CN214177194U - 一种内部隔离的降压启动式调压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种内部隔离的降压启动式调压电路，包括第一隔离开关(PH1)；所述第一隔离开关(PH1)用于将采样比较电路和副绕组整流电路、励磁调节与保护驱动电路进行连接，从而实现取样绕组和副绕组的电气隔离。本实用新型通过在现有调压电路上设计励磁电流隔离电路和参考点电压反应电路，通过采用两个隔离开关从而将取样绕组和副绕组隔离，避免主绕组与副绕组因制造缺陷或老化磨损出现单一短路点时构成回路，从而避免烧毁电机或损坏调压器，发电机仍可以正常工作，提高调压电路的可靠性。

Description

一种内部隔离的降压启动式调压电路

技术领域

本实用新型涉及发电机技术领域，特别涉及一种内部隔离的降压启动式调压电路。

背景技术

随着技术的发展和科技的进步，通机发电机作为成熟的产品，具有广泛的市场，而励磁式调压器是控制通机发电机输出电压稳定性和异常保护的核心部件。

在现有市场上，通机发电机得到广泛的使用，但仍然存在一些失效情况。目前市场上使用的励磁式调压器电路设计为共地结构，即主绕组采样回路与副绕组回路通过地线连通，在主绕组、副绕组因制造缺陷或老化产生短路时，短路点与调压器内部地线组成电流回路，使副绕组和主绕组产生电流，烧毁电机或损坏调压器。

发明内容

针对现有技术中调压电路可靠性较低的问题，本实用新型提出一种内部隔离的降压启动式调压电路，通过采用两个隔离开关从而将取样绕组和副绕组隔离，避免主绕组与副绕组因制造缺陷或老化磨损出现单一短路点时，不会构成回路，从而避免烧毁电机或损坏调压器，发电机仍可以正常工作，提高调压电路的可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种内部隔离的降压启动式调压电路，包括第一隔离开关，所述第一隔离开关用于将采样比较电路和副绕组整流电路、励磁调节与保护驱动电路进行连接，从而实现取样绕组和副绕组的电气隔离。

优选的,还包括励磁电流隔离电路，用于将励磁调节与保护驱动电路的励磁电流反馈到采样比较电路，并根据励磁电流与设定电流的对比调节采样比较电路的参考电压，从而调节发电机输出电压。

优选的,当所述励磁电流大于设定电流时，降低采样比较电路的参考电压，从而降低发电机输出电压。

优选的,所述励磁电流隔离电路包括第二隔离开关，第二隔离开关的类型包括第二光电耦合器：

第二十七电阻的一端和励磁调节与保护驱动电路中的第二场效应管连接，第二十七电阻的另一端分别与第二十八电阻的一端、第九电容的一端和第二光电耦合器输入阳极连接；第二光电耦合器输入阴极、第九电容的另一端、第二十八电阻的另一端并联后接地；第二光电耦合器的受光器的发射极接地；第二光电耦合器的受光器的集电极与第十电阻的另一端连接，第十电阻的一端与采样比较电路连接。

优选的,所述励磁电流隔离电路包括第二隔离开关，第二隔离开关的类型包括第二光电耦合器：

第二十七电阻的一端和励磁调节与保护驱动电路中的第二场效应管连接，第二十七电阻的另一端分别与第二十八电阻的一端、第九电容的一端和第四三极管的基极连接；第四三极管的发射极、第九电容的另一端、第二十八电阻的另一端并联合接地；第四三极管的集电极与第二光电耦合器输入阴极连接；

第二光电耦合器输入阳极与第二十九电阻的一端连接，第二十九电阻的另一端与第十二极管的正极连接，第十二极管的负极分别与第二十一电阻的一端、第三十电阻的一端连接；第二十一电阻的另一端与副绕组整流电路连接；第三十电阻的另一端与第二十五电阻的一端连接，第二十五电阻的另一端与第二场效应管连接；第二光电耦合器的受光器的发射极接地；第二光电耦合器的受光器的集电极与第十电阻的另一端连接，第十电阻的一端与采样比较电路连接。

优选的,第一隔离开关和第二隔离开关的类型包括光电耦合器、互感器和变压器。

优选的,还包括参考点电压反应电路：

第七电阻和第八电阻并联后与第九电阻的一端连接，第九电阻的另一端和第四电容并联后分别与第十电阻的一端和采样比较电路连接，第十电阻的另一端与励磁电流隔离电路连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型通过在现有调压电路上设计励磁电流隔离电路和参考点电压反应电路，通过采用两个隔离开关从而将取样绕组和副绕组隔离，避免主绕组与副绕组因制造缺陷或老化磨损出现单一短路点时构成回路，从而避免烧毁电机或损坏调压器，发电机仍可以正常工作，提高调压电路的可靠性。

附图说明：

图1为根据本实用新型示例性1的一种内部隔离的降压启动式调压电路示意图。

图2为根据本实用新型示例性2的一种内部隔离的降压启动式调压电路示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种内部隔离的降压启动式调压电路，包括电源电路、取样电压整流滤波电路、采样比较电路、副绕组整流电路、励磁调节与保护驱动电路、励磁电流隔离电路和参考点电压反应电路。

取样电压整流滤波电路包括整流桥X1：

取样绕组的一端与整流桥X1的第1端连接，取样绕组的另一端与整流桥X1 的第3端连接，整流桥X1的第2端分别和第一电容C1(有极性电容)的一端、第五电阻R5的一端、第八电阻R8的一端和第四电容C4的一端连接，第一电容 C1的另一端与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第二电阻 R2的一端和第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第四电阻R4(可调电阻)的一端连接，第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的另一端连接，第四电阻R4的阻值调节端与第十一电阻R11的一端连接，第二电阻R2的另一端与第一二极管D1的正极连接。

电源电路为：

第一二极管D1的负极分别与第二电容C2(有极性电容)的一端、第六电阻 R6的一端连接，第二电容C2的另一端与第二二极管D2的正极、第三电容C3的另一端并联后接地，第六电阻R6的另一端与第二二极管D2的负极、第三电容C3的一端并联后的分别与第七电阻R7的一端、第十四电阻R14的一端、放大器 U2的正电源端连接。

参考点电压反应电路为：

第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的另一端与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端和第四电容C4的另一端并联后分别与第十电阻R10的一端和U1的正相输入端(采样比较电路正相输入端)连接。

第七电阻R7和第八电阻R8为采样比较电路的参考点，当励磁电流大于设定的保护值，PH2导通，经R10对C4放电，同时降低第七电阻R7和第八电阻 R8的电压值(采样比较电路的参考电压)，实现降低发电机输出电压；当励磁电流小于设定的保护值，PH2截止，R7、R9和C4形成充电回路，提高第七电阻 R7和第八电阻R8的电压值，升高发电机的输出电压，即恢复正常。由于元器件 R9、C4、R10的使用，使发电机降压启动的反应速度得到控制，R9和C4调整保护后的第七电阻R7和第八电阻R8的电压回升速度，R10和C4调整保护发生时的第七电阻R7和第八电阻R8的电压下降速度。

采样比较电路包括比较器U1和放大器U2：

第十一电阻R11的一端和第四电阻R4的电阻调节端连接，第十一电阻R11 的另一端分别和U1的反相输入端、第五电容C5的一端和第六电容C6的一端连接，第五电容C5的另一端和第十二电阻R12的一端连接，第六电容C6的另一端和第十二电阻R12的另一端并联后分别与U1的输出端和第十三电阻R13的一端连接，第十三电阻R13的另一端分别和第十六电阻R16的一端和放大器U2的正相输入端连接；第十四电阻R14的另一端分别与U2的反相输入端和第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端、U2的负电源端和第一光电耦合器PH1输入端阴极并联后接地；U2的输出端和第十六电阻R16的另一端并联后与第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端和第一光电耦合器PH1 输入端阳极连接。

光电耦合器PH1的作用为将采样比较电路的输出通过隔离方式传递到励磁调节与保护驱动电路，实现了采样比较电路与副绕组电路、励磁调节与保护驱动电路的电气隔离，避免发电机取样绕组与副绕组因单个短路点产生电机或电路损毁。

励磁调节与保护驱动电路包括三极管Q1、场效应管Q2和场效应管Q3：

第一光电耦合器PH1的受光器的发射极、第十八电阻R18的一端、第十九电阻R19的一端、第一三极管Q1的发射极、第四二极管D4的正极、第二十六电阻R26的一端和第九二极管D9的正极并联后接地；第一光电耦合器PH1的受光器的集电极分别与第十八电阻R18的另一端、第三二极管D3的负极和第二十电阻R20的一端连接；第三二极管D3的正极和第十九电阻R19的另一端并联后分别与第一三极管Q1的基极和第八电容C8的一端连接；第一三极管Q1的集电极分别与第二十一电阻R21的一端、第四二极管D4的负极、第二十五电阻 R25的一端连接；第二十五电阻R25的另一端与场效应管Q2的栅极连接，场效应管Q2的源极分别与第二十六电阻R26的另一端、第二十七电阻R27的一端连接；场效应管Q2的漏极与第五二极管D5的负极连接，第五二极管D5的正极、第六二极管D6的正极、第二十四电阻R24的一端、第八二极管D8(稳压二极管) 的正极、场效应管Q3的源极和第九二极管D9的负极并联后与励磁绕组的一端连接；第八电容C8的另一端与第二十四电阻R24的另一端连接；第二十四电阻R24的一端还分别与第二十二电阻R22的一端、第二十三电阻R23的一端连接，第二十三电阻R23的另一端分别与第八二极管D8的负极和场效应管Q3的栅极连接，场效应管Q3的漏极与第七二极管D7的负极连接；第二十电阻R20的另一端、第二十一电阻R21的另一端、第二十二电阻R22的另一端、第七二极管 D7的正极、第六二极管D6的负极并联后与励磁绕组的另一端连接。

副绕组整流电路包括整流桥X2：

副绕组的一端与整流桥X2的第1端连接，取样绕组的另一端与整流桥X2 的第3端连接，整流桥X2的第2端和第七电容C7的一端并联后接地，整流桥 X2的第4端和第七电容C7的另一端并联后与励磁绕组的另一端连接。

励磁电流隔离电路包括隔离开关，隔离开关的类型包括第二光电耦合器 PH2、互感器、变压器等。

第二十七电阻R27的一端和场效应管Q2的源极连接，第二十七电阻R27的另一端分别与第二十八电阻R28的一端、第九电容C9的一端和第二光电耦合器 PH2输入阳极连接；第二光电耦合器PH2输入阴极、第九电容C9的另一端、第二十八电阻R28的另一端并联后接地；第二光电耦合器PH2的受光器的发射极接地；第二光电耦合器PH2的受光器的集电极与第十电阻R10的另一端连接。

第二十六电阻R26用于采集励磁调节与保护驱动电路的励磁电流，R26的选值一般小于0.3Ω，由于第二光电耦合器PH2的动作电压一般大于1V，限制了电流保护值的设定范围必然大于3.3A，不利用小功率电机的匹配。励磁电流经 R27、R28和C9进行衰减滤波，驱动PH2，实现励磁电流以隔离方式传递到采样比较电路；由于元器件R27、R28和C9的使用，使降压保护动作的电流点可设置，R27、R28可以通过衰减电流信号，将保护值设定到发电机励磁电流的最大值。

实施例2

本实施例中，本实施例中，电源电路、取样电压整流滤波电路、采样比较电路、副绕组整流电路、励磁调节与保护驱动电路、参考点电压反应电路与实施例1中一样，因此不再重复赘述。

如图2所示，励磁电流隔离电路包括第二光电耦合器PH2：

第二十七电阻R27的一端和第二场效应管Q2的源极连接，第二十七电阻R27 的另一端分别与第二十八电阻R28的一端、第九电容C9的一端和第四三极管Q4 的基极连接；第四三极管Q4的发射极、第九电容C9的另一端、第二十八电阻 R28的另一端并联后接地；第四三极管Q4的集电极与第二光电耦合器PH2输入阴极连接；

第二光电耦合器PH2输入阳极与第二十九电阻R29的一端连接，第二十九电阻R29的另一端与第十二极管D10的正极连接，第十二极管D10的负极分别与第二十一电阻R21的一端、第三十电阻R30的一端连接，第三十电阻R30的另一端与第二十五电阻的一端连接，第二十五电阻的另一端与场效应管Q2的栅极连接。第二光电耦合器PH2的受光器的发射极接地；第二光电耦合器PH2的受光器的集电极与第十电阻R10的另一端连接。

R27与R28通过对励磁电流信号衰减实现电流保护值的设定；C9实现励磁电流信号滤波；Q4实现励磁电流信号放大和对PH2的驱动，当R26上电压大于 Q4动作电压时，PH2被驱动发出保护动作信号。

R29、D10和R30构成PH2的电源电路，第三十电阻R30的一端与场效应管 Q2的栅极连接，第三十电阻R30的另一端与第十二极管D10负极连接，同时经 R20连接到副绕组整流电路的输出端(即R20的另一端和第七电容C7的另一端连接)；R30为场效应管Q2提供一个基本电压，实现PH2动作时不影响场效应管Q2的导通；第十二极管D10的正极经R29连接到PH2，实现了反馈动作的一个限制条件，即当副绕组电路电压过低时，第十二极管D10不导通，避免过度的反馈使发电机无法起励。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (6)

1.一种内部隔离的降压启动式调压电路，其特征在于,包括第一隔离开关(PH1)；所述第一隔离开关(PH1)用于将采样比较电路和副绕组整流电路、励磁调节与保护驱动电路进行连接，从而实现取样绕组和副绕组的电气隔离；

取样绕组与取样电压整流滤波电路的一端连接，取样电压整流滤波电路的另一端与采样比较电路的一端连接，采样比较电路的另一端与第一隔离开关(PH1)的一端连接，第一隔离开关(PH1)的另一端与励磁调节与保护驱动电路的一端连接，励磁调节与保护驱动电路的另一端与副绕组整流电路的一端连接，副绕组整流电路的另一端与副绕组连接。

2.如权利要求1所述的一种内部隔离的降压启动式调压电路，其特征在于,还包括励磁电流隔离电路，用于将励磁调节与保护驱动电路的励磁电流反馈到采样比较电路，并根据励磁电流与设定电流的对比调节采样比较电路的参考电压，从而调节发电机输出电压。

3.如权利要求2所述的一种内部隔离的降压启动式调压电路，其特征在于,所述励磁电流隔离电路包括第二隔离开关(PH2)，第二隔离开关(PH2)的类型包括第二光电耦合器：

第二十七电阻的一端和励磁调节与保护驱动电路中的第二场效应管连接，第二十七电阻的另一端分别与第二十八电阻的一端、第九电容的一端和第二光电耦合器输入阳极连接；第二光电耦合器输入阴极、第九电容的另一端、第二十八电阻的另一端并联后接地；第二光电耦合器的受光器的发射极接地；第二光电耦合器的受光器的集电极与第十电阻的另一端连接，第十电阻的一端与采样比较电路连接。

4.如权利要求2所述的一种内部隔离的降压启动式调压电路，其特征在于,所述励磁电流隔离电路包括第二隔离开关(PH2)，第二隔离开关(PH2)的类型包括第二光电耦合器：

第二十七电阻的一端和励磁调节与保护驱动电路中的第二场效应管连接，第二十七电阻的另一端分别与第二十八电阻的一端、第九电容的一端和第四三极管的基极连接；第四三极管的发射极、第九电容的另一端、第二十八电阻的另一端并联合接地；第四三极管的集电极与第二光电耦合器输入阴极连接；

第二光电耦合器输入阳极与第二十九电阻的一端连接，第二十九电阻的另一端与第十二极管的正极连接，第十二极管的负极分别与第二十一电阻的一端、第三十电阻的一端连接；第二十一电阻的另一端与副绕组整流电路连接；第三十电阻的另一端与第二十五电阻的一端连接，第二十五电阻的另一端与第二场效应管连接；第二光电耦合器的受光器的发射极接地；第二光电耦合器的受光器的集电极与第十电阻的另一端连接，第十电阻的一端与采样比较电路连接。

5.如权利要求4所述的一种内部隔离的降压启动式调压电路，其特征在于,第一隔离开关(PH1)和第二隔离开关(PH2)的类型包括光电耦合器、互感器和变压器。

6.如权利要求1所述的一种内部隔离的降压启动式调压电路，其特征在于,还包括参考点电压反应电路：

第七电阻和第八电阻并联后与第九电阻的一端连接，第九电阻的另一端和第四电容并联后分别与第十电阻的一端和采样比较电路连接，第十电阻的另一端与励磁电流隔离电路连接。

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