CN220964672U - 一种直流电源转双向脉冲电源转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流电源转双向脉冲电源转换装置，属于电源装置领域，包括机箱，机箱上层放置有直流稳压电源，下层放置有双向脉冲转换装置，其特征在于，双向脉冲转换装置包括开关电源、转换控制板、风扇、IGBT1组合和IGBT2组合；转换控制板包括RS485接口电路、电源电路、隔离电源、单片机、光耦1、光耦2、光耦3和光耦4；IGBT1组合包括IGBT1和IGBT驱动板1。本实用新型提供一种电源转换装置，能够利用单一直流电源转换输出双向脉冲电源，且正负脉冲宽度均可以单独调节。

Description

一种直流电源转双向脉冲电源转换装置

技术领域

本实用新型涉及电源装置领域，尤其涉及一种直流电源转双向脉冲电源转换装置。

背景技术

电源为电子系统运行提供能源，是电子系统中必不可少的部分。在很多工作场合，特别是在对电子设备进行测试的时候，有时候需要可调脉冲宽度的脉冲电源。通常的脉冲电源输出的是50%占空比的方波，且价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电源转换装置，能够利用单一直流电源转换输出双向脉冲电源，且正负脉冲宽度均可以单独调节。

本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种直流电源转双向脉冲电源转换装置，包括机箱，机箱上层放置有直流稳压电源，下层放置有双向脉冲转换装置，其特征在于，双向脉冲转换装置包括开关电源、转换控制板、风扇、IGBT1组合和IGBT2组合；转换控制板包括RS485接口电路、电源电路、隔离电源、单片机、光耦1、光耦2、光耦3和光耦4；IGBT1组合包括IGBT1和IGBT驱动板1；IGBT2组合包括IGBT2和IGBT驱动板2；RS485接口电路实现参数的设置，一端用于连接到外部控制设备，RS485接口电路的另一端连接到单片机；单片机的输出控制信号连接到光耦1、光耦2、光耦3、光耦4的输入端；光耦1、光耦2的输出端连接到IGBT驱动板1的控制输入端；IGBT驱动板1的输出端连接到IGBT1的控制极；光耦3、光耦4的输出端连接到IGBT驱动板2的控制输入端；IGBT驱动板2的输出端连接到IGBT2的控制极。

在上述技术方案中，优选地，电源电路连接到IGBT1驱动板和IGBT2驱动板，为其提供工作电源，同时连接到隔离电源的输入端；隔离电源的输出端连接到RS485接口电路和单片机，为其提供工作电源。

在上述技术方案中，优选地，单片机具有双路带死区的PWM互补输出。

在上述技术方案中，优选地，IGBT1和IGBT2使用串联型IGBT模块。

在上述技术方案中，优选地，单片机输出信号通过光耦1、光耦2、光耦3、光耦4隔离驱动IGBT驱动板1、IGBT驱动板2。

在上述技术方案中，优选地，开关电源为转换控制板和风扇提供工作电源。

本实用新型提供的直流电源转双向脉冲电源转换装置，能够通过单一直流电源转换产生脉冲电源，价格便宜，具有很高的性价比；可灵活设定输出频率，调节正脉冲和负脉冲的占空比，适用性好。使用IGBT模块切换，可用于高压大电流的大功率电源，通过RS485接口进行参数设置，利于远程控制，同时使用RS485接口可以方便地进行多机联网，便于实现系统集成。

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图2为本实用新型RS485接口电路示意图；

图3为本实用新型电源电路示意图；

图4为本实用新型机箱结构示意图；

图5为本实用新型双向脉冲转换装置示意图；

图6为本实用新型工作原理图；

图7为本实用新型输出波形和控制信号关系图。

原附图中标记说明：1-机箱；2-直流稳压电源；3-双向脉冲转换装置；4-开关电源；5-转换控制板；6-风扇；7-IGBT1组合；8-IGBT2组合。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-图3所示，本实用新型包括RS485接口电路、电源电路、隔离电源、单片机、光耦1、光耦2、光耦3、光耦4、IGBT驱动板1、IGBT驱动板2、IGBT1、IGBT。

RS485接口电路以MAX1487芯片为核心组成，一端用于连接到外部控制设备，接收外部设备提供的指令，拥于设置相应输出参数，如频率、正脉冲占空比、负脉冲占空比，RS485接口电路的另一端连接到单片机。单片机的输出控制信号连接到光耦1、光耦2、光耦3、光耦4的输入端。光耦1、光耦2的输出端连接到IGBT驱动板的控制输入端。IGBT驱动板1的输出端连接到IGBT1的控制极。光耦3、光耦4的输出端连接到IGBT驱动板2的控制输入端。IGBT驱动板2的输出端连接到IGBT2的控制极。

电源电路连接到IGBT1驱动板和IGBT2驱动板，为其提供工作电源，同时连接到隔离电源的输入端。隔离电源的输出端连接到RS485接口电路和单片机，为其提供工作电源。电源电路以XL1509-adj芯片为核心组成，将外接24V电源转换为IGBT驱动板和IGBT驱动板2所需的15V工作电源。

如图4所示，直流稳压电源2和双向脉冲转换装置3分别安装在机箱1的上层和下层；双向脉冲转换装置3如图5所示，RS485接口电路、电源电路、隔离电源、单片机、光耦1、光耦2、光耦3和光耦4组装成转换控制板5；IGBT1和IGBT驱动板1组装在一起为IGBT1组合7；IGBT2和IGBT驱动板2组装在一起为IGBT2组合8；风扇6为IGBT1组合和IGBT2组合提供散热；开关电源为转换控制板和风扇提供工作电源。

如图6和图7所示，Q1和Q2为两个串联型IGBT模块。控制信号1分别通过驱动板加到Q1的G1、E1间和Q2的G2、E2间，同时，控制信号2通过驱动板加到Q1的G2、E2间和Q2的G1、E1。

当控制信号1为高电平、控制信号2为低电平时，Q1的G1、E1间和Q2的G2、E2间同时加上正电压，且Q1的G2、E2间和Q2的G1、E1间同时加上零电压，则Q1的上端导通、下端截止，Q2的上端截止、下端导通，此时输出正和输入正相连，输出负与输入负相连，输出正电压；当控制信号1为低电平、控制信号2为高电平时，Q1的G2、E2间和Q2的G1、E1间加上正电压，且Q1的G1、E1间和Q2的G2、E2间加上零电压，则Q1的下端导通、上端截止，Q2的下端截止、上端导通，此时输出正和输入负相连，输出负与输入正相连，输出负电压；当控制信号1为低电平、控制信号2为低电平时，Q1的G2、E2间和Q2的G1、E1间加上零电压，且Q1的G1、E1间和Q2的G2、E2间加上零电压，则Q1的下端截止、上端截止，Q2的下端截止、上端截止，此时输出正、输出负与输入正、输出负电压全部断开，输出电压为0V。

通过改变控制信号1和控制信号2的周期和占空比，可以方便的改变输出电压的波形和频率。

本实施例实际实现了1000V 500A直流电源转脉冲电源输出，输出频率从100Hz到3000Hz可调，正负脉冲占空比0%-100%可调。

以上所述仅是本实用新型的一个优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变化和替换，这些变化和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种直流电源转双向脉冲电源转换装置，包括机箱（1），机箱上层放置有直流稳压电源（2），下层放置有双向脉冲转换装置（3），其特征在于，双向脉冲转换装置（3）包括开关电源（4）、转换控制板（5）、风扇（6）、IGBT1组合（7）和IGBT2组合（8）；转换控制板（5）包括RS485接口电路、电源电路、隔离电源、单片机、光耦1、光耦2、光耦3和光耦4；IGBT1组合（7）包括IGBT1和IGBT驱动板1；IGBT2组合（8）包括IGBT2和IGBT驱动板2；RS485接口电路实现参数的设置，一端用于连接到外部控制设备，RS485接口电路的另一端连接到单片机；单片机的输出控制信号连接到光耦1、光耦2、光耦3、光耦4的输入端；光耦1、光耦2的输出端连接到IGBT驱动板1的控制输入端；IGBT驱动板1的输出端连接到IGBT1的控制极；光耦3、光耦4的输出端连接到IGBT驱动板2的控制输入端；IGBT驱动板2的输出端连接到IGBT2的控制极。

2.根据权利要求1所述的直流电源转双向脉冲电源转换装置，其特征在于，电源电路连接到IGBT1驱动板和IGBT2驱动板，为其提供工作电源，同时连接到隔离电源的输入端；隔离电源的输出端连接到RS485接口电路和单片机，为其提供工作电源。

3.根据权利要求2所述的直流电源转双向脉冲电源转换装置，其特征在于，单片机具有双路带死区的PWM互补输出。

4.根据权利要求2所述的直流电源转双向脉冲电源转换装置，其特征在于，IGBT1和IGBT2使用串联型IGBT模块。

5.根据权利要求2所述的直流电源转双向脉冲电源转换装置，其特征在于，单片机输出信号通过光耦1、光耦2、光耦3、光耦4隔离驱动IGBT驱动板1、IGBT驱动板2。

6.根据权利要求2所述的直流电源转双向脉冲电源转换装置，其特征在于，开关电源（4）为转换控制板（5）和风扇（6）提供工作电源。