一种大功率收割机调压稳压控制器的制作方法

1.本实用新型涉及调压控制器技术领域，尤其涉及一种大功率收割机调压稳压控制器。


背景技术：

2.目前大功率收割机调压稳压控制器器通常采用可控硅调压，一旦调压器输出功率偏大，调压器严重发热，影响调压器的性能，要减小发热必须增大散热器面积或外部加强冷设备，因此会增加成本和安装空间；另外，在调压器的实际应用中常遇到因误操作出现各种与电源或地短接的情况，易造成电路短路，严重中时会导致电路烧毁，安全性能低。
3.可见，现有技术中的调压稳压控制器存在发热量大以及安全性能低的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本实用新型的提供的一种大功率收割机调压稳压控制器，其解决了现有技术中的调压稳压控制器存在发热量大以及安全性能低的问题，通过开关电源电路减少了大功率收割机调压稳压控制器的发热量，通过短路保护电路和限流检测电路分别进行短路保护和过流保护，提高了装置的安全性能。
5.本实用新型提供一种大功率收割机调压稳压控制器，所述控制器包括：主控模块、开关电源电路、短路保护电路和限流检测电路；所述开关电源电路的输入端使用时与发电机相连，所述开关电源电路的输出端通过短路保护电路与后级负载相连，用于将发电机输出的交流电转换成直流电压，使所述直流电压为所述后级负载提供电能；所述短路保护电路用于检测所述开关电源电路的输出电压；所述限流检测电路分别与所述开关电源电路的输出端相连，用于检测所述开关电源电路的输出电流；所述主控模块分别与所述开关电路电路、短路保护电路和限流检测电路相连，用于根据所述开关电源电路的输出电压，输出相应的控制信号，使所述短路保护电路根据主控模块输出的控制信号，控制所述开关电源电路与后级负载的连接状态，还用于根据所述开关电源电路的输出电流，控制所述开关电源电路的输出状态。
6.可选地，所述开关电源电路包括：第一转换电路，所述第一转换电路的输入端使用时与发电机相连，所述第一转换电路的输出端通过所述短路保护电路与后级负载相连，用于将所述发电机输出的交流电转换成第一直流电压，使所述第一直流电压为所述后级负载提供电能；第二转换电路，所述第二转换电路的输入端使用时与发电机相连，所述第一转换电路的输出端分别与所述主控模块、短路保护电路和限流检测电路相连，用于将所述发电机输出的交流电转换成第二直流电压和第三直流电压，使所述第二直流电压和所述第三直流电压分别为所述主控模块、短路保护电路和限流检测电路提供电能。
7.可选地，所述短路保护电路包括：检测模块，所述检测模块的输入端与所述开关电源电路的输出端相连，所述检测模块的输出端与所述主控模块相连，用于检测所述开关电源电路的输出电压，并将所述输出电压发送到所述主控模块；控制模块，所述控制模块的第
一端与所述主控模块相连，所述控制模块的第二端与所述开关电源电路的输出端相连，所述控制模块的第三端与所述后级负载相连，用于根据主控模块输出的控制信号进行断开或闭合，控制所述开关电源电路与后级负载的连接状态。
8.可选地，所述控制器还包括：防反接电路，所述防反接电路的输入端与所述短路保护电路的输出端相连，所述防反接电路的输出端与所述主控模块相连，用于检测所述后级负载与所述短路保护电路的连接状态，使主控模块根据所述连接状态控制所述控制模块的开闭状态。
9.可选地，所述检测模块包括：第一电阻、第一二极管、第一三极管和第二电阻；所述第一电阻的第一端与所述开关电源电路的正极输出端相连，所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的阴极相连，所述第一二极管的阳极与第一三极管的基极相连，所述第一三极管的发射极与所述开关电源电路的负极输出端相连，所述第一三极管的集电极与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与所述主控模块相连。
10.可选地，所述控制模块包括：第三电阻、第二三极管、场效应管和第四电阻；所述第二三极管的基极通过所述第三电阻与所述主控模块相连，所述第二三极管的集电极通过所述第四电阻与第二转换电路的输出端相连，所述第二三极管的发射极与所述场效应管的源极相连，所述场效应管的栅极与所述第二三极管的集电极相连。
11.可选地，所述控制模块还包括：第五电阻，所述第二三极管的基极还通过所述第五电阻与所述场效应管的源极相连。
12.可选地，所述防反接电路包括：第二二极管、第六电阻、光耦和第七电阻；所述第二二极管的阳极与所述控制模块的第三端相连，所述第二二极管的阴极通过所述第六电阻与所述光耦的原边阳极相连，所述光耦的原边阴极与所述第一转换电路的正极输出端相连，所述光耦的副边发射极接地，所述光耦的副边集电极与所述主控模块相连，所述光耦的副边集电极还通过所述第七电阻与第二转换电路的输出端相连。
13.可选地，所述限流检测电路包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻和运算放大器；所述运算放大器的正相输入端通过所述第八电阻与所述第二转换电路的负极输出端相连，所述运算放大器的反相输入端通过所述第九电阻接地，所述运算放大器的输出端与所述主控模块相连，所述运算放大器的反相输入端还通过所述第十电阻与所述运算放大器的输出端相连。
14.可选地，所述限流检测电路还包括：第三二极管、滤波电容和第十一电阻；所述第三二极管的阴极、所述滤波电容的第一端分别与所述运算放大器的正相输入端相连，所述第三二极管的阳极、所述滤波电容的第二端分别通过所述第九电阻与所述运算放大器的反相输入端相连。
15.相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
16.1、本实用新型通过开关电源电路将发电机输出的三相交流电转换成直流电压，使所述直流电压为所述后级负载提供电能；其中，开关电源电路采用低内阻场效应管作交替导通，减少电流经开关管的发热量；因此，与现有技术中采用可控硅的大功率收割机调压稳压控制器相比，本实用新型在同等输出功率的情况下减少了发热量。
17.2、本实用新型通过短路保护电路实时检测开关电源电路的输出电压，并将所述输出电压发送到主控模块，当所述主控模块判断出所述输出电压低于预设电压值时，所述主
控模块发送第一控制信号到所述短路保护电路中，使所述短路保护电路断开开关电源电路与后级负载的连接支路，达到对大功率收割机调压稳压控制器和后级负载的短路保护的目的，提高了装置的安全性能。
18.3、本实用新型通过限流检测电路实时检测开关电源电路的输出电流，并将所述输出电流发送到主控模块，当所述主控模块判断出所述输出电压高于预设电流值时，所述主控模块发送第二控制信号到所述开关电源电路中，使所述开关电源电路停止进行电压转换，达到对大功率收割机调压稳压控制器和后级负载的过流保护的目的，进一步提高了装置的安全性能。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1所示为本实用新型实施例提供的一种大功率收割机调压稳压控制器的结构示意图；
22.图2所示为本实用新型实施例提供的一种大功率收割机调压稳压控制器的电路示意图。
具体实施方式
23.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本实用新型实例中相同标号的功能单元具有相同和相似的结构和功能。
24.实施例一
25.图1所示为本实用新型实施例提供的一种大功率收割机调压稳压控制器的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的大功率收割机调压稳压控制器100具体包括：
26.主控模块110、开关电源电路120、短路保护电路130和限流检测电路140；
27.所述开关电源电路120的输入端使用时与发电机相连，所述开关电源电路120的输出端通过短路保护电路130与后级负载200相连，用于将发电机输出的交流电转换成直流电压，使所述直流电压为所述后级负载200提供电能；
28.所述短路保护电路130分别与所述开关电源电路120的输出端和后级负载200相连，用于检测所述开关电源电路120的输出电压；
29.所述限流检测电路140分别与所述开关电源电路120的输出端相连，用于检测所述开关电源电路120的输出电流；
30.所述主控模块110分别与所述开关电路电路、短路保护电路130和限流检测电路140相连，用于根据所述开关电源电路120的输出电压，输出相应的控制信号，使所述短路保
护电路130根据主控模块110输出的控制信号，控制所述开关电源电路120与后级负载200的连接状态，还用于根据所述开关电源电路120的输出电流，控制所述开关电源电路120的输出状态。
31.需要说明的是，本实用新型通过开关电源电路120将发电机输出的三相交流电转换成直流电压，使所述直流电压为所述后级负载200提供电能；其中，开关电源电路120采用低内阻场效应管作交替导通，减少电流经开关管的发热量；因此，与现有技术中采用可控硅的大功率收割机调压稳压控制器相比，本实用新型在同等输出功率的情况下减少了发热量。
32.进一步地，本实用新型通过短路保护电路130实时检测开关电源电路120的输出电压，并将所述输出电压发送到主控模块110，当所述主控模块110判断出所述输出电压低于预设电压值时，所述主控模块110发送第一控制信号到所述短路保护电路130中，使所述短路保护电路130断开开关电源电路120与后级负载200的连接支路，达到对大功率收割机调压稳压控制器和后级负载200的短路保护的目的，提高了装置的安全性能。
33.进一步地，本实用新型通过限流检测电路140实时检测开关电源电路120的输出电流，并将所述输出电流发送到主控模块110，当所述主控模块110判断出所述输出电压高于预设电流值时，所述主控模块110发送第二控制信号到所述开关电源电路120中，使所述开关电源电路120停止进行电压转换，达到对大功率收割机调压稳压控制器和后级负载200的过流保护的目的，进一步提高了装置的安全性能。
34.在本实施例中，所述开关电源电路120包括：第一转换电路，所述第一转换电路的输入端使用时与发电机相连，所述第一转换电路的输出端通过所述短路保护电路130与后级负载200相连，用于将所述发电机输出的交流电转换成第一直流电压，使所述第一直流电压为所述后级负载200提供电能；第二转换电路，所述第二转换电路的输入端使用时与发电机相连，所述第一转换电路的输出端分别与所述主控模块110、短路保护电路130和限流检测电路140相连，用于将所述发电机输出的交流电转换成第二直流电压和第三直流电压，使所述第二直流电压和所述第三直流电压分别为所述主控模块110、短路保护电路130和限流检测电路140提供电能。
35.实施例二
36.图2所示为本实用新型实施例提供的一种大功率收割机调压稳压控制器的电路示意图；如图2所示，在本实施例中，所述短路保护电路130包括：检测模块131，所述检测模块131的输入端与所述开关电源电路120的输出端相连，所述检测模块131的输出端与所述主控模块110相连，用于检测所述开关电源电路120的输出电压，并将所述输出电压发送到所述主控模块110；
37.控制模块132，所述控制模块132的第一端与所述主控模块110相连，所述控制模块132的第二端与所述开关电源电路120的输出端相连，所述控制模块132的第三端与所述后级负载200相连，用于根据主控模块110输出的控制信号进行断开或闭合，控制所述开关电源电路120与后级负载200的连接状态。
38.在本实施例中，所述控制器还包括：防反接电路150，所述防反接电路150的输入端与所述短路保护电路130的输出端相连，所述防反接电路150的输出端与所述主控模块110相连，用于检测所述后级负载200与所述短路保护电路130的连接状态，使主控模块110根据
所述连接状态控制所述控制模块132的开闭状态。
39.其中，所述检测模块131包括：第一电阻r1、第一二极管d1、第一三极管q1和第二电阻r2；所述第一电阻r1的第一端与所述开关电源电路的正极输出端相连，所述第一电阻r1的第二端与所述第一二极管d1的阴极相连，所述第一二极管d1的阳极与第一三极管q1的基极相连，所述第一三极管q1的发射极与所述开关电源电路的负极输出端相连，所述第一三极管q1的集电极与所述第二电阻r2的第一端相连，所述第二电阻r2的第二端与所述主控模块110相连；其中，所述第二电阻r2的第二端还通过上拉电阻rl与第二转换模块的输出端相连。
40.在本实施例中，所述控制模块132包括：第三电阻r3、第二三极管q2、场效应管m1和第四电阻r4；所述第二三极管q2的基极通过所述第三电阻r3与所述主控模块110相连，所述第二三极管q2的集电极通过所述第四电阻r4与第二转换电路的输出端相连，所述第二三极管q2的发射极与所述场效应管m1的源极相连，所述场效应管m1的栅极与所述第二三极管q2的集电极相连。
41.在本实施例中，所述控制模块132还包括：第五电阻r5，所述第二三极管q2的基极还通过所述第五电阻r5与所述场效应管m1的源极相连。
42.需要说明的是，当所述开关电源电路的输出端出现短路时，则所述开关电源电路的正极输出端dc+的输出电压低于3.3v，使所述第一三极管q1截止，进而使检测模块131输出高电平到所述主控模块110的5脚；当所述所述主控模块110的5脚接收到所述检测模块131输出的高电平信号时，所述主控模块110的2脚输出高电平到所述第二三极管q2的基极，使第二三极管q2导通，则场效应管m1截止，从而断开了开关电源电路的负极输出端与后级负载的连接，实现短路保护。
43.在本实施例中，所述防反接电路150包括：第二二极管d2、第六电阻r6、光耦u1和第七电阻r7；所述第二二极管d2的阳极与所述控制模块132的第三端相连，所述第二二极管d2的阴极通过所述第六电阻r6与所述光耦u1的原边阳极相连，所述光耦u1的原边阴极与所述第一转换电路的正极输出端相连，所述光耦u1的副边发射极接地，所述光耦u1的副边集电极与所述主控模块110相连，所述光耦u1的副边集电极还通过所述第七电阻r7与第二转换电路的输出端相连。
44.需要说的是，当输出端存在反接时，光耦u1导通，则使防反接电路150输出低电平到到所述主控模块110的7脚，进而使主控模块110的2脚输出高电平到所述控制模块132，从而断开了开关电源电路的负极输出端与后级负载的连接，实现反接保护。
45.在本实施例中，所述限流检测电路140包括：第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10和运算放大器ar；所述运算放大器ar的正相输入端通过所述第八电阻r8与所述第二转换电路的负极输出端相连，所述运算放大器ar的反相输入端通过所述第九电阻r9接地，所述运算放大器ar的输出端与所述主控模块110相连，所述运算放大器ar的反相输入端还通过所述第十电阻r10与所述运算放大器ar的输出端相连。
46.在本实施例中，所述限流检测电路140还包括：第三二极管d3、滤波电容c1和第十一电阻r11；所述第三二极管d3的阴极、所述滤波电容c1的第一端分别与所述运算放大器ar的正相输入端相连，所述第三二极管d3的阳极、所述滤波电容c1的第二端分别通过所述第九电阻r9与所述运算放大器ar的反相输入端相连。
47.需要说明的是，开关电源电路的输出电流经第八电阻r8取样、运算放大器ar放大后输出到主控模块110的4脚，经主控模块110与预设电流进行比较，当所述开关电源电路的输出电流高于预设电流后，所述主控模块110的3脚输出触发电平到所述开关电源电路中，使所述开关电源电路停止进行电压转换，达到限流的作用。
48.本实用新型采用舍弃可控硅，用效率更高开关电源做前级，采用低内阻场效应管做交替导通，减少电流经开关管发热量，在同等面积散热器输出功率增加一倍，另外加入防反接和短路保护电路和输出限流电路，通过单片机编程管理。解决普通调压器有硬件搭配所需的功能，不仅结构复杂生产工艺复杂，对外接设备兼容性不强。
49.本实用新型的主控模块为单片机，采用单片机管理简化机外围电路，简化生产工艺，同一调压器通过编程可兼容不同设备。
50.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
51.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。