CN208112507U - 一种具有12v常输出功能的电动车专用的dc-dc12v25a转换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC‑DC12V25A转换器,包括主电路和控制电路,两个电路采用独立的电路板,实现两者的灵活插接,其中一个电路板出现故障,可以方便更换和排查,不需换掉整个电路板,检修、安装方便,节省工料,提高生产效率;能够实现过流保护,短路保护,低压保护,输出超压保护的功能;主电路能够实现12V常输出功能和电门锁功能,储能以及输出超压保护,控制电路在电路中起到稳压作用;所述控制电路由控制芯片、稳压电路、振荡电路和脉冲输出电路组成,将电动车蓄电池的电压转换成12V,为电动车上的照明灯具,仪表,喇叭,刮雨器,灯光指示,风扇,收音机,倒车影像等提供额定的工作电压。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有将电动车蓄电池组的DC高电压转换成DC 12V低电压的转换器,用来给整车的照明系统,信号指示系统,以及各种辅助电器提供额定的工作电压,属于电路技术领域。具体为一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器。
背景技术
目前市面上的一些高配全封闭式电动三轮车,微型四轮车具有中控锁功能,此功能要求转换器具有一路是12V常输出,用于给整车的中控锁系统提供不间断的工作电源;一路受电门锁控制12V输出,用于给整车的其他低压用电器提供工作电源;且输出功率要足,稳压效果要好,负载能力要强,不易损坏,不易烧负载。
实用新型内容
为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器,一路12V常输出,一路受控于电门锁控制。它是将电动车蓄电池的电压如48V,60V,64V,72V等转换成12V,为电动车上的照明灯具,仪表,喇叭,刮雨器,灯光指示,风扇,收音机,倒车影像等12V低压用电器提供额定的工作电压。同时还能够给整车的中控锁系统提供不间断的工作电源。且能够实现过流保护,短路保护,低压保护,输出超压保护的功能。并且主电路和控制电路分别采用独立的电路板,实现两者的灵活插接,当其中一个电路板出现故障,可以方便更换和排查,不需换掉整个电路板,检修、安装方便,节省工料,提高生产效率。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器,包括主电路和控制电路,两个电路采用独立的电路板;主电路能够实现12V常输出功能和电门锁功能,储能以及输出超压保护,控制电路在电路中起到稳压作用;所述控制电路由控制芯片、稳压电路、振荡电路和脉冲输出电路组成;其特征是,所述主电路包括电源输入端和电源输出端,且电源输入端和输出端均连接有滤波元件;输入电源一路通过控制芯片的启动电阻连接控制芯片的VCC脚,为接控制芯片提供启动电压,同时通过快恢复二极管输出稳定的+12V工作电压,给控制模组提供工作电源,配合主电路,从而实现12V常输出功能;另一路上接入一NMOS管、滤波电容、肖特基二极管、储能电感和过流检测电阻;所述滤波电容的正极和NMOS管的漏极均与输入电源的正极连接;NMOS管的源极与过流检测电阻连接,并通过过流检测电阻连接控制芯片的ISENSE脚,同时通过康铜丝分别连接储能电感以及肖特基二极管,且肖特基二极管与储能电感连接,储能电感的另一端分别连接输出滤波电容和瞬态抑制二极管,输出滤波电容的正极和瞬态抑制二极管的阴极相连,同时又与一个DMS功能开关三极管的漏极相连接;所述实现电门锁功能的电路包括整流二极管,稳压二极管和三个电阻,电容和DMS功能开关三极管;DMS功能开关三极管的漏极连接于12V常输出端;其中一个电阻和稳压二极管并联后,一端接入DMS功能开关三极管的栅极,一端接输入DMS功能开关三极管的源极,其主要作用是保护DMS功能开关三极管的栅极,从而保护DMS功能开关三极管不损坏;另一个电阻与电容并联后,一端接入DMS功能开关三极管的源极,一端接地;输入电源经整流二极管与第三个电阻串联后进入DMS功能开关三极管的栅极,为DMS功能开关三极管提供高电平信号,使DMS功能开关三极管导通,实现电门锁控制输出12V功能。
所述稳压电路由稳压模块,两个调压电阻、光耦合器和负载电阻组成,并与控制芯片的COMP脚和VFB脚连接,稳压模块为VFB脚提供2.5V基准电压,当输出电压过低或过高时,稳压模块和两个调压电阻共同作用提供取样电压,通过光耦合器反馈与控制芯片的VFB脚中的2.5V基准电压比较后控制NMOS管的导通脉宽,从而使输出电压稳定,确保转换器在满负载25A的情况下,输出电压仍然不低于12V。
所述振荡电路由电阻和电容组成,并与控制芯片的RT-CT脚相连接。
所述控制芯片的OUTPUT脚输出脉冲,分别通过电阻与NMOS管的栅极相连接驱动NMOS管工作,当NMOS管导通后输出电流通过经滤波电容滤波后向负载供电;当负载发生短路或超过设定的最大允许电流时,控制芯片的ISENSE脚电压上升,通过控制芯片内部调整OUTPUT脚的输出脉冲,使NMOS管截止,保护NMOS管不损坏,形成过流保护电路;当NMOS管截止时,储能电感形成储能电路,将磁能转变为电能,其极性左负右正,肖特基二极管导通形成续流电路,继续向负载供电,使负载得到平滑的直流电;当输出电压高于设定的最大允许输出电压时,瞬态抑制二极管反向击穿损坏,形成输出超压保护电路;使转换器输出电压几乎为零,以此保护负载不损坏。
所述输入电源滤波电容、输出电源滤波电容,肖特基二极管均采用至少两个并联的方式接入电路。
所述储能电感为环形储能电感。
所述控制芯片的型号为YW/UTC3845E,设置在控制模组中。
所述主电路设有控制模组设有六个脚,包括第1脚OUTPUT,第2脚+VCC,第3脚ISENSE,第4脚GROUND,第5脚OUT+12V,第6脚GND。所述控制电路设有与控制模组相应的六个端子,实现主电路与控制电路的连接。
所述控制芯片设有八个脚,包括第1脚COMP,第2脚VFB,第3脚ISENSE,第4脚RT/CT,第5脚GROUND,第6脚OUTPUT,第7脚VCC,第8脚VREF。
本实用新型的有益效果是:它是将电动车蓄电池的电压如48V,60V,64V,72V等转换成12V,为电动车上的照明灯具,仪表,喇叭,刮雨器,灯光指示,风扇,收音机,倒车影像等12V低压用电器提供额定的工作电压。同时还能够给整车的中控锁系统提供不间断的工作电源。且能够实现过流保护,短路保护,低压保护,输出超压保护的功能。并且主电路和控制电路分别采用独立的电路板,实现两者的灵活插接,当其中一个电路板出现故障,可以方便更换和排查,不需换掉整个电路板,检修、安装方便,节省工料,提高生产效率。
附图说明
图1为主电路的电路图。
图2为控制电路的电路图。
图中,U1.控制芯片,U2.光耦合器,U3.稳压模块,U4.控制模组,D2.瞬态抑制二极管,D3.整流二极管,D4.稳压二极管,C1-C9.电容,Q1.DMS功能开关三极管,Q2.NMOS管,L1.储能电感,Q3、Q4.肖特基二极管, R1.启动电阻,R2.过流检测电阻,R3 -R10电阻,KT1、KT2.康铜丝。
具体实施方式
如附图1所示,主电路的电源输入端输入48-72V直流电,其中一路通过控制芯片U1的启动电阻R1连接控制芯片U1的VCC脚,为控制芯片U1提供启动电压;连接并联的两个电容C5(主电路)和C5(控制电路),为进入控制芯片U1的电源滤波,为控制芯片U1提供稳定的工作电压;电源输入端还与输入电源滤波电容C1、C2的正极以及NMOS管Q2的漏极连接,电源滤波电容C1、C2的负极接地; NMOS管Q2的栅极通过电阻R3连接控制芯片U1的第6脚。 NMOS管Q2的源极与过流检测电阻R2连接,并通过过流检测电阻R2连接控制芯片U1的第3脚,同时通过康铜丝KT1、KT2分别连接储能电感L1以及肖特基二极管Q3、Q4的阴极,且肖特基二极管Q3、Q4与储能电感L1连接,储能电感L1的另一端分别连接电源输出滤波电容C3、C4的正极和瞬态抑制二极管D2的阴极;电源输出滤波电容C3、C4的负极和瞬态抑制二极管D2的阳极接地。本电路之所以采用康铜丝连接,主要是作用有两点:一是转换器输出的电流过大,PCB长时间是无法承受这么大的电流的,二是使电流取样更精准,使过流保护更准确。
所述电门锁功能电路包括整流二极管D3,稳压二极管D4,电阻R3、R4、R5,电容C6和DMS功能开关三极管Q1;DMS功能开关三极管Q1的漏极连接于12V常输出端,电阻R5和稳压二极管D4并联后,一端接入DMS功能开关三极管Q1的栅极,一端接输入DMS功能开关三极管Q1的源极,其主要作用是保护DMS功能开关三极管Q1的栅极,从而保护DMS功能开关三极管Q1不损坏;电阻R4与电容C6并联后,一端接入DMS功能开关三极管Q1的源极,一端接地;输入电源经整流二极管D3与电阻R3串联后进入DMS功能开关三极管Q1的栅极,为DMS功能开关三极管Q1提供高电平信号,使DMS功能开关三极管Q1导通;实现电门锁控制输出12V功能。
如图2所示,控制芯片U1的第3脚和第8脚连接,电路上设置内部调节电阻R6;第3脚和第6脚之间形成回路,回路上串联电阻R4和电容C4;控制芯片U1的第1脚和第2脚之间设置电容C8,第2脚和第3脚之间设置电容C7。
所述稳压电路由稳压模块U3,调压电阻R7、R8,光耦合器U2和负载电阻R10组成,稳压模块U3的第1脚通过调压电阻R8和R7分压后连接转换器的电压输出端,第2脚接地,第3脚通过光耦合器U2为控制芯片U1的第2脚提供2.5V基准电压,光耦合器U2的受光器的两脚分别连接控制芯片U1的第1脚和第2脚,发光器的一脚通过电阻R9接地,另一脚分别连接电容C9和稳压模块U3的第3脚;当输出电压过低或过高时,稳压模块U3和调压电阻R7、R8共同作用提供取样电压,通过光耦合器U2反馈与控制芯片U1的第2脚中的2.5V基准电压比较后控制NMOS管Q2的导通脉宽,从而使输出电压稳定,确保转换器在满负载10A的情况下,输出电压仍然不低于12V;电阻R5和电容C6组成控制芯片U1的振荡电路,并与U1的第4脚相连接;控制芯片U1的第6脚输出脉冲,分别通过电阻R3、R4与NMOS管Q2的栅极相连接驱动NMOS管Q2工作,当NMOS管Q2导通后输出电流通过L1经滤波电容C3,C4滤波后向负载供电;当负载发生短路或超过设定的最大允许电流时,控制芯片U1的第3脚电压上升,通过控制芯片U1内部调整第6脚的输出脉冲,使NMOS管Q2截止,保护NMOS管Q2不损坏,形成过流保护电路;当NMOS管Q2截止时,储能电感L1形成储能电路,将磁能转变为电能,其极性左负右正,肖特基二极管Q3、Q4导通形成续流电路,继续向负载供电,使负载得到平滑的直流电;当输出电压高于设定的最大允许输出电压时,瞬态抑制二极管D2反向击穿损坏,形成输出超压保护电路;使转换器输出电压几乎为零,以此保护负载不损坏。
Claims (7)
1.一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器,包括主电路和控制电路,两个电路采用独立的电路板;主电路能够实现12V常输出功能和电门锁功能,储能以及输出超压保护,控制电路在电路中起到稳压作用;所述控制电路由控制芯片、稳压电路、振荡电路和脉冲输出电路组成;其特征是,所述主电路包括电源输入端和电源输出端,且电源输入端和输出端均连接有滤波元件;输入电源一路通过控制芯片的启动电阻连接控制芯片的VCC脚,为接控制芯片提供启动电压,同时通过快恢复二极管输出稳定的+12V工作电压,给控制模组提供工作电源,配合主电路,从而实现12V常输出功能;
另一路上接入一NMOS管、滤波电容、肖特基二极管、储能电感和过流检测电阻;所述滤波电容的正极和NMOS管的漏极均与输入电源的正极连接;NMOS管的源极与过流检测电阻连接,并通过过流检测电阻连接控制芯片的ISENSE脚,同时通过康铜丝分别连接储能电感以及肖特基二极管,且肖特基二极管与储能电感连接,储能电感的另一端分别连接输出滤波电容和瞬态抑制二极管,输出滤波电容的正极和瞬态抑制二极管的阴极相连,同时又与一个DMS功能开关三极管的漏极相连接;
所述实现电门锁功能的电路包括整流二极管,稳压二极管和三个电阻,电容和DMS功能开关三极管;DMS功能开关三极管的漏极连接于12V常输出端;其中一个电阻和稳压二极管并联后,一端接入DMS功能开关三极管的栅极,一端接输入DMS功能开关三极管的源极,其主要作用是保护DMS功能开关三极管的栅极,从而保护DMS功能开关三极管不损坏;另一个电阻与电容并联后,一端接入DMS功能开关三极管的源极,一端接地;输入电源经整流二极管与第三个电阻串联后进入DMS功能开关三极管的栅极,为DMS功能开关三极管提供高电平信号,使DMS功能开关三极管导通,实现电门锁控制输出12V功能。
2.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器,其特征在于,所述稳压电路由稳压模块,两个调压电阻、光耦合器和负载电阻组成,并与控制芯片的COMP脚和VFB脚连接,稳压模块为VFB脚提供2.5V基准电压,当输出电压过低或过高时,稳压模块和两个调压电阻共同作用提供取样电压,通过光耦合器反馈与控制芯片的VFB脚中的2.5V基准电压比较后控制NMOS管的导通脉宽,从而使输出电压稳定,确保转换器在满负载25A的情况下,输出电压仍然不低于12V。
3.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器,其特征在于,所述振荡电路由电阻和电容组成,并与控制芯片的RT-CT脚相连接。
4.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器,其特征在于,所述控制芯片的OUTPUT脚输出脉冲,分别通过电阻与NMOS管的栅极相连接驱动NMOS管工作,当NMOS管导通后输出电流通过经滤波电容滤波后向负载供电;当负载发生短路或超过设定的最大允许电流时,控制芯片的ISENSE脚电压上升,通过控制芯片内部调整OUTPUT脚的输出脉冲,使NMOS管截止,保护NMOS管不损坏,形成过流保护电路;当NMOS管截止时,储能电感形成储能电路,将磁能转变为电能,其极性左负右正,肖特基二极管导通形成续流电路,继续向负载供电,使负载得到平滑的直流电;当输出电压高于设定的最大允许输出电压时,瞬态抑制二极管反向击穿损坏,形成输出超压保护电路;使转换器输出电压几乎为零,以此保护负载不损坏。
5.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器,其特征在于,所述输入电源滤波电容、输出电源滤波电容,肖特基二极管均采用至少两个并联的方式接入电路。
6.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器,其特征在于,所述储能电感为环形储能电感。
7.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器,其特征在于,所述控制芯片的型号为YW/UTC3845E,设置在控制模组U4中。
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