CN107070250A - 一种电力电压控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力电压控制系统，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。本发明电力电压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
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体是一种电力电压控制系统。
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电压控制系统，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：
一种电力电压控制系统，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变换电路包括主电路、控制电路和保护电路，所述主电路完成对直流电压的降压和滤波工作，主电路包括二极管D、电阻R和Mos管VT2，所述控制电路控制Mos管的导通和截止时间，维持输出稳定的电压电路，控制电路包括芯片U、电阻R4和电容R2，所述保护电路对Mos管在开通时采取di/dt保护，在关断时采取过压保护和在工作状态时采取过流保护以及输入端、接地端反接时的回路保护，保护电路包括变压器T1、变压器T2和电阻R3；
所述芯片U引脚1分别连接电容C6和电阻R9，芯片U引脚2分别连接电容C6另一端、电阻R9另一端和电阻R8，芯片U引脚3分别连接电容C8和电阻R6，芯片U引脚4分别连接电容C4和电阻R4，芯片U引脚5分别连接电容C2、电容C4另一端、电容C8另一端、电阻R10、电阻R11、电阻R7、电容C5、变压器T2次级线圈一端，电容C7、三极管VT1集电极、电阻R12、电容C9电容C4另一端、二极管D2正极、电容C1和变压器T1次级线圈并接地，芯片U引脚6连接电容C3，芯片U引脚7分别连接电阻R2和电阻R5，芯片U引脚8分别连接电容C2另一端和电阻R4另一端，所述电阻R2另一端连接二极管D1负极，二极管D1正极分别连接二极管D2负极、电容C1另一端、Mos管D极、二极管D正极和电压输入端，所述电容C3另一端连接变压器T1次级线圈另一端，变压器T1初级线圈一端分别连接电阻R3、Mos管s极、电容C3和变压器T2初级线圈，变压器T1初级线圈另一端分别连接电阻R3另一端和电阻R1，电阻R1连接Mos管G极，变压器T2初级线圈另一端分别连接三极管VT1基极、三极管VT1发射极和电感L1，所述变压器T2次级线圈另一端分别连接二极管D3和电阻R7另一端，所述电容C另一端分别连接二极管D负极和电阻R另一端，所述电阻R5另一端连接二极管D4负极，二极管D4正极连接电阻R13、电容C9另一端、电感L1和电压输出端，电阻R13另一端分别连接电阻R8另一端和电阻R12另一端。
作为本发明进一步的方案：所述滤波器采用EMI滤波器。
作为本发明进一步的方案：所述芯片U型号为UC3845，变压器T1匝数比为1∶1，变压器T2匝数比为1∶100，Mos管耐压值为75V。
作为本发明进一步的方案：所述变压器T1和变压器T2的磁芯具备低损耗、宽工作温度范围以及与所选Mos管开关速度相应的频响。
作为本发明再进一步的方案：所述电压输出端输出电压为0～25V直流。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明电力电压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为电力电压控制系统的结构示意图；
图2为电力电压控制系统中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，一种电力电压控制系统，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变换电路包括主电路、控制电路和保护电路，所述主电路完成对直流电压的降压和滤波工作，主电路包括二极管D、电阻R和Mos管VT2，所述控制电路控制Mos管的导通和截止时间，维持输出稳定的电压电路，控制电路包括芯片U、电阻R4和电容R2，所述保护电路对Mos管在开通时采取di/dt保护，在关断时采取过压保护和在工作状态时采取过流保护以及输入端、接地端反接时的回路保护，保护电路包括变压器T1、变压器T2和电阻R3；
所述芯片U引脚1分别连接电容C6和电阻R9，芯片U引脚2分别连接电容C6另一端、电阻R9另一端和电阻R8，芯片U引脚3分别连接电容C8和电阻R6，芯片U引脚4分别连接电容C4和电阻R4，芯片U引脚5分别连接电容C2、电容C4另一端、电容C8另一端、电阻R10、电阻R11、电阻R7、电容C5、变压器T2次级线圈一端，电容C7、三极管VT1集电极、电阻R12、电容C9电容C4另一端、二极管D2正极、电容C1和变压器T1次级线圈并接地，芯片U引脚6连接电容C3，芯片U引脚7分别连接电阻R2和电阻R5，芯片U引脚8分别连接电容C2另一端和电阻R4另一端，所述电阻R2另一端连接二极管D1负极，二极管D1正极分别连接二极管D2负极、电容C1另一端、Mos管D极、二极管D正极和电压输入端，所述电容C3另一端连接变压器T1次级线圈另一端，变压器T1初级线圈一端分别连接电阻R3、Mos管s极、电容C3和变压器T2初级线圈，变压器T1初级线圈另一端分别连接电阻R3另一端和电阻R1，电阻R1连接Mos管G极，变压器T2初级线圈另一端分别连接三极管VT1基极、三极管VT1发射极和电感L1，所述变压器T2次级线圈另一端分别连接二极管D3和电阻R7另一端，所述电容C另一端分别连接二极管D负极和电阻R另一端，所述电阻R5另一端连接二极管D4负极，二极管D4正极连接电阻R13、电容C9另一端、电感L1和电压输出端，电阻R13另一端分别连接电阻R8另一端和电阻R12另一端。所述滤波器采用EMI滤波器。所述芯片U型号为UC3845，变压器T1匝数比为1∶1，变压器T2匝数比为1∶100，Mos管耐压值为75V。所述变压器T1和变压器T2的磁芯具备低损耗、宽工作温度范围以及与所选Mos管开关速度相应的频响。所述电压输出端输出电压为0～25V直流。
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，将直流电压送入主电路，通过脉宽调制控制调节输出电压平均值，再经过LC滤波电路使电压稳定。脉宽调制控制信号由Mos管驱动电路发出；二极管D、电阻R和电容C构成RCD保护电路，用以缓冲Mos管在高频工作环境下关断时因为正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。
输入电压通过二极管D1、电阻R2分压，提供12-25V的电压给芯片U的引脚7，从而驱动芯片U，芯片U驱动后，维持工作状态的电压由输出电压的反馈经过二极管D4和电阻R5提供。芯片U工作时，根据输出端的反馈通过电阻R12和电阻R1的比例分压，送至芯片U的引脚2控制PWM波输出的占空比，即控制Mos管导通和截止的时间，从而达到维持稳定输出电压电流的目的。电容C6和电阻R9构成输出反馈的环路补偿，电容C2为芯片U的参考输出滤波电容，PWM波的输出频率有电阻R4和电容C4决定，电阻R4向电容C4提供充电电流。
占空比检测电路获取控制环路中的PWM信号产生电路输出的PWM信号或主电路中的驱动电路根据PWM信号产生的脉冲输出电压信号，并将获取到的PWM信号或脉冲输出电流信号转换成三角波信号，避免使用复杂的采集电路从电感上采集信号，减少了电流采集的时间，提高了工作频率。
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 (5)
1.一种电力电压控制系统，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变换电路包括主电路、控制电路和保护电路，所述主电路完成对直流电压的降压和滤波工作，主电路包括二极管D、电阻R和Mos管VT2，所述控制电路控制Mos管的导通和截止时间，维持输出稳定的电压电路，控制电路包括芯片U、电阻R4和电容R2，所述保护电路对Mos管在开通时采取di/dt保护，在关断时采取过压保护和在工作状态时采取过流保护以及输入端、接地端反接时的回路保护，保护电路包括变压器T1、变压器T2和电阻R3；
所述芯片U引脚1分别连接电容C6和电阻R9，芯片U引脚2分别连接电容C6另一端、电阻R9另一端和电阻R8，芯片U引脚3分别连接电容C8和电阻R6，芯片U引脚4分别连接电容C4和电阻R4，芯片U引脚5分别连接电容C2、电容C4另一端、电容C8另一端、电阻R10、电阻R11、电阻R7、电容C5、变压器T2次级线圈一端，电容C7、三极管VT1集电极、电阻R12、电容C9电容C4另一端、二极管D2正极、电容C1和变压器T1次级线圈并接地，芯片U引脚6连接电容C3，芯片U引脚7分别连接电阻R2和电阻R5，芯片U引脚8分别连接电容C2另一端和电阻R4另一端，所述电阻R2另一端连接二极管D1负极，二极管D1正极分别连接二极管D2负极、电容C1另一端、Mos管D极、二极管D正极和电压输入端，所述电容C3另一端连接变压器T1次级线圈另一端，变压器T1初级线圈一端分别连接电阻R3、Mos管s极、电容C3和变压器T2初级线圈，变压器T1初级线圈另一端分别连接电阻R3另一端和电阻R1，电阻R1连接Mos管G极，变压器T2初级线圈另一端分别连接三极管VT1基极、三极管VT1发射极和电感L1，所述变压器T2次级线圈另一端分别连接二极管D3和电阻R7另一端，所述电容C另一端分别连接二极管D负极和电阻R另一端，所述电阻R5另一端连接二极管D4负极，二极管D4正极连接电阻R13、电容C9另一端、电感L1和电压输出端，电阻R13另一端分别连接电阻R8另一端和电阻R12另一端。
2.根据权利要求1所述的电力电压控制系统，其特征在于，所述滤波器采用EMI滤波器。
3.根据权利要求1所述的电力电压控制系统，其特征在于，所述芯片U型号为UC3845，变压器T1匝数比为1∶1，变压器T2匝数比为1∶100，Mos管耐压值为75V。
4.根据权利要求1所述的电力电压控制系统，其特征在于，所述变压器T1和变压器T2的磁芯具备低损耗、宽工作温度范围以及与所选Mos管开关速度相应的频响。
5.根据权利要求1所述的电力电压控制系统，其特征在于，所述电压输入端输入电压为20～70V直流，所述电压输出端输出电压为0～25V直流。
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- 2017-01-24 CN CN201710075509.6A patent/CN107070250A/zh active Pending
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