一种新型恒功电路模块系统的制作方法

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种新型恒功电路模块系统。

背景技术：

恒功的应用主要在转动场合，同样功率，转速快，动力小；转速慢，动力就大；另外，在激光二极管电源中，在工作电压附近，由于电压变化一点，电流可能变化比较大，很容易因电压波动烧坏ld激光管，而电压低时，电流也几乎没有，ld管毫无反应，故经常用恒功模式供电。而目前对于ld激光管等需要恒功率供电的场合，使用普通的恒功电路，电路复杂、成本高。因此，设计制作一种性能指标好，稳定性和安全性好的恒功电路就显得尤为重要了。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种新型恒功电路模块系统，通过变压器整流滤波和7812稳压、494脉宽调制、驱动和dc-dc变压、电流检测、运放比较、恒功输出等6部分，实现恒功率供电，具有稳定性好、效率高等特点。

本实用新型提供一种新型恒功电路模块系统，包括变压器整流滤波和7812稳压模块、494脉宽调制模块、驱动和dc-dc变压模块、电流检测模块和运放比较模块。系统输入220v交流电，经过变压器整流滤波和7812稳压模块获得12v直流电，为后级电路供电，通过电流检测模块和运放比较模块控制494脉宽调制模块输入端，使输入端获得恒定功率，从而使输出端获得恒定功率。

进一步改进在于：所述变压器整流滤波和7812稳压模块利用变压器、全桥整流桥和7812三端稳压管，使220v交流电转化为12v直流电，494模块产生的pwm波，作为mos管驱动芯片ir2104的输入信号，使ir2104输出两路互补的pwm波去驱动mos管irf3205，通过滤波电路回路获得直流输出，实现恒功输出。

进一步改进在于：所述494脉宽调制模块利用tl494制作了一个脉宽可调的信号源，通过输入信号的变化，调节输出pwm波的占空比，供给后级电路使用。

进一步改进在于：所述驱动和dc-dc变压模块利用ir2104和buck电路进行电压的转换，tl494输出的pwm波接入ir2104输入端，使ir2104输出两路互补的pwm波，驱动mos管irf3205，开启buck电路，实现变压。

进一步改进在于：所述电流检测模块利用ina282检测驱动和dc-dc变压模块输入端的电流，将电流转化为电压信号。

进一步改进在于：所述运放比较模块利用比较器lm393进行恒定功率的控制，比较器lm393，将实际输入电流转化的电压值与设定电流转化的电压值进行比较，得到输出信号，该信号为494脉宽调制模块中tl494的控制信号，以控制tl494产生频率固定脉宽可调的pwm波，从而实现恒定功率的控制作用。

首先，220v交流电接入变压器整流滤波和7812稳压模块，输出12v直流电；其次，由12v直流电为后继电路提供电源；接着，494作为脉宽调制信号源，输出一路占空比可调的pwm波；然后，494输出的pwm波接入驱动和dc-dc变压模块，一路pwm波输入ir2104芯片获得两路互补的pwm波，以此驱动mos管irf3205，启动buck变压电路，完成电压转换；最后，用ina282检测输入端电流，即dc-dc变压模块mos管的漏极电流，由电流转化的电压信号通过运放比较模块中的比较器lm393与设定电流对应的电压值相比较，获得的输出信号接入tl494的信号输入端，以调制脉宽，得到输入端恒定功率输入，从而实现整个电路的恒定功率输出。

所述变压器整流滤波和7812稳压模块中，7812三端稳压管的引脚1是输入端，接全桥整流的正极，引脚2是接地，接全桥整流的负极，引脚3是12v电压输出端。

所述494脉宽调制模块为固定频率的脉冲宽度调制器。引脚1是误差放大器1的同相输入端，输入被控制量的给定信号，即lm393的1脚输出信号；引脚2是误差放大器1的反相输入端，输入被控制量的反馈信号，同时还需要在该引脚与引脚3之间接入反馈网络。

引脚5是振荡器定时电容接入端，引脚6是振荡器定时电阻接入端，这两个引脚上的电容电阻决定该调制器的频率，计算公式为：f=1.1/(c*r)。

引脚8是输出晶体管vt1的集电极端，引脚11是输出晶体管vt2的集电极端，在单端工作模式下引脚8与引脚11并联在一起，以提高脉宽调制控制器tl494的输出能力。引脚9是输出晶体管vt1的发射极端，引脚10是输出晶体管vt2的发射极端，输出为pwm波，即tl494的输出端，与ir2104的输入端引脚2连接。引脚13是输出工作模式控制端，当该端接低电平时，两路输出脉冲完全相同，最大占空比可达到96%。

所述驱动和dc-dc变压模块包括有ir2104芯片，当引脚3为低电平时，即允许使能芯片时，其引脚7输出信号ho=in，引脚5输出信号lo=in'；即ho的波形与in波形相同，lo波形与in波形反相，ir2104由一路pwm波输入驱动，引脚5和7输出两路互补的pwm波，去驱动mos管irf3205，启动buck电路，完成dc-dc变压。

所述电流检测模块为芯片ina282组成，所述ina282通过在引脚8+in和引脚1-in之间接入一个采样电阻r，引脚8接电压，即驱动、dc-dc变压模块中mos管irf3205的漏极，引脚1接负载，当有电阻上有电流i流过时采样电阻上将会产生压降，通过+in与-in口进入，再由芯片内部的差分放大，抑制共模信号放大差模信号，由引脚5的out口输出，通过引脚7的ref1，引脚3的ref2引脚控制输出模式，当引脚3与7都接地时，引脚5输出电压与实际采集到的电流之间的关系为：vout=i*r*50。

所述运放比较模块包括比较器lm393，所述比较器lm393的引脚2是比较器1的反向输入端，接入恒定电流设定值转化成的电压值，该值由12v经电位器分压得到，引脚3是比较器1的同向输入端，接入实测功电流转化成的电压值；引脚1是比较器lm393的输出，接到tl494的引脚1。若实际值大于设定值，即比较器输出高电平给tl494，使得tl494输出变小；若实际值小于设定值，比较器输出低电平给tl494，使得tl494输出变大，从而进行恒定功率调控。

本实用新型的有益效果是：广泛应用于ld激光管供电，提高供电效率，具有很好的应用前景。电路稳定性和安全性高，成本低。整个电路由7812、tl494、irf3205、ina282、lm393、ir2104等构成，电路简单且稳定。操作简单，仅需要将该模块接上220v交流电，接入待供电设备，便可以进行使用。实用性强，输出恒定功率可调，适用场合不局限。

附图说明

图1是本实用新型的系统总体设计框图。

图2是本实用新型的变压器整流滤波和7812稳压模块电路图。

图3是本实用新型的494脉宽调制模块电路图。

图4是本实用新型的驱动和dc-dc变压模块电路图。

图5是本实用新型的电流检测模块电路图。

图6是本实用新型的运放比较模块电路图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例对本实用新型作进一步的详述，本实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

如图1所示，本实施例提供了一种新型恒功电路模块系统，包括变压器整流滤波和7812稳压模块、494脉宽调制模块、驱动和dc-dc变压模块、电流检测模块和运放比较模块，系统输入220v交流电，经过变压器整流滤波和7812稳压模块获得12v直流电，为后级电路供电，通过电流检测模块和运放比较模块控制494脉宽调制模块输入端，使输入端获得恒定功率，从而使输出端获得恒定功率。所述变压器整流滤波和7812稳压模块利用变压器、全桥整流桥和7812三端稳压管，使220v交流电转化为12v直流电，路pwm波，作为mos管驱动芯片ir2104的输入信号，使ir2104输出两路互补的pwm波去驱动mos管irf3205，通过谐振回路获得谐振输出，完成电压的升降转化。所述494脉宽调制模块利用tl494制作了一个脉宽可调的信号源，通过输入信号的变化，调节输出pwm波的占空比，供给后级电路使用。所述驱动和dc-dc变压模块利用ir2104和buck电路进行电压的转换，tl494输出的pwm波接入ir2104输入端，使ir2104输出两路互补的pwm波，驱动mos管irf3205，开启buck电路，实现变压。所述电流检测模块利用ina282检测驱动和dc-dc变压模块输入端的电流，将电流转化为电压信号。所述运放比较模块利用比较器lm393进行恒定功率的控制，比较器lm393，将实际输入电流转化的电压值与设定电流转化的电压值进行比较，得到输出信号，该信号为494脉宽调制模块中tl494的控制信号，以控制tl494产生频率固定脉宽可调的pwm波，从而实现恒定功率的控制作用。

首先，220v交流电接入变压器整流滤波和7812稳压模块，输出12v直流电；其次，由12v直流电为后继电路提供电源；接着，494作为脉宽调制信号源，输出一路占空比可调的pwm波；然后，494输出的pwm波接入驱动和dc-dc变压模块，一路pwm波输入ir2104芯片获得两路互补的pwm波，以此驱动mos管irf3205，启动buck变压电路，完成电压转换；最后，用ina282检测输入端电流，即dc-dc变压模块mos管的漏极电流，由电流转化的电压信号通过运放比较模块中的比较器lm393与设定电流对应的电压值相比较，获得的输出信号接入tl494的信号输入端，以调制脉宽，得到输入端恒定功率输入，从而实现整个电路的恒定功率输出。

所述变压器整流滤波和7812稳压模块中，7812三端稳压管的引脚1是输入端，接全桥整流的正极，引脚2是接地，接全桥整流的负极，引脚3是12v电压输出端。

所述494脉宽调制模块为固定频率的脉冲宽度调制器。引脚1是误差放大器1的同相输入端，输入被控制量的给定信号，即lm393的1脚输出信号；引脚2是误差放大器1的反相输入端，输入被控制量的反馈信号，同时还需要在该引脚与引脚3之间接入反馈网络。

引脚5是振荡器定时电容接入端，引脚6是振荡器定时电阻接入端，这两个引脚上的电容电阻决定该调制器的频率，计算公式为：f=1.1/(c*r)。

在单端工作模式下引脚8与引脚11并联在一起，以提高脉宽调制控制器tl494的输出能力。tl494的输出引脚9和引脚10并联，然后与ir2104的输入端引脚2连接。引脚13是输出工作模式控制端，当该端接低电平时，两路输出脉冲完全相同，最大占空比可达到96%。

所述驱动和dc-dc变压模块包括有ir2104芯片，当引脚3为低电平时，即使能芯片时，其引脚7输出信号ho=in，引脚5输出信号lo=in'；即ho的波形与in波形相同，lo波形与in波形反相，ir2104由一路pwm波输入驱动，引脚5和7输出两路互补的pwm波，去驱动mos管irf3205，启动buck电路，完成dc-dc变压。

所述电流检测模块为芯片ina282组成，所述ina282通过在引脚8+in和引脚1-in之间接入一个采样电阻r，引脚8接电压，即驱动、dc-dc变压模块中mos管irf3205的漏极，引脚1接负载，当采样电阻上有电流i流过时采样电阻上将会产生压降，通过+in与-in口进入，再由芯片内部的差分放大，抑制共模信号放大差模信号，由引脚5的out口输出，通过引脚7的ref1，引脚3的ref2引脚控制输出模式，当引脚3与7都接地时，引脚5输出电压与实际采集到的电流之间的关系为：vout=i*r*50。

所述运放比较模块包括比较器lm393，所述比较器lm393的引脚2是比较器1的反向输入端，接入恒定电流设定值转化成的电压值，该值由12v经电位器分压得到，引脚3是比较器1的同向输入端，接入实测电流转化成的电压值；引脚1是比较器lm393的输出，接到tl494的引脚1。若实际值大于设定值，即比较器输出高电平给tl494，使得tl494输出变小；若实际值小于设定值，比较器输出低电平给tl494，使得tl494输出变大，从而进行恒定功率调控。

电路稳定性和安全性高，广泛应用于ld激光管供电，提高恒功性能，降低成本，具有很好的应用前景。整个电路由7812、tl494、irf3205、ina282、lm393、ir2104等构成，电路简单且稳定。操作简单，仅需要将该模块接上220v交流电，接入待供电设备，便可以进行使用。实用性强，输出恒定功率可调，适用场合不局限。