專利名稱：高可靠性長(zhǎng)壽命車用升壓開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以一種車用開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的車用開關(guān)電源的原理框圖參見圖1和圖2。在圖1中，負(fù)載直接由濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)供電。為此，變壓器的輸出電壓必須滿足負(fù)載要求，功率管的額定電流要求也很高。所以整個(gè)開關(guān)電源的可靠性不高，成本難以降低。在圖2中，隔離開關(guān)電源與汽車蓄電池串聯(lián)后給負(fù)載供電。開關(guān)電源為了實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的隔離，其電壓轉(zhuǎn)換電路必須與汽車蓄電池完全電絕緣；因?yàn)榕c汽車蓄電池完全電絕緣，所以為了將負(fù)載上電壓信號(hào)傳送到主控電路，信號(hào)轉(zhuǎn)換電路必須采用光電器件、或電磁器件，即先將電壓采樣網(wǎng)絡(luò)得到的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)或磁信號(hào)，再由光信號(hào)或磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成主控電路可接收的電信號(hào)。所以開關(guān)電源同樣存在可靠性不高而成本高的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種高可靠性長(zhǎng)壽命車用升壓開關(guān)電源，其解決了現(xiàn)有車用開關(guān)電源可靠性不高而成本高的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種高可靠性長(zhǎng)壽命車用升壓開關(guān)電源，包括電源輸入網(wǎng)絡(luò)、電源輸出網(wǎng)絡(luò)和控制回路，所述電源輸入網(wǎng)絡(luò)包括車載蓄電池、功率管和變壓器原邊線圈，所述電源輸出網(wǎng)絡(luò)包括變壓器副邊線圈、續(xù)流電路、整流電路和濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)，所述控制回路包括依次連接的電壓采樣網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和主控電路，所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)與負(fù)載并聯(lián)，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將負(fù)載電壓采樣值轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)，所述控制回路可根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路提供的負(fù)載電壓反饋信號(hào)控制功率管的通斷時(shí)間，其特殊之處在于所述濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)與車載蓄電池串聯(lián)后向負(fù)載供電。上述控制回路還包括串接在電源輸入網(wǎng)絡(luò)中的電流采樣網(wǎng)絡(luò)，所述電流采樣網(wǎng)絡(luò)將變壓器原邊電流值轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)，所述控制回路可根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路提供的負(fù)載電壓反饋信號(hào)和電流采樣網(wǎng)絡(luò)提供的變壓器原邊電流采樣值控制功率管的通斷時(shí)間。上述主控電路采用電流型或電壓型PWM電源控制芯片；所述功率管采用金氧半場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET或絕緣柵雙極性晶體管IGBT ；所述整流電路采用功率二極管或金氧半場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET電路；所述續(xù)流電路采用功率二極管或金氧半場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET ；所述濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)采用LC電路；所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)采用兩電阻分壓電路。還包括設(shè)置在汽車蓄電池的輸出正極與變壓器的原邊線圈之間的保險(xiǎn)絲。本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明利用車上電氣設(shè)備一般都有與車架共地的特點(diǎn)，提出了一種車用升壓型開關(guān)電源。即在通用開關(guān)電源的基礎(chǔ)上，將電源輸入網(wǎng)絡(luò)中的汽車蓄電池，插入到電源輸出網(wǎng)絡(luò)中，與濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)串接，由汽車蓄電池1與濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)共同給負(fù)載供電，以降低變壓器的輸出電壓，同時(shí)也降低了整流電路、續(xù)流電流、濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)的額定電壓要求，更同時(shí)降低了功率管的額定電流要求。所以相對(duì)于通常的開關(guān)電源，本電源的變壓器可以更小，功率管的額定電流可以更低，整流電路、續(xù)流電流、濾波網(wǎng)絡(luò)的額定電壓可以更低。例如對(duì)常用的DC12V變DCMV電源，汽車蓄電池電壓為12V，汽車啟動(dòng)后，汽車電源電壓可達(dá)到14V左右。使用本發(fā)明的電路后，變壓器輸出電壓可減少一半以上，整流電路、續(xù)流電路的額定耐壓可減少一半，濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)中電容的額定耐壓可減少一半，功率管的額定電流可減少一半，變壓器的體積也可減少。2、電路中額定電壓和額定電路減少的最終的結(jié)果就是是電源可靠性提高，成本降低、工作壽命延長(zhǎng)、電源體積減少。


圖1是現(xiàn)有采用變壓器供電方式的車用開關(guān)電源的原理框圖；圖2是現(xiàn)有采用隔離開關(guān)電源與汽車蓄電池串聯(lián)方式的車用開關(guān)電源的原理框圖；圖3是本發(fā)明車用升壓開關(guān)電源的原理框圖；圖4是本發(fā)明加入電流采樣網(wǎng)絡(luò)的車用升壓開關(guān)電源的原理框圖。
具體實(shí)施例方式參考圖3，本開關(guān)電源由汽車蓄電池供電，由主控電路、功率管、變壓器、整流電路、 續(xù)流電路、濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)、電壓采樣網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、電流采樣網(wǎng)絡(luò)、其它內(nèi)部電路構(gòu)成，給負(fù)載輸出電能。具體來說，本開關(guān)電源包括電源輸入網(wǎng)絡(luò)、電源輸出網(wǎng)絡(luò)和控制回路，電源輸入網(wǎng)絡(luò)包括車載蓄開關(guān)電源電池、功率管和變壓器原邊線圈，電源輸出網(wǎng)絡(luò)包括變壓器副邊線圈、續(xù)流電路、整流電路和濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)，控制回路包括依次連接的電壓采樣網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和主控電路，電壓采樣網(wǎng)絡(luò)與負(fù)載并聯(lián)，信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將負(fù)載電壓采樣值轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)，必要時(shí)，還可在電源輸入網(wǎng)絡(luò)中串聯(lián)電流采樣網(wǎng)絡(luò)，電流采樣網(wǎng)絡(luò)將變壓器原邊電流值轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)，控制回路可根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路提供的負(fù)載電壓反饋信號(hào)和電流采樣網(wǎng)絡(luò)提供的變壓器原邊電流采樣值控制功率管的通斷時(shí)間，濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)與車載蓄電池串聯(lián)后向負(fù)載供電。主控電路采用電流型或電壓型PWM電源控制芯片；功率管采用金氧半場(chǎng)效應(yīng)管 MOSFET或絕緣柵雙極性晶體管IGBT ；整流電路采用功率二極管或金氧半場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET 電路；續(xù)流電路采用功率二極管或金氧半場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET ；濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)采用LC電路；電壓采樣網(wǎng)絡(luò)采用兩電阻分壓電路。信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，需根據(jù)主控電路的要求可做必要調(diào)整；內(nèi)部其它電路參考通用開關(guān)電源設(shè)計(jì)。通常，還可包括設(shè)置在汽車蓄電池的輸出正極與變壓器的原邊線圈之間的保險(xiǎn)絲。本電源的工作原理如下1、主控電路通過控制功率管的通斷時(shí)間，以使變壓器間歇式地從汽車蓄電池中獲得能量；2、由于變壓器是間歇式充電，所以變壓器的副邊線圈將產(chǎn)生交變的電壓信號(hào)；此交變的電壓信號(hào)將通過整流電路與續(xù)流電路對(duì)濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)充電；3、濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)的輸出與汽車蓄電池的輸出串聯(lián)，共同向負(fù)載供電；4、電壓采樣網(wǎng)絡(luò)采樣負(fù)載上的電壓，并轉(zhuǎn)變成信號(hào)轉(zhuǎn)換電路可接受的負(fù)載電壓信號(hào)，信號(hào)方式為電壓值；5、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將收到的負(fù)載電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換成主控電路可接受的負(fù)載電壓信號(hào)，信號(hào)方式可以是電壓值、電流值、頻率值等；6、主控電路根據(jù)接收到的負(fù)載電壓信號(hào)(也可加上變壓器原邊電流信號(hào))，發(fā)出脈沖式控制信號(hào)，控制功率管的通斷。
權(quán)利要求
1.一種高可靠性長(zhǎng)壽命車用升壓開關(guān)電源，包括電源輸入網(wǎng)絡(luò)、電源輸出網(wǎng)絡(luò)和控制回路，所述電源輸入網(wǎng)絡(luò)包括車載蓄電池、功率管和變壓器原邊線圈，所述電源輸出網(wǎng)絡(luò)包括變壓器副邊線圈、續(xù)流電路、整流電路和濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)，所述控制回路包括依次連接的電壓采樣網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和主控電路，所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)與負(fù)載并聯(lián)，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將負(fù)載電壓采樣值轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)，所述控制回路可根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路提供的負(fù)載電壓反饋信號(hào)控制功率管的通斷時(shí)間，其特征在于所述濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)與車載蓄電池串聯(lián)后向負(fù)載供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性長(zhǎng)壽命車用升壓開關(guān)電源，其特征在于所述控制回路還包括串接在電源輸入網(wǎng)絡(luò)中的電流采樣網(wǎng)絡(luò)，所述電流采樣網(wǎng)絡(luò)將變壓器原邊電流值轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)，所述控制回路可根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路提供的負(fù)載電壓反饋信號(hào)和電流采樣網(wǎng)絡(luò)提供的變壓器原邊電流采樣值控制功率管的通斷時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高可靠性長(zhǎng)壽命車用升壓開關(guān)電源，其特征在于所述主控電路采用電流型或電壓型PWM電源控制芯片；所述功率管采用金氧半場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET 或絕緣柵雙極性晶體管IGBT ；所述整流電路采用功率二極管或金氧半場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET電路；所述續(xù)流電路采用功率二極管或金氧半場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET ；所述濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)采用LC電路；所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)采用兩電阻分壓電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高可靠性長(zhǎng)壽命車用升壓開關(guān)電源，其特征在于還包括設(shè)置在汽車蓄電池輸出正極與變壓器的原邊線圈之間的保險(xiǎn)絲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高可靠性長(zhǎng)壽命車用升壓開關(guān)電源，包括電源輸入網(wǎng)絡(luò)、電源輸出網(wǎng)絡(luò)和控制回路，所述電源輸入網(wǎng)絡(luò)包括車載蓄電池、功率管和變壓器原邊線圈，電源輸出網(wǎng)絡(luò)包括變壓器副邊線圈、續(xù)流電路、整流電路和濾波儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)，控制回路包括依次連接的電壓采樣網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和主控電路。本發(fā)明解決了現(xiàn)有車用開關(guān)電源可靠性不高而成本高的技術(shù)問題，電源可靠性提高，成本降低、工作壽命延長(zhǎng)、電源體積減少。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102437742SQ20111045302
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者曾衛(wèi)東 申請(qǐng)人:曾衛(wèi)東