高可靠性長壽命車用升壓開關電源制造技術

本發(fā)明專利技術涉及一種高可靠性長壽命車用升壓開關電源，包括電源輸入網絡、電源輸出網絡和控制回路，所述電源輸入網絡包括車載蓄電池、功率管和變壓器原邊線圈，電源輸出網絡包括變壓器副邊線圈、續(xù)流電路、整流電路和濾波儲能網絡，控制回路包括依次連接的電壓采樣網絡、信號轉換電路和主控電路。本發(fā)明專利技術解決了現有車用開關電源可靠性不高而成本高的技術問題，電源可靠性提高，成本降低、工作壽命延長、電源體積減少。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及以一種車用開關電源。
技術介紹
現有的車用開關電源的原理框圖參見圖1和圖2。在圖1中，負載直接由濾波儲能網絡供電。為此，變壓器的輸出電壓必須滿足負載要求，功率管的額定電流要求也很高。所以整個開關電源的可靠性不高，成本難以降低。在圖2中，隔離開關電源與汽車蓄電池串聯后給負載供電。開關電源為了實現輸入與輸出的隔離，其電壓轉換電路必須與汽車蓄電池完全電絕緣；因為與汽車蓄電池完全電絕緣，所以為了將負載上電壓信號傳送到主控電路，信號轉換電路必須采用光電器件、或電磁器件，即先將電壓采樣網絡得到的電信號轉變成光信號或磁信號，再由光信號或磁信號轉換成主控電路可接收的電信號。所以開關電源同樣存在可靠性不高而成本高的技術問題。
技術實現思路
本專利技術目的是提供一種高可靠性長壽命車用升壓開關電源，其解決了現有車用開關電源可靠性不高而成本高的技術問題。本專利技術的技術解決方案是—種高可靠性長壽命車用升壓開關電源，包括電源輸入網絡、電源輸出網絡和控制回路，所述電源輸入網絡包括車載蓄電池、功率管和變壓器原邊線圈，所述電源輸出網絡包括變壓器副邊線圈、續(xù)流電路、整流電路和濾波儲能網絡，所述控制回路包括依次連接的電壓采樣網絡、信號轉換電路和主控電路，所述電壓采樣網絡與負載并聯，所述信號轉換電路將負載電壓采樣值轉換成反饋信號，所述控制回路可根據信號轉換電路提供的負載電壓反饋信號控制功率管的通斷時間，其特殊之處在于所述濾波儲能網絡與車載蓄電池串聯后向負載供電。上述控制回路還包括串接在電源輸入網絡中的電流采樣網絡，所述電流采樣網絡將變壓器原邊電流值轉換成反饋信號，所述控制回路可根據信號轉換電路提供的負載電壓反饋信號和電流采樣網絡提供的變壓器原邊電流采樣值控制功率管的通斷時間。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效應管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效應管MOSFET電路；所述續(xù)流電路采用功率二極管或金氧半場效應管MOSFET ；所述濾波儲能網絡采用LC電路；所述電壓采樣網絡采用兩電阻分壓電路。還包括設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絲。本專利技術的有益效果1、本專利技術利用車上電氣設備一般都有與車架共地的特點，提出了一種車用升壓型開關電源。即在通用開關電源的基礎上，將電源輸入網絡中的汽車蓄電池，插入到電源輸出網絡中，與濾波儲能網絡串接，由汽車蓄電池1與濾波儲能網絡共同給負載供電，以降低變壓器的輸出電壓，同時也降低了整流電路、續(xù)流電流、濾波儲能網絡的額定電壓要求，更同時降低了功率管的額定電流要求。所以相對于通常的開關電源，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、濾波網絡的額定電壓可以更低。例如對常用的DC12V變DCMV電源，汽車蓄電池電壓為12V，汽車啟動后，汽車電源電壓可達到14V左右。使用本專利技術的電路后，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，濾波儲能網絡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果就是是電源可靠性提高，成本降低、工作壽命延長、電源體積減少。附圖說明圖1是現有采用變壓器供電方式的車用開關電源的原理框圖；圖2是現有采用隔離開關電源與汽車蓄電池串聯方式的車用開關電源的原理框圖；圖3是本專利技術車用升壓開關電源的原理框圖；圖4是本專利技術加入電流采樣網絡的車用升壓開關電源的原理框圖。具體實施例方式參考圖3，本開關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、濾波儲能網絡、電壓采樣網絡、信號轉換電路、電流采樣網絡、其它內部電路構成，給負載輸出電能。具體來說，本開關電源包括電源輸入網絡、電源輸出網絡和控制回路，電源輸入網絡包括車載蓄開關電源電池、功率管和變壓器原邊線圈，電源輸出網絡包括變壓器副邊線圈、續(xù)流電路、整流電路和濾波儲能網絡，控制回路包括依次連接的電壓采樣網絡、信號轉換電路和主控電路，電壓采樣網絡與負載并聯，信號轉換電路將負載電壓采樣值轉換成反饋信號，必要時，還可在電源輸入網絡中串聯電流采樣網絡，電流采樣網絡將變壓器原邊電流值轉換成反饋信號，控制回路可根據信號轉換電路提供的負載電壓反饋信號和電流采樣網絡提供的變壓器原邊電流采樣值控制功率管的通斷時間，濾波儲能網絡與車載蓄電池串聯后向負載供電。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效應管 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效應管MOSFET 電路；續(xù)流電路采用功率二極管或金氧半場效應管MOSFET ；濾波儲能網絡采用LC電路；電壓采樣網絡采用兩電阻分壓電路。信號轉換電路，需根據主控電路的要求可做必要調整；內部其它電路參考通用開關電源設計。通常，還可包括設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生交變的電壓信號；此交變的電壓信號將通過整流電路與續(xù)流電路對濾波儲能網絡充電；3、濾波儲能網絡的輸出與汽車蓄電池的輸出串聯，共同向負載供電；4、電壓采樣網絡采樣負載上的電壓，并轉變成信號轉換電路可接受的負載電壓信號，信號方式為電壓值；5、信號轉換電路將收到的負載電壓信號，轉換成主控電路可接受的負載電壓信號，信號方式可以是電壓值、電流值、頻率值等；6、主控電路根據接收到的負載電壓信號(也可加上變壓器原邊電流信號)，發(fā)出脈沖式控制信號，控制功率管的通斷。權利要求1.一種高可靠性長壽命車用升壓開關電源，包括電源輸入網絡、電源輸出網絡和控制回路，所述電源輸入網絡包括車載蓄電池、功率管和變壓器原邊線圈，所述電源輸出網絡包括變壓器副邊線圈、續(xù)流電路、整流電路和濾波儲能網絡，所述控制回路包括依次連接的電壓采樣網絡、信號轉換電路和主控電路，所述電壓采樣網絡與負載并聯，所述信號轉換電路將負載電壓采樣值轉換成反饋信號，所述控制回路可根據信號轉換電路提供的負載電壓反饋信號控制功率管的通斷時間，其特征在于所述濾波儲能網絡與車載蓄電池串聯后向負載供電。2.根據權利要求1所述的高可靠性長壽命車用升壓開關電源，其特征在于所述控制回路還包括串接在電源輸入網絡中的電流采樣網絡，所述電流采樣網絡將變壓器原邊電流值轉換成反饋信號，所述控制回路可根據信號轉換電路提供的負載電壓反饋信號和電流采樣網絡提供的變壓器原邊電流采樣值控制功率管的通斷時間。3.根據權利要求1或2所述的高可靠性長壽命車用升壓開關電源，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效應管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效應管MOSFET電路；所述續(xù)流電路采用功率二極管或金氧半場效應管MOSFET ；所述濾波儲能網絡采用LC電路；所述電壓采樣網絡采用兩電阻分壓電路。4.根據權利要求3所述的高可靠性長壽命車用升壓開關電源，其特征在于還包括設置在汽車蓄電池輸出正極與變壓器的原邊線圈之間本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：曾衛(wèi)東，
申請(專利權)人：曾衛(wèi)東，
類型：發(fā)明
國別省市：