CN208781105U - 一种直流闭环型调压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种直流闭环型调压器，所述调压器包括电源管理电路、SG3525控制电路、过流保护电路及功率主电路，其中，所述电源管理电路为SG3525控制电路和功率主电路电路提供输入电压；所述功率主电路包括第一整流桥、与整流桥的输出端相连的二极管D1、电流采样电阻R4、两个分压电阻R1、R2和功率管Q1，所述第一整流桥的输出端与所述二极管D1相连接。本实用新型采用单功率管控制，通过简单的变换接线方式，可以实现直流自主调压功能，另外，核心功率器件采用全控器件，网侧功率因数高、功耗低，具备从控制端进行过流保护的功能，适用于直流电机调压调速，家用电器的调光、调温等场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域，具体是指一种直流闭环型调压器。
背景技术
目前市面上的调压器基本都是功能单一并且需要人为多次实时调整的，不能自主调压，功耗大，稳定性差。特别是直流调压器大多采用双向晶闸管作为功率器件，通过相位控制的方式来调节直流电压的有效值，功率因数较低，而且双向晶闸管导通瞬间会有脉冲干扰，非常容易影响附近通信设备的正常工作及人员的健康。此外，晶闸管是半控型电力电子器件，只能控制开通，无法控制关断，特别出现短路或过流时，无法通过控制门极进行保护，只能通过快速熔断器等器件来进行保护，有较大局限性。再有一点，大多模拟型调压器在兼顾稳定可靠性的同时都被设计为开环形式，需要人工调压次数较多，调压不够迅速，不够灵敏和精确。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种直流闭环型调压器，具有直流闭环自主调压功能，自身损耗小，核心功率器件采用全控器件，网侧功率因数高，具备从控制端进行过流保护的功能。
为了实现上述目的，本实用新型具有如下构成：
该直流闭环型调压器，包括电源管理电路、SG3525控制电路、 过流保护电路及功率主电路，其中，所述电源管理电路为SG3525控制电路和功率主电路电路提供输入电压；
所述功率主电路包括第一整流桥、与整流桥的输出端相连的二极管D1、电流采样电阻R4、两个分压电阻R1、R2和功率管Q1，所述第一整流桥的输入端连接至220V、50Hz的交流电，所述第一整流桥的输出端与所述二极管D1相连接，所述二极管D1的两端通过接线端子与负载相连接，所述负载与两个串联的分压电阻R1、R2并联，分压电阻R1和分压电阻R2之间有反馈输出端，反馈输出端连接至SG3525控制电路的输入端，SG3525控制电路输出PWM信号至功率主电路的功率管Q1。
可选地，所述电源管理电路包括依次相连的降压变压器T1、第二整流桥、滤波电容C3、滤波电容C4和稳压电路，所述电源管理电路的输入端输入220V、50Hz的交流电，输出端输出12V直流电，提供给SG3525控制电路，滤波电容C3和滤波电容C4并联后与二极管D2相连接，降压变压器T1经过第二整流桥后与二极管D2相连接，滤波电容C4还与稳压电路相连接，稳压电路的输出端为所述电源管理电路的输出端，降压变压器T1的第一端为电源管理电路的输入端。
可选地，所述稳压电路包括稳压芯片U1、稳压电容C5和稳压电容C6，所述稳压芯片U1连接于滤波电容C4和稳压电容C5之间，所述稳压电容C5和稳压电容C6并联，所述稳压电容C6连接至电源管理电路的输出端。
可选地，所述稳压芯片为7812三端线性稳压芯片7812三端线性稳压芯片。
可选地，所述过流保护电路包括比较器U2A，以及与比较器U2A相连的锁存器U3A、锁存器U3B和锁存器U1A，比较器U2A从功率主电路的电流采样电阻R4上得到电流取样信号，进入比较器U2A同相端，与反相端的基准电压进行比较，当过流信号出现时，比较器U2A输出高电平，信号经锁存器U3B和锁存器U1A后进入锁存器U3A，形成置零信号，置零信号反馈到所述SG3525控制电路。
可选地，所述锁存器U3A、锁存器U3B和锁存器U1A均为RS锁存器。
可选地，所述SG3525控制电路包括SG3525控制IC，通过从功率主电路的反馈输出端得到的反馈电压输入至SG3525的内部误差放大器反相输入端与给定信号比较放大后，调节控制PWM的输出占空比。
可选地，所述SG3525控制IC的1脚给与，并且与所述功率主电路的反馈输出端相连接，所述SG3525控制IC1脚和9脚构成反馈调节网络，所述SG3525控制IC的2脚接由16脚输出的基准电压分压后的给定信号，所述SG3525控制IC的3脚接电源管理电路的同步信号，S所述G3525控制IC的5脚与所述SG3525控制IC的7脚接一个放电电阻R8，所述SG3525控制IC的8脚通过一个电容C1接地，作为软启动电容，所述SG3525控制IC的10脚与过流保护电路的输出端相连接，所述SG3525控制IC的12脚接地，所述SG3525控制IC的13脚作为内部输出放大电路的偏置电压接电源管理电路的输出端，所述SG3525控制IC的14脚作为PWM的输出端接功率主电路的功率管Q1，所述SG3525控制IC的15脚作为芯片供电端接电源管理电路的输出端。
本实用新型所述的直流闭环型调压器，采用单功率管控制，通过简单的变换接线方式，可以实现直流自主调压功能，另外，核心功率器件采用全控器件，网侧功率因数高、功耗低，具备从控制端进行过流保护的功能，适用于直流电机调压调速，家用电器的调光、调温等场合。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的直流闭环型调压器框图；
图2为本实用新型一实施例的功率主电路、过流保护电路、SG3525控制电路；
图3为本实用新型一实施例的电源管理电路；
图4为本实用新型一实施例的直流调压输出电压波形图；
图5为本实用新型一实施例的直流调压时输入电压和电流波形图。
具体实施方式
如图1所示，一种直流闭环型调压器，包括电源管理电路1、SG3525控制电路2、 过流保护电路3及功率主电路4，其中，所述电源管理电路1为SG3525控制电路2和功率主电路4电路提供+12V电压和主电压，SG3525控制电路2能够输出PWM信号控制功率主电路的MOSFET的通断，以此进行直流调压，功率主电路带上负载后两端的分压可反馈至SG3525控制电路2，通过调节SG3525外部的可变电阻电容可改变PI参数，来控制PWM的占空比变化，功率主电路4另设有采样电阻，将采样电流转化为采样电压信号通过过流保护电路3反馈至SG3525来控制PWM的输出与否，确保电路的安全性。上述结构的直流闭环型调压器具有直流调压功能和闭环调整能力，自身损耗小，调整能力强，结构简单易懂，并且安全可靠。
如图3所示，所述电源管理电路1包括依次相连的降压变压器T1、整流桥、由滤波电容C3、C4组成的滤波单元、7812三端线性稳压芯片和由稳压电容C5，C6组成的稳压单元；电源电路输入端输入220V、50Hz的交流电，输出端输出12V直流电，提供给SG3525控制电路，此外，D2作为隔离二极管，经过R10、R11、C7组成的滤波单元提供同步信号给SG3525 IC芯片。
如图2所示，所述功率主电路4包括单相桥式不可控整流桥，与整流桥输出端相连的二极管D1、电流采样电阻和功率管Q1（MOSFET），整流桥输入端连接220V、50Hz的交流电，二极管D1的两端并接有接线端子，可接负载，控制功率管Q1的通断，实现直流调压功能，波形如图4所示。在负载两端又设有分压电路，将负载电压反馈至SG3525控制电路2，形成闭环控制。二极管D1为直流输出时的续流元件，功率管防止功率管Q1受反电动势冲击损坏，电流采样电阻为过流保护电路采集电流信号，功率主电路4通过简单的闭环方式，可以单独实现直流自主调压功能。在直流调压功能中，电压与输入电流波形如图5所示。
所述过流保护电路3包括比较器U2A，以及与比较器U2A相连的锁存器U3A、U3B、U1A，比较器U2A从功率主电路的电流采样电阻上得到电流取样信号，进入比较器LM328同相端，与反相端的基准电压进行比较，当过流信号出现时，比较器输出高电平，信号进入RS锁存器，形成过流信号，过流信号反馈到SG3525控制电路，使得功率管Q1关断，电路开路。当电路恢复时，按下复位键K1，经上拉电阻使锁存器6脚输入端为高电平，而电流信号经比较器得到低电平，锁存器输出置高电平，驱动接通，使功率管Q1导通，电路正常运行。
所述SG3525控制电路2，包括SG3525控制IC、滤波电容、串联电阻，可调电容、可调电阻等。SG3525的1脚给负载两端的分压电路的反馈信号Vf，并且与9脚构成反馈调节网络，2脚接由16脚输出的基准电压分压后的给定信号，3脚接电源管理电路1的同步信号，5脚与7脚接一个放电电阻，8脚接一个5uf电容接地，作为软启动电容，10脚与过流保护电路3的输出相连，12脚接地，13脚作为内部输出放大电路的偏置电压接VCC，14脚作为PWM的输出接功率主电路4的功率管Q1MOSFET，15脚作为芯片供电端接VCC。其中设置的反馈调节网络可以为PI调节。
本实用新型的直流闭环型调压器的技术方案中，所采用的各个功能模块均为由各个电路元器件经过一定的组合而形成的，因此，本实用新型主要保护的是直流闭环型调压器的组合和电路结构，而不涉及软件方法的改进。
本实用新型所述的直流闭环型调压器，采用单功率管控制，通过简单的变换接线方式，可以实现直流自主调压功能，另外，核心功率器件采用全控器件，网侧功率因数高、功耗低，具备从控制端进行过流保护的功能，适用于直流电机调压调速，家用电器的调光、调温等场合。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (8)
1.一种直流闭环型调压器，其特征在于，包括电源管理电路、SG3525控制电路、 过流保护电路及功率主电路，其中，所述电源管理电路为SG3525控制电路和功率主电路电路提供输入电压；
所述功率主电路包括第一整流桥、与整流桥的输出端相连的二极管D1、电流采样电阻R4、两个分压电阻R1、R2和功率管Q1，所述第一整流桥的输入端连接至220V、50Hz的交流电，所述第一整流桥的输出端与所述二极管D1相连接，所述二极管D1的两端通过接线端子与负载相连接，所述负载与两个串联的分压电阻R1、R2并联，分压电阻R1和分压电阻R2之间有反馈输出端，反馈输出端连接至SG3525控制电路的输入端，SG3525控制电路输出PWM信号至功率主电路的功率管Q1。
2.根据权利要求1所述的一种直流闭环型调压器，其特征在于，所述电源管理电路包括依次相连的降压变压器T1、第二整流桥、滤波电容C3、滤波电容C4和稳压电路，所述电源管理电路的输入端输入220V、50Hz的交流电，输出端输出12V直流电，提供给SG3525控制电路，滤波电容C3和滤波电容C4并联后与二极管D2相连接，降压变压器T1经过第二整流桥后与二极管D2相连接，滤波电容C4还与稳压电路相连接，稳压电路的输出端为所述电源管理电路的输出端，降压变压器T1的第一端为电源管理电路的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种直流闭环型调压器，其特征在于，所述稳压电路包括稳压芯片U1、稳压电容C5和稳压电容C6，所述稳压芯片U1连接于滤波电容C4和稳压电容C5之间，所述稳压电容C5和稳压电容C6并联，所述稳压电容C6连接至电源管理电路的输出端。
4.根据权利要求3所述的一种直流闭环型调压器，其特征在于，所述稳压芯片U1为7812三端线性稳压芯片7812三端线性稳压芯片。
5.根据权利要求1所述的一种直流闭环型调压器，其特征在于，所述过流保护电路包括比较器U2A，以及与比较器U2A相连的锁存器U3A、锁存器U3B和锁存器U1A，比较器U2A从功率主电路的电流采样电阻R4上得到电流取样信号，进入比较器U2A同相端，与反相端的基准电压进行比较，当过流信号出现时，比较器U2A输出高电平，信号经锁存器U3B和锁存器U1A后进入锁存器U3A，形成置零信号，置零信号反馈到所述SG3525控制电路。
6.根据权利要求5所述的直流闭环型调压器，其特征在于，所述锁存器U3A、锁存器U3B和锁存器U1A均为RS锁存器。
7.根据权利要求1所述的一种直流闭环型调压器，其特征在于，所述SG3525控制电路包括SG3525控制IC，通过从功率主电路的反馈输出端得到的反馈电压输入至SG3525的内部误差放大器反相输入端与给定信号比较放大后，调节控制PWM的输出占空比。
8.根据权利要求7所述的直流闭环型调压器，其特征在于，所述SG3525控制IC的1脚给与，并且与所述功率主电路的反馈输出端相连接，所述SG3525控制IC1脚和9脚构成反馈调节网络，所述SG3525控制IC的2脚接由16脚输出的基准电压分压后的给定信号，所述SG3525控制IC的3脚接电源管理电路的同步信号，S所述G3525控制IC的5脚与所述SG3525控制IC的7脚接一个放电电阻R8，所述SG3525控制IC的8脚通过一个电容C1接地，作为软启动电容，所述SG3525控制IC的10脚与过流保护电路的输出端相连接，所述SG3525控制IC的12脚接地，所述SG3525控制IC的13脚作为内部输出放大电路的偏置电压接电源管理电路的输出端，所述SG3525控制IC的14脚作为PWM的输出端接功率主电路的功率管Q1，所述SG3525控制IC的15脚作为芯片供电端接电源管理电路的输出端。
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