專利名稱：一種寬量程輸入直流整流濾波電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種寬量程輸入直流整流濾波電路，具體為專用于24V蓄電池的一種寬量程輸入、高可靠、低損耗直流升降壓電路，屬電工技術(shù)中整流技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通常配置有24V可充電蓄電池，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其所帶的交流發(fā)電機(jī)需要對(duì)該蓄電池充電，以供其它設(shè)備使用，由于直流用電負(fù)載的多樣性、重要性及用電過程中負(fù)荷電流的不穩(wěn)定性，使得直流電源的適應(yīng)性變得非常重要，例如以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的汽車，車上所配置的電控裝置都需要穩(wěn)定可靠的供電電源，否則將不利于車輛的安全平穩(wěn)運(yùn)行，甚至大大縮短系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的使用壽命，因此一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、便于實(shí)現(xiàn)的開關(guān)電源電路成為必需裝置。中國(guó)發(fā)明專利《一種自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源》(申請(qǐng)?zhí)?200720188553. X申請(qǐng)日2007-12_19)，采用了電壓比較電路和儲(chǔ)能濾波電路，使在輸入和輸出電壓波動(dòng)較大、甚至于蓄電池?cái)嚅_的情況下，可保持輸出電壓穩(wěn)定，適合各種排量的摩托車和汽車使用，其不足之處在于該電路實(shí)際上僅適宜在摩托車上使用，由于電路中沒有集成模塊，采用的獨(dú)立元器件較多，當(dāng)大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品的一致性較差，其成品率必然低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)所述問題，提出一種寬量程輸入直流整流濾波電路，專用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛的24V蓄電池充電裝置，電路的穩(wěn)定度高，可輸出電流大，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，當(dāng)進(jìn)行規(guī)?；鷷r(shí)，產(chǎn)品的一致性好、成品率高。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種寬量程輸入直流整流濾波電路，包括過流保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路、濾波電路、降壓電路、升壓電路和輸出電路，所述的過流保護(hù)電路輸出端與過壓保護(hù)電路輸入端相接，過壓保護(hù)電路輸出端與濾波電路輸入端相接，濾波電路輸出端與降壓電路輸入端相接，降壓電路輸出端與升壓電路輸入端相接，輸出電路輸入端及降壓電路反饋輸入端，均與升壓電路輸出端相接。如上所述的一種寬量程輸入直流整流濾波電路，所述的過流保護(hù)電路由單向二極管與熔斷器串聯(lián)組成，過壓保護(hù)電路由壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)，濾波電路由高頻濾波電容與低頻濾波電容并聯(lián)，降壓電路由集成穩(wěn)壓模塊及穩(wěn)壓二極管、續(xù)流二極管及儲(chǔ)能電感組成，升壓電路包括開關(guān)管及續(xù)流二極管、還有穩(wěn)壓二極管、電阻及電容串聯(lián)的反饋信號(hào)采樣回路組成，所述的反饋信號(hào)輸出端與降壓回路的集成穩(wěn)壓模塊反饋輸入端連接， 輸出電路由大容量電解電容及高頻濾波電容并聯(lián)。本發(fā)明的有益效果是該電路可根據(jù)輸入電壓大小，自動(dòng)啟動(dòng)升降壓控制電路，利用一個(gè)儲(chǔ)能電感線圈，實(shí)現(xiàn)電源電壓輸入范圍為12V 48V、帶載能力可達(dá)1A、輸出電壓維持在26V 29V的穩(wěn)壓功能，滿足后續(xù)電路18V 36V電壓輸入范圍要求，輸入電源變化范圍寬，功率器件自身功耗小，工作效率高，電路工作模式簡(jiǎn)單，外圍器件少，可靠性高。


圖1為本發(fā)明電路圖。1 一過流保護(hù)電路，2—過壓保護(hù)電路，3—濾波電路，4一降壓電路，5—升壓電路， 6—輸出電路；D3—直流輸入端正極，D4—直流輸入端負(fù)極，D7、D16、D17—單向二極管，F(xiàn)2— 熔斷器，RZ2—壓敏電阻，Z15、Z20、Z21—續(xù)流二極管，C12、C20 —電容，E4、E9、E10、E11—電容，U3—集成穩(wěn)壓模塊LM2575HV-5. 0，L2—儲(chǔ)能電感，U2—PWM開關(guān)管，R30 —電阻。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明
參照附圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例由過流保護(hù)電路1，過壓保護(hù)電路2，濾波電路3，降壓電路4，升壓電路5，輸出電路6組成。其中Ell是680uF的電解電容，E4、E10分別為470 uF、 1000 uF的電解電容或鉭電容，C12、C20是瓷介質(zhì)電容，穩(wěn)壓二極管Z15、Z20的穩(wěn)壓值分別為20VJ4V，U2為T0P104型號(hào)的PWM開關(guān)管，U3為L(zhǎng)M2575HV-5. 0型集成穩(wěn)壓模塊，D16, D17選用具有反向恢復(fù)時(shí)間較短、正向壓降較低、反向擊穿電壓較高、開關(guān)特性好的快恢復(fù)二極管或肖特基二極管作為續(xù)流二級(jí)管，儲(chǔ)能電感L2由一對(duì)磁環(huán)和線圈繞制而成，所用磁環(huán)磁性材料為i^eNiMo，線圈由直徑為0. 74 mm漆包線繞制，圈數(shù)為48圈，電感值為530uH 630uH。電源電壓輸入范圍為12V 48V，D3接電源正極，D4接電源負(fù)極，輸出電壓可維持在^Vl9V，帶負(fù)載能力可達(dá)1A。本發(fā)明實(shí)施例工作過程如下輸入電壓首先經(jīng)過防反接與過流保護(hù)電路1，用于接收正輸入電壓，根據(jù)車輛用電負(fù)荷電壓波動(dòng)范圍大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)有由壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管組成的過壓保護(hù)電路2，如果電源斷通瞬間產(chǎn)生高壓、異常過壓會(huì)導(dǎo)致壓敏電阻 RZ2兩端電壓升高，當(dāng)電壓達(dá)到或超過47V時(shí)，壓敏電阻RZ2阻值變小，造成原電路短路，使得后續(xù)元器件及線路受到保護(hù)，當(dāng)電壓低于47V時(shí)，相對(duì)于后續(xù)電路而言，壓敏電阻RZ2阻抗很高，不會(huì)改變?cè)O(shè)計(jì)電路特性。為防過電壓、抗干擾、吸收浪涌功率等，同時(shí)設(shè)計(jì)有瞬態(tài)抑制穩(wěn)壓二極管Z21，當(dāng)電壓小于臨界值前，電阻很大，基本可認(rèn)為是開路，當(dāng)電路有超過51V高能量的大脈沖時(shí)，其工作阻抗立即降至極低的導(dǎo)通值，從而允許大電流通過，電流急驟上升，同時(shí)把電壓箝制在預(yù)定水平，相應(yīng)時(shí)間僅為10 - 12毫秒，同時(shí)保險(xiǎn)管F2斷開，因此可有效地保護(hù)后續(xù)線路中的精密元器件，防止過電壓進(jìn)入線路板，提高了電路的工作可靠性。濾波電路3中，Ell選用680uF的電解電容，并盡量靠近降壓開關(guān)器件，在降壓電路4輸入端得到穩(wěn)定電壓。降壓電路所用穩(wěn)壓器為L(zhǎng)M2575 — 5. OHVT型號(hào)的集成穩(wěn)壓模塊 U3, U3內(nèi)部集成了一個(gè)固定的振蕩器，振蕩頻率MKHz，芯片提供外部控制引腳，多數(shù)情況下不需散熱片，具有完善的電流限制及熱關(guān)斷保護(hù)電路。當(dāng)輸入電壓低于時(shí)，24V反饋穩(wěn)壓二極管Z20截止，反饋電壓低于5V，同U3內(nèi)部電壓基準(zhǔn)比較偏低，內(nèi)部放大器控制內(nèi)部振蕩器以提高輸出占空比，最大可達(dá)98 %，幾乎全導(dǎo)通，從而有效轉(zhuǎn)換輸入電壓。當(dāng)U3輸入端電壓高于29V時(shí)，24V反饋穩(wěn)壓二極管Z20擊穿，反饋端電壓高于5V，同U3內(nèi)部電壓基準(zhǔn)比較偏高，內(nèi)部放大器控制內(nèi)部振蕩器以降低輸出占空比，反饋電壓越高，占空比越小，從而達(dá)到降壓目的。在進(jìn)行電壓調(diào)整過程中，如果U3導(dǎo)通，D17截止，儲(chǔ)能電感L2電流增加進(jìn)行儲(chǔ)能，自身產(chǎn)生反向電壓，輸出電壓降低，如果U3關(guān)斷，儲(chǔ)能電感L2電流減小，釋放能量，產(chǎn)生反向電壓，通過續(xù)流二極管D17形成供電回路。升壓電路由三端PWM開關(guān)管U2 (型號(hào)T0P104)、續(xù)流二極管D16、儲(chǔ)能電感L2、反饋檢測(cè)控制電路(Z15、R30和E9串聯(lián))組成反饋檢測(cè)點(diǎn)并接在E9的正端，U2具有自啟動(dòng)功能，內(nèi)部集成振蕩器，振蕩頻率為100K。如果控制引腳電壓小于5. 7V，芯片由輸出引腳通過內(nèi)部恒流源對(duì)控制引腳充電，當(dāng)控制電壓升高到5. 7V時(shí)，芯片開始振蕩，輸出MOS管導(dǎo)通， 儲(chǔ)能電感L2儲(chǔ)能，與輸出電容E4電壓疊加，電壓升高，同時(shí)控制端開始放電，電壓減小，當(dāng)電壓小于4. 7V時(shí)，MOS管關(guān)斷，振蕩停止，繼續(xù)對(duì)控制端自啟動(dòng)電容進(jìn)行充電，如此電路反復(fù)進(jìn)行充電，輸出電壓不斷升高，直到輸出電壓大于25. 7V時(shí)，經(jīng)過20V穩(wěn)壓二極管Z15，在控制輸入端得到大于5. 7V的控制電壓，控制端電壓由外部穩(wěn)壓電路維持在5. 7V，維持芯片振蕩，電壓繼續(xù)升高，控制端電壓相應(yīng)升高，當(dāng)控制端電壓大于5. 7V時(shí)，通過芯片內(nèi)部觸發(fā)關(guān)斷電路關(guān)斷輸出，使輸出電壓維持在25. 7V。輸出電路6中，E4、E10分別為470 uFUOOO uF的電解電容或鉭電容，C12為瓷介
電容，用于對(duì)開關(guān)電源產(chǎn)生的不同頻率的紋波電壓進(jìn)行濾波，在后續(xù)電路得到穩(wěn)定的直流電壓。
權(quán)利要求
1.一種寬量程輸入直流整流濾波電路，包括過流保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路、濾波電路、 降壓電路、升壓電路和輸出電路，其特征在于所述的過流保護(hù)電路輸出端與過壓保護(hù)電路輸入端相接，過壓保護(hù)電路輸出端與濾波電路輸入端相接，濾波電路輸出端與降壓電路輸入端相接，降壓電路輸出端與升壓電路輸入端相接，輸出電路輸入端及降壓電路反饋輸入端，均與升壓電路輸出端相接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬量程輸入直流整流濾波電路，其特征在于所述的過流保護(hù)電路由單向二極管與熔斷器串聯(lián)組成，過壓保護(hù)電路由壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)，濾波電路由高頻濾波電容與低頻濾波電容并聯(lián)，降壓電路由集成穩(wěn)壓模塊及穩(wěn)壓二極管、續(xù)流二極管及儲(chǔ)能電感組成，升壓電路包括開關(guān)管及續(xù)流二極管、還有穩(wěn)壓二極管、電阻及電容串聯(lián)的反饋信號(hào)采樣回路組成，所述的反饋信號(hào)輸出端與降壓回路的集成穩(wěn)壓模塊反饋輸入端連接，輸出電路由大容量電解電容及高頻濾波電容并聯(lián)。
全文摘要
一種寬量程輸入直流整流濾波電路，包括過流保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路、濾波電路、降壓電路、升壓電路和輸出電路，所述的過流保護(hù)電路輸出端與過壓保護(hù)電路輸入端相接，過壓保護(hù)電路輸出端與濾波電路輸入端相接，濾波電路輸出端與降壓電路輸入端相接，降壓電路輸出端與升壓電路輸入端相接，輸出電路輸入端及降壓電路反饋輸入端，均與升壓電路輸出端相接。本發(fā)明電路可根據(jù)輸入電壓大小，自動(dòng)啟動(dòng)升降壓控制電路，輸入電源變化范圍寬，功率器件自身功耗小，工作效率高，電路工作模式簡(jiǎn)單，外圍器件少，可靠性高。
文檔編號(hào)H02H7/10GK102510205SQ20111034816
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者姜承負(fù), 孟長(zhǎng)江, 焦玉琴, 王孝, 白思春, 褚全紅 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)第七0研究所