專利名稱：一種電壓轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輸電領(lǐng)域，尤其涉及一種電壓轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
在日常生活以及工業(yè)控制的各類用電器中一般都是以直流電壓作為電源的，但是輸電線路提供的是220V的交流電，所以，如何將交流電壓轉(zhuǎn)換成適合用電器使用的直流電壓，并且具有高的轉(zhuǎn)換效率一直是我們關(guān)心的問題。眾所周知，轉(zhuǎn)換原理是先對(duì)交流電壓進(jìn)行降壓，再進(jìn)行全波或半波整流，再濾波， 然后直接供給用電器。目前，現(xiàn)有技術(shù)一般采用以下三種方式實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換1. 一般正規(guī)的用電器多是采用變壓器來降壓，再通過橋式整流器得到所需的電壓，這種方法主要以磁通為介質(zhì)來完成功率轉(zhuǎn)換，該轉(zhuǎn)換效率低，發(fā)熱量大，如果負(fù)載接觸不正常，則會(huì)燒毀變壓器，并且變壓器本身體積大，使用不方便。2.采用二極管進(jìn)行直接穩(wěn)壓技術(shù)，該電路可以做得很小，轉(zhuǎn)換效率也比較高，但是電路的穩(wěn)定性差，安全性也差。3.采用電阻分壓器的技術(shù)，該技術(shù)簡(jiǎn)單實(shí)用，其最大的缺點(diǎn)在于電阻功率消耗很大不環(huán)保，且電阻長(zhǎng)期處于高功率耗散狀態(tài)易導(dǎo)致電阻值漂移很大，隨著使用時(shí)間的加長(zhǎng)， 其輸出電壓變化很大，以致最終超出了用電器的承受范圍，嚴(yán)重時(shí)可能損壞用電器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)換效率低、穩(wěn)定性差、安全性差的缺陷，提供一種轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好、安全性高的電壓轉(zhuǎn)換裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供了一種電壓轉(zhuǎn)換裝置，該電壓轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于輸電線路，所述裝置包括依次連接的用于將市電的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的整流單元、用于對(duì)該直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、用于為微控制器提供電源的電源單元、用于根?jù)微控制器輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生輸電線路的電壓的產(chǎn)生單元、 用于根據(jù)微控制器所采集的電壓值計(jì)算輸電線路的實(shí)際電壓的計(jì)算單元、以及分別與所述產(chǎn)生單元和所述計(jì)算單元連接且用于將所產(chǎn)生的電壓與所計(jì)算的實(shí)際電壓進(jìn)行差值的比較單元、與所述比較單元連接且用于若所述差值大于預(yù)設(shè)值，或者微控制器所采集的電壓值為零，則自動(dòng)截?cái)嗝}沖寬度調(diào)制信號(hào)并且通過報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警的故障單元。在本實(shí)用新型所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置中，所述裝置還包括與所述產(chǎn)生單元連接且用于通過旋鈕調(diào)節(jié)微控制器輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比的調(diào)節(jié)單元。在本實(shí)用新型所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置中，所述整流單元具體包括由依次連接的二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4組成的橋式整流器，其中，所述橋式整流器的第2端和第4端分別接在市電的交流電壓的兩端。在本實(shí)用新型所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置中，所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧唧w包括電容CT1、電阻R2、 以及穩(wěn)壓管D5，其中，電容CTl的正極和電阻R2的一端分別與所述橋式整流器的第1端連接，電容CTl的負(fù)極和穩(wěn)壓管D5的陽極分別與所述橋式整流器的第3端連接，穩(wěn)壓管D5 與電阻R2串聯(lián)。在本實(shí)用新型所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置中，所述電源單元具體包括電阻R3、穩(wěn)壓管 D6，其中，電阻R3與穩(wěn)壓管D6串聯(lián)，電阻R3的一端和穩(wěn)壓管D6的陰極分別與微控制器連接，穩(wěn)壓管D6的陽極與所述橋式整流器的第3端連接。在本實(shí)用新型所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置中，所述產(chǎn)生單元包括開關(guān)管Ql，其中，開關(guān)管 Ql的柵極與微控制器連接，開關(guān)管Ql的漏極分別與電阻R3的另一端、穩(wěn)壓管D5的陰極、以及電阻R2的另一端連接。在本實(shí)用新型所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置，所述調(diào)節(jié)單元具體包括滑動(dòng)變阻器R1，其中， 滑動(dòng)變阻器Rl的滑動(dòng)端與微控制器連接。在本實(shí)用新型所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置中，所述計(jì)算單元包括電阻R4、電阻R5，其中， 電阻R4與電阻R5串聯(lián)，電阻R4的一端分別與開關(guān)管Ql的源極和滑動(dòng)變阻器Rl的第一端連接，電阻R4的另一端分別與電阻R5的一端和微控制器連接，電阻R5的另一端和滑動(dòng)變阻器Rl的第二端分別與所述橋式整流器的第3端連接。實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過根據(jù)微控制器輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生輸電線路的電壓與根據(jù)微控制器所采集的電壓值計(jì)算輸電線路的實(shí)際電壓進(jìn)行比較，該電壓轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好、安全性高且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便用戶使用，可以適用于戶內(nèi)或戶外移動(dòng)型電子設(shè)備的電源或充電器，發(fā)熱量小的特點(diǎn)也符合環(huán)保理念。該電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓可調(diào)，可以適用于各類電子設(shè)備，避免了為不同電子設(shè)備配備電源的麻煩，還可以內(nèi)置于工業(yè)設(shè)備的電路中，增加了設(shè)備的可靠性和易維護(hù)性。

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本實(shí)用新型一種電壓轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型一種電壓轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型一種電壓轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例三的具體電路圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)參閱圖1，圖1是本實(shí)用新型一種電壓轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1 所示，該電壓轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于輸電線路，所述裝置包括依次連接整流單元1、穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、電源單元3、產(chǎn)生單元4、計(jì)算單元5、以及分別與所述產(chǎn)生單元4和所述計(jì)算單元5連接的比較單元6、與所述比較單元6連接的故障單元7，下面具體介紹各個(gè)部分的作用整流單元1，用于將市電的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，應(yīng)當(dāng)說明的是，該直流電壓波動(dòng)很大，需要穩(wěn)壓?jiǎn)卧?對(duì)該直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，用于對(duì)該直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。電源單元3，用于為微控制器提供電源。[0027]產(chǎn)生單元4，用于根據(jù)微控制器輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生輸電線路的電壓。計(jì)算單元5，用于根據(jù)微控制器所采集的電壓值計(jì)算輸電線路的實(shí)際電壓。比較單元6，用于將所產(chǎn)生的電壓與所計(jì)算的實(shí)際電壓進(jìn)行差值，應(yīng)當(dāng)說明的是， 所產(chǎn)生的電壓實(shí)際上是輸電線路的理論電壓值，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，這里不再贅述。故障單元7，用于若所述差值大于預(yù)設(shè)值，或者微控制器所采集的電壓值為零，則截?cái)嗝}沖寬度調(diào)制信號(hào)并且通過報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，應(yīng)當(dāng)說明的是，該預(yù)設(shè)值可根據(jù)用戶的需求進(jìn)行設(shè)定，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，這里不再贅述。請(qǐng)參閱圖2，圖1是本實(shí)用新型一種電壓轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2 所示，應(yīng)當(dāng)說明的是，本實(shí)施例中的整流單元1、穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、電源單元3、產(chǎn)生單元4、計(jì)算單元5、比較單元6以及故障單元7與實(shí)施例一的整流單元1、穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、電源單元3、產(chǎn)生單元4、計(jì)算單元5、比較單元6以及故障單元7相同，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，這里不再贅述，該裝置還包括與所述產(chǎn)生單元4連接的調(diào)節(jié)單元8。其中，調(diào)節(jié)單元8，用于通過旋鈕調(diào)節(jié)微控制器輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比，應(yīng)當(dāng)說明的是，在本實(shí)施例中增加調(diào)節(jié)單元8是為了使輸出的電壓可調(diào)，實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，可根據(jù)用戶不同的需求，提供不同的輸出電壓，以供不同的用電器使用，這樣的話，用戶使用起來也比較方便。請(qǐng)參閱圖3，圖3是本實(shí)用新型一種電壓轉(zhuǎn)換裝置實(shí)施例三的具體電路圖，如圖3 所示，該電路包括由依次連接的二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4組成的橋式整流器、電容CT1、電阻R2、穩(wěn)壓管D5、電阻R3、穩(wěn)壓管D6、開關(guān)管Q1、滑動(dòng)變阻器R1、電阻R4、電阻R5、電容CT2、電感Ll以及電容Cl，應(yīng)當(dāng)說明的是，本實(shí)施例中的橋式整流器、電容CTl、 穩(wěn)壓管D5、穩(wěn)壓管D6、以及開關(guān)管Ql都屬于耐高壓的，電阻R2、電阻R3、電阻R4、以及電阻 R5都屬于大功率電阻，電容CTl和電容CT2屬于大電容，電容Cl屬于小電容，電容Cl和電感Ll用于濾波，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，這里不再贅述，下面具體說明該電路中各部分之間的連接關(guān)系。所述橋式整流器的第2端和第4端分別接在市電的交流電壓的兩端，電容CTl的正極和電阻R2的一端分別與所述橋式整流器的第1端連接，電容CTl的負(fù)極和穩(wěn)壓管D5 的陽極分別與所述橋式整流器的第3端連接，穩(wěn)壓管D5與電阻R2串聯(lián)；電阻R3與穩(wěn)壓管 D6串聯(lián)，電阻R3的一端和穩(wěn)壓管D6的陰極分別與微控制器連接，穩(wěn)壓管D6的陽極與所述橋式整流器的第3端連接；開關(guān)管Ql的柵極與微控制器連接，開關(guān)管Ql的漏極分別與電阻 R3的另一端、穩(wěn)壓管D5的陰極、以及電阻R2的另一端連接，滑動(dòng)變阻器Rl的滑動(dòng)端與微控制器連接；電阻R4與電阻R5串聯(lián)，電阻R4的一端分別與開關(guān)管Ql的源極、滑動(dòng)變阻器Rl 的第一端、電感Ll的一端、以及電容CT2的負(fù)極連接，電阻R4的另一端分別與電阻R5的一端和微控制器連接，電阻R5的另一端和滑動(dòng)變阻器Rl的第二端分別與所述橋式整流器的第3端連接；電感Ll的另一端分別與用電器和電容Cl的一端連接，電容CT2的負(fù)極和電容 Cl的另一端分別與所述橋式整流器的第3端連接。下面具體說明該電路的工作原理市電直接接入橋式整流器，在橋式整流器的作用下交流電壓變?yōu)椴▌?dòng)很大的直流電壓，從而完成全波整流，后經(jīng)電容CT1、電阻R2以及穩(wěn)壓管D5完成穩(wěn)壓得到較穩(wěn)定的直流電壓，電阻R3和穩(wěn)壓管D6串聯(lián)后為微控制器提供電源，假定微控制器輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)經(jīng)過高壓開關(guān)管Ql后產(chǎn)生的電壓為VI，微控制器采集到滑動(dòng)變阻器Rl的電壓值V2，則可計(jì)算出輸電線路的實(shí)際電壓為(R5+R6)V2/R6， 若產(chǎn)生的電壓與實(shí)際電壓的差值大于0.5，或者實(shí)微控制器采集的電壓值為零，則自動(dòng)斷開開關(guān)管Q1，以截?cái)嗝}沖寬度調(diào)制信號(hào)，并通過報(bào)警器報(bào)警，在本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)值為0. 5， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，0. 5為電壓變換最大誤差值。為了使輸出電壓可調(diào)，可通過旋鈕調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比，以輸出用戶所需的輸出電壓，供不同的用電器使用，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，這里不再贅述。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電壓轉(zhuǎn)換裝置，該電壓轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于輸電線路，其特征在于，所述裝置包括依次連接的用于將市電的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的整流單元、用于對(duì)該直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、用于為微控制器提供電源的電源單元、用于根?jù)微控制器輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生輸電線路的電壓的產(chǎn)生單元、用于根據(jù)微控制器所采集的電壓值計(jì)算輸電線路的實(shí)際電壓的計(jì)算單元、以及分別與所述產(chǎn)生單元和所述計(jì)算單元連接且用于將所產(chǎn)生的電壓與所計(jì)算的實(shí)際電壓進(jìn)行差值的比較單元、與所述比較單元連接且用于若所述差值大于預(yù)設(shè)值，或者微控制器所采集的電壓值為零，則自動(dòng)截?cái)嗝}沖寬度調(diào)制信號(hào)并且通過報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警的故障單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述裝置還包括與所述產(chǎn)生單元連接且用于通過旋鈕調(diào)節(jié)微控制器輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比的調(diào)節(jié)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述整流單元具體包括由依次連接的二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4組成的橋式整流器，其中，所述橋式整流器的第2端和第4端分別接在市電的交流電壓的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧唧w包括電容 CTl、電阻R2、以及穩(wěn)壓管D5，其中，電容CTl的正極和電阻R2的一端分別與所述橋式整流器的第1端連接，電容CTl的負(fù)極和穩(wěn)壓管D5的陽極分別與所述橋式整流器的第3端連接，穩(wěn)壓管D5與電阻R2串聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述電源單元具體包括電阻R3、 穩(wěn)壓管D6，其中，電阻R3與穩(wěn)壓管D6串聯(lián)，電阻R3的一端和穩(wěn)壓管D6的陰極分別與微控制器連接，穩(wěn)壓管D6的陽極與所述橋式整流器的第3端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述產(chǎn)生單元包括開關(guān)管Ql，其中，開關(guān)管Ql的柵極與微控制器連接，開關(guān)管Ql的漏極分別與電阻R3的另一端、穩(wěn)壓管D5 的陰極、以及電阻R2的另一端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)單元具體包括滑動(dòng)變阻器R1，其中，滑動(dòng)變阻器Rl的滑動(dòng)端與微控制器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括電阻R4、電阻 R5，其中，電阻R4與電阻R5串聯(lián)，電阻R4的一端分別與開關(guān)管Ql的源極和滑動(dòng)變阻器Rl 的第一端連接，電阻R4的另一端分別與電阻R5的一端和微控制器連接，電阻R5的另一端和滑動(dòng)變阻器Rl的第二端分別與所述橋式整流器的第3端連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種電壓轉(zhuǎn)換裝置，該裝置包括依次連接的用于將市電的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的整流單元、用于穩(wěn)定直流電壓的穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、用于為微控制器提供電源的電源單元、用于根?jù)微控制器輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生輸電線路的電壓的產(chǎn)生單元、用于根據(jù)微控制器所采集的電壓值計(jì)算輸電線路的實(shí)際電壓的計(jì)算單元、及分別與產(chǎn)生單元和計(jì)算單元連接且用于將所產(chǎn)生的電壓與所計(jì)算的實(shí)際電壓進(jìn)行差值的比較單元、與比較單元連接且用于若差值大于預(yù)設(shè)值，或者所采集的電壓值為零，則自動(dòng)截?cái)嗝}沖寬度調(diào)制信號(hào)且進(jìn)行報(bào)警的故障單元。通過所產(chǎn)生的電壓與所計(jì)算的實(shí)際電壓進(jìn)行比較，該裝置轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好、安全性高且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便用戶使用。
文檔編號(hào)H02M7/219GK202160124SQ201120259269
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者王羽痕 申請(qǐng)人:航天科工深圳(集團(tuán))有限公司