专利名称：电源变换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体探测领域，具体而言，涉及一种电源变换装置。
背景技术：
工业环境布线往往占工程成本的很大一部分比例，在成本与安全性考虑下两线制探测器应运而生。在现有技术中，两线气体探测器中电源变换模块耐压温压性能较差，一旦烧坏将导致两线气体探测器的正常工作。
实用新型内容本实用新型提供一种电源变换装置，用以克服现有技术中存在的上述问题。为达到上述目的，本实用新型提供了一种电源变换装置，其包括N沟道JFET场效应管、第一稳压二极管、低压差稳压器、DCDC控制器、第二稳压二极管、电感、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，其中N沟道JFET场效应管的源极与外接电源电连接，低压差稳压器的输入端和输出端分别与N沟道JFET场效应管的漏极和栅极电连接；D⑶C控制器的输入端与低压差稳压器的输出端电连接；第一稳压二极管电连接在低压差稳压器的输入端与地之间；第一电容电连接在低压差稳压器的输入端与地之间；第二电容电连接在低压差稳压器的输出端与地之间；第二稳压二极管电连接在D⑶C控制器的输出端与地之间；电感的一端电连接DCDC控制器的输出端，第三电容与第四电容并联后电连接在电感的另一端与地之间。在上述实施例中，由N沟道JFET场效应管、第一稳压二极管及低压差稳压器组成高耐压稳压器。流入的电流通过N沟道JFET场效应管U2，N沟道JFET场效应管的栅极由低压差稳压器的输出端控制。N沟道JFET场效应管的栅极、源级电压差闭合控制N沟道JFET场效应管源级输出电压，使得输出电压总是满足低压差稳压器的输入电压要求，也就是说无论外接电压多高，都不会烧毁差稳压器。为防止意外损坏，在低压差稳压器输入端并联放置稳压二极管。经过低压差稳压器的稳压出后D⑶C控制器将能量转换为低压为整机供电。由于DCDC控制器是将能量转换，所以输入较高电压较小电流输出就是较低电压较高的电流，而简单电路中低压也就能带来更好的节能。
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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型一实施例的数码管显示的两线制气体探测器结构示意图；图2为本实用新型一优选实施例的电流保护限制模块结构示意图；图3为本实用新型一优选实施例的电源变换模块结构示意图；图4为本实用新型一优选实施例的数码管控制模块结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。图1为本实用新型一实施例的数码管显示的两线制气体探测器结构示意图；如图所示，该数码管显示的两线制气体探测器包括电流保护限制模块111、电源变换模块112、数码管控制模块12、电流信号控制模块13、MCU单元14、红外控制模块16和传感器模块15，其中电流保护限制模块111电连接在外部电源与电源变换模块112之间，电流保护限制模块111与电源变换模块112构成电源模块11 ；电流保护限制模块111与电流信号控制模块13电连接，为电流信号控制模块13提供工作电压；MCU单元14分别与电流信号控制模块13、数码管控制模块12、红外控制模块16和传感器模块15电连接。在本实施例中，外部的电源供应通过电流保护限制模块111进入整机，通过电源变换模块112将外部电压转换为整机工作电压，提高电流负责能力。同时电流保护限制模块111也为电流信号控制模块13提供额外的外部电压。MCU单元14控制整机状态，包括控制电流信号控制模块13，控制数码管控制模块12，控制红外控制模块16，接收来自传感器模块15的信号。图2为本实用新型一优选实施例的电流保护限制模块结构示意图；如图所示，电流保护限制模块包括宽温恒流电流源Ml和电流控制器M2，其中宽温恒流电流源Ml包括三端可调电流源U1、温度补偿二极管D1、第一电阻Rl和第二电阻R2，第一电阻Rl电连接在三端可调电流源Ul的第二端和第三端之间，温度补偿二极管Dl的正极与三端可调电流源Ul的第二端电连接，第二电阻R2电连接在温度补偿二极管Dl的负极与三端可调电流源Ul的第三端之间；电流控制器M2包括PNP型三极管T1、NPN型三极管T2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，第三电阻R3电连接在三端可调电流源Ul的第一端和PNP型三极管Tl的发射极之间，第四电阻R4电连接在三端可调电流源Ul的第一端和PNP型三极管Tl的基极之间，第五电阻R5电连接在PNP型三极管Tl的基极和NPN型三极管T2的集电极之间，第六电阻R6的一端与NPN型三极管T2的基极电连接，第六电阻R6的另一端作为输出端向电源变换模块112提供电压，第七电阻R7电连接在NPN型三极管T2的基极和发射极之间，NPN型三极管T2的发射极接地。[0028]在图2的实施例中，经过整流桥整流后的外部电压正极通过NI节点连接到电流保护限制模块111入口点，由三端可调电流源U1、温度补偿二极管D1、电流设置电阻R1、R2组成宽温恒流电流源Ml ;由多只电阻及三极管组成带有初始状态的电流控制器M2。电流控制器M2通过N3的电压来控制电流的大小。通过精确的电阻匹配使得在N3未受空前或N3失效时，宽温恒流电流源Ml为整个探测器提供3. 5mA的最大工作电流。当探测器正常工作后，N3电压提供到3V，启动电流控制器M2。此时宽温恒流电流源Ml输出电流最大值将增加到21mA，探测器可正常工作。电流保护限制模块的重要作用在于探测器中含有电感及电容等器件，未包含电流保护限制模块的探测器在下属情况时，整机电流不能满足低电流的要求。由于两线产品，电流值充当气体浓度信号，如果电流突然增加会导致外部气体控制器读取到错误的报警信息，产生误报警，包括如下情况1、上电开机及电源电压不稳时，外部电源为探测器内部电容充电或放电导致高电流输入； 2、探测器内部元件损坏，如电源变换模块短路。而探测器包含电流保护限制模块后，电流会被限制到预设的电流值，从而杜绝了误报；而且由于各种原因造成的探测器内部损坏，也导致电流被限制在3. 5mA以下，此时与其连接的报警控制器也会发出故障报警，提示探测器出现故障。图3为本实用新型一优选实施例的电源变换模块结构示意图；如图所示，该电源变换模块包括N沟道JFET场效应管U2、第一稳压二极管D2、低压差稳压器U3、D⑶C控制器U4、第二稳压二极管D3、电感L1、第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，其中N沟道JFET场效应管U2的源极与第六电阻R6的输出端电连接，低压差稳压器U3的输入端和输出端分别与N沟道JFET场效应管U2的漏极和栅极电连接；D⑶C控制器U4的输入端与低压差稳压器U3的输出端电连接；第一稳压二极管D2电连接在低压差稳压器U3的输入端与地之间；第一电容Cl电连接在低压差稳压器U3的输入端与地之间；第二电容C2电连接在低压差稳压器U3的输出端与地之间；第二稳压二极管D4电连接在D⑶C控制器U4的输出端与地之间；电感LI的一端电连接D⑶C控制器U4的输出端，第三电容C3与第四电容C4并联后电连接在电感LI的另一端与地之间。在图3的实施例中，由N沟道JFET场效应管U2、第一稳压二极管D2及低压差稳压器(LDO) U3组成高耐压稳压器。由N3流入的电流通过N沟道JFET场效应管U2，N沟道JFET场效应管U2的栅极由低压差稳压器(LD0)U3的输出端控制。N沟道JFET场效应管U2的栅极、源级电压差闭合控制N沟道JFET场效应管U2源级输出电压，使得U2输出电压总是满足低压差稳压器(LDO) U3的输入电压要求，也就是说无论N3的电压多高，都不会烧毁差稳压器(LD0)U3。为防止U2意外损坏，在低压差稳压器(LD0)U3输入端并联放置稳压二极管D2。经过低压差稳压器(LDO) U3的稳压出后DOTC控制器U4将能量转换为低压为整机供电。由于DCDC控制器U4是将能量转换，所以输入较高电压较小电流输出就是较低电压较高的电流。而简单电路中低压也就能带来更好的节能。[0042]图4为本实用新型一优选实施例的数码管控制模块结构示意图；如图所示，该数码管控制模块包括第八电阻R8和第九电阻R9，其中第八电阻R8电连接在电感LI的另一端与D⑶C控制器U4的反馈端之间；第九电阻R9电连接在DOTC控制器U4的反馈端与地之间，第九电阻R9为可变电阻，第八电阻R8、第九电阻R9为DCDC控制器U4提供反馈电压。在图4实施例中，系统电压由N5进入数码管控制模块，通过DOTC转换将电压转换为更低的电压值。通过更改R9的电阻值来调节N6的电压，可对DCDC控制器输出电压进行微量控制，MCU单元根据数码管显示的情况调整DCDC控制器的输出，使数码管在多数点亮与少数点亮时亮度保持一致。为达到最佳省电的效果，MCU单元在控制数码管点亮时可采用闪亮显示法。每次尽让数码管点亮lOOus，休息4900US后再次点亮。这种方法不仅提高了亮度而且降低了数码管的功耗。本领域普通技术人员可以理解附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。本领域普通技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种电源变换装置，其特征在于，包括N沟道JFET场效应管、第一稳压二极管、低压差稳压器、DCDC控制器、第二稳压二极管、电感、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，其中 所述N沟道JFET场效应管的源极与外接电源电连接，所述低压差稳压器的输入端和输出端分别与所述N沟道JFET场效应管的漏极和栅极电连接； 所述DCDC控制器的输入端与所述低压差稳压器的输出端电连接； 所述第一稳压二极管电连接在所述低压差稳压器的输入端与地之间； 所述第一电容电连接在所述低压差稳压器的输入端与地之间； 所述第二电容电连接在所述低压差稳压器的输出端与地之间； 所述第二稳压二极管电连接在所述DCDC控制器的输出端与地之间； 所述电感的一端电连接所述DCDC控制器的输出端，所述第三电容与所述第四电容并联后电连接在所述电感的另一端与地之间。
专利摘要本实用新型公开了一种电源变换装置，在该装置中，N沟道JFET场效应管的源极与外接电源电连接，低压差稳压器的输入端和输出端分别与N沟道JFET场效应管的漏极和栅极电连接；DCDC控制器的输入端与低压差稳压器的输出端电连接；第一稳压二极管电连接在低压差稳压器的输入端与地之间；第一电容电连接在低压差稳压器的输入端与地之间；第二电容电连接在低压差稳压器的输出端与地之间；第二稳压二极管电连接在DCDC控制器的输出端与地之间；电感的一端电连接DCDC控制器的输出端，第三电容与第四电容并联后电连接在电感的另一端与地之间。
文档编号H02M3/156GK202840956SQ201220442168
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者王伟刚, 李宣南, 毛飞 申请人:哈尔滨东方报警设备开发有限公司