本实用新型涉及一种交流高频开关电源模块。
背景技术：
目前，现有的非客专用铁路信号电源屏故障率高，而铁路信号电源屏又是铁路通信系统重要的电源设备，主要是为信号设备提供各种电源。其主要原因是电源屏内部电源模块工作的稳定性受外电网影响大，在外电网波动、瞬间断电、雷电等因素影响下，电源屏用于交流输出部分的稳压器不能很好的起到稳压作用，会出现输出电压忽高忽低或输出瞬间中断的现象，因此造成后期负载工作不稳定。
交流高频开关电源模块将运用于铁路信号电源屏系统交流输出部分，用以解决非客专电源屏既有的稳压方式不能很好的起到稳压作用，经常出现输出不稳定或输出瞬间中断问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供的一种交流高频开关电源模块，该模块完全采用交流高频技术，模块内部自带稳压系统及蓄流系统，能够将外电网的影响降到最低，以确保在外电网瞬断或突变的条件下，电源模块能够稳定、持续的为后期负载设备供电，具有更高的安全性及可靠性，最大限度的保证了铁路信号电源系统的安全可靠运行。
本实用新型提供的一种交流高频开关电源模块，模块采用了高频隔离技术及先进的pfc有源功率因数校正模块技术，具有较宽的输入电压范围，较高的功率因数。模块设有输入、输出过压欠压保护和过流及短路保护功能，可并机冗余工作。
本实用新型的目的是这样实现的，一种交流高频开关电源模块，包括输入滤波模块100、功率因数校正模块200、交流逆变器300、lc滤波400、辅助电源500、单极性双边spwm控制及驱动模块600、主从机控制700、三角波基准产生模块800、取样比较模块900、正弦波基准产生1000、并联控制信号1100、单片机控制显示及通信接口模块1200；单极性双边spwm控制及驱动模块600是本实用新型的核心部件，主从机控制700、单片机控制显示及通信接口模块1200、辅助电源500分别与单极性双边spwm控制及驱动模块600连接，输入数据；交流逆变器300与单极性双边spwm控制及驱动模块600连接，lc滤波400与交流逆变器300连接，输出数据。lc滤波400、正弦波基准产生1000与取样比较模块900连接，取样比较模块900与三角波基准产生模块800连接，输入滤波模块100与功率因数校正模块200连接，功率因数校正模块200与交流逆变器300连接，辅助电源500、lc滤波400与单片机控制显示及通信接口模块1200连接。
本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：交流高频开关电源模块是对已有电源屏系统的改进，采用此模块节省屏柜空间、减少模块配置数量，有效降低生产成本及运输成本。
附图说明
图1是本实用新型系统组成框图。
图2是交流逆变器电路图。
图3是监测单元结构图。
具体实施方式
如图1，是本实用新型主控板内部结构框图，包括输入滤波模块100、功率因数校正模块200、交流逆变器300、lc滤波400、辅助电源500、单极性双边spwm控制及驱动模块600、主从机控制700、三角波基准产生模块800、取样比较模块900、正弦波基准产生1000、并联控制信号1100、单片机控制显示及通信接口模块1200；单极性双边spwm控制及驱动模块600是本实用新型的核心部件，主从机控制700、单片机控制显示及通信接口模块1200、辅助电源500分别与单极性双边spwm控制及驱动模块600连接，输入数据；交流逆变器300与单极性双边spwm控制及驱动模块600连接，lc滤波400与交流逆变器300连接，输出数据。lc滤波400、正弦波基准产生1000与取样比较模块900连接，取样比较模块900与三角波基准产生模块800连接，输入滤波模块100与功率因数校正模块200连接，功率因数校正模块200与交流逆变器300连接，辅助电源500、lc滤波400与单片机控制显示及通信接口模块1200连接。
交流高频开关电源模块的实时工作状态，包括：输出电压、输出电流、模块工作温度、模块通信地址及输出限流、输出过压、欠压等其他所有故障均可通过面板的led数码管显示器和报警灯进行显示、指示。
交流高频开关电源模块通信地址可通过控制板的主从机控制700按键进行设置，范围为：10～69。
交流输入电源经整流和滤波后，非线性负载使得输入电流波形畸变，输入电流呈脉冲波形，含有大量的谐波分量，使得功率因数很低，所述的功率因数校正模块200，就是将畸变电流校正为正弦电流，并使之与电压同相位，从而使功率因数接近于1。
所述的辅助电源500能为模块持续进行供电，采用蓄电池可充电装置，可以将22v转换成15v供电。
所述的单片机控制显示及通信接口模块1200能将电源模块的实时工作状态，包括：输出电压、输出电流、模块工作温度、模块通信地址及输出限流、输出过压、欠压等其他所有故障均可通过面板的led数码管显示器和报警灯进行显示或指示，该模块可与监测单元进行连接。
所述的单极性双边spwm控制及驱动模块600采用atmega16a型号单片机，实现模块基准波包括正弦波和方波的产生。
所述的lc滤波400是将逆变后的50hz的交流电源通过电感电容滤波成干净的电源输出。lc滤波400主要将逆变后的方波经过lc滤波电路滤成平滑的交流波形。
所述的输入滤波模块100作用是减少电源输入干扰；
所述的主从机控制700能同时以满载和半载方式给两台产品供电。
所述的并联控制信号1100是用于本实用新型在双机并联时使用，使两台模块输出负载各为50％，当其中一台故障时，通过该信号可以使正常模块输出100％的负载。
如图2，是本实用新型交流逆变器的电路图。采用四个逆变桥vt1、vt2、vt3、vt4，四个逆变开关管组成全桥变换电路，信号经四个逆变桥进行控制，有效提高了逆变器的工作效率，通过控制逆变桥的开通控制输出电压。
如图3，是本实用新型的监测单元结构图。包括单片机、监测数据、按键接口、显示模块、通信模块。监测数据用来接收和传输本实用新型实时数据，按键接口可以设置相关运行参数，单片机是监测单元处理单元，可以将实用新型数据通过显示模块和通信模块进行显示和通信传输。
所述的交流逆变器300将震荡电路变为直流电，然后用电子元件对直流电进行开关变为交流电。逆变稳压电路包括逆变桥电路、驱动电路、稳压调节电路等主要将高压直流逆变成50hz的交流。
本实用新型的外壳尺寸为445mm×158mm×275mm。壳体设计采用焊接式结构。振动频率范围：1hz～35hz；所有引线端子对机壳(地线)间应能承受交流正统波50hz、2000v有效压，漏电流小于0.3ma，历时1min应无击穿，表面无闪络、绝缘介质显著发热或接入电路的电压表计数突然下降等现象。
本实用新型具有较宽的输入范围：ac165v～ac264v，标准要求输入电压范围为：ac176v～ac253v。
本实用新型的工作原理：
单极性双边spwm控制及驱动模块600是本实用新型的核心部件，主从机控制700、单片机控制显示及通信接口模块1200、辅助电源500分别与单极性双边spwm控制及驱动模块600连接，输入数据；交流逆变器300与单极性双边spwm控制及驱动模块600连接，lc滤波400与交流逆变器300连接，输出数据。lc滤波400、正弦波基准产生1000与取样比较模块900连接，取样比较模块900与三角波基准产生模块800连接，输入滤波模块100与功率因数校正模块200连接，功率因数校正模块200与交流逆变器300连接，辅助电源500、lc滤波400与单片机控制显示及通信接口模块1200连接。辅助电源500给设备供电，电流经输入滤波模块100，经功率因数校正模块模块200进行将畸变电流校正为正弦电流，并使之与电压同相位，设备信号从取样比较模块900进入系统，同时正弦波基准产生1000产生标准正弦波，经取样比较模块900对设备信号和正弦波信号进行比较，通过三角波基准产生模块800产生标准信号，经主从机控制600发送给单极性双边spwm控制及驱动模块600，极性双边spwm控制及驱动600可以输出四路信号，对交流逆变器300进行控制，调整输入电压，经lc滤波400对电压进行调制输出。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
1.交流高频开关电源模块，包括输入滤波模块(100)、功率因数校正模块(200)、交流逆变器(300)、lc滤波(400)、辅助电源(500)、单极性双边spwm控制及驱动模块(600)、主从机控制(700)、三角波基准产生模块(800)、取样比较模块(900)、正弦波基准产生(1000)、并联控制信号(1100)、单片机控制显示及通信接口模块(1200)，其特征在于：主从机控制(700)、单片机控制显示及通信接口模块(1200)、辅助电源(500)分别与单极性双边spwm控制及驱动模块(600)连接、输入数据；交流逆变器(300)与单极性双边spwm控制及驱动模块(600)连接，lc滤波(400)与交流逆变器(300)连接，输出数据；lc滤波(400)、正弦波基准产生(1000)与取样比较模块(900)连接，取样比较模块(900)与三角波基准产生模块(800)连接，输入滤波模块(100)与功率因数校正模块(200)连接，功率因数校正模块(200)与交流逆变器(300)连接，辅助电源(500)、lc滤波(400)与单片机控制显示及通信接口模块(1200)连接。
2.根据权利要求1所述的交流高频开关电源模块，其特征在于：单极性双边spwm控制及驱动模块(600)采用atmega16a型号单片机，是核心部件。
3.根据权利要求1所述的交流高频开关电源模块，其特征在于：交流逆变器(300)采用四个逆变桥vt1、vt2、vt3、vt4，四个逆变开关管组成全桥变换电路，信号经四个逆变桥进行控制。
4.根据权利要求1所述的交流高频开关电源模块，其特征在于：单片机控制显示及通信接口模块(1200)与监测单元连接，监测单元包括单片机(1300)、监测数据(1301)、按键接口(1302)、显示模块(1303)、通信模块(1304)。
技术总结