CN201690363U

CN201690363U - 一种用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路

Info

Publication number: CN201690363U
Application number: CN2010201518994U
Authority: CN
Inventors: 赵大为; 刘仁杰; 严世宝; 任春艳; 钟华东; 张满莉; 杨敬伟; 王凤魁
Original assignee: Cama Luoyang Electromechanic Co Ltd
Current assignee: Cama Luoyang Electromechanic Co Ltd
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2020-04-07

Abstract

本实用新型涉及一种用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路，具体来说是程控信号的驱动和电源的开关控制电路，包括：一个智能功率开关元件，具有用于连接电源的电源输入端，用于连接负载的功率输出端和用于接收驱动信号的驱动输入端；一个瞬态过压吸收电路，接在智能功率开关元件的电源输入端与地之间；一个驱动电路，输入端接收程序控制信号，输出端接智能功率开关元件的驱动输入端。智能功率开关元件，相当于电子开关，能够根据MCU输入信号的有无将电源接通或者断开负载，能够实现在输出几十安培大电流情况下，输出电压幅度接近电源电压幅度，并且能够快速、精确的响应MCU的控制。

Description

一种用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路

技术领域

本实用新型涉及一种用于电动泵的程控电子电源电路，具体来说是程控信号的驱动和电源的开关控制电路。

背景技术

众所周知，半导体器件在小电流、低功率的情况下，可以高速、高可靠切断或接通电气线路，能够起到电子开关的作用；但由于半导体器件具有一定的饱和压降和过流限制，在大电流、高功率的情况下，瞬态性能就会下降，电压幅度变化也不能达到要求。目前，为了自动化需要，直流电动泵的程序控制驱动和电源的开关控制电路大多采用半导体元件，其主要缺陷就是在输出大电流高功率的情况下，开关管开关损耗增加，开关性能下降，并且难以使输出电压幅度几乎为电源电压，不能符合电动泵瞬态控制要求，不能很好地实现电源供电的程序控制。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于直流电动泵的驱动控制电路，能够使电机在输出较大功率的情况下，使输出电压幅度接近电源电压，并且能快速、可靠地响应程序控制。

本实用新型的技术方案是提供一种用于直流电动泵的电子电源电路，包括：一个智能功率开关元件，具有用于接电源的电源输入端，用于接负载的功率输出端和用于接收驱动信号的驱动输入端；一个瞬态过压吸收电路，接在智能功率开关元件的电源输入端与地之间；一个驱动电路，输入端接收控制信号，输出端接智能功率开关元件的控制端。还包括一个续流和干扰吸收电路，接在智能功率开关元件的功率输出端与地之间；以及一个输入信号处理电路，接在驱动电路的输入端和程序控制信号输入端之间，包括极性选择、分压和滤波部分。

所述智能功率开关元件采用型号为BTS550P的大功率开关管。所述驱动电路核心是一个开关管Q1，控制极通过限流电阻接输入信号处理电路10，输入极接地，输出极通过限流电阻接智能功率开关元件40的驱动输入端；控制极限流电阻R4和输出极限流电阻R5，分别串接在开关管Q1的控制极和输出极上；保护二极管V4，其阳极连接在开关管Q1的输入极上，阴极连接在开关管Q1的输出极上。一个开关管Q1采用P沟道增强型金属氧化物表明场效应半导体晶体管MOSFET。开关管Q1的输入极、输出极、控制极分别对应所述晶体管MOSFET的源极、漏极、栅极。

所述瞬态过压吸收电路，吸收从电源进入电路的干扰电压，由一个二极管V3和一个压敏电阻RV1并联组成，二极管V3阳极接地，阴极连接在所述智能功率开关元件40的电源输入端上。

所述续流和干扰吸收电路，用来提高电路的抗干扰能力；包括：一个起续流作用的快速恢复二极管V5，其阳极接地，阴极接在智能功率开关元件40的功率输出端上；起干扰吸收作用的串联的电阻R6和电容C2，与上述快速恢复二极管V5并联。

所述输入信号处理电路，用来对输入程序控制信号进行极性选择，分压和滤波处理。极性选择部分是一个二极管V1，阳极接程序控制输入端；分压部分由第一分压电阻R2第二分压电阻R3串联组成，第一分压电阻R2的另一端接二极管V1的阴极，第二分压电阻R3的另一端接地，第一分压电阻R2与第二分压电阻R3之间的分压点连接驱动电路50的输入端；滤波部分由电容C1和第一分压电阻R2组成，电容C1与第二分压电阻R3并联。

MCU产生的程控信号通过输入信号处理电路，控制驱动电路产生驱动信号提供给智能功率开关元件的驱动输入端；智能功率开关元件，相当于电子开关，能够根据MCU的输入信号的有无将电源接通或者断开负载。该实用新型在输出较大功率情况下，不仅能使输出电压接近电源电压，还能快速、可靠地响应程序控制信号。

附图说明

图1是本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，12V电源通过一个保险F接入电路；智能功率开关元件40，采用的型号是BTS550P，图示标号为N1，该元件的电源输入端（3脚）接电源，功率输出端（1，5脚并接）接电动泵负载，驱动输入端（2脚）接开关管Q1的漏极限流电阻R5；电源瞬态过压吸收电路20由压敏电阻RV1和二极管V3组成，二极管V3阴极接电源正极，阳极接地，压敏电阻RV1是突波吸收器件，与二极管V3并联，吸收从电源进入电路的干扰电压；驱动电路50，连接在程序控制信号输入端和智能功率开关元件40之间，其核心是开关管Q1, 其控制极通过限流电阻接输入信号处理电路10，输入极接地，输出极通过限流电阻接智能功率开关元件40的驱动输入端；控制极限流电阻R4和输出极限流电阻R5，分别串接在开关管Q1的控制极和输出极上；保护二极管V4，其阳极连接在开关管Q1的输入极上，阴极连接在开关管Q1的输出极上。开关管Q1采用P沟道增强型金属氧化物表明场效应半导体晶体管MOSFET。开关管Q1的输入极、输出极、控制极分别对应所述晶体管MOSFET的源极、漏极、栅极。

从MCU微控制器产生的程控信号经限流电阻R4进入开关管Q1的栅极，如果信号为高电平时，则导通开关管Q1，为智能功率开关元件提供控制信号；由于开关管Q1漏极通过限流电阻R5与N1控制脚2接在一起，N1的3脚通过保险F接电源，N1的1脚和5脚短接起来接电动泵负载，所以便能使电源电压12V从N1的3脚进入，接通电动泵负载；当控制信号为低电平时，开关管Q1截止，通过N1处理，电源电压不能接通电动泵负载。

实施例二

实施例二与实施例一的不同仅在于，在智能功率开关元件40的功率输出端6上接有有一个续流和干扰吸收电路30，用来提高电路的抗干扰能力，包括：一个起续流作用的快速恢复二极管V5，其阳极接地，阴极接在功率输出端6上；起干扰吸收作用的串联的电阻R6和电容C2，与上述快速恢复二极管V5并联。

实施例三

实施例三与实施例一的不同仅在于，在程序控制输入信号和开关管Q1的栅极限流电阻R4之间还有一个输入信号处理电路10。用来对输入程序控制信号进行极性选择，分压和滤波处理。极性选择部分是一个二极管V1，阳极接程序控制输入端；分压部分由第一分压电阻R2第二分压电阻R3串联组成，第一分压电阻R2的另一端接二极管V1的阴极，第二分压电阻R3的另一端接地，第一分压电阻R2与第二分压电阻R3之间的分压点连接驱动电路50的输入端；滤波部分由电容C1和第一分压电阻R2组成，电容C1与第二分压电阻R3并联。极性选择二极管V1只容许正极性的控制信号去打开电子开关，防止了干扰信号的破坏。通过电阻R2与电阻R3进行串联分压，从二极管V1输入信号的一部分送给开关管Q1的控制极；电容C1与电阻R3并联，电阻R2和电容C1又组成滤波电路；电阻R3也是开关管Q1的置位电阻，平时它将开关管Q1控制极设置到低电位，保证负载加不上电。

实施例四

实施例四与实施例二的不同在于，在程序控制输入信号和开关管Q1的栅极限流电阻R4之间还有一个输入信号处理电路10，该电路的结构和作用与实施例三相同。

Claims

1.一种用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路，其特征在于，该电路包括：

一个智能功率开关元件（40），具有用于连接电源的电源输入端，用于连接负载的功率输出端（6）和用于接收驱动信号的驱动输入端；

一个瞬态过压吸收电路（20），接在智能功率开关元件（40）的电源输入端与地之间；

一个驱动电路（50），其输入端接收程序控制信号，输出端接智能功率开关元件（40）的驱动输入端。

2.根据权利要求1所述的用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路，其特征在于，该电路还包括：一个续流和干扰吸收电路（30），接在智能功率开关元件（40）的功率输出端（6）与地之间。

3.根据权利要求1或2所述的用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路，其特征在于，在所述驱动电路（50）的输入端和程序控制信号输入端之间接有一个输入信号处理电路（10），包括极性选择、分压和滤波部分。

4.根据权利要求1所述的用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路，其特征在于：所述智能功率开关元件（40）是型号为BTS550P的大功率开关管。

5.根据权利要求1所述的用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路，其特征在于：所述瞬态过压吸收电路由一个二极管（V3）和一个压敏电阻（RV1）并联组成，二极管（V3）阳极接地，阴极连接在所述智能功率开关元件（40）的电源输入端上。

6.根据权利要求1所述的用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路，其特征在于，所述驱动电路（50）包括：

一个开关管（Q1），控制极通过限流电阻接输入信号处理电路（10），输入极接地，输出极通过限流电阻接智能功率开关元件（40）的驱动输入端；

控制极限流电阻（R4）和输出极限流电阻（R5），分别串接在开关管（Q1）的控制极和输出极上；

保护二极管（V4），其阳极连接在开关管（Q1）的输入极上，阴极连接在开关管（Q1）的输出极上。

7.根据权利要求6所述的用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路，其特征在于：所述开关管（Q1），是P沟道增强型金属氧化物表面场效应半导体晶体管（MOSFET）；所述开关管（Q1）的输入极、输出极、控制极分别对应所述晶体管（MOSFET）的源极、漏极、栅极。

8.根据权利要求2所述的用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路，其特征在于，所述续流和干扰吸收电路（30）包括：

一个起续流作用的快速恢复二极管（V5），其阳极接地，阴极接在智能功率开关元件（40）的功率输出端（6）上；

起干扰吸收作用的串联的电阻（R6）和电容（C2），与上述快速恢复二极管（V5）并联。

9.根据权利要求3所述的用于大功率程控直流电动泵的电子电源电路，其特征在于，输入信号处理电路（10）包括：

极性选择部分是一个二极管（V1），阳极接程序控制输入端；

分压部分由第一分压电阻（R2）和第二分压电阻（R3）串联组成，第一分压电阻（R2）的另一端接上述二极管（V1）的阴极，第二分压电阻（R3）的另一端接地，第一分压电阻（R2）与第二分压电阻（R3）之间的分压点连接驱动电路（50）的输入端；

滤波部分由电容（C1）和第一分压电阻（R2）组成，电容（C1）与第二分压电阻（R3）并联。