特征在于:所述采样电路I(I)包括交流电压采样装置和交流电流采样装置，采样电路II (6)包括直流电压采样装置和直流电流采样装置。
【文档编号】H02M7/40GK203747682SQ201420023625
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】汤植源, 李恒, 沐润志, 赵磊, 张国银 申请人:昆明理工大学
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