CN103107703A

CN103107703A - 一种逆变式高压电源

Info

Publication number: CN103107703A
Application number: CN 201110354872
Authority: CN
Inventors: 高玉琴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2013-05-15

Abstract

一种逆变式高压电源用于对柴油机汽车颗粒净化器中的颗粒打火使颗粒起燃，该高压电源包括：蓄电池组、低压直流稳压电路、功率放大电路、升压变压器及其高压输出整流电路、高压信号采样电路。其特征是：在低压直流稳压电路与功率放大电路之间还有信号运算电路和信号调制电路，来自低压直流稳压电路的设定信号和来自高压信号采样电路的反馈信号经信号运算电路运算后，其运算结果信号再由信号调制电路调制成交流信号，该交流信号输入至功率放大电路；在高压电源装置的电源输入端与蓄电池组的输出端之间有保护电路。其有益效果是：1、元器件少，装置的可靠性高；2、装置的体积较小；3、制造成本较低。

Description

一种逆变式高压电源

技术领域

本发明涉及一种逆变式高压电源，具体说是将蓄电池电源逆变为高压电源，用于对柴油机汽车颗粒净化器中的颗粒打火使颗粒起燃的高压电源。

背景技术

本人发明了一种申请号为“201120209011.2”的电击穿式柴油机尾气颗粒净化器，用过滤陶瓷捕捉尾气中的颗粒，当陶瓷中的颗粒达一定量时进行再生；再生的工作原理是：高压直流电源的正端、负端分别接过滤陶瓷内的电极，电极之间构成一静电场，静电场电压为5KV至8KV，过滤陶瓷过滤的颗粒为导电物质，当陶瓷内颗粒层较薄时，不会产生击穿，当陶瓷内颗粒积累到一定量时，击穿电压降低而产生电火花，电火花使颗粒积热、起燃。要求将柴油机汽车的车载电源即蓄电池电源转换成高压电源并且输出电压稳定，市场上的高压电源一般用于静电除尘，其体积较大，在柴油机汽车上使用受空间限制，其工作电源来自市电不适合在汽车上工作。

发明内容

为满足上述的要求本发明提供一种高压电源，要解决的技术问题是：将车载蓄电池的低压电源转换成高压电源并且高压输出稳定、当高压电源装置发生故障时能保护蓄电池。

解决的技术问题的技术方案包括：蓄电池组1、低压直流稳压电路2、功率放大电路5、将经功率放大电路放大的信号变成高压的升压变压器6及其高压输出整流电路7、高压信号采样电路8，其特征是：在低压直流稳压电路2与功率放大电路5之间还有信号运算电路3和信号调制电路4，所述的信号运算电路3具有接低压直流稳压电路的输出端21的设定信号输入端31、接高压信号采样电路8的输出端81的反馈信号输入端32、以及将设定信号与反馈信号的运算结果输出的输出端33；信号运算电路3的输出端33接信号调制电路4的二路输入端41、42，信号调制电路4的二路输出端43、44分别与功率放大电路5的输入端51、52连接；高压信号采样电路8的输出端81与地之间还接有继电器线圈J，继电器触头串接在高压电源装置的电源输入端与蓄电池组1的输出端之间。

在该技术方案中设定信号具有稳定的幅值与高压反馈信号运算后其运算结果信号的幅值可调整输出的高压，使其达到设定信号要求的电压值，运算结果信号被调制电路调制成固定频率的方波信号，该方波信号经功率放大电路放大及升压变压器耦合将蓄电池的直流电变成高压交流电且幅值稳定。当所述的高压电源发生故障没有交流输出时，高压信号采样电路电压为零，继电器线圈J失电释放，继电器触头切断蓄电池组1向高压电源装置的供电，避免蓄电池电能的流失。

所述的信号运算电路3由电阻R1—R5、电位器RW1、RW2、三极管T1组成；电阻R2的一端即设定信号输入端31接低压直流稳压电路的输出端21；其另一端通过电位器RW1与电阻R1的一端连接；电阻R3的一端即反馈信号输入端32接高压信号采样电路8的输出端81，其另一端通过电位器RW2与电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端接地；三极管T1的基极通过电阻R4与电阻R1的一端连接，其发射极即运算结果输出端33通过电阻R5接地，其集电极接低压直流稳压电路2的输出端21。

所述的信号调制电路4由电阻R6—R11、电容C1、C2、三极管T2、T3和集成电路IC1组成；集成电路IC1的2脚、3脚之间跨接电阻R6，其6脚通过电容C1接地，其2脚、6脚相连；集成电路IC1的7脚通过电阻R7与其8脚、4脚连接，其8脚、4脚接低压直流稳压电路的输出端21；集成电路IC1的1脚接地，5脚通过电容C2接地；三极管T2的基极通过电阻R8与集成电路IC1的3脚连接，三极管T2的集电极通过电阻R10与三极管T1的发射极脚连接，三极管T2的发射极接地；三极管T3的基极通过电阻R9与集成电路IC1的7脚连接，三极管T3的集电极通过电阻R11与三极管T1的发射极脚连接，三极管T3的发射极接地。

所述的信号运算电路和信号调制电路的工作电源为单电源且构成电路的电子元件较少，使故障点减少从而提高高压电源装置的可靠性。所用的元器件价格较低而且数量较少，制造成本较低。

所述的高压信号采样电路8中整流器QL2的输入端与升压变压器的次级线圈L2并联连接、整流器QL2的输出端与滤波电容C4并联连接，整流器QL2的输出端的正极接地，其负极即输出端81接信号运算电路3中的电阻R3的一端。

所述的高压信号采样电路8中整流器QL2的输出端并联有继电器线圈J，继电器常开触头J-1的一端接蓄电池U1的正端、其另一端通过常闭按钮QT接升压变压器的初级线圈L中心抽头；继电器常开触头J-2串接在蓄电池U2的正端与电感L3之间。

本发明的有益效果是：1、在实现升压、稳压的功能的基础上使用较少的元器件，使故障点减少从而提高高压电源装置的可靠性。2、元器件较少使装置的体积较小。3、装置出现故障时能断开蓄电池，避免电能流失而影响汽车运行。4、所用的元器件价格较低而且数量较少，制造成本较低。

附图说明

图1是本发明结构方框图。

图2是本发明优选实施例的电路原理图。

具体实施方式

现对照附图说明本发明的优选实施例。

该高压电源装置包括：蓄电池组1、低压直流稳压电路2、信号运算电路3、信号调制电路4、功率放大电路5、升压变压器6、高压输出整流电路7、高压信号采样电路8，保护电路9。

所述的蓄电池组1为车载蓄电池，包括蓄电池U1、U2，其电压均为12V。

所述的低压直流稳压电路2为信号运算电路3、信号调制电路4提供稳定工作电源，它由电感L3、电容C5—C7、稳压集成电路IC2（型号为7809）组成；电感L3的一端与稳压集成电路IC2的1脚连接、该连接点通过电容C5接地，稳压集成电路IC2的2脚接地，稳压集成电路IC2的3脚与地之间并联有滤波电容C6、C7，稳压集成电路IC2的3脚输出电压为+9V；电感L3的另一端通过继电器常开触头J-2与蓄电池U2的正极连接。蓄电池组一般与发电机连接，发电时蓄电池组上的电压纹波较大，选用电感可有效的抑制纹波。

所述的信号运算电路3由电阻R1—R5、电位器RW1、RW2、三极管T1组成；电阻R2的一端（设定信号输入端31）接低压直流稳压电路中稳压集成电路IC2的3脚（输出端21）；其另一端通过电位器RW1与电阻R1的一端连接；电阻R3的一端（反馈信号输入端）接高压信号采样电路8中整流器QL2的输出端的负极（输出端81），其另一端通过电位器RW2与电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端接地；电阻R1上的电压为运算结果信号电压；三极管T1的基极通过电阻R4与电阻R1的一端连接，其发射极（运算结果输出端33）通过电阻R5接地，其集电极接低压直流稳压电路2的输出端21。信号运算也可用运算放大器来实现，但使用运算放大器需要正、负稳压电源，并且该稳压电源需要与蓄电池隔离，这样会使高压电源装置体积增大；另外运算放大器在工作时可能会发生自激现象需补偿。

所述的信号调制电路4由电阻R6—R11、电容C1、C2、三极管T2、T3和集成电路IC1组成，集成电路IC1的型号为时基电路555；集成电路IC1的2脚、3脚之间跨接电阻R6，其6脚通过电容C1接地，其2脚、6脚相连；集成电路IC1的7脚通过电阻R7与其8脚、4脚连接，其8脚、4脚接低压直流稳压电路的输出端21；集成电路IC1的1脚接地，5脚通过电容C2接地；集成电路IC1的3脚、7脚输出对称的方波其频率为40KHZ，选择电阻R6和电容C1的电阻值与电容值可确定所述的方波的频率；三极管T2的基极通过电阻R8与集成电路IC1的3脚连接，三极管T2的集电极通过电阻R10与三极管T1的发射极脚连接，三极管T2的发射极接地；三极管T3的基极通过电阻R9与集成电路IC1的7脚连接，三极管T3的集电极通过电阻R11与三极管T1的发射极脚连接，三极管T3的发射极接地；所述的方波使三极管T2、T3交替导通、截止。

所述的功率放大电路由三极管T4—T7、升压变压器B1的初级线圈L组成；三极管T4、T5构成一复合管以提高放大倍数，三极管T4的基极接三极管T2的集电极，三极管T4、T5的集电极接变压器初级线圈L的一端，三极管T5的发射极接地；三极管T6、T7构成另一复合管，三极管T6的基极接三极管T3的集电极，三极管T6、T7的集电极接变压器初级线圈L的另一端，三极管T7的发射极接地；变压器初级线圈L的中心抽头（电源输入端53）通过保护电路与蓄电池U1的正极（输出端12）连接；蓄电池U1、U2串联连接，蓄电池U1正极端的电压为24V；三极管T5、T7为集电极电流25A的功率三极管。

所述的升压变压器B1具有中心抽头的初级线圈L、次级线圈L1、L2，次级线圈L1为升压线圈，当初级线圈L的中心抽头的电压24V时次级线圈L1的输出电压为交流6KV左右，次级线圈L2为采样线圈其输出电压为交流8V左右，所述的线圈套在一高频磁芯上，采用高频磁芯可使变压器体积减小。

所述的高压输出整流电路7由整流器QL1和电容C3组成，整流器QL1的输入端与次级线圈L1连接其输出端并联电容C3，其输出的直流电压为7.2KV左右。

所述的高压信号采样电路8中整流器QL2的输入端与升压变压器的次级线圈L2并联连接、整流器QL2的输出端与滤波电容C4并联连接，整流器QL2的输出端的正极接地，其负极（输出端81）接信号运算电路3中的电阻R3的一端（反馈信号输入端31）。

保护电路9为这样的结构：即在高压信号采样电路8的整流器QL2的输出端并联有继电器线圈J，继电器常开触头J-1的一端接蓄电池U1的正端（输出端12）、其另一端通过常闭按钮QT接升压变压器的初级线圈L中心抽头（电源输入端53），继电器常开触头J-1的两端并联有常开按钮AT，继电器另一常开触头J-2串接在蓄电池U2的正端与电感L3(电源输入端22)之间。

本发明的工作原理是：

低压直流稳压电路2为信号运算电路3、信号调制电路4提供稳定工作电源。

在信号运算电路3中设定信号低压直流稳压电路2为一固定值，反馈信号来自高压信号采样电路8，当反馈信号变小时，电阻R1上电压增大，当反馈信号变大时，电阻R1上电压减小，调节电位器RW1、RW2可使电阻R1上电压有一合适范围，电阻R4、R5、三极管T1构成一射极跟随器输出电阻R1上的电压。

在信号调制电路4中电阻R10、R11的一端接信号运算电路3中的三极管T1发射极接受运算信号，当三极管T2或T3导通时功率放大电路5中的三极管T4与T5或三极管T6与T7截止，当三极管T2或T3截止时功率放大电路5中的三极管T4与T5或三极管T6与T7导通，功率放大电路5中的三极管导通时对所述的运算信号按一定的放大倍数放大，在升压变压器B1的初级线圈L上形成交流电压使其次级线圈L1感应出高压交流电压。

在高压信号采样电路8中升压变压器的次级线圈L2的感应电压与次级线圈L1的感应电压成比例关系，次级线圈L2的交流电压经整流器QL2整流反馈至信号运算电路3，经运算、放大使次级线圈L2的电压稳定。

所述的保护电路9中继电器线圈J并联在高压信号采样电路8的整流器QL2的输出端，当高压电压装置发生故障时如三极管损坏会导致整流器QL2无输出，继电器线圈J失电、继电器常开触头J-1、J-2断开，切断高压电源装置的电源，使蓄电池电能不至流失。另外还可利用继电器的触头发出报警信号。

高压电源工作时按下常开按钮AT；停止工作时按下常闭按钮QT。

Claims

1.一种逆变式高压电源，该高压电源装置包括：蓄电池组（1）、低压直流稳压电路（2）、功率放大电路（5）、将经功率放大电路放大的信号变成高压的升压变压器（6）及其高压输出整流电路（7）、高压信号采样电路（8），其特征是：在低压直流稳压电路（2）与功率放大电路（5）之间还有信号运算电路（3）和信号调制电路（4），所述的信号运算电路（3）具有接低压直流稳压电路的输出端（21）的设定信号输入端（31）、接高压信号采样电路（8）的输出端（81）的反馈信号输入端（32）、以及将设定信号与反馈信号的运算结果输出的输出端（33）；信号运算电路（3）的输出端（33）接信号调制电路（4）的二路输入端（41、42），信号调制电路（4）的二路输出端（43、44）分别与功率放大电路（5）的输入端（51、52）连接；高压信号采样电路（8）的输出端（81）与地之间还接有继电器线圈J，继电器触头串接在高压电源装置的电源输入端与蓄电池组（1）的输出端之间。

2. 如权利要求1所述的一种逆变式高压电源，其特征是：所述的信号运算电路（3）由电阻R1—R5、电位器RW1、RW2、三极管T1组成；电阻R2的一端接低压直流稳压电路的输出端（21）；其另一端通过电位器RW1与电阻R1的一端连接；电阻R3的一端接高压信号采样电路（8）的输出端（81），其另一端通过电位器RW2与电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端接地；三极管T1的基极通过电阻R4与电阻R1的一端连接，其发射极通过电阻R5接地，其集电极接低压直流稳压电路（2）的输出端（21）。

3.如权利要求1所述的一种逆变式高压电源，其特征是：所述的信号调制电路（4）由电阻R6—R11、电容C1、C2、三极管T2、T3和集成电路IC1组成；集成电路IC1的2脚、3脚之间跨接电阻R6，其6脚通过电容C1接地，其2脚、6脚相连；集成电路IC1的7脚通过电阻R7与其8脚、4脚连接，其8脚、4脚接低压直流稳压电路的输出端21；集成电路IC1的1脚接地，5脚通过电容C2接地；三极管T2的基极通过电阻R8与集成电路IC1的3脚连接，三极管T2的集电极通过电阻R10与三极管T1的发射极脚连接，三极管T2的发射极接地；三极管T3的基极通过电阻R9与集成电路IC1的7脚连接，三极管T3的集电极通过电阻R11与三极管T1的发射极脚连接，三极管T3的发射极接地。

4.如权利要求1所述的一种逆变式高压电源，其特征是：所述的高压信号采样电路（8）中整流器QL2的输入端与升压变压器的次级线圈L2并联连接、整流器QL2的输出端与滤波电容C4并联连接，整流器QL2的输出端的正极接地，其负极接信号运算电路（3）中的电阻R3的一端。

5.如权利要求1所述的一种逆变式高压电源，其特征是：所述的高压信号采样电路（8）中整流器QL2的输出端并联有继电器线圈J，继电器常开触头J-1的一端接蓄电池U1的正端、其另一端通过常闭按钮QT接升压变压器的初级线圈L中心抽头；继电器常开触头J-2串接在蓄电池U2的正端与电感L3之间。