物联网智能综合电源装置的制作方法

文档序号:12595972阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种物联网智能综合电源装置,其特征在于:包括前置公共电源模块、单片机核心控制模块、直流电压等级变换模块和通信接口模块;

所述前置公共电源模块,包括AC/DC前置基础稳压电路和辅助电源电路;其中,AC/DC前置基础稳压电路为单级PFC反激式开关逆变电路,包括:进线滤波、全波整流、单级PFC反激式开关、高频隔离变压器、二次整流滤波,用于完成电源抗干扰、功率因数补偿、AC-DC隔离转换及直流稳压输出功能;辅助电源电路采用DC-DC开关转换方式,将所述AC/DC前置基础稳压电路稳定输出的+24V电源进一步转换为稳定的+3.3V、+5V电源,供单片机核心控制模块和通信接口模块使用;

所述单片机核心控制模块,采用一只多I/O接口的通用单片机,用于完成各路输出模块的电压电流采集监控、通过数字电位器实现对输出电压的编程预置以及整机各个输出回路过压、过流、超温保护功能;

所述直流电压等级变换模块,包括四路完全相同的模块,每个模块包括DC/DC变流电路、电流/电压采样电路和数字电位器;用于完成:把前置公共电源模块送来的+24V直流电源转换为不同电压等级的输出直流电源;接受单片机通过一组控制总线送来的调整指令,通过对数字电位器的操作实现对本模块输出直流电压的调整控制;通过DC/DC变流电路中的电压闭环反馈电路实现本模块输出电压的稳压功能;通过电流/电压采样电路向单片机回送保护控制信号,实现本模块故障的保护;

所述通信接口模块,与单片机串行通信引脚相连,完成与各种不同形式的实际传输接口连接的功能,组成与上级节点直至监控中心的网络连接。

2.根据权利要求1所述的物联网智能综合电源装置,其特征在于:所述AC/DC前置基础稳压电路,将220V交流市电整流后,通过单级PFC开关控制芯片驱动逆变装置及高频隔离变压器进行逆变、隔离与降压处理,再经由二次整流滤波成为+24V直流输出,送至多路输出级的直流供电母线,为后级的每一个多路输出级模块提供输入直流供电;同时,还为辅助电源电路提供所需的直流供电,以维持包括单片机核心控制模块在内的整套装置的正常工作。

3.根据权利要求1所述的物联网智能综合电源装置,其特征在于:辅助电源电路的供电输入端连接在AC/DC前置基础稳压电路的+24V直流输出母线上,通过非隔离开关稳压电路后得到+5V输出电压,该+5V输出又分为两路,一路经精密线性稳压后成为+3.3V电源,用于为单片机核心控制模块供电;另一路经隔离式DC/DC变换后仍维持+5V电压,向RS485通信接口供电。

4.根据权利要求1所述的物联网智能综合电源装置,其特征在于:AC/DC前置基础稳压电路采用AC-DC工作方式,单路输出,容量为24V/2A、50W;选用UCC28633作为控制芯片。

5.根据权利要求1所述的物联网智能综合电源装置,其特征在于:所述AC/DC前置基础稳压电路:交流市电经接口JP1、保险丝F1送入包括压敏电阻RV1、电容C1、共模电感L1、电容C2、C3与C4的浪涌吸收及抗干扰滤波电路,然后经全桥BRG1整流成为脉动直流后,送达功率开关电路进行斩波处理;

集成芯片U1是功率开关管的驱动控制部件,整流桥输出端+250V电压经电阻R4、R5连至U1的工作电源输入即第8脚,作为启动瞬间的初始驱动电源;集成芯片U1的第3脚连接至电阻R1、R2和R3构成的分压器的分压点上;集成芯片U1的第5脚连接至变压器次级线圈与二次整流管D5的连接点上;集成芯片U1的第4脚连接至Q1源极电流采样电阻R10的上端;

在+24V输出端设置了包括电阻R17、R18的分压器,通过采样值与芯片Q2内部基准值的比较,并由Q2内部的高增益放大器进行差值放大后,将差值信号以电流变化的形式通过光耦合器OPT1的发光二极管,从而反映在光耦合器OPT1的次级串联电阻R14上得到隔离后的对应差值信号,然后将此信号经电阻R7送到集成芯片U1的第1脚,用来改变U1的运行参数,并由第7脚输出相应的驱动脉冲,经电阻R8送到VMOS大功率开关管Q1的栅极,以实现对+24V输出电压的闭环稳压控制。

6.根据权利要求1所述的物联网智能综合电源装置,其特征在于:所述直流电压等级变换模块中,DC/DC变流电路采用MP1593芯片,该集成电路的引脚PIN2为电源输入端,引脚PIN4为公共地线端,引脚PIN7为芯片工作使能端,引脚PIN3为内部功率开关管的输出端,引脚PIN1为内部开关管驱动电路的自举供电端,引脚PIN8为软启动时间设置端,引脚PIN5为输出反馈电压输入端,引脚PIN6为内部误差放大器的补偿元件接入端;

电源输入端通过插座直接连接于AC/DC前置基础稳压电路的+24V直流输出母线上;公共地线端直接连至公共地线,使能端PIN7经标号M1-MEN的连线接至单片机相应的I/O引脚,同时经过下拉电阻R29和抗干扰电容C38接地;开关管的输出端引脚PIN3有三条路径对外连接:主路经过电感L4接至直流电压等级变换模块的输出端,第二路经电容C39连接至内部开关管驱动电路的自举供电端引脚PIN1,为驱动管提供自举信号,第三路经续流二极管D16接地,在内部开关管关断期间为电感L4提供续流回路;引脚PIN8经定时电容C37接地,内部误差放大器的补偿元件接入端PIN6经补偿电容C44以及C43与R32的串联组合电路共同接地,以稳定误差放大器的工作;电压闭环反馈回路由电阻分压器取得,电阻分压器的上臂为电阻R31,电阻分压器的下臂则由两只数字电位器U8和U9级联构成,电阻分压器的分压点即R31下端连接至输出反馈电压输入端,实现对输出电压的采样,然后通过内部误差放大器对采样值与基准值的比较结果进行动态调整,以稳定模块的输出电压。

7.根据权利要求1所述的物联网智能综合电源装置,其特征在于:所述单片机核心控制模块包括单片机,单片机配置有用于在现场实现对各路输出电压调整配置的现场调试接口;单片机还配置有工控总线式通信接口,经通信网络与运维中心进行数据交换,以遥控方式设置各路的输出电压参数及最高输出电流;采用STM32F103C8单片机,工作电源VCC为3.3V,除去复位引脚RST,晶体振荡器引脚XO、XI,备用电源接入引脚VBAT、以及BOOT0引脚之外,还设置有35个可用的I/O引脚,分别是PA0~PA15,PB0~PB15,PC13~PC15。

8.根据权利要求1所述的物联网智能综合电源装置,其特征在于:所述通信接口模块采用ADM2483芯片,为一隔离型RS485收发器。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1