一種利用磁反饋反激開關電源的智能無線煙感控制器的製作方法
2023-05-12 03:50:01
本發明涉及智能建築煙霧探測技術領域,具體地說是一種利用磁反饋反激開關電源的智能無線煙感控制器。
背景技術：
隨著社會的不斷發展，居家安全是人們安居樂業的基礎，也是共建和諧社會的重要環節。尤其是比較分散、比較偏遠、環境相對比較複雜的居民區，安全形勢不容樂觀，傳統的門衛值班和保安巡邏等治安管理手段已經不能適應新形勢下住宅安全保障的需要。因此，智能建築被提上了議程。
智能建築對環境、安全等有較高的要求，需要及時探測室內外的煙霧，以便智能建築雲控軟體對系統設備做出調整，需要及時探測室內的煙霧情況。由現有的感煙控制器是消防設備，連接的消防系統，樓宇智能系統無法採集到煙霧信號。而且現有的通信網絡採用了有線網絡，有網絡的安裝和使用成本高昂，並且在組網時需要做到強弱電隔離，接線方式需要嚴格符合相關標準，對應用環境有一定的要求，布線十分複雜。
技術實現要素：
為克服上述現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種安裝方便、投資低廉的利用磁反饋反激開關電源的智能無線煙感控制器，可同時應用於消防系統和智能建築系統。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種利用磁反饋反激開關電源的智能無線煙感控制器，其特徵是：包括控制模塊、光電感煙模塊、電源模塊和無線發射模塊，所述光電感煙模塊、無線發射模塊均連接控制模塊，所述控制模塊還連接消防系統和智能建築系統，所述消防系統與控制系統通過消防總線連接，智能建築系統與控制系統通過無線模塊連接，所述電源模塊為控制模塊和無線發射模塊供電，所述光電煙感模塊為消防模塊和控制模塊提供檢測信號；
所述電源模塊包括開關電源電路和電壓轉換電路，所述開關電源電路包括帶反饋繞組的變壓器、整流電路、吸收緩衝電路、整流穩定電路和PWM振蕩電路，所述帶反饋繞組的變壓器包括原邊繞組Np、副邊繞組Ns和反饋繞組Nf，所述原邊繞組Np分別連接吸收緩衝電路和PWM振蕩電路，所述反饋繞組Nf連接整流穩定電路和PWM振蕩電路，所述副邊繞組Ns連接所述電壓轉換電路。
優選地，所述開關電源電路還包括濾波電路，所述濾波電路接入所述整流電路和吸收緩衝電路之間，所述整流電路包括二極體D2、D3、D6和D7，所述電源模塊還包括保險絲F1，所述二極體D2的正極和D6的負極分別通過所述保險絲F1與火線連接，所述二極體D3的正極和D7的負極連接零線，二極體D2和D3的負極均連接電感LD1的一端，所述濾波電路包括電容CD5和CD6，所述電容CD5的一端連接電感LD1的一端，電感LD1的另一端連接電容CD6的一端，所述二極體D6、D7的正極和電容CD5、CD6的另一端接交流地端，所述電源模塊還包括緩存電阻，所述緩存電阻包括串聯連接的電阻RD1和RD2，所述電阻RD1的一端分別連接吸收緩存電路、原邊繞組Np的1抽頭和所述電感LD1的另一端，電阻RD1的另一端連接電阻RD2的一端，電阻RD2的另一端分別連接整流穩定電路和交流地端，所述吸收緩衝電路包括電阻RD2、電容CD1和二極體D4，所述電阻RD2和電容CD1的一端均連接變壓器原邊繞組Np的1抽頭，原邊繞組Np的2抽頭連接二極體D4的正極，二極體D4的負極分別連接電阻RD2和電容CD1的另一端。
優選地，所述PWM振蕩電路包括開關晶片UD1，開關晶片UD1的型號為CR6235，開關晶片UD1的5管腳連接原邊繞組的2抽頭，所述反饋繞組Nf分別連接整流穩定電路和PWM振蕩電路，所述整流穩定電路包括電容CD7和二極體D5，所述反饋繞組Nf的4抽頭分別連接二極體D4的正極和電阻RD5的一端，，二極體D5的負極連接電容CD7的一端和開關晶片UD1的1管腳，電容CD7的一端還連接電阻RD4的另一端，電容CD7的另一端接交流地端，電阻RD5的另一端分別連接電阻RD6的一端、二極體D8的負極和開關晶片UD1的3管腳，電阻RD6的另一端連接電阻RD8的一端，電阻RD8的另一端接交流地端，開關晶片UD1的2管腳通過電容CD8接地，4管腳分別連接電阻RD7和R3的一端，電阻RD7和R3的另一端接交流地端，開關晶片UD1的7、8管腳均接交流地端，5、6管腳連接原邊繞組Np的2抽頭。
優選地，所述電壓轉換電路包括兩級電壓轉換，第一級電壓轉換將副邊繞組Ns的電壓轉化為Vcc，第二級電壓轉化將電壓Vcc轉化為3.3V電壓。
優選地，所述第一級電壓轉換電路包括二極體D1，所述二極體D1的正極連接副邊繞組Ns的8抽頭，二極體D1的負極分別連接電容CD1的一端和電感L1的一端，電感L1的另一端分別連接電容CD2、CD3和電阻RD3的一端和短路點DT1的一端，短路點DT1的另一端輸出電壓Vcc，所述電容CD2、CD3和電阻RD3的另一端接短路點DT2的一端，短路點DT2的另一端接地；
所述第二級電壓轉換電路包括穩壓晶片U4和濾波電容，所述濾波電容包括C9～C12，所述電容C11、C9的一端分別連接電壓Vcc和穩壓晶片U4的3管腳，穩壓晶片U4的3、4管腳均連接電容C10、C12的一端並輸出3.3V電壓，所述電容C9～C12的另一端均接地。
優選地，所述穩壓晶片為AMS117。
優選地，還包括解碼通訊電路，所述解碼通訊電路通過QA840119連接所述控制模塊，實現編碼控制，所述QA840119通過消防二總線連接所述消防系統，所述控制模塊包括微控制器U5，型號為ATmega16。
本發明的有益效果是：與現有技術相比，本發明的PWM振蕩電路採用恆壓恆流均採用原邊反饋控制，簡化了電源結構，降低了故障率；
開關晶片UD1適用低的啟動電流,低的工作電流,內置軟啟動電路，防止電源幹擾；內置頻率抖動以改善EMI特性，內置原邊繞組電感補償；具備欠壓保護、過壓保護及VDD電壓保護；
電源模塊設計了多級濾波結構及電感結構，有效降低了EMC幹擾，為後級提供可靠的電源；採用了開關電源與電壓轉換電路的線性穩壓結合方式產生3.3V電壓，保證該電源的純淨度；吸收緩衝電路吸收因為開關震蕩而產生的反向電動勢，保護開關晶片UD1；反饋端採用反向放電二極體D8，防止電路儲能而造成的震蕩。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明所述開關電源電路的電路圖；
圖3A是本發明所述第一級電壓轉換電路的電路圖；
圖3B是本發明所述第二級電壓轉換電路的電路圖。
具體實施方式
為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過具體實施方式，並結合其附圖，對本發明進行詳細闡述。
如圖所示，本發明的一種利用磁反饋反激開關電源的智能無線煙感控制器，它包括控制模塊、光電感煙模塊、電源模塊和無線發射模塊，所述光電感煙模塊、無線發射模塊均連接控制模塊，所述消防系統通過消防總線與控制系統連接，智能建築系統通過無線模塊與控制系統連接，所述電源模塊為控制模塊和無線發射模塊供電，所述光電煙感模塊為消防模塊和控制模塊提供檢測信號，控制模塊負責對消防模塊進行地址編碼並採集煙感信號，控制模塊將採集到的煙感信號進行運算後通過SPI接口連接無線發射模塊，同時接受編碼信號，控制消防地址，並掉電保存。
如圖2、3A、3B所示，所述電源模塊包括開關電源電路和電壓轉換電路，所述開關電源電路包括帶反饋繞組的變壓器、整流電路、吸收緩衝電路、整流穩定電路和PWM振蕩電路，所述帶反饋繞組的變壓器包括原邊繞組Np、副邊繞組Ns和反饋繞組Nf，所述原邊繞組Np分別連接吸收緩衝電路和PWM振蕩電路，所述反饋繞組Nf連接整流穩定電路和PWM振蕩電路，所述副邊繞組Ns連接所述電壓轉換電路。
所述開關電源電路還包括濾波電路，所述濾波電路接入所述整流電路和吸收緩衝電路之間，所述整流電路包括二極體D2、D3、D6和D7，所述電源模塊還包括保險絲F1，所述二極體D2的正極和D6的負極分別通過所述保險絲F1與火線連接，所述二極體D3的正極和D7的負極連接零線，二極體D2和D3的負極均連接電感LD1的一端，所述濾波電路包括電容CD5和CD6，所述電容CD5的一端連接電感LD1的一端，電感LD1的另一端連接電容CD6的一端，所述二極體D6、D7的正極和電容CD5、CD6的另一端接交流地端，所述電源模塊還包括緩存電阻，所述緩存電阻包括串聯連接的電阻RD1和RD2，所述電阻RD1的一端分別連接吸收緩存電路、原邊繞組Np的1抽頭和所述電感LD1的另一端，電阻RD1的另一端連接電阻RD2的一端，電阻RD2的另一端分別連接整流穩定電路和交流地端，所述吸收緩衝電路包括電阻RD2、電容CD1和二極體D4，所述電阻RD2和電容CD1的一端均連接變壓器原邊繞組Np的1抽頭，原邊繞組Np的2抽頭連接二極體D4的正極，二極體D4的負極分別連接電阻RD2和電容CD1的另一端。
所述PWM振蕩電路包括開關晶片UD1，開關晶片UD1的型號為CR6235，開關晶片UD1的5管腳連接原邊繞組的2抽頭，所述反饋繞組Nf分別連接整流穩定電路和PWM振蕩電路，所述整流穩定電路包括電容CD7和二極體D5，所述反饋繞組Nf的4抽頭分別連接二極體D4的正極和電阻RD5的一端，，二極體D5的負極連接電容CD7的一端和開關晶片UD1的1管腳，電容CD7的一端還連接電阻RD4的另一端，電容CD7的另一端接交流地端，電阻RD5的另一端分別連接電阻RD6的一端、二極體D8的負極和開關晶片UD1的3管腳，電阻RD6的另一端連接電阻RD8的一端，電阻RD8的另一端接交流地端，開關晶片UD1的2管腳通過電容CD8接地，4管腳分別連接電阻RD7和R3的一端，電阻RD7和R3的另一端接交流地端，開關晶片UD1的7、8管腳均接交流地端，5、6管腳連接原邊繞組Np的2抽頭。
本發明的PWM振蕩電路採用恆壓恆流均採用原邊反饋控制，簡化了電源結構，降低了故障率；
所述開關晶片UD1適用低的啟動電流,低的工作電流,內置軟啟動電路，防止電源幹擾；內置頻率抖動以改善EMI特性，內置原邊繞組電感補償；具備欠壓保護、過壓保護及VDD電壓保護；
所述開關電源電路的工作原理為：首先電源通過保險絲F1、整流電路以及濾波電容CD5、CD6和電感LD1，電感LD1為阻止後級震蕩電路對前段電源的影響。所述緩存電阻可讓系統實現軟啟動，當電壓達到所述開關晶片UD1的啟動電壓後啟動，實現軟啟動。所述RCD吸收緩衝電路吸收開關晶片UD1的PWM震蕩關閉引起的負向感應電壓，保護開關晶片UD1。所述整流穩定電路為UD1提供工作電壓。所述分壓電路為開關晶片UD1內部的分壓電路提供反饋電壓，與開關晶片UD1內部的2.0V基準電壓比較，調節震蕩頻率。反向放電二極體D8，防止電路儲能而造成的震蕩。電路在開關晶片UD1的工作下，產生震蕩，主繞組震蕩，副繞組產生電壓。
所述電壓轉換電路包括兩級電壓轉換，第一級電壓轉換將副邊繞組Ns的電壓轉化為Vcc，第二級電壓轉化將電壓Vcc轉化為3.3V電壓。
所述第一級電壓轉換電路包括二極體D1，所述二極體D1的正極連接副邊繞組Ns的8抽頭，二極體D1的負極分別連接電容CD1的一端和電感L1的一端，電感L1的另一端分別連接電容CD2、CD3和電阻RD3的一端和短路點DT1的一端，短路點DT1的另一端輸出電壓Vcc，所述電容CD2、CD3和電阻RD3的另一端接短路點DT2的一端，短路點DT2的另一端接地；
所述第二級電壓轉換電路包括穩壓晶片U4和濾波電容，所述濾波電容包括C9～C12，所述電容C11、C9的一端分別連接電壓Vcc和穩壓晶片U4的3管腳，穩壓晶片U4的3、4管腳均連接電容C10、C12的一端並輸出3.3V電壓，所述電容C9～C12的另一端均接地。
本發明所述電源模塊採用了開關電源與電壓轉換電路的線性穩壓結合方式產生3.3V電壓，保證該電源的純淨度。同時電源模塊設計了多級濾波結構及電感結構，有效降低了EMC幹擾，為後級提供可靠的電源。
優選地，所述電感LD1的值為1mH，電容CD1～CD8、C9～C12的分別為100pF、10V/470μF、25V/470μF、16V/1000μF、400V/4.7μF、400V/4.7μF、400V/4.7μF、0.1μF、100μF/16V、100μF/16V、100nF、100nF，電阻RD1～RD8、R3的電阻值分別為750KΩ、270KΩ、510Ω、750KΩ、6.9KΩ、0-2KΩ、4.7Ω、2.4KΩ、4.7Ω，二極體D1、D4、D5、D8分別為SB360、UF4007、FR104、4148，開關晶片UD1為CR6235，穩壓晶片U4為AMS117-3.3。
以上所述只是本發明的優選實施方式，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本發明的保護範圍。