专利名称：一种宽量程输入直流整流滤波电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种宽量程输入直流整流滤波电路，具体为专用于24V蓄电池的一种宽量程输入、高可靠、低损耗直流升降压电路，属电工技术中整流技术领域。
背景技术：
柴油发动机通常配置有24V可充电蓄电池，当发动机运转时，其所带的交流发电机需要对该蓄电池充电，以供其它设备使用，由于直流用电负载的多样性、重要性及用电过程中负荷电流的不稳定性，使得直流电源的适应性变得非常重要，例如以柴油发动机为动力的汽车，车上所配置的电控装置都需要稳定可靠的供电电源，否则将不利于车辆的安全平稳运行，甚至大大缩短系统中相关设备的使用寿命，因此一种结构简单、效率高、便于实现的开关电源电路成为必需装置。中国发明专利《一种自激式开关稳压电源》(申请号 200720188553. X申请日2007-12_19)，采用了电压比较电路和储能滤波电路，使在输入和输出电压波动较大、甚至于蓄电池断开的情况下，可保持输出电压稳定，适合各种排量的摩托车和汽车使用，其不足之处在于该电路实际上仅适宜在摩托车上使用，由于电路中没有集成模块，采用的独立元器件较多，当大规模生产时，产品的一致性较差，其成品率必然低。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术所述问题，提出一种宽量程输入直流整流滤波电路，专用于柴油发动机车辆的24V蓄电池充电装置，电路的稳定度高，可输出电流大，电路结构简单，当进行规模化生时，产品的一致性好、成品率高。本发明的技术方案是一种宽量程输入直流整流滤波电路，包括过流保护电路、过压保护电路、滤波电路、降压电路、升压电路和输出电路，所述的过流保护电路输出端与过压保护电路输入端相接，过压保护电路输出端与滤波电路输入端相接，滤波电路输出端与降压电路输入端相接，降压电路输出端与升压电路输入端相接，输出电路输入端及降压电路反馈输入端，均与升压电路输出端相接。如上所述的一种宽量程输入直流整流滤波电路，所述的过流保护电路由单向二极管与熔断器串联组成，过压保护电路由压敏电阻和瞬态抑制二极管并联，滤波电路由高频滤波电容与低频滤波电容并联，降压电路由集成稳压模块及稳压二极管、续流二极管及储能电感组成，升压电路包括开关管及续流二极管、还有稳压二极管、电阻及电容串联的反馈信号采样回路组成，所述的反馈信号输出端与降压回路的集成稳压模块反馈输入端连接， 输出电路由大容量电解电容及高频滤波电容并联。本发明的有益效果是该电路可根据输入电压大小，自动启动升降压控制电路，利用一个储能电感线圈，实现电源电压输入范围为12V 48V、带载能力可达1A、输出电压维持在26V 29V的稳压功能，满足后续电路18V 36V电压输入范围要求，输入电源变化范围宽，功率器件自身功耗小，工作效率高，电路工作模式简单，外围器件少，可靠性高。
图1为本发明电路图。1 一过流保护电路，2—过压保护电路，3—滤波电路，4一降压电路，5—升压电路， 6—输出电路；D3—直流输入端正极，D4—直流输入端负极，D7、D16、D17—单向二极管，F2— 熔断器，RZ2—压敏电阻，Z15、Z20、Z21—续流二极管，C12、C20 —电容，E4、E9、E10、E11—电容，U3—集成稳压模块LM2575HV-5. 0，L2—储能电感，U2—PWM开关管，R30 —电阻。
具体实施例方式以下结合附图对发明实施例作进一步说明
参照附图1所示，本发明实施例由过流保护电路1，过压保护电路2，滤波电路3，降压电路4，升压电路5，输出电路6组成。其中Ell是680uF的电解电容，E4、E10分别为470 uF、 1000 uF的电解电容或钽电容，C12、C20是瓷介质电容，稳压二极管Z15、Z20的稳压值分别为20VJ4V，U2为T0P104型号的PWM开关管，U3为LM2575HV-5. 0型集成稳压模块，D16, D17选用具有反向恢复时间较短、正向压降较低、反向击穿电压较高、开关特性好的快恢复二极管或肖特基二极管作为续流二级管，储能电感L2由一对磁环和线圈绕制而成，所用磁环磁性材料为i^eNiMo，线圈由直径为0. 74 mm漆包线绕制，圈数为48圈，电感值为530uH 630uH。电源电压输入范围为12V 48V，D3接电源正极，D4接电源负极，输出电压可维持在^Vl9V，带负载能力可达1A。本发明实施例工作过程如下输入电压首先经过防反接与过流保护电路1，用于接收正输入电压，根据车辆用电负荷电压波动范围大的特点，设计有由压敏电阻和瞬态抑制二极管组成的过压保护电路2，如果电源断通瞬间产生高压、异常过压会导致压敏电阻 RZ2两端电压升高，当电压达到或超过47V时，压敏电阻RZ2阻值变小，造成原电路短路，使得后续元器件及线路受到保护，当电压低于47V时，相对于后续电路而言，压敏电阻RZ2阻抗很高，不会改变设计电路特性。为防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等，同时设计有瞬态抑制稳压二极管Z21，当电压小于临界值前，电阻很大，基本可认为是开路，当电路有超过51V高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，电流急骤上升，同时把电压箝制在预定水平，相应时间仅为10 - 12毫秒，同时保险管F2断开，因此可有效地保护后续线路中的精密元器件，防止过电压进入线路板，提高了电路的工作可靠性。滤波电路3中，Ell选用680uF的电解电容，并尽量靠近降压开关器件，在降压电路4输入端得到稳定电压。降压电路所用稳压器为LM2575 — 5. OHVT型号的集成稳压模块 U3, U3内部集成了一个固定的振荡器，振荡频率MKHz，芯片提供外部控制引脚，多数情况下不需散热片，具有完善的电流限制及热关断保护电路。当输入电压低于时，24V反馈稳压二极管Z20截止，反馈电压低于5V，同U3内部电压基准比较偏低，内部放大器控制内部振荡器以提高输出占空比，最大可达98 %，几乎全导通，从而有效转换输入电压。当U3输入端电压高于29V时，24V反馈稳压二极管Z20击穿，反馈端电压高于5V，同U3内部电压基准比较偏高，内部放大器控制内部振荡器以降低输出占空比，反馈电压越高，占空比越小，从而达到降压目的。在进行电压调整过程中，如果U3导通，D17截止，储能电感L2电流增加进行储能，自身产生反向电压，输出电压降低，如果U3关断，储能电感L2电流减小，释放能量，产生反向电压，通过续流二极管D17形成供电回路。升压电路由三端PWM开关管U2 (型号T0P104)、续流二极管D16、储能电感L2、反馈检测控制电路(Z15、R30和E9串联)组成反馈检测点并接在E9的正端，U2具有自启动功能，内部集成振荡器，振荡频率为100K。如果控制引脚电压小于5. 7V，芯片由输出引脚通过内部恒流源对控制引脚充电，当控制电压升高到5. 7V时，芯片开始振荡，输出MOS管导通， 储能电感L2储能，与输出电容E4电压叠加，电压升高，同时控制端开始放电，电压减小，当电压小于4. 7V时，MOS管关断，振荡停止，继续对控制端自启动电容进行充电，如此电路反复进行充电，输出电压不断升高，直到输出电压大于25. 7V时，经过20V稳压二极管Z15，在控制输入端得到大于5. 7V的控制电压，控制端电压由外部稳压电路维持在5. 7V，维持芯片振荡，电压继续升高，控制端电压相应升高，当控制端电压大于5. 7V时，通过芯片内部触发关断电路关断输出，使输出电压维持在25. 7V。输出电路6中，E4、E10分别为470 uFUOOO uF的电解电容或钽电容，C12为瓷介
电容，用于对开关电源产生的不同频率的纹波电压进行滤波，在后续电路得到稳定的直流电压。
权利要求
1.一种宽量程输入直流整流滤波电路，包括过流保护电路、过压保护电路、滤波电路、 降压电路、升压电路和输出电路，其特征在于所述的过流保护电路输出端与过压保护电路输入端相接，过压保护电路输出端与滤波电路输入端相接，滤波电路输出端与降压电路输入端相接，降压电路输出端与升压电路输入端相接，输出电路输入端及降压电路反馈输入端，均与升压电路输出端相接。
2.据权利要求1所述的一种宽量程输入直流整流滤波电路，其特征在于所述的过流保护电路由单向二极管与熔断器串联组成，过压保护电路由压敏电阻和瞬态抑制二极管并联，滤波电路由高频滤波电容与低频滤波电容并联，降压电路由集成稳压模块及稳压二极管、续流二极管及储能电感组成，升压电路包括开关管及续流二极管、还有稳压二极管、电阻及电容串联的反馈信号采样回路组成，所述的反馈信号输出端与降压回路的集成稳压模块反馈输入端连接，输出电路由大容量电解电容及高频滤波电容并联。
全文摘要
一种宽量程输入直流整流滤波电路，包括过流保护电路、过压保护电路、滤波电路、降压电路、升压电路和输出电路，所述的过流保护电路输出端与过压保护电路输入端相接，过压保护电路输出端与滤波电路输入端相接，滤波电路输出端与降压电路输入端相接，降压电路输出端与升压电路输入端相接，输出电路输入端及降压电路反馈输入端，均与升压电路输出端相接。本发明电路可根据输入电压大小，自动启动升降压控制电路，输入电源变化范围宽，功率器件自身功耗小，工作效率高，电路工作模式简单，外围器件少，可靠性高。
文档编号H02H7/10GK102510205SQ20111034816
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者姜承负, 孟长江, 焦玉琴, 王孝, 白思春, 褚全红 申请人:中国兵器工业集团第七0研究所