專利名稱：一種逆變式高壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種逆變式高壓電源，具體說是將蓄電池電源逆變?yōu)楦邏弘娫矗?用于對柴油機汽車顆粒凈化器中的顆粒打火使顆粒起燃的高壓電源。
背景技術(shù)：
本人發(fā)明了一種申請?zhí)枮椤?01120209011. 2”的電擊穿式柴油機尾氣顆粒凈化器， 用過濾陶瓷捕捉尾氣中的顆粒，當陶瓷中的顆粒達一定量時進行再生；再生的工作原理是 高壓直流電源的正端、負端分別接過濾陶瓷內(nèi)的電極，電極之間構(gòu)成一靜電場，靜電場電壓為5KV至8KV，過濾陶瓷過濾的顆粒為導電物質(zhì)，當陶瓷內(nèi)顆粒層較薄時，不會產(chǎn)生擊穿，當陶瓷內(nèi)顆粒積累到一定量時，擊穿電壓降低而產(chǎn)生電火花，電火花使顆粒積熱、起燃。要求將柴油機汽車的車載電源即蓄電池電源轉(zhuǎn)換成高壓電源并且輸出電壓穩(wěn)定，市場上的高壓電源一般用于靜電除塵，其體積較大，在柴油機汽車上使用受空間限制，其工作電源來自市電不適合在汽車上工作。

實用新型內(nèi)容為滿足上述的要求本實用新型提供一種高壓電源，要解決的技術(shù)問題是將車載蓄電池的低壓電源轉(zhuǎn)換成高壓電源并且高壓輸出穩(wěn)定、當高壓電源裝置發(fā)生故障時能保護蓄電池。解決的技術(shù)問題的技術(shù)方案包括蓄電池組1、低壓直流穩(wěn)壓電路2、功率放大電路5、將經(jīng)功率放大電路放大的信號變成高壓的升壓變壓器6及其高壓輸出整流電路7、高壓信號采樣電路8，其特征是在低壓直流穩(wěn)壓電路2與功率放大電路5之間還有信號運算電路3和信號調(diào)制電路4，所述的信號運算電路3具有接低壓直流穩(wěn)壓電路的輸出端21的設(shè)定信號輸入端31、接高壓信號采樣電路8的輸出端81的反饋信號輸入端32、以及將設(shè)定信號與反饋信號的運算結(jié)果輸出的輸出端33 ；信號運算電路3的輸出端33接信號調(diào)制電路4的二路輸入端41、42，信號調(diào)制電路4的二路輸出端43、44分別與功率放大電路5的輸入端51、52連接；高壓信號采樣電路8的輸出端81與地之間還接有繼電器線圈J，繼電器觸頭串接在高壓電源裝置的電源輸入端與蓄電池組1的輸出端之間。在該技術(shù)方案中設(shè)定信號具有穩(wěn)定的幅值與高壓反饋信號運算后其運算結(jié)果信號的幅值可調(diào)整輸出的高壓，使其達到設(shè)定信號要求的電壓值，運算結(jié)果信號被調(diào)制電路調(diào)制成固定頻率的方波信號，該方波信號經(jīng)功率放大電路放大及升壓變壓器耦合將蓄電池的直流電變成高壓交流電且幅值穩(wěn)定。當所述的高壓電源發(fā)生故障沒有交流輸出時，高壓信號采樣電路電壓為零，繼電器線圈J失電釋放，繼電器觸頭切斷蓄電池組1向高壓電源裝置的供電，避免蓄電池電能的流失。所述的信號運算電路3由電阻Rl — R5、電位器RWl、RW2、三極管Tl組成；電阻R2 的一端即設(shè)定信號輸入端31接低壓直流穩(wěn)壓電路的輸出端21 ；其另一端通過電位器RWl 與電阻Rl的一端連接；電阻R3的一端即反饋信號輸入端32接高壓信號采樣電路8的輸出端81，其另一端通過電位器RW2與電阻Rl的一端連接；電阻Rl的另一端接地；三極管Tl 的基極通過電阻R4與電阻Rl的一端連接，其發(fā)射極即運算結(jié)果輸出端33通過電阻R5接地，其集電極接低壓直流穩(wěn)壓電路2的輸出端21。所述的信號調(diào)制電路4由電阻R6—R11、電容C1、C2、三極管T2、T3和集成電路ICl 組成；集成電路ICl的2腳、3腳之間跨接電阻R6，其6腳通過電容Cl接地，其2腳、6腳相連；集成電路ICl的7腳通過電阻R7與其8腳、4腳連接，其8腳、4腳接低壓直流穩(wěn)壓電路的輸出端21 ；集成電路ICl的1腳接地，5腳通過電容C2接地；三極管Τ2的基極通過電阻 R8與集成電路ICl的3腳連接，三極管Τ2的集電極通過電阻RlO與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，三極管Τ2的發(fā)射極接地；三極管Τ3的基極通過電阻R9與集成電路ICl的7腳連接， 三極管Τ3的集電極通過電阻Rll與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，三極管Τ3的發(fā)射極接地。所述的信號運算電路和信號調(diào)制電路的工作電源為單電源且構(gòu)成電路的電子元件較少，使故障點減少從而提高高壓電源裝置的可靠性。所用的元器件價格較低而且數(shù)量較少，制造成本較低。所述的高壓信號采樣電路8中整流器QL2的輸入端與升壓變壓器的次級線圈L2 并聯(lián)連接、整流器QL2的輸出端與濾波電容C4并聯(lián)連接，整流器QL2的輸出端的正極接地， 其負極即輸出端81接信號運算電路3中的電阻R3的一端。所述的高壓信號采樣電路8中整流器QL2的輸出端并聯(lián)有繼電器線圈J，繼電器常開觸頭J-I的一端接蓄電池Ul的正端、其另一端通過常閉按鈕QT接升壓變壓器的初級線圈L中心抽頭；繼電器常開觸頭J-2串接在蓄電池U2的正端與電感L3之間。本實用新型的有益效果是1、在實現(xiàn)升壓、穩(wěn)壓的功能的基礎(chǔ)上使用較少的元器件，使故障點減少從而提高高壓電源裝置的可靠性。2、元器件較少使裝置的體積較小。3、 裝置出現(xiàn)故障時能斷開蓄電池，避免電能流失而影響汽車運行。4、所用的元器件價格較低而且數(shù)量較少，制造成本較低。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)方框圖。圖2是本實用新型優(yōu)選實施例的電路原理圖。
具體實施方式
現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的優(yōu)選實施例。該高壓電源裝置包括蓄電池組1、低壓直流穩(wěn)壓電路2、信號運算電路3、信號調(diào)制電路4、功率放大電路5、升壓變壓器6、高壓輸出整流電路7、高壓信號采樣電路8，保護電路9。所述的蓄電池組1為車載蓄電池，包括蓄電池Ul、U2，其電壓均為12V。所述的低壓直流穩(wěn)壓電路2為信號運算電路3、信號調(diào)制電路4提供穩(wěn)定工作電源，它由電感L3、電容C5 — C7、穩(wěn)壓集成電路IC2 (型號為7809)組成；電感L3的一端與穩(wěn)壓集成電路IC2的1腳連接、該連接點通過電容C5接地，穩(wěn)壓集成電路IC2的2腳接地，穩(wěn)壓集成電路IC2的3腳與地之間并聯(lián)有濾波電容C6、C7，穩(wěn)壓集成電路IC2的3腳輸出電壓為+9V ；電感L3的另一端通過繼電器常開觸頭J-2與蓄電池U2的正極連接。蓄電池組一般與發(fā)電機連接，發(fā)電時蓄電池組上的電壓紋波較大，選用電感可有效的抑制紋波。所述的信號運算電路3由電阻Rl — R5、電位器RWl、RW2、三極管Tl組成；電阻R2 的一端(設(shè)定信號輸入端31)接低壓直流穩(wěn)壓電路中穩(wěn)壓集成電路IC2的3腳(輸出端21); 其另一端通過電位器RWl與電阻Rl的一端連接；電阻R3的一端(反饋信號輸入端)接高壓信號采樣電路8中整流器QL2的輸出端的負極(輸出端81)，其另一端通過電位器RW2與電阻Rl的一端連接；電阻Rl的另一端接地；電阻Rl上的電壓為運算結(jié)果信號電壓；三極管 Tl的基極通過電阻R4與電阻Rl的一端連接，其發(fā)射極(運算結(jié)果輸出端33)通過電阻R5 接地，其集電極接低壓直流穩(wěn)壓電路2的輸出端21。信號運算也可用運算放大器來實現(xiàn)，但使用運算放大器需要正、負穩(wěn)壓電源，并且該穩(wěn)壓電源需要與蓄電池隔離，這樣會使高壓電源裝置體積增大；另外運算放大器在工作時可能會發(fā)生自激現(xiàn)象需補償。所述的信號調(diào)制電路4由電阻R6—R11、電容C1、C2、三極管T2、T3和集成電路ICl 組成，集成電路ICl的型號為時基電路555 ；集成電路ICl的2腳、3腳之間跨接電阻R6，其 6腳通過電容Cl接地，其2腳、6腳相連；集成電路ICl的7腳通過電阻R7與其8腳、4腳連接，其8腳、4腳接低壓直流穩(wěn)壓電路的輸出端21 ；集成電路ICl的1腳接地，5腳通過電容C2接地；集成電路ICl的3腳、7腳輸出對稱的方波其頻率為40ΚΗΖ，選擇電阻R6和電容 Cl的電阻值與電容值可確定所述的方波的頻率；三極管Τ2的基極通過電阻R8與集成電路 ICl的3腳連接，三極管Τ2的集電極通過電阻RlO與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，三極管Τ2 的發(fā)射極接地；三極管Τ3的基極通過電阻R9與集成電路ICl的7腳連接，三極管Τ3的集電極通過電阻Rll與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，三極管Τ3的發(fā)射極接地；所述的方波使三極管Τ2、Τ3交替導通、截止。所述的功率放大電路由三極管Τ4一Τ7、升壓變壓器Bl的初級線圈L組成；三極管 Τ4、Τ5構(gòu)成一復合管以提高放大倍數(shù)，三極管Τ4的基極接三極管Τ2的集電極，三極管Τ4、 Τ5的集電極接變壓器初級線圈L的一端，三極管Τ5的發(fā)射極接地；三極管Τ6、Τ7構(gòu)成另一復合管，三極管Τ6的基極接三極管Τ3的集電極，三極管Τ6、Τ7的集電極接變壓器初級線圈 L的另一端，三極管Τ7的發(fā)射極接地；變壓器初級線圈L的中心抽頭(電源輸入端53)通過保護電路與蓄電池Ul的正極(輸出端12)連接；蓄電池U1、U2串聯(lián)連接，蓄電池Ul正極端的電壓為24V ；三極管T5、T7為集電極電流25A的功率三極管。所述的升壓變壓器Bl具有中心抽頭的初級線圈L、次級線圈Li、L2，次級線圈Ll 為升壓線圈，當初級線圈L的中心抽頭的電壓24V時次級線圈Ll的輸出電壓為交流6KV左右，次級線圈L2為采樣線圈其輸出電壓為交流8V左右，所述的線圈套在一高頻磁芯上，采用高頻磁芯可使變壓器體積減小。所述的高壓輸出整流電路7由整流器QLl和電容C3組成，整流器QLl的輸入端與次級線圈Ll連接其輸出端并聯(lián)電容C3，其輸出的直流電壓為7. 2KV左右。所述的高壓信號采樣電路8中整流器QL2的輸入端與升壓變壓器的次級線圈L2 并聯(lián)連接、整流器QL2的輸出端與濾波電容C4并聯(lián)連接，整流器QL2的輸出端的正極接地， 其負極(輸出端81)接信號運算電路3中的電阻R3的一端(反饋信號輸入端31)。保護電路9為這樣的結(jié)構(gòu)即在高壓信號采樣電路8的整流器QL2的輸出端并聯(lián)有繼電器線圈J，繼電器常開觸頭J-I的一端接蓄電池Ul的正端(輸出端12)、其另一端通過常閉按鈕QT接升壓變壓器的初級線圈L中心抽頭(電源輸入端53)，繼電器常開觸頭J-I的兩端并聯(lián)有常開按鈕AT，繼電器另一常開觸頭J-2串接在蓄電池U2的正端與電感L3 (電源輸入端22)之間。本實用新型的工作原理是低壓直流穩(wěn)壓電路2為信號運算電路3、信號調(diào)制電路4提供穩(wěn)定工作電源。在信號運算電路3中設(shè)定信號低壓直流穩(wěn)壓電路2為一固定值，反饋信號來自高壓信號采樣電路8，當反饋信號變小時，電阻Rl上電壓增大，當反饋信號變大時，電阻Rl上電壓減小，調(diào)節(jié)電位器RWl、RW2可使電阻Rl上電壓有一合適范圍，電阻R4、R5、三極管Tl 構(gòu)成一射極跟隨器輸出電阻Rl上的電壓。在信號調(diào)制電路4中電阻RIO、Rll的一端接信號運算電路3中的三極管Tl發(fā)射極接受運算信號，當三極管T2或T3導通時功率放大電路5中的三極管T4與T5或三極管 T6與T7截止，當三極管T2或T3截止時功率放大電路5中的三極管T4與T5或三極管T6 與T7導通，功率放大電路5中的三極管導通時對所述的運算信號按一定的放大倍數(shù)放大， 在升壓變壓器Bl的初級線圈L上形成交流電壓使其次級線圈Ll感應(yīng)出高壓交流電壓。在高壓信號采樣電路8中升壓變壓器的次級線圈L2的感應(yīng)電壓與次級線圈Ll的感應(yīng)電壓成比例關(guān)系，次級線圈L2的交流電壓經(jīng)整流器QL2整流反饋至信號運算電路3，經(jīng)運算、放大使次級線圈L2的電壓穩(wěn)定。所述的保護電路9中繼電器線圈J并聯(lián)在高壓信號采樣電路8的整流器QL2的輸出端，當高壓電壓裝置發(fā)生故障時如三極管損壞會導致整流器QL2無輸出，繼電器線圈J失電、繼電器常開觸頭J-l、J-2斷開，切斷高壓電源裝置的電源，使蓄電池電能不至流失。另外還可利用繼電器的觸頭發(fā)出報警信號。高壓電源工作時按下常開按鈕AT ；停止工作時按下常閉按鈕QT。
權(quán)利要求1.一種逆變式高壓電源，該高壓電源裝置包括蓄電池組(1)、低壓直流穩(wěn)壓電路(2)、 功率放大電路(5)、將經(jīng)功率放大電路放大的信號變成高壓的升壓變壓器(6)及其高壓輸出整流電路(7)、高壓信號采樣電路(8)，其特征是在低壓直流穩(wěn)壓電路(2)與功率放大電路(5)之間還有信號運算電路(3)和信號調(diào)制電路(4)，所述的信號運算電路(3)具有接低壓直流穩(wěn)壓電路的輸出端(21)的設(shè)定信號輸入端(31)、接高壓信號采樣電路(8)的輸出端 (81)的反饋信號輸入端(32)、以及將設(shè)定信號與反饋信號的運算結(jié)果輸出的輸出端(33)； 信號運算電路(3)的輸出端(33)接信號調(diào)制電路(4)的二路輸入端(41、42)，信號調(diào)制電路 (4)的二路輸出端(43、44)分別與功率放大電路(5)的輸入端(51、52)連接；高壓信號采樣電路(8)的輸出端(81)與地之間還接有繼電器線圈J，繼電器觸頭串接在高壓電源裝置的電源輸入端與蓄電池組(1)的輸出端之間。
2.如權(quán)利要求1所述的一種逆變式高壓電源，其特征是所述的信號運算電路(3)由電阻Rl—R5、電位器RW1、RW2、三極管Tl組成；電阻R2的一端接低壓直流穩(wěn)壓電路的輸出端(21)；其另一端通過電位器RWl與電阻Rl的一端連接；電阻R3的一端接高壓信號采樣電路(8)的輸出端(81)，其另一端通過電位器RW2與電阻Rl的一端連接；電阻Rl的另一端接地；三極管Tl的基極通過電阻R4與電阻Rl的一端連接，其發(fā)射極通過電阻R5接地，其集電極接低壓直流穩(wěn)壓電路(2)的輸出端(21)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種逆變式高壓電源，其特征是所述的信號調(diào)制電路(4)由電阻R6 — R11、電容Cl、C2、三極管T2、T3和集成電路ICl組成；集成電路ICl的2腳、3腳之間跨接電阻R6，其6腳通過電容Cl接地，其2腳、6腳相連；集成電路ICl的7腳通過電阻 R7與其8腳、4腳連接，其8腳、4腳接低壓直流穩(wěn)壓電路的輸出端21 ；集成電路ICl的1腳接地，5腳通過電容C2接地；三極管T2的基極通過電阻R8與集成電路ICl的3腳連接，三極管T2的集電極通過電阻RlO與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，三極管T2的發(fā)射極接地；三極管T3的基極通過電阻R9與集成電路ICl的7腳連接，三極管T3的集電極通過電阻Rll 與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，三極管T3的發(fā)射極接地。
4.如權(quán)利要求1所述的一種逆變式高壓電源，其特征是所述的高壓信號采樣電路(8) 中整流器QL2的輸入端與升壓變壓器的次級線圈L2并聯(lián)連接、整流器QL2的輸出端與濾波電容C4并聯(lián)連接，整流器QL2的輸出端的正極接地，其負極接信號運算電路(3)中的電阻 R3的一端。
5.如權(quán)利要求1所述的一種逆變式高壓電源，其特征是所述的高壓信號采樣電路(8) 中整流器QL2的輸出端并聯(lián)有繼電器線圈J，繼電器常開觸頭J-I的一端接蓄電池Ul的正端、其另一端通過常閉按鈕QT接升壓變壓器的初級線圈L中心抽頭；繼電器常開觸頭J-2 串接在蓄電池U2的正端與電感L3之間。
專利摘要一種逆變式高壓電源用于對柴油機汽車顆粒凈化器中的顆粒打火使顆粒起燃，該高壓電源包括蓄電池組、低壓直流穩(wěn)壓電路、功率放大電路、升壓變壓器及其高壓輸出整流電路、高壓信號采樣電路。其特征是在低壓直流穩(wěn)壓電路與功率放大電路之間還有信號運算電路和信號調(diào)制電路，來自低壓直流穩(wěn)壓電路的設(shè)定信號和來自高壓信號采樣電路的反饋信號經(jīng)信號運算電路運算后，其運算結(jié)果信號再由信號調(diào)制電路調(diào)制成交流信號，該交流信號輸入至功率放大電路；在高壓電源裝置的電源輸入端與蓄電池組的輸出端之間有保護電路。其有益效果是1、元器件少，裝置的可靠性高；2、裝置的體積較??；3、制造成本較低。
文檔編號H02H7/18GK202309526SQ20112044335
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者高玉琴 申請人:高玉琴