專利名稱：參數(shù)設(shè)定集成一體化電源箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源箱，屬于軍用應(yīng)急電源領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了深刻的變化，從而帶動(dòng)了微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了電源技術(shù)的大發(fā)展。目前各類電源產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、能源、交通、運(yùn)輸、信息、航空、航天、國(guó)防、教育、文化等領(lǐng)域。各行各業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)電源產(chǎn)業(yè)提出了節(jié)能、節(jié)材、減重、環(huán)保、可靠、安全等要求。當(dāng)前的電源產(chǎn)業(yè)，占主導(dǎo)地位的產(chǎn)品有線性穩(wěn)壓電源、通信AC/DC開關(guān)電源、DC/ DC開關(guān)電源、交流變頻電源、中頻感應(yīng)加熱電源、正弦波逆變電源、大功率高頻直流穩(wěn)壓電源、綠色照明電源、化學(xué)電源、光伏逆變電源等。當(dāng)前，軍用電源要向高集成度、高智能化、高集約化、節(jié)能環(huán)保的呼聲也日漸增強(qiáng)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型技術(shù)解決的問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)巧妙、節(jié)能環(huán)保的集成一體化電源。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是參數(shù)設(shè)定集成一體化電源箱，包括AC/DC變換器、 充電轉(zhuǎn)換器、輸出轉(zhuǎn)換電路、LED顯示器和磷酸鐵鋰電池，上述各部分的連接關(guān)系通過(guò)下述信號(hào)走向關(guān)系進(jìn)行表征輸出轉(zhuǎn)換電路接收外部控制面板上轉(zhuǎn)換開關(guān)的工作狀態(tài)，將不同狀態(tài)下的控制信號(hào)發(fā)送給充電轉(zhuǎn)換器，充電轉(zhuǎn)換器將上述控制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給AC/DC變換器并輸出控制狀態(tài)信號(hào)到LED顯示器，當(dāng)上述控制信號(hào)為充電控制信號(hào)時(shí)，AC/DC變換器將外部交流電220V轉(zhuǎn)換輸出穩(wěn)定的充電電壓并通過(guò)充電轉(zhuǎn)換器給磷酸鐵鋰電池充電，同時(shí)電池電量檢測(cè)信號(hào)反饋給充電轉(zhuǎn)換器和LED顯示器；當(dāng)上述控制信號(hào)為恒壓輸出控制信號(hào)時(shí)， AC/DC變換器將外部交流電220V轉(zhuǎn)換為直流28V送入輸出轉(zhuǎn)換電路，并將工作狀態(tài)信號(hào)送入LED顯示器；當(dāng)上述控制信號(hào)為電池控制信號(hào)時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換電路輸出磷酸鐵鋰電池的電壓。所述的AC/DC變換器包括工頻整流濾波器、雙正激隔離變換器、高頻整流濾波器、 PWM驅(qū)動(dòng)器和輔電；工頻整流濾波器將外部輸入的220V交流電進(jìn)行工頻整流濾波，得到 310V的直流電壓，將該電壓通過(guò)雙正激隔離變換器輸出方波電壓經(jīng)高頻整流濾波器濾波， 輸出直流28V, PWM驅(qū)動(dòng)器通過(guò)接收高頻整流濾波后的電壓反饋信號(hào)驅(qū)動(dòng)雙正激隔離變換器，輔電由工頻整流濾波后的高壓直流變換為低壓直流送入PWM驅(qū)動(dòng)器。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為(1)本實(shí)用新型對(duì)AC/DC變換模塊主電路采用雙管正激變換，控制電路是基于 UC2843的閉環(huán)控制，與現(xiàn)有AC/DC變換技術(shù)相比，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，控制精度高，性能穩(wěn)定可靠；(2)本實(shí)用新型電源箱采用集成一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)巧妙、體積小、重量輕、攜帶方便；[0011](3)本實(shí)用新型電源箱狀態(tài)指示豐富有電池欠壓報(bào)警指示，充電狀態(tài)指示，輸出電壓、電流指示；(4)本實(shí)用新型電源箱適用于特殊軍用應(yīng)急場(chǎng)合，特別為野外作業(yè)設(shè)計(jì)。
圖1為本實(shí)用新型電源箱電路原理簡(jiǎn)要框圖；圖2為本實(shí)用新型AC/DC變換器原理簡(jiǎn)要框圖；圖3為本實(shí)用新型AC/DC變換器電路圖；圖4為本實(shí)用新型充電轉(zhuǎn)換器電路原理簡(jiǎn)要框圖；圖5為本實(shí)用新型輸出轉(zhuǎn)換電路原理簡(jiǎn)要框圖；圖6為本實(shí)用新型LED顯示器電路原理簡(jiǎn)要框圖；圖7為本實(shí)用新型除AC/DC變換器外其他部分的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，集成一體化電源，包括AC/DC變換器、充電轉(zhuǎn)換器、輸出轉(zhuǎn)換電路、LED 顯示器、磷酸鐵鋰電池。上述各部分安裝在高強(qiáng)度合成材料機(jī)箱內(nèi)，保證了整機(jī)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，又減輕整機(jī)重量，同時(shí)還具有防潮、防雨功能。機(jī)箱內(nèi)各部分的連接關(guān)系通過(guò)下述信號(hào)走向關(guān)系進(jìn)行表征輸出轉(zhuǎn)換電路接收外部控制面板上轉(zhuǎn)換開關(guān)的工作狀態(tài)，將不同狀態(tài)下的控制信號(hào)發(fā)送給充電轉(zhuǎn)換器，充電轉(zhuǎn)換器將上述控制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給AC/DC變換器并輸出控制狀態(tài)信號(hào)到LED顯示器，當(dāng)上述控制信號(hào)為充電控制信號(hào)時(shí)，AC/DC變換器將外部交流電220V轉(zhuǎn)換輸出穩(wěn)定的充電電壓并通過(guò)充電轉(zhuǎn)換器給磷酸鐵鋰電池充電，同時(shí)電池電量檢測(cè)信號(hào)反饋給充電轉(zhuǎn)換器和LED顯示器；當(dāng)上述控制信號(hào)為恒壓輸出控制信號(hào)時(shí)，AC/DC變換器將外部交流電220V轉(zhuǎn)換為直流28V送入輸出轉(zhuǎn)換電路，并將工作狀態(tài)信號(hào)送入LED顯示器。當(dāng)上述控制信號(hào)為電池控制信號(hào)時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換電路輸出磷酸鐵鋰電池的電壓。AC/DC變換器電路原理簡(jiǎn)要框圖如圖2所示。AC/DC變換器首先將外部輸入的220V 交流電進(jìn)行工頻整流濾波，得到310V的直流電壓，將該電壓通過(guò)雙正激隔離變換輸出方波電壓經(jīng)高頻整流濾波，輸出直流^V，PWM驅(qū)動(dòng)器通過(guò)接收高頻整流濾波后的電壓反饋信號(hào)驅(qū)動(dòng)雙正激隔離變換，輔電由工頻整流濾波后的高壓直流變換為低壓直流送入PWM驅(qū)動(dòng)。圖3是本申請(qǐng)AC/DC變換器基于圖2原理上的一種實(shí)現(xiàn)方式，該AC/DC變換器是采用雙管正激變換技術(shù)的開關(guān)電源。PWM控制是基于電流型UU843(即圖3中的Ni)的控制器。傳統(tǒng)的開關(guān)電源控制方案雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但是輸出電壓精度不高，抗干擾能力比較差。為了提高輸出電壓的精度和響應(yīng)速度，本電路突破傳統(tǒng)控制策略，電壓采樣及反饋回路采用光耦VI(PC817)與運(yùn)算放大器N8(LM324)組合，電流環(huán)和電壓環(huán)的PI控制器采用UU843射隨及與之相連的阻容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。測(cè)試結(jié)果表明此電路性能指標(biāo)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的反饋電路；動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，控制精度高，性能穩(wěn)定可靠。同時(shí)，AC/DC變換器設(shè)有原邊電流逐個(gè)脈沖檢測(cè)，支持輸出短路，輸出過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)，保護(hù)特性可以按用戶要求設(shè)定。電路設(shè)有過(guò)溫保護(hù)，內(nèi)部過(guò)溫保護(hù)設(shè)定點(diǎn)為 750C 士5°C。過(guò)溫電路動(dòng)作后，將關(guān)閉電源輸出，從而對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行有效保護(hù)。本電源設(shè)計(jì)功率達(dá)400W，能滿足中等功率類似用電設(shè)備的需求。充電轉(zhuǎn)換器電路原理簡(jiǎn)要框圖如圖4所示，電平轉(zhuǎn)換接收充電狀態(tài)控制信號(hào)與輸出電壓反饋信號(hào)后通過(guò)電壓比較、運(yùn)算，將輸出信號(hào)反饋給電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，完成電壓與電流的調(diào)節(jié)任務(wù)。輸出轉(zhuǎn)換電路原理簡(jiǎn)要框圖如圖5所示，電磁繼電器接收輸出控制信號(hào)后，將電池輸入或DC28V輸入進(jìn)行選擇并輸出。LED顯示器電路原理簡(jiǎn)要框圖如圖6所示， 電池電壓信號(hào)通過(guò)電壓比較輸出電池狀態(tài)顯示信號(hào)；充電狀態(tài)控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)放大輸出狀態(tài)顯示信號(hào)；輸出電壓電流信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理輸出電源狀態(tài)信號(hào)。充電轉(zhuǎn)換器、輸出轉(zhuǎn)換與LED顯示器詳細(xì)電路圖如圖7所示。外部控制面板上存在三種狀態(tài)控制，一種“DC28V”，一種“充電”狀態(tài)，一種“電池” 狀態(tài)。當(dāng)面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“DC28V”時(shí)，此時(shí)充電控制無(wú)信號(hào)輸入，電平轉(zhuǎn)換內(nèi)部無(wú)動(dòng)作，AC/DC變換器工作在恒壓輸出狀態(tài)。因此，AC/DC變換器以DC28V輸出，最大負(fù)載電流為12A。輸出控制無(wú)信號(hào)輸入給輸出轉(zhuǎn)換電路，電磁繼電器處于失電狀態(tài)，DC28V電壓通過(guò)繼電器常閉觸點(diǎn)輸出，最大負(fù)載電流12A。當(dāng)面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“充電”時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換電路接收“充電”狀態(tài)控制信號(hào)并給充電轉(zhuǎn)換器發(fā)出“充電”信號(hào)，充電轉(zhuǎn)換器通過(guò)內(nèi)部電平轉(zhuǎn)換動(dòng)作，變換器進(jìn)入恒流充電工作狀態(tài)，并通過(guò)輸出轉(zhuǎn)換電路對(duì)磷酸鐵鋰電池充電。當(dāng)面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“電池”時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換電路接收“電池”狀態(tài)控制信號(hào)并給充電轉(zhuǎn)換器發(fā)出“電池”信號(hào)，輸出轉(zhuǎn)換電路通過(guò)電磁繼電器以“電池”電壓輸出。所述的LED顯示器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電池欠壓，充電狀態(tài)，輸出電壓，負(fù)載電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
與顯不。當(dāng)電池電壓低于電池保護(hù)電壓時(shí)，電壓報(bào)警保護(hù)電路產(chǎn)生方波電壓驅(qū)動(dòng)指示燈報(bào)警。當(dāng)面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“充電”時(shí)，充電控制有信號(hào)輸入，此充電信號(hào)經(jīng)功率放大后， 驅(qū)動(dòng)指示燈顯示。輸出電壓、負(fù)載電流通過(guò)信號(hào)檢測(cè)和調(diào)理也驅(qū)動(dòng)相應(yīng)指示燈顯示電源箱的工作狀態(tài)。本實(shí)用新型未詳細(xì)說(shuō)明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
權(quán)利要求1.參數(shù)設(shè)定集成一體化電源箱，其特征在于包括AC/DC變換器、充電轉(zhuǎn)換器、輸出轉(zhuǎn)換電路、LED顯示器和磷酸鐵鋰電池，上述各部分的連接關(guān)系通過(guò)下述信號(hào)走向關(guān)系進(jìn)行表征輸出轉(zhuǎn)換電路接收外部控制面板上轉(zhuǎn)換開關(guān)的工作狀態(tài)，將不同狀態(tài)下的控制信號(hào)發(fā)送給充電轉(zhuǎn)換器，充電轉(zhuǎn)換器將上述控制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給AC/DC變換器并輸出控制狀態(tài)信號(hào)到 LED顯示器，當(dāng)上述控制信號(hào)為充電控制信號(hào)時(shí)，AC/DC變換器將外部交流電220V轉(zhuǎn)換輸出穩(wěn)定的充電電壓并通過(guò)充電轉(zhuǎn)換器給磷酸鐵鋰電池充電，同時(shí)電池電量檢測(cè)信號(hào)反饋給充電轉(zhuǎn)換器和LED顯示器；當(dāng)上述控制信號(hào)為恒壓輸出控制信號(hào)時(shí)，AC/DC變換器將外部交流電220V轉(zhuǎn)換為直流28V送入輸出轉(zhuǎn)換電路，并將工作狀態(tài)信號(hào)送入LED顯示器；當(dāng)上述控制信號(hào)為電池控制信號(hào)時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換電路輸出磷酸鐵鋰電池的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)設(shè)定集成一體化電源箱，其特征在于所述的AC/DC變換器包括工頻整流濾波器、雙正激隔離變換器、高頻整流濾波器、PWM驅(qū)動(dòng)器和輔電；工頻整流濾波器將外部輸入的220V交流電進(jìn)行工頻整流濾波，得到310V的直流電壓，將該電壓通過(guò)雙正激隔離變換器輸出方波電壓經(jīng)高頻整流濾波器濾波，輸出直流28V, PWM驅(qū)動(dòng)器通過(guò)接收高頻整流濾波后的電壓反饋信號(hào)驅(qū)動(dòng)雙正激隔離變換器，輔電由工頻整流濾波后的高壓直流變換為低壓直流送入PWM驅(qū)動(dòng)器。
專利摘要參數(shù)設(shè)定集成一體化電源箱，包括AC/DC變換器、充電轉(zhuǎn)換器、輸出轉(zhuǎn)換電路、LED顯示器和磷酸鐵鋰電池，上述各部分的連接關(guān)系通過(guò)下述信號(hào)走向關(guān)系進(jìn)行表征輸出轉(zhuǎn)換電路接收外部控制面板上轉(zhuǎn)換開關(guān)的工作狀態(tài)，將不同狀態(tài)下的控制信號(hào)發(fā)送給充電轉(zhuǎn)換器，充電轉(zhuǎn)換器將上述控制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給AC/DC變換器并輸出控制狀態(tài)信號(hào)到LED顯示器，當(dāng)上述控制信號(hào)為充電控制信號(hào)時(shí)，AC/DC變換器將外部交流電220V轉(zhuǎn)換輸出穩(wěn)定的充電電壓并通過(guò)充電轉(zhuǎn)換器給磷酸鐵鋰電池充電，同時(shí)電池電量檢測(cè)信號(hào)反饋給充電轉(zhuǎn)換器和LED顯示器；當(dāng)上述控制信號(hào)為恒壓輸出控制信號(hào)時(shí)，AC/DC變換器將外部交流電220V轉(zhuǎn)換為直流28V送入輸出轉(zhuǎn)換電路，并將工作狀態(tài)信號(hào)送入LED顯示器。
文檔編號(hào)H02J7/02GK202178713SQ20112029996
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者杜文洲, 王貴剛, 趙海娜 申請(qǐng)人:北京航天光華電子技術(shù)有限公司