一種電源開關控制裝置製造方法

2023-04-22 19:27:16

一種電源開關控制裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電源開關控制裝置，它涉及直流供配電領域中一種開關控制裝置。它由場效應管、電感器、濾波器、場效應管驅動器、續流二極體、與非緩衝器、脈寬調製電路、放大比較電路、第二輔助電源和第一輔助電源組成。主電路採用降壓型開關穩壓拓撲結構，脈寬調製電路輸出的佔空比由0緩慢上升至100%，實現輸出電壓緩升，防開機浪湧電流，將外部輸入的邏輯控制電平和脈寬調製電路輸出的脈衝電平進行與非邏輯運算，控制主電路啟動，實現遙控啟動功能。本實用新型具有防開機浪湧電流、輸出過流保護、可遙控啟動等優點。特別適用於低壓大功率電子設備加電的一種電源開關控制裝置。
【專利說明】—種電源開關控制裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及直流供配電領域中一種電源開關控制裝置。特別適用於低壓大功率電子設備加電的一種電源開關控制裝置。
【背景技術】
[0002]低壓大功率直流電子設備在開機上電瞬間，浪湧電流很大，從而導致電子設備和電源開關的經常性的損壞。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在於避免上述【背景技術】中的不足之處而提供一種防止開機浪湧電流的電源開關控制裝置。本實用新型具有防開機浪湧電流、輸出過流保護、可遙控啟動等優點。
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是由以下技術方案實現的:
[0005]1、一種電源開關控制裝置，包括場效應管1、電感器2、濾波器3、電流採樣單元4、場效應管驅動器5、續流二極體6、與非緩衝器7、脈寬調製電路8、放大比較電路9、第二輔助電源10和第一輔助電源11 ;其特徵在於:外部輸入的直流電連接至場效應管I的漏極，後經場效應管I的源極輸出至電感器2 —端，電感器2的另一端連接至濾波器3，續流二極體6的陰極接至場效應管I的源極，組成主電路拓撲，即降壓型開關穩壓電路；外部邏輯控制電平和脈寬調製電路8的輸出信號傳輸至與非緩衝器7的輸入端，進行與非邏輯運算，運算後的信號電平由與非緩衝器7的輸出端連接至場效應管驅動器5的反相輸入端，場效應管驅動器5輸出的信號為反相邏輯運算之後的驅動電平信號，該驅動電平信號傳輸至場效應管I的柵極，從而使場效應管I的佔空比按照脈寬調製電路8的輸出信號進行變化；濾波器3的輸出經過電流採樣單元4將直流電能進行輸出，電流採樣單元4輸出的電流採樣信號經過放大比較電路9進行放大比較處理後傳輸至脈寬調製電路8，調節脈寬調製電路8的佔空比，實現過流保護功能；外部輸入的直流電經過第一輔助電源11將電壓變換至脈寬調製電路8所需電壓，為脈寬調製電路8提供工作所需電能，第一輔助電源11的輸出輸入至第二輔助電源10，將電壓變換為與非緩衝器7所需電壓。
[0006]本實用新型相比【背景技術】具有如下優點:
[0007]1、本實用新型可以實現輸出電壓的緩慢上升，並且可以調節輸出電壓的上升時間，從而防止開機浪湧電流；
[0008]2、本實用新型可以將最大輸出電流限定，實現輸出電流的過流保護，有效的防止電子設備短路後損壞；
[0009]3、本實用新型採用邏輯電平控制電路啟動，可以實現對電子設備的遠程遙控啟動。
【專利附圖】

【附圖說明】[0010]圖1是本實用新型的電原理方框圖。
【具體實施方式】
[0011]參照圖1，本實用新型由場效應管1、電感器2、濾波器3、電流採樣單元4、場效應管驅動器5、續流二極體6、與非緩衝器7、脈寬調製電路8、放大比較電路9、第二輔助電源10和第一輔助電源11組成。圖1是本實用新型的電原理方框圖，實施例按圖1連接線路。本實用新型的額定工作電壓為28V，工作電壓範圍為18V至36V，額定電流為15A，過流保護電流為24±1A，採用TTL邏輯電平進行遙控。
[0012]本實用新型的場效應管I的作用是主電路的開關器件，通過控制場效應管I的導通佔空比，可以調節輸出電壓大小。實施例採用N溝道金屬氧化物半導體場效應管，型號為:IRFP064N，生產廠家為美國IR公司。
[0013]本實用新型的電感器2的作用是在周期場效應管I關斷時，為負載提供電流，即進行儲能。實施例採用金屬磁粉芯和漆包線繞制而成。
[0014]本實用新型的濾波器3的作用是對輸出電壓進行濾波。實施例採用鋁電解電容器，型號為:⑶288H-50V-100yF，生產廠家為江西聯晟電子有限公司。
[0015]本實用新型的電流採樣單元4的作用是對輸出電流進行採樣。實施例採用高精密電阻器，型號為:BVS-R001-1.0,生產廠家為德國伊薩公司。
[0016]本實用新型的場效應管驅動器5的作用是將與非緩衝器7輸出的脈衝信號進行反相，為場效應管I提供驅動電平。實施例採用高速光電耦合器，型號為:HCPL-3180，生產廠家為安捷倫技術公司。
[0017]本實用新型的續流二極體6的作用是在場效應管I關斷期間，為主電子迴路提供通路，即續流作用。實施例採用肖特基勢壘續流二極體，型號為:MBR3045PT，生產廠家為美國仙童公司。
[0018]本實用新型的與非緩衝器7的作用是將邏輯控制電平信號和脈寬調製器8輸出的脈衝信號進行與非邏輯運算，實現主電路的遙控啟動功能，並將運算結果輸出至場效應管驅動器5。實施例採用5輸入四與非緩衝器，型號為:SN54LS38J，生產廠家為美國TI公司。
[0019]本實用新型的脈寬調製電路8的作用是為主電路提供脈衝信號，調整脈衝寬度，輸出的脈衝信號經與非緩衝器7和場效應管驅動器後，控制場效應管I的佔空比，進而實現輸出電壓的控制，實現電壓緩升功能。實施例採用一組比較器產生鋸齒波，另一組比較器將一個直流電平信號與鋸齒波信號進行比較運算，輸出脈衝型號。
[0020]本實用新型的放大比較電路9的作用是對電流採樣單元4輸出的小信號進行放大，並將放大後的信號與一閾值電壓進行比較，將處理後的信號傳輸至脈寬調製電路8，控制脈衝佔空比，進而實現電流限定，實現過流保護功能。實施例採用運放和外圍電阻器、電容器等組成同相放大電路、比較電路。
[0021]本實用新型的第二輔助電源10的第一輔助電源11的作用是將輸入電壓變換至合適電壓值，為各部分的工作提供電能。實施例採用線性三端穩壓器，第二輔助電源10的型號為:CW78L05MT，第一輔助電源11的型號為:CW78M12MK，兩種三端穩壓器生產廠家均為北京半導體五廠。
[0022]本實用新型的簡要工作原理如下:[0023]場效應管1、電感器2、濾波器3和續流二極體6組成基本的降壓型開關穩壓電路，通過控制場效應管I的開關佔空比由O至100%變化，使輸出電壓從OV上升至28V，實現電壓緩升功能。脈寬調製器電路8輸出的脈衝信號與TTL邏輯控制電平信號通過與非緩衝器7進行與非邏輯運算後，輸出至場效應管驅動器5，對脈衝信號進行反相和電流驅動能力放大，為場效應管I提供驅動電平，使場效應管I的開關佔空比按照脈衝信號的佔空比進行變化，電流採樣單元4的採樣信號經過放大比較電路9處理後，控制脈寬調製電路8輸出脈衝信號的佔空比，實現過流保護。
[0024]本實用新型的簡要安裝結構如下:
[0025]本實用新型的各組成部分均焊接在印製板上，印製板通過四角的安裝孔固定於屏蔽盒中，場效應管I和續流二極體6安裝於印製板底面，通過印製板和屏蔽盒地板的安裝孔將其壓緊，使其與屏蔽盒地板緊密接觸，進行傳導散熱，接觸面墊導熱絕緣墊，並塗覆導熱矽脂，屏蔽盒側板安裝有3個接插件，將印製板的輸入、輸出和控制端子按照對應關係通過導線連接至相應的接插件。
【權利要求】
1.一種電源開關控制裝置，包括場效應管(I)、電感器(2)、濾波器(3)、電流採樣單元(4)、場效應管驅動器(5)、續流二極體(6)、與非緩衝器(7)、脈寬調製電路(8)、放大比較電路(9)、第二輔助電源(10)和第一輔助電源(11);其特徵在於:外部輸入的直流電連接至場效應管(I)的漏極，後經場效應管(I)的源極輸出至電感器(2)—端，電感器(2)的另一端連接至濾波器(3)，續流二極體(6)的陰極接至場效應管(I)的源極，組成主電路拓撲，即降壓型開關穩壓電路；外部邏輯控制電平和脈寬調製電路(8)的輸出信號傳輸至與非緩衝器(7)的輸入端，進行與非邏輯運算，運算後的信號電平由與非緩衝器(7)的輸出端連接至場效應管驅動器(5)的反相輸入端，場效應管驅動器(5)輸出的信號為反相邏輯運算之後的驅動電平信號，該驅動電平信號傳輸至場效應管(I)的柵極，從而使場效應管(I)的佔空比按照脈寬調製電路(8)的輸出信號進行變化；濾波器(3)的輸出經過電流採樣單元(4)將直流電能進行輸出，電流採樣單元(4)輸出的電流採樣信號經過放大比較電路(9)進行放大比較處理後傳輸至脈寬調製電路(8)，調節脈寬調製電路(8)的佔空比，實現過流保護功能；外部輸入的直流電經過第一輔助電源(11)將電壓變換至脈寬調製電路(8)所需電壓，為脈寬調製電路(8)提供工作所需電能，第一輔助電源(11)的輸出輸入至第二輔助電源(10)，將電壓變換為與非緩衝器(7)所需電壓。
【文檔編號】H02M1/14GK203554289SQ201320746116
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】郜玉興, 張國海, 莊志義 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所