CN214591150U - 一种电动工具电池供电的逆变电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电动工具电池技术领域，提供了一种电动工具电池供电的逆变电源，包括电池和直流反馈稳压电路，所述电池的输出端连接有DC转DC升压电路的输入端，所述DC转DC升压电路的输出端连接有DC转AD逆变电路的输入端；所述直流反馈稳压电路的输出端连接有DC转DC升压控制电路的输入端；通过升压控制芯片产生PWM信号，控制功率开关器件，电池电压通过功率开关器件，升压电感、升压二极管和高压滤波电容，直接将直流48V电池电压升高到160V高压直流电；再经过逆变器桥将高压直流电变换成AC120V 60Hz的交流电，供设备使用，使本装置没有变压器，较少了一级变换；元件件少，成本低；逆变效率高可到95％左右，体积小。

Description

一种电动工具电池供电的逆变电源

技术领域

本实用新型属于电动工具电池技术领域，尤其涉及一种电动工具电池供电的逆变电源。

背景技术

传统逆变器都是将直流电通过变压器升压成交流电再通过整流滤波成高压直流电，而后再经过逆变桥变换成交流电供设备使用。因经过了两次变换转换过程中导致的能量损耗偏大，满载转化效率最高只能做到85％。

传统的逆变器转换方式有变压器整流桥和逆变桥组成，元器件多，成本高，转换效率低，体积大。

实用新型内容

本实用新型提供一种电动工具电池供电的逆变电源，旨在解决传统的逆变器转换方式有变压器整流桥和逆变桥组成，元器件多，成本高，转换效率低，体积大的问题。

本实用新型是这样实现的，一种电动工具电池供电的逆变电源，包括电池、直流反馈稳压电路、温度采样电路、负载功率检测放大电路和电源电路，所述电池的输出端连接有DC转DC升压电路的输入端，所述DC转DC升压电路的输出端连接有DC转AD逆变电路的输入端；所述直流反馈稳压电路的输出端连接有DC转DC升压控制电路的输入端，所述DC转DC升压控制电路的输出端与所述DC转DC升压电路的输入端相连接；所述温度采样电路的输出端连接有MCU控制电路的输入端，所述MCU控制电路的输出端与所述DC转AD逆变电路的输入端相连接；所述负载功率检测放大电路的输出端与所述MCU控制电路的输入端相连接，所述MCU控制电路的输入端连接有风扇电路的输出端；所述电源电路的输出端分别连接所述DC转AD逆变电路、DC转DC升压控制电路和风扇电路的输入端。

优选的，所述DC转DC升压电路包括开关SW，所述开关SW的一端连接有熔断器1的一端，所述开关SW的另一端连接有双向可控硅BTA的一端和电感L2的一端，所述熔断器1的另一端与电池相连接；所述电感L2的另一端连接有电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接有二极管D1的一端和晶体管Q3的引脚2；所述晶体管Q3的引脚3连接有电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端接地。

优选的，所述DC转AD逆变电路包括二极管D3，所述二极管D3的一端连接有电阻R1的一端和电容C1的一端，所述电阻R1的另一端连接有电阻R2的一端和零线N1的引脚3，所述电阻R2的另一端连接有二极管D5的一端和晶体管Q2的引脚1，所述二极管D5的另一端与电容C1的另一端相连接；所述晶体管Q2的引脚2连接有晶体管Q1的引脚2，所述晶体管Q1的引脚1连接电阻R3的一端和二极管D4的一端，所述电阻R3的另一端连接有电阻R4的一端和零线N2的引脚3，所述电阻R4的另一端连接有二极管D2的一端和电容C2的一端，所述二极管D2的另一端和所述二极管D3的另一端相连接；所述零线N1的引脚1连接有电阻R7的一端，所述零线N1的引脚2连接电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端接地，所述电阻R7的另一端连接有电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端连接有二极管D6的一端和晶体管Q5的引脚1，所述零线N2的引脚1连接电阻R6的一端和电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端与零线N2的引脚2相连接，所述电阻R9的另一端接地，所述电阻R6的另一端连接有电阻R11的一端，所述电阻R11的另一端连接有晶体管Q4的引脚1和二极管D7的一端；所述晶体管Q5的引脚3与晶体管Q4的引脚3相连接，所述晶体管Q5的引脚2与晶体管Q2的引脚3相连接，所述晶体管Q4的引脚2与晶体管Q1的引脚3相连接。

优选的，还包括AC输出接口，所述AC输出接口的引脚3与晶体管Q5的引脚2相连接，所述AC输出接口的引脚2与晶体管Q4的引脚2相连接；所述晶体管Q5的引脚3接地。

优选的，所述直流反馈稳压电路包括电阻R12，所述电阻R12的一端与电阻R13的一端相连接，所述电阻R13的另一端接地；所述DC转DC升压控制电路包括升压控制芯片IC1，所述升压控制芯片IC1的引脚6与电阻R12的一端相连接，所述升压控制芯片IC1的引脚8与所述晶体管Q3的引脚1相连接，所述升压控制芯片IC1的引脚3与电阻R5相连接，所述升压控制芯片IC1的引脚1接地。

优选的，所述温度采样电路包括可变电阻RT1，所述可变电阻RT1的一端连接有电阻R14的一端和电容C4的一端，所述电容C4的另一端与所述电阻R14的另一端相连接，所述电阻R14的另一端接地。

优选的，所述MCU控制电路包括升压控制芯片IC2，所述升压控制芯片IC2的引脚2与可变电阻RT1的一端相连接，所述升压控制芯片IC2的引脚1接地；所述负载功率检测放大电路包括升压控制芯片IC3A，所述升压控制芯片IC3A的引脚1与升压控制芯片IC2的引脚3相连接；所述升压控制芯片IC3A的引脚2连接电阻R17的一端，所述电阻R17的另一端连接电容C5的一端，所述升压控制芯片IC3A的引脚3连接电阻R16的一端，所述电阻R16的另一端连接有电容C5的另一端，所述电容C5的另一端接地；所述升压控制芯片IC3A的引脚4接地，所述升压控制芯片IC3A的引脚2还连接有电阻R18的一端和电容C6的一端，所述电阻R18的另一端和电容C6的另一端均与所述升压控制芯片IC3A的引脚1相连接。

优选的，所述风扇电路包括风扇FAN1和二极管D8，所述二极管D8的两端分别与风扇FAN1的两端相连接，所述二极管D8的一端还连接零线N3的一端，所述零线N3的另一端连接有电阻R15的一端，所述电阻R15的另一端连接升压控制芯片IC2的引脚10；所述升压控制芯片IC2的引脚8与电阻R6相连接，所述升压控制芯片IC2的引脚9与电阻R7相连接，所述N3的一端接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过升压控制芯片产生PWM信号，控制功率开关器件，电池电压通过功率开关器件，升压电感、升压二极管和高压滤波电容，直接将直流48V电池电压升高到160V高压直流电；再经过逆变器桥将高压直流电变换成AC120V 60Hz的交流电，供设备使用，使本装置没有变压器，较少了一级变换；元件件少，成本低；逆变效率高可到95％左右，体积小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-电池、2-DC转DC升压电路、3-DC转AD逆变电路、4-直流反馈稳压电路、5-DC转DC升压控制电路、6-温度采样电路、7-MCU控制电路、8-负载功率检测放大电路、9-风扇电路、10-电源电路。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，一种电动工具电池供电的逆变电源，包括电池1、直流反馈稳压电路4、温度采样电路6、负载功率检测放大电路8和电源电路10，电池1的输出端连接有DC转DC升压电路2的输入端，DC转DC升压电路2的输出端连接有DC转AD逆变电路3的输入端；直流反馈稳压电路4的输出端连接有DC转DC升压控制电路5的输入端，DC转DC升压控制电路5的输出端与DC转DC升压电路2的输入端相连接；温度采样电路6的输出端连接有MCU控制电路7的输入端，MCU控制电路7的输出端与DC转AD逆变电路3的输入端相连接；负载功率检测放大电路8的输出端与MCU控制电路7的输入端相连接，MCU控制电路7的输入端连接有风扇电路9的输出端；电源电路10的输出端分别连接DC转AD逆变电路3、DC转DC升压控制电路5和风扇电路9的输入端。

进一步的，DC转DC升压电路2包括开关SW，开关SW的一端连接有熔断器1的一端，开关SW的另一端连接有双向可控硅BTA的一端和电感L2的一端，熔断器1的另一端与电池1相连接；电感L2的另一端连接有电感L1的一端，电感L1的另一端连接有二极管D1的一端和晶体管Q3的引脚2；晶体管Q3的引脚3连接有电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地。

在本实施方式中，通过设置电池1，其中电池1为供电电源，一般是蓄电池。通过设置DC转DC升压电路2，其中DC转DC升压电路2为DCDC升压电路(PFC升压电路)，将DC48V直流电升高到160V直流电。

进一步的，DC转AD逆变电路3包括二极管D3，二极管D3的一端连接有电阻R1的一端和电容C1的一端，电阻R1的另一端连接有电阻R2的一端和零线N1的引脚3，电阻R2的另一端连接有二极管D5的一端和晶体管Q2的引脚1，二极管D5的另一端与电容C1的另一端相连接；晶体管Q2的引脚2连接有晶体管Q1的引脚2，晶体管Q1的引脚1连接电阻R3的一端和二极管D4的一端，电阻R3的另一端连接有电阻R4的一端和零线N2的引脚3，电阻R4的另一端连接有二极管D2的一端和电容C2的一端，二极管D2的另一端和二极管D3的另一端相连接；零线N1的引脚1连接有电阻R7的一端，零线N1的引脚2连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，电阻R7的另一端连接有电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接有二极管D6的一端和晶体管Q5的引脚1，零线N2的引脚1连接电阻R6的一端和电阻R9的一端，电阻R9的另一端与零线N2的引脚2相连接，电阻R9的另一端接地，电阻R6的另一端连接有电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接有晶体管Q4的引脚1和二极管D7的一端；晶体管Q5的引脚3与晶体管Q4的引脚3相连接，晶体管Q5的引脚2与晶体管Q2的引脚3相连接，晶体管Q4的引脚2与晶体管Q1的引脚3相连接。还包括AC输出接口，AC输出接口的引脚3与晶体管Q5的引脚2相连接，AC输出接口的引脚2与晶体管Q4的引脚2相连接；晶体管Q5的引脚3接地。

在本实施方式中，通过设置DC转AD逆变电路3，其中DC转AD逆变电路3为DCAC逆变桥电路，将160V直流电转换成AC120V/60Hz交流电供设备使用。

进一步的，直流反馈稳压电路4包括电阻R12，电阻R12的一端与电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端接地；DC转DC升压控制电路5包括升压控制芯片IC1，升压控制芯片IC1的引脚6与电阻R12的一端相连接，升压控制芯片IC1的引脚8与晶体管Q3的引脚1相连接，升压控制芯片IC1的引脚3与电阻R5相连接，升压控制芯片IC1的引脚1接地。

在本实施方式中，通过设置直流反馈稳压电路4，其中直流反馈稳压电路4为直流高压反馈稳压电路，直流高压通过R12与R13分压后给到IC1的6脚，IC1根据反馈量调整驱动输出的占空比，有效控制直流高压稳定在设定的范围内正常稳定工作。

通过设置DC转DC升压控制电路5，其中DC转DC升压控制电路5为DCDC专用升压控制芯片(IC1),IC1提供PWM驱动信号控制升压MOS管，升压模块中的Q3，直流反馈稳压电路4检测升压后的电压做精准直流电压限制；IC1的3脚检测负载电流。

进一步的，温度采样电路6包括可变电阻RT1，可变电阻RT1的一端连接有电阻R14的一端和电容C4的一端，电容C4的另一端与电阻R14的另一端相连接，电阻R14的另一端接地。

在本实施方式中，通过设置温度采样电路6，该温度采样电路6为内部温度采样电路，将采集到的温度信号给到单片机，有单片机时时监控整机工作的环境状态，当内部环境温度超过器件的极限值时，单片机将发出指令关闭整个系统。

进一步的，MCU控制电路7包括升压控制芯片IC2，升压控制芯片IC2的引脚2与可变电阻RT1的一端相连接，升压控制芯片IC2的引脚1接地；负载功率检测放大电路8包括升压控制芯片IC3A，升压控制芯片IC3A的引脚1与升压控制芯片IC2的引脚3相连接；升压控制芯片IC3A的引脚2连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端连接电容C5的一端，升压控制芯片IC3A的引脚3连接电阻R16的一端，电阻R16的另一端连接有电容C5的另一端，电容C5的另一端接地；升压控制芯片IC3A的引脚4接地，升压控制芯片IC3A的引脚2还连接有电阻R18的一端和电容C6的一端，电阻R18的另一端和电容C6的另一端均与升压控制芯片IC3A的引脚1相连接。

在本实施方式中，通过设置MCU控制电路7，其中MCU控制电路7为单片机IC2，IC2的2脚检测内部环境温度；3脚检测输出功率，输出功率有负载功率检测放大电路(负载功率检测放大电路8)提供；IC2的8脚9脚输出60Hz互补180度的方波，控制模块3中的逆变桥的控制电路。

进一步的，风扇电路9包括风扇FAN1和二极管D8，二极管D8的两端分别与风扇FAN1的两端相连接，二极管D8的一端还连接零线N3的一端，零线N3的另一端连接有电阻R15的一端，电阻R15的另一端连接升压控制芯片IC2的引脚10；升压控制芯片IC2的引脚8与电阻R6相连接，升压控制芯片IC2的引脚9与电阻R7相连接，N3的一端接地。

在本实施方式中，通过设置负载功率检测放大电路8，其中负载功率检测放大电路8为输出功率检测放大电路，检测到的微弱的负载电流信号通过放大器放大后，将负载信号提供给单片机，由单片机(IC2)根据设计计算后控制AC输出电压和风扇，时时调整工作状态。

通过设置风扇电路9，其中风扇电路9为风扇控制电路，由风扇电路9中的IC2单片机提供信号，当产品的内部温度超过规定温度时打开风扇给整个系统散热。

通过设置电源电路10，其中电源电路10为系统供电电源电路，为系统提供工作电压。

图中的负载为用户的负载(可以是灯泡，风扇等设备)，而图中的AC输出插座，为负载提供交流电。

综上所述，通过升压控制芯片产生PWM信号，控制功率开关器件，电池电压通过功率开关器件，升压电感、升压二极管和高压滤波电容，直接将直流48V电池电压升高到160V高压直流电；再经过逆变器桥将高压直流电变换成AC120V 60Hz的交流电，供设备使用，使本装置没有变压器，较少了一级变换；元件件少，成本低；逆变效率高可到95％左右，体积小。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动工具电池供电的逆变电源，其特征在于：包括电池(1)、直流反馈稳压电路(4)、温度采样电路(6)、负载功率检测放大电路(8)和电源电路(10)，所述电池(1)的输出端连接有DC转DC升压电路(2)的输入端，所述DC转DC升压电路(2)的输出端连接有DC转AD逆变电路(3)的输入端；

所述直流反馈稳压电路(4)的输出端连接有DC转DC升压控制电路(5)的输入端，所述DC转DC升压控制电路(5)的输出端与所述DC转DC升压电路(2)的输入端相连接；

所述温度采样电路(6)的输出端连接有MCU控制电路(7)的输入端，所述MCU控制电路(7)的输出端与所述DC转AD逆变电路(3)的输入端相连接；

所述负载功率检测放大电路(8)的输出端与所述MCU控制电路(7)的输入端相连接，所述MCU控制电路(7)的输入端连接有风扇电路(9)的输出端；

所述电源电路(10)的输出端分别连接所述DC转AD逆变电路(3)、DC转DC升压控制电路(5)和风扇电路(9)的输入端。

2.如权利要求1所述的一种电动工具电池供电的逆变电源，其特征在于：所述DC转DC升压电路(2)包括开关SW，所述开关SW的一端连接有熔断器1的一端，所述开关SW的另一端连接有双向可控硅BTA的一端和电感L2的一端，所述熔断器1的另一端与电池(1)相连接；

所述电感L2的另一端连接有电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接有二极管D1的一端和晶体管Q3的引脚2；

所述晶体管Q3的引脚3连接有电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端接地。

3.如权利要求2所述的一种电动工具电池供电的逆变电源，其特征在于：所述DC转AD逆变电路(3)包括二极管D3，所述二极管D3的一端连接有电阻R1的一端和电容C1的一端，所述电阻R1的另一端连接有电阻R2的一端和零线N1的引脚3，所述电阻R2的另一端连接有二极管D5的一端和晶体管Q2的引脚1，所述二极管D5的另一端与电容C1的另一端相连接；

所述晶体管Q2的引脚2连接有晶体管Q1的引脚2，所述晶体管Q1的引脚1连接电阻R3的一端和二极管D4的一端，所述电阻R3的另一端连接有电阻R4的一端和零线N2的引脚3，所述电阻R4的另一端连接有二极管D2的一端和电容C2的一端，所述二极管D2的另一端和所述二极管D3的另一端相连接；

所述零线N1的引脚1连接有电阻R7的一端，所述零线N1的引脚2连接电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端接地，所述电阻R7的另一端连接有电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端连接有二极管D6的一端和晶体管Q5的引脚1；

所述零线N2的引脚1连接电阻R6的一端和电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端与零线N2的引脚2相连接，所述电阻R9的另一端接地，所述电阻R6的另一端连接有电阻R11的一端，所述电阻R11的另一端连接有晶体管Q4的引脚1和二极管D7的一端；

所述晶体管Q5的引脚3与晶体管Q4的引脚3相连接，所述晶体管Q5的引脚2与晶体管Q2的引脚3相连接，所述晶体管Q4的引脚2与晶体管Q1的引脚3相连接。

4.如权利要求3所述的一种电动工具电池供电的逆变电源，其特征在于：还包括AC输出接口，所述AC输出接口的引脚3与晶体管Q5的引脚2相连接，所述AC输出接口的引脚2与晶体管Q4的引脚2相连接；

所述晶体管Q5的引脚3接地。

5.如权利要求4所述的一种电动工具电池供电的逆变电源，其特征在于：所述直流反馈稳压电路(4)包括电阻R12，所述电阻R12的一端与电阻R13的一端相连接，所述电阻R13的另一端接地；

所述DC转DC升压控制电路(5)包括升压控制芯片IC1，所述升压控制芯片IC1的引脚6与电阻R12的一端相连接，所述升压控制芯片IC1的引脚8与所述晶体管Q3的引脚1相连接，所述升压控制芯片IC1的引脚3与电阻R5相连接，所述升压控制芯片IC1的引脚1接地。

6.如权利要求5所述的一种电动工具电池供电的逆变电源，其特征在于：所述温度采样电路(6)包括可变电阻RT1，所述可变电阻RT1的一端连接有电阻R14的一端和电容C4的一端，所述电容C4的另一端与所述电阻R14的另一端相连接，所述电阻R14的另一端接地。

7.如权利要求6所述的一种电动工具电池供电的逆变电源，其特征在于：所述MCU控制电路(7)包括升压控制芯片IC2，所述升压控制芯片IC2的引脚2与可变电阻RT1的一端相连接，所述升压控制芯片IC2的引脚1接地；

所述负载功率检测放大电路(8)包括升压控制芯片IC3A，所述升压控制芯片IC3A的引脚1与升压控制芯片IC2的引脚3相连接；

所述升压控制芯片IC3A的引脚2连接电阻R17的一端，所述电阻R17的另一端连接电容C5的一端，所述升压控制芯片IC3A的引脚3连接电阻R16的一端，所述电阻R16的另一端连接有电容C5的另一端，所述电容C5的另一端接地；

所述升压控制芯片IC3A的引脚4接地，所述升压控制芯片IC3A的引脚2还连接有电阻R18的一端和电容C6的一端，所述电阻R18的另一端和电容C6的另一端均与所述升压控制芯片IC3A的引脚1相连接。

8.如权利要求7所述的一种电动工具电池供电的逆变电源，其特征在于：所述风扇电路(9)包括风扇FAN1和二极管D8，所述二极管D8的两端分别与风扇FAN1的两端相连接，所述二极管D8的一端还连接零线N3的一端，所述零线N3的另一端连接有电阻R15的一端，所述电阻R15的另一端连接升压控制芯片IC2的引脚10；

所述升压控制芯片IC2的引脚8与电阻R6相连接，所述升压控制芯片IC2的引脚9与电阻R7相连接，所述N3的一端接地。

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