專利名稱：一種電源轉(zhuǎn)換器保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源轉(zhuǎn)換器保護(hù)電路，特別是指一種在電源逆變技術(shù)中使用數(shù)字控制技術(shù)來實現(xiàn)逆變電源脈寬調(diào)制控制的電源轉(zhuǎn)換器保護(hù)電路。
當(dāng)需實現(xiàn)防短路沖擊和過載功能時，利用電阻R58末級取樣得到的電壓與R27、R56組成的分壓電路進(jìn)行比較，當(dāng)U3A的3腳電壓高于2腳時，1腳則輸出一較高電平，使二極管D5導(dǎo)通并通過電阻R31連接到U4C的10腳，再與由電阻R22、R23組成的分壓器進(jìn)行比較；當(dāng)10腳電壓大于9腳電壓時，則比較器工作，U4C的3腳輸出一高電平迅速導(dǎo)通二極管D4，使之控制核心芯片U2的10腳；當(dāng)U2之10腳的控制電壓為高電平時，U2會自動鎖定，關(guān)斷PWM脈沖的輸出，達(dá)到避免沖擊和過載。
溫度控制功能也是通過電壓比較器方式實現(xiàn)的。熱敏電阻RT1的阻值會隨溫度的上升逐漸變小，則U3C的10腳電壓會逐漸上升；當(dāng)上升電壓高于9腳的分壓值時，U3C的8腳輸出一高電平到U3B的5腳上；U3B完成比較器工作，其高電平通過二極管D23與R30加到U4C的10腳上，若此電壓高于由R22、R23組成的分壓器的電壓時，U4C的8腳電壓會使芯片U2的10腳自動鎖定，關(guān)閉PWM脈沖，實現(xiàn)溫度保護(hù)。
輸入電壓過高時的保護(hù)。當(dāng)輸入電壓較高時，雖通過R24、R25及R72、R55分壓，但分壓后的電壓值如果高于+5V基準(zhǔn)值時，比較器U3D工作，并通過地極管D22將高電平加到U4C的10腳上，從而控制芯片U2的10腳，關(guān)閉PWM脈沖實現(xiàn)保護(hù)。
輸入電壓過低時的保護(hù)。當(dāng)輸入電壓通過R24分壓，其數(shù)值較低時，比較器U4D工作，其14腳會輸出一個較高的電平，使D3導(dǎo)通并把電壓加到U4C的10腳上，起到為避免電池的損壞，當(dāng)輸入電壓比較低時，關(guān)斷電源轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)上述目的設(shè)計了一種電源轉(zhuǎn)換器保護(hù)電路，包括為整個電路提供基準(zhǔn)電壓和PWM脈沖的中央數(shù)據(jù)處理器U1及其周圍電路，其還包括分別與中央數(shù)據(jù)處理單元聯(lián)接的過載及短路沖擊保護(hù)單元、溫度控制單元和高低壓輸入保護(hù)單元。
所述的過載及短路沖擊保護(hù)單元包括相互聯(lián)接且分別與取樣點CT+及電源VCC聯(lián)接的、還具有各自周邊電路的運(yùn)算器IC3D、IC3C，IC3D的腳13與IC3C的腳14聯(lián)接后分別與U1聯(lián)接。IC3D的腳11通過電阻R4后與VCC聯(lián)接，腳10通過穩(wěn)壓二極管及串接的電阻R6后與CT+聯(lián)接；IC3C的周邊電路為阻容及二極管電路，腳9通過電阻R8、R36、電位器W1及電容E3構(gòu)成的橋式電路后與電源聯(lián)接，腳8與橋式電路聯(lián)接后還通過并接的電阻R10及二極管D7與CT+聯(lián)接。
溫度控制單元包括用于取樣的熱敏電阻TH1，TH1與運(yùn)算器ICB的腳7聯(lián)接并與ICB腳6的電壓做比較，將比較結(jié)果送入U1處理。
高低壓輸入保護(hù)單元包括運(yùn)算器ICA，與U1腳10聯(lián)接并向ICA提供基準(zhǔn)電壓、還與ICA腳5聯(lián)接且相互串接的電阻R29及二極管D4。還包括與U1腳8聯(lián)接的開關(guān)三極管Q1，Q1的發(fā)射極串接二極管D5并經(jīng)由電阻R27、R28組成的分壓器后與ICA的腳4聯(lián)接，ICA的腳2經(jīng)電阻R25后與U1的腳11聯(lián)接。還包括通過R24與U1腳9聯(lián)接同時通過R23與VCC聯(lián)接的開關(guān)三極管Q2，Q2的基極通過穩(wěn)壓二極管Z1-3及R21與另一電壓采樣點VH+聯(lián)接，還通過電位器UR1及阻容電路與Q1聯(lián)接形成與ICA聯(lián)接的通路。
本實用新型電路設(shè)計合理，分立元件及外圍元件少，電路結(jié)構(gòu)簡單明了，與現(xiàn)有技術(shù)相比得到了大幅度的簡化，生產(chǎn)成本低，并使電源轉(zhuǎn)換器運(yùn)行更安全、可靠，達(dá)到的各種電氣性能參數(shù)精度高且穩(wěn)定，各項功能的靈敏度高。
1、沖擊短路、過載功能的實現(xiàn)單片機(jī)U1以CT+為取樣點，取樣點的電壓通過IC3D、IC3C來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由U1來進(jìn)行處理并由U1輸出PWM1、PWM2方波信號通過末級加到負(fù)載上。當(dāng)負(fù)載值較大時，CT+取樣電壓較高，CT+取樣電壓只能通過IC3C反映或IC3D、IC3C同時反映出來；如果首先通過IC3C反映出來，則單片機(jī)U1按過載處理，如同時由IC3C、IC3D反映出來，則單片機(jī)按短路來處理，或過載來處理，由U1輸出改變PWM1、PWM2的占空比降低交流電壓從而很安全地起到保護(hù)作用。
2、溫控功能的實現(xiàn)主要由電路ICB承擔(dān)，當(dāng)ICB的7腳電壓小于6腳的電壓時，ICB腳1的電平通過單片機(jī)處理比較，并迅速作出關(guān)閉PWM1、PWM2的脈沖，進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)，待此電平降到某一容限值時，又重新恢復(fù)工作。
3、高低電壓輸入保護(hù)由U1的腳10輸出識別脈沖，其脈沖經(jīng)過并聯(lián)的R9、D4整流為基準(zhǔn)電壓，同時U1的腳8輸出一脈沖串加到電阻R27、R28組成的分壓器上。當(dāng)電源VCC電壓較高時，經(jīng)過ICA比較器后，輸出一反相脈沖串給單片機(jī)的腳11，通過內(nèi)部處理判斷為高電壓時，則關(guān)閉PWM1、PWM2的輸出。同理，當(dāng)單片機(jī)判斷為低電壓輸入時，也關(guān)閉PWM1、PWM2輸出。
綜上所述，采用本實用新型的CPU控制電路后，對于電源轉(zhuǎn)換器的電氣性能的實現(xiàn)控制非常簡單，且外圍元件少，指標(biāo)性能一致性好。
前后兩電路進(jìn)行比較，采用本實用新型利用單片機(jī)組成的控制電路比模擬電路實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換器的功能更簡單，性能更可靠。對于沖擊、短路、過載等單片機(jī)則采用軟件控制，通過改變PWM1、PWM2占空比的方式來降低輸出電壓，待短路、過載恢復(fù)后，又可自動正常工作，這是模擬技術(shù)無法實現(xiàn)的功能。
權(quán)利要求1.一種電源轉(zhuǎn)換器保護(hù)電路，包括為整個電路提供基準(zhǔn)電壓和PWM脈沖的中央數(shù)據(jù)處理器U1及其周圍電路，其特征是還包括分別與中央數(shù)據(jù)處理單元聯(lián)接的過載及短路沖擊保護(hù)單元、溫度控制單元和高低壓輸入保護(hù)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征是所述的過載及短路沖擊保護(hù)單元包括相互聯(lián)接且分別與取樣點CT+及電源VCC聯(lián)接的、還具有各自周邊電路的運(yùn)算器IC3D、IC3C，IC3D的腳13與IC3C的腳14聯(lián)接后分別與U1聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征是IC3D的腳11通過電阻R4后與VCC聯(lián)接，腳10通過穩(wěn)壓二極管及串接的電阻R6后與CT+聯(lián)接；IC3C的周邊電路為阻容及二極管電路，腳9通過電阻R8、R36、電位器W1及電容E3構(gòu)成的橋式電路后與電源聯(lián)接，腳8與橋式電路聯(lián)接后還通過并接的電阻R10及二極管D7與CT+聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征是溫度控制單元包括用于取樣的熱敏電阻TH1，TH1與運(yùn)算器ICB的腳7聯(lián)接并與ICB腳6的電壓做比較，將比較結(jié)果送入U1處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征是高低壓輸入保護(hù)單元包括運(yùn)算器ICA，與U1腳10聯(lián)接并向ICA提供基準(zhǔn)電壓、還與ICA腳5聯(lián)接且相互串接的電阻R29及二極管D4。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征是還包括與U1腳8聯(lián)接的開關(guān)三極管Q1，Q1的發(fā)射極串接二極管D5并經(jīng)由電阻R27、R28組成的分壓器后與ICA的腳4聯(lián)接，ICA的腳2經(jīng)電阻R25后與U1的腳11聯(lián)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征是還包括通過R24與U1腳9聯(lián)接同時通過R23與VCC聯(lián)接的開關(guān)三極管Q2，Q2的基極通過穩(wěn)壓二極管Z1-3及R21與另一電壓采樣點VH+聯(lián)接，還通過電位器UR1及阻容電路與Q1聯(lián)接形成與ICA聯(lián)接的通路。
專利摘要一種電源轉(zhuǎn)換器保護(hù)電路，包括為整個電路提供基準(zhǔn)電壓和PWM脈沖的中央數(shù)據(jù)處理器U
文檔編號H02H7/122GK2601476SQ0322348
公開日2004年1月28日 申請日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者陳強(qiáng) 申請人:惠州三華工業(yè)有限公司