一种高压电容充电及放电装置的制作方法

本实用新型涉及开关电源领域的一种高压电容充电及放电装置。

背景技术：

该高压电容充电及放电装置应用于电子除颤仪电源系统，应当具备短时间内将高压电容充电到一定电压的能力，并根据给定的放电信号实现放电，达到电击除颤的目的。本实用新型与现有技术相比优势在于高压电容充电的快速性，可达到毫秒极。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于实现高压电容的快速充电，并按照设定的时序利用全桥IGBT电路实现放电。

本实用新型所要解决的技术问题是由以下技术方案实现的：

一种高压电容充电及放电装置，包括变压器1、功率MOS管2、控制芯片3、欠压锁定电路4、过压锁定电路5、电流检测电路6、充电信号电路7、高压电容8、全桥IGBT电路9、IGBT驱动电路10和放电电极11；直流输入与变压器1的第一原边绕组相连；变压器1 的第二原边绕组与功率MOS管2的漏极双向连接，副边绕组与高压电容8的输入端口相连；欠压锁定电路4分别与控制芯片3的欠压锁定 1端口和欠压锁定2端口相连，过压锁定电路5分别与控制芯片3的过压锁定1端口和过压锁定2端口相连，电流检测电路6分别与控制芯片3的电流检测负端口和电流检测正端口相连，充电信号电路7与控制芯片3的充电信号端口相连；控制芯片3的输出端口与功率MOS 管2的栅极相连；高压电容8的输出端口与全桥IGBT电路9的输入端口相连；全桥IGBT电路9的输出端口与放电电极11的输入端口相连；放电电极11的输出端口与外部相连；IGBT驱动电路10的输入端口与外部相连，输出端口与全桥IGBT电路9的两个桥臂的中点相连。

其中，所述的变压器1为隔离变压器，匝比为1:10。

其中，所述的功率MOS管2采用MOSFET。

其中，所述的高压电容8采用电容并联，耐压为2000V,容量为 200μF。

其中，所述的IGBT驱动电路10采用4组隔离15V电压供电，驱动全桥IGBT电路9，全桥IGBT电路9采用耐压1700V的IGBT模块。

本实用新型相比背景技术具有如下优点：

1、本实用新型可设置高压电容的充电电压，以达到提供不同除颤能量的目的；

2、本实用新型可实现高压电容的快速充电(ms级)；

附图说明

图1是本实用新型的电原理方框图；

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的介绍。

参照图1，本实用新型由变压器1、功率MOS管2、控制芯片3、欠压锁定电路4、过压锁定电路5、电流检测电路6、充电信号电路7、高压电容8、全桥IGBT电路9、IGBT驱动电路10和放电电极11组成。本实用新型的工作电压范围为12V至24V，高压电容充电电压至 1500V，充电时间小于1s。图1是本实用新型的电原理方框图，实施例按图1连接线路。

直流输入与变压器1的第一原边绕组相连；变压器1的第二原边绕组与功率MOS管2的漏极双向连接，副边绕组与高压电容8的输入端口相连；欠压锁定电路4与控制芯片3的2脚欠压锁定1端口UVLO1 和4脚欠压锁定2端口UVLO2相连，过压锁定电路5与控制芯片3的 3脚过压锁定1端口OVLO1和5脚过压锁定2端口OVLO2相连，电流检测电路6与控制芯片3的11脚电流检测负端口CSN和12脚电流检测正端口CSP相连，充电信号电路7与控制芯片3的8脚充电信号端口CHARGE相连；控制芯片3的输出端口与功率MOS管2的栅极相连；高压电容8的输出端口与全桥IGBT电路9的输入端口相连；全桥IGBT 电路9的输出端口与放电电极11的输入端口相连；放电电极11的输出端口与外部相连；IGBT驱动电路10的输入端口与外部相连，输出端口与全桥IGBT电路9的两个桥臂的中点相连。

参照图2，本实用新型的变压器1为T1,功率MOS管2为Q1和 Q2，控制芯片3为U1，欠压锁定电路4由R6和R10组成，过压锁定电路5由R9和R11组成，电流检测电路6由R7和R8组成，高压电容8由C5、C8、C9、C10组成，全桥IGBT电路9由Q3A和Q4A组成。

本实用新型的变压器1的作用是实现输入输出隔离，为隔离变压器，匝比为1:10，其原边储能，进而耦合到副边再整流滤波。实施例采用隔离变压器，型号为：GA3460-BL，生产厂家为线艺。

本实用新型的功率MOS管2是反激式电源变换器主电路中的开关器件。实施例采用MOSFET即Q1和Q2，型号为：STW45N65M5，生产厂家为意法半导体。本实用新型的控制芯片3是反激电源变换器的核心控制芯片，综合处理过压、欠压、电流检测等信号产生输出功率 MOS管2的驱动信号。型号为：LT3751EFE，生产厂家为凌力特尔。

本实用新型的欠压锁定电路4的作用是设置装置的欠压锁定电压，如图2，实施例采用在控制芯片3的2脚和4脚与Vcc(输入电压) 之间串接电阻来实现。

本实用新型的过压锁定电路5的作用是设置装置的过压锁定电压，如图2，实施例采用在控制芯片3的3脚和5脚与Vcc(输入电压) 之间串接电阻来实现。

本实用新型的电流检测电路6的作用设置反激电源变换器变压器原边的电流上升最大值。如图2所示，实施例采用在控制芯片3的 11脚和12脚之间设置采样电阻来实现。

本实用新型的充电信号电路7的作用是给装置一个单次有效的充电信号。如图2，实施例采用给控制芯片3的8脚一个5V电平来实现。

1、本实用新型的高压电容8的作用是储能，储存的能量通过全桥IGBT电路9释放实现电击，型号为：CD298-400V-220μF，生产厂家为江西联晟。采用电容并联，耐压为2000V,容量为200μF。

本实用新型的全桥IGBT电路9采用耐压1700V的IGBT模块，作用是给高压电容提供放电通路。如图2，实施例采用在2个IGBT模块组成，型号是：FF150R17KE4，生产厂家是英飞凌。

本实用新型的IGBT驱动电路10采用4组隔离15V电压供电，作用是接收给定的放电时序信号，并提供给全桥IGBT电路9合适的驱动信号。型号为：1EDI20I12AF，生产厂家是英飞凌。

本实用新型的简要工作原理如下：

直流输入电压进入由变压器1、功率MOS管2组成的反激式电源的功率主电路，欠压锁定电路4、过压锁定电路5、电流检测电路6、充电信号电路7构成控制芯片3的外围电路，由控制芯片3产生驱动功率MOS管2的开关信号，实现电压变换，给高压电容8充电，高压电容8储存的电能经由全桥IGBT电路9放电。