CN105450018A - 一种电力升压斩波控制系统 - Google Patents

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刘婷婷
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李壮
张维钊
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Abstract

本发明公开了一种电力升压斩波控制系统，包括滤波器、整流滤波电路、DC/DC变换电路、辅助电源、逆变电路、驱动控制电路和倍压电路，所述滤波器分别连接220V交流电、辅助电源和整流滤波电路，整流滤波电路还连接DC/DC变换电路，DC/DC变换电路还分别连接逆变电路和驱动控制电路，逆变电路还依次通过高频变压器、倍压电路连接输出端Vo，所述驱动控制电路还连接辅助电源另一端。本发明电力升压斩波控制系统通过对整个系统进行重新设计以及对DC/DC变换电路进行优化设计，能够有效解决背景技术中所述的精度不高、稳定低等问题，系统结构简单，体积小，适用范围广。

Description

一种电力升压斩波控制系统
技术领域
本发明涉及一种电力控制系统，具体是一种电力升压斩波控制系统。
背景技术
大部分用电设备都需要在一个指定的电压下正常工作，但是在一些电压偏低的场合，就需要对现有电压进行升压处理，目前市场上最简单的升压方式采用调压器实现升压，它主要采用碳刷在变压器上调节，这种升压方式的不足之处是碳刷长期工作时，存在一定的机械磨损，需要定期维护，且存在一定的机械故障率；还有采用继电器切换方式，这种方式的不足之处是输出电压不连续，精度不高，不能达到高精度稳压输出的目的，同时也存在继电器触点磨损的情况。特别是在一些易燃易爆的场合，如加油站等，有触点的调节方式，容易打火引发火灾，存在一定的人身财产安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力升压斩波控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电力升压斩波控制系统，包括滤波器、整流滤波电路、DC/DC变换电路、辅助电源、逆变电路、驱动控制电路和倍压电路，所述滤波器分别连接220V交流电、辅助电源和整流滤波电路，整流滤波电路还连接DC/DC变换电路，DC/DC变换电路还分别连接逆变电路和驱动控制电路，逆变电路还依次通过高频变压器、倍压电路连接输出端Vo，所述驱动控制电路还连接辅助电源另一端；所述DC/DC变换电路包括降压电路、控制电路、启动电路和滤波电路，所述降压电路通过变压器T1和变压器T2的两次变压，实现DC-DC的转换过程，降压电路包括变压器T1、变压器T2和电阻R4，所述控制电路采用峰值电流型双环控制方式，即在电压闭环控制系统中加入峰值电流反馈控制，控制电路包括芯片IC、电容C6和电阻R2，所述启动电路通过Mos管的通断启动整个DC-DC转换电路，启动电路包括Mos管、二极管D2和电阻R1，所述滤波电路滤去多余的杂乱电压信号，滤波电路包括电容C1和电容C2。
所述接地电容C1另一端分别连接接地二极管D1负极、接地电容C2、二极管D2正极、Mos管D极和输入端Uo，二极管D2负极连接电阻R1，电阻R1另一端分别连接接地电容C2、接地电容C3、电阻R14和芯片IC端口2，芯片IC端口1分别连接接地电容C4和电阻R2，芯片IC端口3连接电容C5，电容C5另一端连接变压器T1副边，变压器T1副边另一端接地，芯片IC端口4接地，芯片IC端口5分别连接电阻R2另一端和接地电容C8，芯片IC端口6分别连接电阻R9和接地电容C7，芯片IC端口7分别连接电容C6、电阻R3和电阻R10，芯片IC端口8分别连接电容C6另一端和电阻R3另一端，所述电阻R10另一端分别连接接地电阻R11、电阻R12和电阻R13，所述电阻R14另一端连接二极管D6负极，二极管D6正极分别连接电阻R12另一端、电阻R13另一端、电感L、二极管D7、电容C9和输出端Ui，电感L另一端分别连接接地二极管D4负极、接地二极管D5负极和变压器T2副边，变压器T2原边一端接地，变压器T2原边另一端分别连接接地电阻R6和二极管D3正极，二极管D3负极分别连接接地电阻R7、接地电阻R8和电阻R9另一端，所述变压器T2副边另一端分别连接电阻R5、Mos管S极和变压器T1原边，变压器T1原边另一端分别连接电阻R4和电阻R5另一端，电阻R4另一端连接Mos管G极。
作为本发明进一步的方案：所述滤波器采用EMI滤波器。
作为本发明再进一步的方案：所述芯片IC1型号为UC3845A。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明电力升压斩波控制系统通过对整个系统进行重新设计以及对DC/DC变换电路进行优化设计，能够有效解决背景技术中所述的精度不高、稳定低等问题，系统结构简单，体积小，适用范围广。
附图说明
图1为电力升压斩波控制系统的结构示意图；
图2为电力升压斩波控制系统中DC/DC变换电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种电力升压斩波控制系统，包括滤波器、整流滤波电路、DC/DC变换电路、辅助电源、逆变电路、驱动控制电路和倍压电路，所述滤波器分别连接220V交流电、辅助电源和整流滤波电路，整流滤波电路还连接DC/DC变换电路，DC/DC变换电路还分别连接逆变电路和驱动控制电路，逆变电路还依次通过高频变压器、倍压电路连接输出端Vo，所述驱动控制电路还连接辅助电源另一端；所述DC/DC变换电路包括降压电路、控制电路、启动电路和滤波电路，所述降压电路通过变压器T1和变压器T2的两次变压，实现DC-DC的转换过程，降压电路包括变压器T1、变压器T2和电阻R4，所述控制电路采用峰值电流型双环控制方式，即在电压闭环控制系统中加入峰值电流反馈控制，控制电路包括芯片IC、电容C6和电阻R2，所述启动电路通过Mos管的通断启动整个DC-DC转换电路，启动电路包括Mos管、二极管D2和电阻R1，所述滤波电路滤去多余的杂乱电压信号，滤波电路包括电容C1和电容C2。
所述接地电容C1另一端分别连接接地二极管D1负极、接地电容C2、二极管D2正极、Mos管D极和输入端Uo，二极管D2负极连接电阻R1，电阻R1另一端分别连接接地电容C2、接地电容C3、电阻R14和芯片IC端口2，芯片IC端口1分别连接接地电容C4和电阻R2，芯片IC端口3连接电容C5，电容C5另一端连接变压器T1副边，变压器T1副边另一端接地，芯片IC端口4接地，芯片IC端口5分别连接电阻R2另一端和接地电容C8，芯片IC端口6分别连接电阻R9和接地电容C7，芯片IC端口7分别连接电容C6、电阻R3和电阻R10，芯片IC端口8分别连接电容C6另一端和电阻R3另一端，所述电阻R10另一端分别连接接地电阻R11、电阻R12和电阻R13，所述电阻R14另一端连接二极管D6负极，二极管D6正极分别连接电阻R12另一端、电阻R13另一端、电感L、二极管D7、电容C9和输出端Ui，电感L另一端分别连接接地二极管D4负极、接地二极管D5负极和变压器T2副边，变压器T2原边一端接地，变压器T2原边另一端分别连接接地电阻R6和二极管D3正极，二极管D3负极分别连接接地电阻R7、接地电阻R8和电阻R9另一端，所述变压器T2副边另一端分别连接电阻R5、Mos管S极和变压器T1原边，变压器T1原边另一端分别连接电阻R4和电阻R5另一端，电阻R4另一端连接Mos管G极；所述滤波器采用EMI滤波器；所述芯片IC1型号为UC3845A。
本发明的工作原理是：请参阅图1，EMI滤波器用于消除来自电网的各种干扰，如电动机起动，电器开关的合闸与关断，雷击等产生的尖峰脉冲干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散而污染电网；整流滤波电路将电网输入的交流电进行整流滤波，位DC/DC变换电路提供波纹较小的直流电压，而且，当电网瞬时停电时，滤波电容器储存的能量尚能使开关电源输出维持一定的时间；DC/DC变换电路在通信系统中也称二次直流电源，它是由一次直流电源或电池组提供一个直流输入电压，经DC/DC变换以后可以在输出端获得一个或几个直流电压，它是本电源系统的关键部分，请参阅图2，经整流滤波后的电源经二极管D2和电阻R1为芯片IC1提供电压，芯片IC1端口3输出脉冲经电容C5和变压器T1耦合后驱动Mos管振荡，当Mos管导通后输出电流通过电感L经电容C9滤波后向负载供电，当Mos管截止时，电感L磁能转变为电能，其极性左负右正，续流二极管D4和续流二极管D5导通，电流通过续流二极管D4和续流二极管D5继续向负载供电，使负载得到平滑的直流，当输出电压过低或过高时，从电阻R10、电阻R11、电阻R12组成的分压电路中得到取样电压送到芯片IC1与芯片IC1内部基准电压比较后控制Mos管导通脉宽，从而使输出电压得到稳定。当负载电流发生短路或超过8A时，芯片IC1端口3的电压上升会控制脉宽使Mos管截止，以确保Mos管的安全；逆变电路把直流电变换成高频交流电，以供给后级高频变压器完成升压，高频变压器主要完成部分升压的作用；倍压电路由二极管和电容器串联组成堆栈，完成部分升压的作用，并将交流电整为直流电供给负载；驱动与控制电路检测输出直流电压，与基准电压比较，进行隔离放大，调制振荡器输出的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压的稳定；整个电源电路设计要用到一些芯片，而这些芯片都需要单独供电，辅助电源是为控制电路和保护电路提供满足一定技术要求的直流电源以保证它们工作稳定可靠。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种电力升压斩波控制系统，包括滤波器、整流滤波电路、DC/DC变换电路、辅助电源、逆变电路、驱动控制电路和倍压电路，其特征在于，所述滤波器分别连接220V交流电、辅助电源和整流滤波电路，整流滤波电路还连接DC/DC变换电路，DC/DC变换电路还分别连接逆变电路和驱动控制电路，逆变电路还依次通过高频变压器、倍压电路连接输出端Vo，所述驱动控制电路还连接辅助电源另一端；所述DC/DC变换电路包括降压电路、控制电路、启动电路和滤波电路，所述降压电路通过变压器T1和变压器T2的两次变压，实现DC-DC的转换过程，降压电路包括变压器T1、变压器T2和电阻R4，所述控制电路采用峰值电流型双环控制方式，即在电压闭环控制系统中加入峰值电流反馈控制，控制电路包括芯片IC、电容C6和电阻R2，所述启动电路通过Mos管的通断启动整个DC-DC转换电路，启动电路包括Mos管、二极管D2和电阻R1，所述滤波电路滤去多余的杂乱电压信号，滤波电路包括电容C1和电容C2；
所述接地电容C1另一端分别连接接地二极管D1负极、接地电容C2、二极管D2正极、Mos管D极和输入端Uo，二极管D2负极连接电阻R1，电阻R1另一端分别连接接地电容C2、接地电容C3、电阻R14和芯片IC端口2，芯片IC端口1分别连接接地电容C4和电阻R2，芯片IC端口3连接电容C5，电容C5另一端连接变压器T1副边，变压器T1副边另一端接地，芯片IC端口4接地，芯片IC端口5分别连接电阻R2另一端和接地电容C8，芯片IC端口6分别连接电阻R9和接地电容C7，芯片IC端口7分别连接电容C6、电阻R3和电阻R10，芯片IC端口8分别连接电容C6另一端和电阻R3另一端，所述电阻R10另一端分别连接接地电阻R11、电阻R12和电阻R13，所述电阻R14另一端连接二极管D6负极，二极管D6正极分别连接电阻R12另一端、电阻R13另一端、电感L、二极管D7、电容C9和输出端Ui，电感L另一端分别连接接地二极管D4负极、接地二极管D5负极和变压器T2副边，变压器T2原边一端接地，变压器T2原边另一端分别连接接地电阻R6和二极管D3正极，二极管D3负极分别连接接地电阻R7、接地电阻R8和电阻R9另一端，所述变压器T2副边另一端分别连接电阻R5、Mos管S极和变压器T1原边，变压器T1原边另一端分别连接电阻R4和电阻R5另一端，电阻R4另一端连接Mos管G极。
2.根据权利要求1所述的电力升压斩波控制系统，其特征在于，所述滤波器采用EMI滤波器。
3.根据权利要求1所述的电力升压斩波控制系统，其特征在于，所述芯片IC1型号为UC3845A。
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