專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器，該數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器適用于直流到交流轉(zhuǎn)換器中的控制、產(chǎn)生及保護(hù)電路中。
例如，砂輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的功率只為200瓦(W)，而在啟動(dòng)時(shí)瞬間的功率則超過(guò)1000W，因此在使用這項(xiàng)機(jī)具時(shí)必須采購(gòu)1000W以上的電源轉(zhuǎn)換器。造成這種結(jié)果的原因是傳統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)換器當(dāng)在其輸出端接上重負(fù)載時(shí)會(huì)依據(jù)檢測(cè)回路的檢測(cè)信號(hào)來(lái)觸發(fā)保護(hù)回路關(guān)閉輸出，以保護(hù)內(nèi)部的電子元件，而傳統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)是必須根據(jù)輸出功率輸出狀態(tài)的檢測(cè)來(lái)觸發(fā)保護(hù)線(xiàn)路，從而使系統(tǒng)關(guān)閉以保護(hù)產(chǎn)品。
因此，如何將上述已公開(kāi)使用的傳統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換器所存在的缺點(diǎn)加以改進(jìn)，并提供一種數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器，以充分應(yīng)用微電腦(CPU)的控制特性，當(dāng)輸出功率趨近于元件崩潰前，CPU便適時(shí)關(guān)閉輸出，使元件得以復(fù)元，經(jīng)短時(shí)問(wèn)復(fù)原后，CPU再度開(kāi)啟輸出，直到元件崩潰前再關(guān)閉，如此周而復(fù)始，使多次低功率輸出累加，達(dá)到滿(mǎn)足啟動(dòng)時(shí)給負(fù)載一高輸出功率，為本實(shí)用新型所創(chuàng)作的動(dòng)機(jī)所在。
本實(shí)用新型中的數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器主要是為了解決現(xiàn)有電源轉(zhuǎn)換器無(wú)法給負(fù)載在啟動(dòng)時(shí)提供一較大輸出功率的問(wèn)題。
本實(shí)用新型中的數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器主要包括有一能夠測(cè)出是否超出負(fù)載及輸入的直流電壓是否過(guò)高或太低的過(guò)載檢測(cè)電路，該過(guò)載檢測(cè)電路的一端與直/交流轉(zhuǎn)換電路相連接，另一端與CPU相連接；一能夠給交流驅(qū)動(dòng)電路及PWM驅(qū)動(dòng)電路提供信號(hào)的CPU，該CPU與各個(gè)電路相接；一能夠檢測(cè)出高壓電壓狀態(tài)的電壓檢測(cè)電路，該電壓檢測(cè)電路的一端與整流電路相連接，另一端與CPU相連接；一能夠在檢測(cè)電路出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警告鳴響的警示電路，該警示電路直接與CPU相連接；一能夠?qū)PU輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行放大整形的PWM驅(qū)動(dòng)電路，該P(yáng)WM驅(qū)動(dòng)電路的一端與CPU相連接，另一端與PWM轉(zhuǎn)換電路相連接；一能夠?qū)PU輸出的交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大的交流驅(qū)動(dòng)電路，該交流驅(qū)動(dòng)電路的一端與CPU連接，另一端與直/交流轉(zhuǎn)換電路相連接；一能夠?yàn)檎麄€(gè)電路提供正常運(yùn)作所需的穩(wěn)定電壓的穩(wěn)壓電路；一能夠?qū)⒂蒔WM驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)變壓器升壓處理后產(chǎn)生高頻交流信號(hào)的PWM轉(zhuǎn)換電路，該P(yáng)WM轉(zhuǎn)換電路的一端與PWM驅(qū)動(dòng)電路相連，另一端與整流電路相連；一能夠?qū)⒂蒔WM轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生的高頻交流信號(hào)進(jìn)行整流而產(chǎn)生高壓直流的整流電路，該整流電路的一端與PWM轉(zhuǎn)換電路連接，另一端與直/交流轉(zhuǎn)換電路相連接，該整流電路同時(shí)還具有一高壓直流輸出接點(diǎn)；以及一能夠?qū)⒂烧麟娐匪峁┑母邏褐绷餍盘?hào)轉(zhuǎn)換成高壓交流輸出的直/交流轉(zhuǎn)換電路，該直/交流轉(zhuǎn)換電路的一端與交流驅(qū)動(dòng)電路和整流電路相連接，另一端與過(guò)載檢測(cè)電路相連接，同時(shí)還具有一交流輸出接點(diǎn)。
本實(shí)用新型中的數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器是利用CPU做整體控制，即借助于CPU對(duì)各個(gè)電路進(jìn)行精確控制，以達(dá)到高驅(qū)動(dòng)輸出能力，即能夠?yàn)樨?fù)載在啟動(dòng)時(shí)提供一較大的輸出功率。


下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型中的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是傳統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換器在瞬間供電時(shí)電流與時(shí)間的坐標(biāo)圖；圖2是傳統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換器與本實(shí)用新型中電源轉(zhuǎn)換器輸出功率的對(duì)比圖；圖3是本實(shí)用新型中電源轉(zhuǎn)換器的電路方塊圖；圖4是本實(shí)用新型中電源轉(zhuǎn)換器的完整電路圖；圖5是本實(shí)用新型中電源轉(zhuǎn)換器輸出電流的曲線(xiàn)圖；圖6是本實(shí)用新型中電流的輸出模式圖。
直/交流轉(zhuǎn)換電路12的輸入端與交流驅(qū)動(dòng)電路8及整流電路11相連接，輸出端與過(guò)載檢測(cè)電路2相連接，同時(shí)還具有一交流輸出接點(diǎn)。
借助于上述電路，利用CPU4進(jìn)行控制，并配合過(guò)載檢測(cè)電路2工作，即當(dāng)輸出功率趨近于元件崩潰之前，CPU4適時(shí)關(guān)閉輸出，經(jīng)短時(shí)間復(fù)原后，CPU4再度開(kāi)啟；以反復(fù)間斷動(dòng)作來(lái)保護(hù)元件不致毀損，以及具有足夠供負(fù)載正常工作的功率，從而可為負(fù)載提供啟動(dòng)時(shí)所需的較大功率。
本實(shí)用新型中的過(guò)載檢測(cè)電路2由一只OPA(operation amplifier)運(yùn)算放大器、二極管、電阻及電容組成，其中該OPA運(yùn)算放大器的一輸入腳接由二極管與電阻并聯(lián)后再串接電容的采樣電路的電阻與電容的連接點(diǎn)，OPA運(yùn)算放大器的另一輸入腳接由二串聯(lián)電阻所組成的設(shè)定電壓電路的分壓點(diǎn)，OPA運(yùn)算放大器的輸出接CPU的8腳，根據(jù)負(fù)載電流的大小控制CPU8腳的輸入信號(hào)是“0”或“1”；利用該過(guò)載檢測(cè)電路2可以測(cè)出是否超出負(fù)載及輸入的直流(DC)電壓是否過(guò)高或太低；CPU4搭配晶體管、電阻、電容、二極管、OPA運(yùn)算放大器及液晶顯示器(LED)41共同組成微電腦控制回路，利用該CPU4可以給交流驅(qū)動(dòng)電路8及PWM驅(qū)動(dòng)電路7提供信號(hào)；所述電壓檢測(cè)電路由接于直流輸出端之間的由齊納二極管、可變電阻、電阻串聯(lián)而成的電壓取樣電路及三極管開(kāi)關(guān)電路所組成；該三極管的基極通過(guò)齊納二極管及電阻接可變電阻的滑動(dòng)接點(diǎn)，三極管的集電極分成兩路，一路接控制電源正，另一路接CPU的9腳，根據(jù)直流輸出電壓的大小控制CPU9腳的輸入信號(hào)是“0”或“1”。利用該電壓檢測(cè)電路5可以檢測(cè)出高壓電壓狀態(tài)；警示電路6(ALARM)由晶體管、二極管、電阻及蜂鳴器61組成，利用該警示電路6可以在各檢測(cè)電路出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警告鳴響；PWM驅(qū)動(dòng)電路7由晶體管、二極管、電阻及電容組成，利用該P(yáng)WM驅(qū)動(dòng)電路7可以將從CPU4輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行放大整形；交流驅(qū)動(dòng)電路8由晶體管、電阻構(gòu)成，利用該交流驅(qū)動(dòng)電路8可以將從CPU4輸出的交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大；穩(wěn)壓電路9由一穩(wěn)壓集成電路、二極管及電容構(gòu)成；
PWM轉(zhuǎn)換電路10由FET功率晶體管、電阻、電容及變壓器101、102組成，其直接由直流輸入供電，并將PWM驅(qū)動(dòng)電路7所提供的放大整形驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)變壓器進(jìn)行升壓，產(chǎn)生高頻交流信號(hào)；整流電路11由二極管、電容及電阻組成，其直接由直流輸入供電，并將PWM轉(zhuǎn)換電路10產(chǎn)生的高頻交流信號(hào)進(jìn)行整流而產(chǎn)生高壓直流；直/交流轉(zhuǎn)換電路12，接自直流輸入，由晶體管、FET功率晶體管、二極管、齊納二極管、數(shù)個(gè)電阻、電容及一個(gè)熱敏電阻組成，其將交流驅(qū)動(dòng)電路8所提供的高壓直流信號(hào)轉(zhuǎn)換成高壓交流輸出。
上述諸電路中除過(guò)載檢測(cè)電路2和電壓檢測(cè)電路5外其余各電路皆一般PWM逆變電源技術(shù)中所常用的已知技術(shù)，其具體電路非本實(shí)用新型的重點(diǎn)，故不贅述。
本實(shí)用新型中的電源轉(zhuǎn)換器，當(dāng)開(kāi)關(guān)13閉合使CPU4啟動(dòng)后，可執(zhí)行以下動(dòng)作1.CPU4使PWM(pulse width modulation)驅(qū)動(dòng)電路7產(chǎn)生信號(hào)，并將該信號(hào)進(jìn)行放大整形，經(jīng)放大整形后的信號(hào)再經(jīng)PWM轉(zhuǎn)換電路10的變壓器101、102提升電壓，經(jīng)升壓后的高頻交流信號(hào)經(jīng)整流電路11整流后會(huì)產(chǎn)生高壓直流。
2.CPU4使交流驅(qū)動(dòng)電路8產(chǎn)生信號(hào)，并將其所產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行放大，經(jīng)放大后的信號(hào)可以使直/交流轉(zhuǎn)換電路12將高壓直流轉(zhuǎn)換成高壓交流，產(chǎn)生交流輸出。
3.直/交流轉(zhuǎn)換電路12提供一個(gè)電流信號(hào)，此信號(hào)被送至過(guò)載檢測(cè)電路2，并將檢測(cè)狀態(tài)送回至CPU4進(jìn)行分析判定，如判定有異常，CPU4立即調(diào)整PWM驅(qū)動(dòng)電路7以及交流驅(qū)動(dòng)電路8，以保護(hù)各個(gè)零件不致?lián)p壞。
4.電壓檢測(cè)電路5檢測(cè)高電電壓的狀態(tài)，并將該狀態(tài)送回至CPU4，使CPU4對(duì)異常的電位狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使供電狀態(tài)保持正常。
如圖2、圖5和圖6所示，由于本實(shí)用新型中的數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器可充分應(yīng)用CPU4的控制特性，當(dāng)欲啟動(dòng)需求功率為200W的設(shè)備時(shí)(如砂輪機(jī)，因其啟動(dòng)的瞬間功率超過(guò)1000W)，當(dāng)輸出功率趨近于元件崩潰之前仍在可容許安全范圍內(nèi)，CPU4便適時(shí)的關(guān)閉輸出，使元件得以復(fù)原，經(jīng)短時(shí)間復(fù)原后，CPU4再度開(kāi)啟輸出，直到元件崩潰前再度關(guān)閉，如此周而復(fù)始及在一開(kāi)一關(guān)之間，既可保護(hù)各元件不致毀損，也可提供設(shè)備所需的啟動(dòng)功率，因此，雖不能在瞬間供應(yīng)設(shè)備所須的全部功率，卻可逐步提供設(shè)備所需的啟動(dòng)功率，因此運(yùn)用此方法便可以使用200W的電源轉(zhuǎn)換器來(lái)啟動(dòng)200W的砂輪機(jī)，而不必像傳統(tǒng)電路那樣需用1000W的電源轉(zhuǎn)換器才能啟動(dòng)。
綜上所述，本實(shí)用新型中的數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器確實(shí)可達(dá)到預(yù)期的目的，并提供一種逐步提升的瞬間輸出功率，具有一定的使用價(jià)值。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器，其主要包括有一能夠給交流驅(qū)動(dòng)電路及PWM驅(qū)動(dòng)電路提供信號(hào)的CPU，該CPU與各個(gè)電路相接；一能夠在檢測(cè)電路出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警告鳴響的警示電路，該警示電路直接與CPU相連接；一能夠?qū)PU輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行放大整形的PWM驅(qū)動(dòng)電路，該P(yáng)WM驅(qū)動(dòng)電路的一端與CPU相連接，另一端與PWM轉(zhuǎn)換電路相連接；一能夠?qū)PU輸出的交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大的交流驅(qū)動(dòng)電路，該交流驅(qū)動(dòng)電路的一端與CPU連接，另一端與直/交流轉(zhuǎn)換電路相連接；一能夠?yàn)檎麄€(gè)電路提供正常運(yùn)作所需的穩(wěn)定電壓的穩(wěn)壓電路；一能夠?qū)⒂蒔WM驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)變壓器升壓處理后產(chǎn)生高頻交流信號(hào)的PWM轉(zhuǎn)換電路，該P(yáng)WM轉(zhuǎn)換電路的一端與PWM驅(qū)動(dòng)電路相連，另一端與整流電路相連；一能夠?qū)⒂蒔WM轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生的高頻交流信號(hào)進(jìn)行整流而產(chǎn)生高壓直流的整流電路，該整流電路的一端與PWM轉(zhuǎn)換電路連接，另一端與直/交流轉(zhuǎn)換電路相連接，該整流電路同時(shí)還具有一高壓直流輸出接點(diǎn)；以及一能夠?qū)⒂烧麟娐匪峁┑母邏褐绷餍盘?hào)轉(zhuǎn)換成高壓交流輸出的直/交流轉(zhuǎn)換電路，該直/交流轉(zhuǎn)換電路的一端與交流驅(qū)動(dòng)電路和整流電路相連接，另一端與過(guò)載檢測(cè)電路相連接，同時(shí)還具有一交流輸出接點(diǎn)；其特征在于一能夠測(cè)出是否超出負(fù)載及輸入的直流電壓是否過(guò)高或太低的過(guò)載檢測(cè)電路，該過(guò)載檢測(cè)電路的一端與直/交流轉(zhuǎn)換電路相連接，另一端與CPU相連接；一能夠檢測(cè)出高壓電壓狀態(tài)的電壓檢測(cè)電路，該電壓檢測(cè)電路的一端與整流電路相連接，另一端與CPU相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述過(guò)載檢測(cè)電路由一只OPA運(yùn)算放大器、二極管、電阻及電容組成；其中該OPA運(yùn)算放大器的一輸入腳接由二極管與電阻并聯(lián)后再串接電容的采樣電路的電阻與電容的連接點(diǎn)，OPA運(yùn)算放大器的另一輸入腳接由二串聯(lián)電阻所組成的設(shè)定電壓電路的分壓點(diǎn)，OPA運(yùn)算放大器的輸出接CPU的8腳，根據(jù)負(fù)載電流的大小控制CPU8腳的輸入信號(hào)是“0”或“1”；所述電壓檢測(cè)電路由接于直流輸出端之間的由齊納二極管、可變電阻、電阻串聯(lián)而成的電壓取樣電路、及三極管開(kāi)關(guān)電路所組成；該三極管的基極通過(guò)齊納二極管及電阻接可變電阻的滑動(dòng)接點(diǎn)，三極管的集電極分成兩路，一路接控制電源正，另一路接CPU的9腳，根據(jù)直流輸出電壓的大小控制CPU9腳的輸入信號(hào)是“0”或“1”。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器，其包括有過(guò)載檢測(cè)電路、CPU、電壓檢測(cè)電路、警示電路、PWM驅(qū)動(dòng)電路、交流驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路、PWM轉(zhuǎn)換電路、整流電路、直/交流轉(zhuǎn)換電路及開(kāi)關(guān)。該數(shù)字式電源轉(zhuǎn)換器利用CPU做整體控制，即借助于CPU對(duì)各個(gè)電路做精確控制，達(dá)到高驅(qū)動(dòng)輸出能力。
文檔編號(hào)H02M7/48GK2563827SQ0223154
公開(kāi)日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2002年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月22日
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