CN206389171U - 一种感性负载直流充电调压器 - Google Patents

Abstract

一种感性负载直流充电调压器，包括整流电路、控制电路、采样比较电路和DC‑DC转换电路。整流电路输入端口组分别与第一输入端口A和第二输入端口B相连；控制电路的输入端口与电源相连，控制电路的输出端口组与整流电路的控制端口组相连，控制电路可通过整流电路的控制端口组开启和关闭整流电路输出电压。整流电路输出端口分别与采样比较电路和DC‑DC转换电路的输入端口相连，采样比较电路输出端口与控制电路的控制端口相连。能够在不接电池的情况下直接加载感性负载。比如电磁阀、化油器线圈、电子控制模块等。输出电压非常稳定，在无电池情况下，空载时输出电压纹波减小到10mv以内，带额定负载时输出电压纹波减小到100mv以内。

Description

一种感性负载直流充电调压器

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，具体涉及一种感性负载直流充电调压器。

背景技术

现有燃油组上给蓄电池充电的充电器功能单一、技术落后、使用效用偏低，存在大量的能源浪费。普通开关式整流调压器在输出不接电池时，带负载输出电压不够稳定，电压波动范围大，对用电器有很大的破坏作用等技术缺陷，而短路式调压器虽然可以实现不带电池时接负载，但是存在在调压器不带载时，整个充电系统却为最重负载状态，电机定子以及调压器自身发热量大，这不仅同降低能耗相违背，同时还严重缩短定子和调压器的使用寿命等缺陷。

常规燃油机组自带的一些电磁阀、继电器、化油器等用电器是感性负载，为了保证用其工作稳定，电源一般都是来自蓄电池，而有了蓄电池就需要充电系统，而系统越多消耗就越多，出问题的几率就越多。我司提出了解决方案：即，燃油机组在无电池的情况下，满足各个用电器能正常工作的供电技术。即便在常规带电池的系统，一旦发生蓄电池损坏或是接触不良等问题，机组就无法正常启动或工作。

为了实现无电池工作技术，同时也简化机组电气结构、减轻整机重量以及降低整机成本，直接使用普通充电调压器进行供电是不行的，普通的充电调压器输出电压纹波大峰值高，并且接上感性负载后电压幅值会成倍增长，极易破坏用电器。为了达到不连接电池时连接感性负载也能输出电压平稳、纹波小的效果，我们提出了最新的解决方案。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出识别率高，结构简单的一种感性负载直流充电调压器，具体技术方案如下：

一种感性负载直流充电调压器，其特征在于：包括整流电路、控制电路、采样比较电路和DC-DC转换电路；

所述整流电路输入端口组分别与第一输入端口A和第二输入端口B相连；

所述控制电路的输入端口与电源相连，所述控制电路的输出端口组与所述整流电路的控制端口组相连，所述控制电路可通过所述整流电路的控制端口组开启和关闭所述整流电路输出电压；

所述整流电路输出端口分别与所述采样比较电路和所述DC-DC转换电路的输入端口相连，所述采样比较电路输出端口与所述控制电路的控制端口相连；

当所述整流电路输出电压大于设定的电压时，所述采样比较电路通过输出端口提供电信号向所述控制电路的控制端口提供电信号，所述控制电路使得所述整流电路停止输出；

所述控制电路包括三极管Q3，该三极管Q3集电极通过电阻R9分别与二极管D4和二极管D5阴极相连，该二极管D4的阳极和第一输入端口A相连，二极管D5的阳极与第二输入端口B相连，所述三极管Q3基极通过电容C7接地，在所述三极管Q3基极与二极管D5阴极之间串接有电阻R11，所述三极管Q3基极为所述控制电路的控制端口，所述三极管Q3发射极与所述整流电路控制端口相连。

进一步地：所述采样比较电路包括三极管Q4和三极管Q6，所述三极管Q4发射极与所述整流电路输出端口相连，在该三极管Q4发射极和基极之间跨接有电阻R4，在该三极管Q4基极与地之间串接有电阻R8，所述三极管Q4集电极通过电阻R10与三极管Q6基极相连，所述三极管Q6集电极与所述三极管Q3基极相连，所述三极管Q6发射集接地，所述三极管Q6集电极为所述采样比较电路的输出端口。

进一步地：所述DC-DC转换电路包括隔离过压保护电路、直流降压模块和MOS管Q5，所述隔离过压保护电路包括三极管Q7，所述MOS管Q5的漏级与所述直流降压模块上的GND端相连，所述MOS管Q5的源级接地，所述MOS管Q5的栅极通过电阻R7与所述整流电路输出端口相连，所述MOS管Q5的栅极还与所述三极管Q7集电极相连，该三极管Q7发射极接地，所述三极管Q7的基极通过电阻R6与所述整流电路输出端口相连，在所述三极管Q7基极与发射极之间跨接有电阻R12。

进一步地：在所述电阻R8与所述三极管Q6发射极之间跨接有稳压二极管ZD1。

进一步地：在所述电阻R6和三极管Q7基极之间串接有稳压二极管ZD2，在所述MOS管Q5栅极和地之间串接有稳压二极管ZD3。

进一步地：所述整流电路为单相可控硅整流电路。

进一步地：所述直流降压模块为XL4015。该芯片内部关键元器件都是工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，电源效率可达95％以上，比普通线性稳压电源提高近一倍。并且在芯片内部集成过流保护、过温保护、短路保护等可靠性模块，提高了产品的稳定性。

本实用新型的有益效果为：第一，整流电路采用可控硅和二极管组成可控全桥式整流原理，根据可控硅的工作特性，应用它的开关特点来整流调压，使得稳压精度较高。当磁电机转速从0～6000rpm变化时，产生的交流电压幅值很高，经过整流电路部分后，输出的电压波动范围进一步缩减至很小，以供下一级电源转换部分使用。

第二，设置有隔离过压保护电路，在直流降压模块的输入的前端加入了输入电压检测电路，在芯片与电源地之间加入了高开关速度的MOS管Q5进行控制。当前端输入电压检测电路检测到输入电压超高时，会发出一个控制信号给MOS管Q5，使其能够快速切断芯片电源地，和输入脱开隔离，从而达到保护芯片的目的。

第三，能够在不接电池的情况下直接加载感性负载。比如电磁阀、化油器线圈、电子控制模块等。

第四，输出电压非常稳定，在无电池情况下，空载时输出电压纹波减小到10mv以内，带额定负载时输出电压纹波减小到100mv以内。

第五，输入电压范围非常广：满足输入有效值电压AC：10V～120V。

第六，输出电压可调范围广：满足输出有效值电压DC：1.25V～32V。

第六，集成多种保护电路：过流保护、过温保护、短路保护、过压保护。

第七，简化机组电气结构、减轻整机重量以及降低整机成本。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构框图；

图2为本实用新型中得整流电路、控制电路和采样比较电路得结构示意图；

图3为DC-DC转换电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1至图3所示：一种感性负载直流充电调压器，包括整流电路、控制电路、采样比较电路和DC-DC转换电路，该整流电路为单相可控硅整流电路。

整流电路输入端口组分别与第一输入端口A和第二输入端口B相连；

控制电路的输入端口与电源相连，控制电路的输出端口组与整流电路的控制端口组相连，控制电路可通过整流电路的控制端口组开启和关闭整流电路输出电压；

整流电路输出端口分别与采样比较电路和DC-DC转换电路的输入端口相连，采样比较电路输出端口与控制电路的控制端口相连；

当整流电路输出电压大于设定的电压时，采样比较电路通过输出端口提供电信号向控制电路的控制端口提供电信号，控制电路使得整流电路停止输出；

控制电路包括三极管Q3，该三极管Q3集电极通过电阻R9分别与二极管D4和二极管D5阴极相连，该二极管D4的阳极和A相连，二极管D5的阳极与第二输入端口B相连，三极管Q3基极通过电容C7接地，在三极管Q3基极与二极管D5阴极之间串接有电阻R11，三极管Q3基极为控制电路的控制端口，三极管Q3发射极与整流电路控制端口相连。

采样比较电路包括三极管Q4和三极管Q6，三极管Q4发射极与整流电路输出端口相连，在该三极管Q4发射极和基极之间跨接有电阻R4，在该三极管Q4基极与地之间串接有电阻R8，三极管Q4集电极通过电阻R10与三极管Q6基极相连，三极管Q6集电极与三极管Q3基极相连，三极管Q6发射集接地，三极管Q6集电极为采样比较电路的输出端口，在电阻R8与三极管Q6发射极之间跨接有稳压二极管ZD1。

DC-DC转换电路包括隔离过压保护电路、直流降压模块和MOS管Q5，该直流降压模块为XL4015。隔离过压保护电路包括三极管Q7，MOS管Q5的漏级与直流降压模块上的GND端相连，MOS管Q5的源级接地，MOS管Q5的栅极通过电阻R7与整流电路输出端口相连，MOS管Q5的栅极还与三极管Q7集电极相连，该三极管Q7发射极接地，三极管Q7的基极通过电阻R6与整流电路输出端口相连，在三极管Q7基极与发射极之间跨接有电阻R12。在电阻R6和三极管Q7基极之间串接有稳压二极管ZD2，在MOS管Q5栅极和地之间串接有稳压二极管ZD3。

电路工作原理：

如图2所示：当第一输入端口A和第二输入端口B提供的电压高于设定值时，使得三极管Q3导通，电流经过二极管D4或者二极管D5，再经过电阻R9、三极管Q3、二极管D1或二极管D3，最后触发可控硅Q1或可控硅Q2导通，与二极管D6、二极管D7形成全桥整流，电路开始输出电压。当输出电压高于设定值时，控制电路中三极管Q4、Q6开始导通，电流从三极管Q4、电阻R10，流向三极管Q6，三极管Q6导通后将三极管Q3基极拉低，致使三极管Q3进入截止状态，切断了可控硅Q1、Q2的控制极触发信号，导致可控硅Q1、Q2关断，桥式整流电路停止工作，整个电路无输出电压。当输出电压低于设定值时，控制电路中器件不工作，可控硅Q1、Q2能够持续导通，整流桥正常工作，电路输出稳定的电压。

如图3所示：当整流电路的输出电压在设定值范围内时，输出电压经过电阻R7开启MOS管Q5，使得芯片U1的第1脚与电源地连通。芯片进行正常输出，经过电感L1进行一次滤波、电容C5和C6进行二次滤波形成稳定电压输出。调整电阻R3和电阻R5的阻值可以得到1.25V～32V的直流电压。当整流电路的输出电压超过设定电压时，输出电压经电阻R6、稳压二极管ZD2和电阻R12接地，R12上得压降使得三极管Q7导通，三极管Q7导通使得MOS管Q5关闭。在芯片内部的过流保护、过压保护、过温度保护都是通过高达150KHz的频率控制实现的。因此，输出电压，输出电流，输出过压保护的精度更高，响应速度很快，实现了可靠、安全、完善的输出方案。

Claims (7)

1.一种感性负载直流充电调压器，其特征在于：包括整流电路、控制电路、采样比较电路和DC-DC转换电路；

所述整流电路输入端口组分别与第一输入端口A和第二输入端口B相连；

所述控制电路的输入端口与电源相连，所述控制电路的输出端口组与所述整流电路的控制端口组相连，所述控制电路可通过所述整流电路的控制端口组开启和关闭所述整流电路输出电压；

所述整流电路输出端口分别与所述采样比较电路和所述DC-DC转换电路的输入端口相连，所述采样比较电路输出端口与所述控制电路的控制端口相连；

当所述整流电路输出电压大于设定的电压时，所述采样比较电路通过输出端口提供电信号向所述控制电路的控制端口提供电信号，所述控制电路使得所述整流电路停止输出；

所述控制电路包括三极管Q3，该三极管Q3集电极通过电阻R9分别与二极管D4和二极管D5阴极相连，该二极管D4的阳极和第一输入端口A相连，二极管D5的阳极与第二输入端口相连，所述三极管Q3基极通过电容C7接地，在所述三极管Q3基极与二极管D5阴极之间串接有电阻R11，所述三极管Q3基极为所述控制电路的控制端口，所述三极管Q3发射极与所述整流电路控制端口相连。

2.根据权利要求1所述一种感性负载直流充电调压器，其特征在于：所述采样比较电路包括三极管Q4和三极管Q6，所述三极管Q4发射极与所述整流电路输出端口相连，在该三极管Q4发射极和基极之间跨接有电阻R4，在该三极管Q4基极与地之间串接有电阻R8，所述三极管Q4集电极通过电阻R10与三极管Q6基极相连，所述三极管Q6集电极与所述三极管Q3基极相连，所述三极管Q6发射集接地，所述三极管Q6集电极为所述采样比较电路的输出端口。

3.根据权利要求1所述一种感性负载直流充电调压器，其特征在于：所述DC-DC转换电路包括隔离过压保护电路、直流降压模块和MOS管Q5，所述隔离过压保护电路包括三极管Q7，所述MOS管Q5的漏级与所述直流降压模块上的GND端相连，所述MOS管Q5的源级接地，所述MOS管Q5的栅极通过电阻R7与所述整流电路输出端口相连，所述MOS管Q5的栅极还与所述三极管Q7集电极相连，该三极管Q7发射极接地，所述三极管Q7的基极通过电阻R6与所述整流电路输出端口相连，在所述三极管Q7基极与发射极之间跨接有电阻R12。

4.根据权利要求2所述一种感性负载直流充电调压器，其特征在于：在所述电阻R8与所述三极管Q6发射极之间跨接有稳压二极管ZD1。

5.根据权利要求3所述一种感性负载直流充电调压器，其特征在于：在所述电阻R6和三极管Q7基极之间串接有稳压二极管ZD2，在所述MOS管Q5栅极和地之间串接有稳压二极管ZD3。

6.根据权利要求1所述一种感性负载直流充电调压器，其特征在于：所述整流电路为单相可控硅整流电路。

7.根据权利要求1所述一种感性负载直流充电调压器，其特征在于：所述直流降压模块为XL4015。