一种智能船用稳压电源的制作方法

文档序号:15843408发布日期:2018-11-07 08:43阅读:295来源:国知局
一种智能船用稳压电源的制作方法

本发明涉及一种稳压电源,尤其是涉及一种智能船用稳压电源。

背景技术

船舶电力来自于船用发电机,船用发电机产生的交流电通过船用稳压电源转换为直流电压后供船载电子设备(如雷达、海图机、罗经和gps设备等)使用。

目前市场上的船用稳压电源产品种类繁多,目前应用最为广泛的主要是国外j公司生产型号为nbd-2150的精密电源和国内q公司生产的型号为qj1824的线性稳压电源。nbd-2150型精密电源性能优异,输出稳定,纹波小,且保护措施完备,但是其价格高昂,市场上每台达到8000元以上,国内大部分民用与商用船舶无法承担这样的费用。而qj1824型线性稳压电源,价格便宜,约数百元,在国内造船业使用量极大,但是其基于降压-稳压-输出的原理进行设计,主要由具有变压和整流功能的输入模块、降压稳压模块和用于输出直流电压的输出模块组成,其结构图如图1所示。qj1824型线性稳压电源将船用发电机产生的交流电降压转换为直流电输出,当船用发电机工作异常产生欠压的状态下,该稳压电源输出不稳定,无法达到额定的输出电压,由此将部分船载电子设备无法工作在正常电压下,存在安全隐患。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种在具有低价格的基础上,输出稳定的智能船用稳压电源。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种智能船用稳压电源,包括具有变压和整流功能的输入模块、降压稳压模块和用于输出直流电压的输出模块,所述的输入模块具有火线输入端、零线输入端和输出端,所述的降压稳压模块具有输入端、输出端和使能端,所述的输出模块具有输入端和输出端,所述的输入模块的火线输入端用于连接交流发电机的火线输出端,所述的输入模块的零线输入端用于连接交流发电机的零线输出端,所述的智能船用稳压电源还包括升压稳压模块和用于检测所述的智能船用稳压电源是否处于欠压状态的欠压检测模块,所述的升压稳压模块具有输入端、用于接入控制其工作或者待机的使能信号的使能端、用于输出直流稳压电压的第一输出端和用于输出控制所述的降压稳压模块进入待机状态的控制信号的第二输出端,所述的欠压检测模块具有第一输入端、第二输入端和用于输出控制所述的升压稳压模块待机或者工作的使能信号的输出端,所述的输入模块的输出端分别与所述的降压稳压模块的输入端、所述的升压稳压模块的输入端和所述的欠压检测模块的第一输入端连接,所述的降压稳压模块的输出端和所述的升压稳压模块的第一输出端均与所述的输出模块的输入端连接,所述的输出模块的输出端和所述的欠压检测模块的第二输入端连接,所述的欠压检测模块的输出端和所述的升压稳压模块的使能端连接,所述的升压稳压模块的第二输出端和所述的降压稳压模块的使能端连接,当所述的欠压检测模块检测到欠压状态时,所述的欠压检测模块的输出端输出控制所述的升压稳压模块工作的使能信号,所述的升压稳压模块进入工作状态,与此同时所述的升压稳压模块的第二输出端输出控制所述的降压稳压模块待机的使能信号,所述的降压稳压模块进入待机状态,反之,所述的升压稳压模块进入待机状态,所述的降压稳压模块进入工作状态。

所述的欠压检测模块包括型号为lm317的第一稳压芯片、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第一二极管、第一nmos管、第二nmos管和第三nmos管,所述的第一比较器、所述的第二比较器和所述的第三比较器分别具有正相输入端、反相输入端和输出端;所述的第一电阻的一端、所述的第四电阻的一端、所述的第三电容的一端、所述的第四电容的一端和所述的第一稳压芯片的第1脚连接且其连接端为所述的欠压检测模块的第一输入端,所述的第一电阻的另一端和所述的第一二极管的负极连接,所述的第二电阻的一端和所述的第一电容的一端连接,所述的第二电阻的另一端、所述的第二电容的一端和所述的第一比较器的正相输入端连接,所述的第一电容的另一端、所述的第二电容的另一端和所述的第一二极管的正极连接且其连接端接地,所述的第一比较器的反相输入端和所述的第三电阻的一端连接,所述的第三电阻的另一端、所述的第一比较器的输出端、所述的第六电阻的一端和所述的第六电容的一端连接,所述的第六电阻的另一端、所述的第十电容的一端、所述的第九电阻的一端、所述的第六电容的另一端、所述的第二比较器的正相输入端和所述的第三比较器的正相输入端连接,所述的第二比较器的反相输入端、所述的第四电阻的另一端、所述的第七电容的一端和所述的第八电阻的一端连接,所述的第七电容的另一端和所述的第八电阻的另一端均接地,所述的第三比较器的反相输入端、所述的第五电阻的一端、所述的第七电阻的一端和所述的第九电容的一端连接,所述的第五电阻的另一端为所述的欠压检测模块的第二输入端,所述的第七电阻的另一端和所述的第九电容的另一端均接地,所述的第三电容的另一端、所述的第四电容的另一端、所述的第五电容的另一端、所述的第八电容的另一端和所述的第一稳压芯片的第2脚均接地,所述的第一稳压芯片的第3脚、所述的第五电容的另一端、所述的第八电容的另一端、所述的第十三电阻的一端、所述的第十四电阻的一端和所述的第十六电阻的一端连接,所述的第十电容的另一端和所述的第十电阻的一端连接,所述的第十电阻的另一端、所述的第九电阻的另一端、所述的第二比较器的输出端、所述的第十一电阻的一端和所述的第一nmos管的栅极连接,所述的第十一电阻的另一端和所述的第一nmos管的源极均接地,所述的第一nmos管的漏极、所述的第十三电阻的另一端、所述的第十四电阻的另一端、所述的第二nmos管的漏极、所述的第十五电阻的一端和所述的第三nmos管的栅极连接,所述的第三比较器的输出端、所述的第十二电阻的一端和所述的第二nmos管的栅极连接,所述的第十二电阻的另一端和所述的第二nmos管的源极均接地,所述的第十五电阻的另一端和所述的第三nmos管的源极均接地,所述的第三nmos管的漏极和所述的第十六电阻的另一端连接且其连接端为所述的欠压检测模块的输出端。该结构中,第一稳压芯片与第一二极管(稳压二极管)构成一个电压跟随器,生成稳定的直流参考电压,输入模块的输出电压与输出模块的输出电压经过比例运算后与该直流参考电压进行比较,第二比较器作为迟滞比较电路增加了整体电路的低通滤波性,抑制交流发电机输出的电压不稳定而存在波动问题,第一nmos管、第二nmos管和第三nmos管组成了一个或逻辑电路,第二比较器的输出控制第一nmos管的导通或者截止,第三比较器的输出控制第二nmos管的导通或者截止,只有当输入模块的输出电压与输出模块的输出电压都高于欠压检测电路内部生成的直流参考电压时,欠压检测电路的输出端输出逻辑0信号,控制升压稳压模块进入待机状态,从而使降压稳压模块正常工作,否则,欠压检测电路的输出端输出逻辑1信号,控制升压稳压模块进入工作状态,此时升压稳压模块生成控制信号控制降压稳压模块进入待机状态,该欠压检测电路采用了简单的比较器与nmos管电路构成实现了逻辑比较和逻辑输出的功能,响应速度快,无需程序控制仅通过硬件电路即实现了对升压稳压电路的自动控制功能,避免了程序烧写的繁杂与出错的可能性,可靠性高,方便大批量的生产工作。

所述的输入模块包括保险丝、变压器、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第十一电容、第十二电容和第十三电容;所述的保险丝的一端为所述的输入模块的火线输入端,所述的保险丝的另一端和所述的变压器的初级线圈的一端连接,所述的变压器的初级线圈的另一端为所述的输入模块的零线输入端,所述的变压器的次级线圈的一端、所述的第十一电容的一端、所述的第四二极管的正极和所述的第五二极管的正极连接,所述的变压器的次级线圈的另一端、所述的第十一电容的另一端、所述的第六二极管的正极和所述的第七二极管的正极连接,所述的第二二极管的正极和所述的第三二极管的正极均接入24v电压,所述的第二二极管的负极、所述的第三二极管的负极、所述的第四二极管的负极、所述的第五二极管的负极、所述的第六二极管的负极、所述的第七二极管的负极、所述的第十二电容的一端和所述的第十三电容的一端连接且其连接端为所述的输入模块的输出端,所述的第十二电容的另一端和所述的第十三电容的另一端均接地。

所述的智能船用稳压电源还包括数据采集显示模块,所述的数据采集显示模块具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和第五输入端,所述的升压稳压模块还具有用于输出正相电流信号的第一电流信号输出端和用于输出反相电流信号的第二电流信号输出端,所述的降压稳压模块还具有用于输出工作状态或者待机状态的状态信号输出端,所述的数据采集显示模块的第一输入端和所述的输入模块的输出端连接,所述的数据采集显示模块的第二输入端和所述的升压稳压模块的第一电流信号输出端连接,所述的数据采集显示模块的第三输入端和所述的升压稳压模块的第二电流信号输出端连接,所述的数据采集显示模块的第四输入端和所述的降压稳压模块的状态信号输出端连接,所述的数据采集显示模块的第五输入端和所述的输出模块的输出端连接。该结构中通过增加数据采集显示模块来采集输入模块的输出电压、输出模块的输出电压、升压稳压模块的电流信号及降压稳压模块的状态信号,得出智能船用稳压电源是否处于欠压状态的结论并通过显示屏显示,是工作人员可以直观的获取智能船用稳压电源的欠压状态,使用更加方便。

升压稳压模块包括型号为tps43060的升压芯片、第一电感、第四nmos管、第五nmos管、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容、第二十六电容、第二十七电容、第二十八电容、第二十九电容和第八二极管;所述的第十七电阻的一端、所述的第十六电容的一端、所述的第十八电容的一端、所述的第十九电容的一端、所述的第二十一电容的一端、所述的第二十二电阻的一端、所述的第二十三电阻的一端、所述的第二十五电阻的一端、所述的第二十六电阻的一端、所述的第二十二电容的一端和所述的升压芯片的第7脚连接且其连接端为所述的升压稳压模块的输入端,所述的第十六电容的另一端、所述的第十八电容的另一端、所述的第十九电容的另一端、所述的第二十一电容的另一端和所述的第二十二电容的另一端均接地,所述的第二十二电阻的另一端为所述的升压稳压模块的第一电流信号输出端,所述的第二十五电阻的另一端、所述的第二十六电阻的另一端、所述的第二十八电阻的一端、所述的第二十九电阻的一端和所述的第一电感的一端连接,所述的第二十八电阻的另一端为所述的升压稳压模块的第二电流信号输出端,所述的第二十三电阻的另一端、所述的第二十一电阻的一端、所述的第二十电容的一端和所述的升压芯片的第6脚连接,所述的第二十九电阻的另一端、所述的第二十一电阻的另一端、所述的第二十电容的另一端和所述的升压芯片的第5脚连接,所述的第十七电阻的另一端、所述的第十八电阻的一端和所述的升压芯片的第15脚连接且其连接端为所述的升压稳压模块的使能端,所述的第十八电阻的另一端、所述的第二十电阻的一端、所述的升压芯片的第16脚和所述的升压芯片的第17脚连接且其连接端接地,所述的升压芯片的第1脚和所述的第二十电阻的另一端连接,所述的升压芯片的第2脚和所述的第十四电容的一端连接,所述的升压芯片的第3脚、所述的第十五电容的一端和所述的第十九电阻的一端连接,所述的第十九电阻的另一端和所述的第十七电容的一端连接,所述的第十四电容的另一端、所述的第十五电容的另一端和所述的第十七电容的另一端均接地,所述的升压芯片的第8脚和所述的第四nmos管的栅极连接,所述的第四nmos管的源极接地,所述的第四nmos管的漏极、所述的第五nmos管的源极、所述的第一电感的另一端、所述的升压芯片的第12脚和所述的第二十三电容的一端连接,所述的第二十三电容的另一端、所述的第八二极管的负极和所述的升压芯片的第11脚连接,所述的升压芯片的第10脚和所述的第二十七电阻的一端连接,所述的第二十七电阻的另一端、所述的第八二极管的正极、所述的第二十四电容的一端和所述的第二十四电阻的一端连接且其连接端为所述的升压稳压模块的第二输出端,所述的第二十四电阻的另一端和所述的升压芯片的第14脚连接,所述的升压芯片的第9脚和所述的第二十四电容的另一端均接地,所述的第五nmos管的漏极、所述的第二十五电容的一端、所述的第二十六电容的一端、所述的第二十七电容的一端、所述的第二十八电容的一端和所述的第三十电阻的一端连接且其连接端为所述的升压稳压模块的第一输出端,所述的第五nmos管的栅极和所述的升压芯片的第13脚连接,所述的第三十电阻的另一端、所述的第三十一电阻的一端和所述的第二十九电容的一端连接,所述的第三十一电阻的另一端、所述的第二十九电容的另一端、所述的第三十二电阻的一端和所述的升压芯片的第4脚连接,所述的第三十二电阻的另一端、所述的第二十五电容的另一端、所述的第二十六电容的另一端、所述的第二十七电容的另一端和所述的第二十八电容的另一端均接地。

所述的降压稳压模块包括型号为tl783的第二稳压芯片、型号为tl783的第三稳压芯片、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻、第三十七电阻、第三十八电阻、第三十九电阻、第四十电阻、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻、第四十六电阻、第四十七电阻、第四十八电阻、第四十九电阻、第五十电阻、第五十一电阻、第五十二电阻、第五十三电阻、第五十四电阻、第五十五电阻、第五十六电阻、热敏电阻、风扇、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第三十电容、第三十一电容、第六nmos管、第七nmos管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第九三极管和第十三极管;所述的第三十七电阻和所述的第四十四电阻均为滑动变阻器;所述的第三十三电阻的一端和所述的第六nmos管的栅极连接且其连接端为所述的降压稳压模块的使能端,所述的第三十三电阻的另一端、所述的第三十五电阻的一端、所述的第三十六电阻的一端和所述的第六nmos管的漏极连接,所述的第三十五电阻的另一端、所述的第一三极管的基极和所述的第三十四电阻的一端连接,所述的第三十四电阻的另一端、所述的第五十二电阻的一端、所述的第一三极管的发射极、所述的第二三极管的发射极、所述的第三三极管的集电极、所述的第四三极管的集电极和所述的第五三极管的集电极连接且其连接端为所述的降压稳压模块的输入端,所述的第三十六电阻的另一端、所述的第一三极管的集电极和所述的第二三极管的基极连接,所述的第二三极管的集电极、所述的第三十九电阻的一端、所述的第三三极管的基极、所述的第四三极管的基极和所述的第五三极管的基极连接,所述的第三三极管的发射极和所述的第四十电阻的一端连接,所述的第四三极管的发射极和所述的第四十六电阻的一端连接,所述的第五三极管的发射极和所述的第四十八电阻的一端连接,所述的第三十九电阻的另一端、所述的第四十电阻的另一端、所述的第四十一电阻的一端、所述的第四十六电阻的另一端、所述的第四十八电阻的另一端、所述的第三十八电阻的一端、所述的第六三极管的发射极、所述的第七三极管的发射极、所述的第八三极管的集电极、所述的第九三极管的集电极、所述的第十三极管的集电极和所述的第二稳压芯片的第2脚连接,所述的第二稳压芯片的第1脚、所述的第三十八电阻的另一端、所述的第三十七电阻的一端、所述的第三十七电阻的滑动端、所述的第五十电阻的一端和所述的第七nmos管的栅极连接,所述的第三十七电阻的另一端接地,所述的第七nmos管的漏极、所述的第五十二电阻的另一端和所述的第九二极管的负极连接且其连接端为所述的降压稳压模块的状态信号输出端,所述的第五十电阻的另一端、所述的第七nmos管的源极和所述的第九二极管的正极均接地,所述的第二稳压芯片的第3脚和所述的第六nmos管的源极连接,所述的第四十一电阻的另一端、所述的第四十二电阻的一端和所述的第六三极管的基极连接,所述的第四十二电阻的另一端、所述的第四十三电阻的一端和所述的第三稳压芯片的第3脚连接,所述的第四十三电阻的另一端、所述的第六三极管的集电极和所述的第七三极管的基极连接,所述的第七三极管的集电极、所述的第八三极管的基极、所述的第九三极管的基极、所述的第十三极管的基极和所述的第四十七电阻的一端连接,所述的第八三极管的发射极和所述的第四十九电阻的一端连接,所述的第九三极管的发射极和所述的第五十一电阻的一端连接,所述的第十三极管的发射极和所述的第五十三电阻的一端连接,所述的第三稳压芯片的第2脚、所述的第四十五电阻的一端、所述的第四十七电阻的另一端、所述的第四十九电阻的另一端、所述的第五十一电阻的另一端、所述的第五十三电阻的另一端、所述的第五十四电阻的一端、所述的第三十电容的一端、所述的第三十一电容的一端、所述的第十二极管的正极和所述的第十一二极管的正极连接,所述的第三稳压芯片的第1脚、所述的第四十四电阻的一端、所述的第四十四电阻的滑动端和所述的第四十五电阻的另一端连接,所述的第四十四电阻的另一端、所述的第五十四电阻的另一端、所述的第三十电容的另一端和所述的第三十一电容的另一端均接地,所述的第十二极管的负极、所述的第十一二极管的负极、所述的第五十五电阻的一端和所述的第五十六电阻的一端连接且其连接端为所述的降压稳压模块的输出端;所述的第五十五电阻的另一端和所述的热敏电阻的一端连接,所述的热敏电阻的另一端和所述的风扇的一端连接,所述的风扇的另一端接地,所述的第五十六电阻的另一端和所述的第十二二极管的正极连接,所述的第十二二极管的负极接地。

所述的数据采集显示模块包括型号为stm32l151的处理器、型号为ad621的运算放大器、8pin的键盘连接座、16pin的显示屏连接座、第三十二电容、第三十三电容、第三十四电容、第三十五电容、第三十六电容、第三十七电容、第三十八电容、第三十九电容、第五十七电阻、第五十八电阻、第五十九电阻、第六十电阻、第六十一电阻、第六十二电阻、第六十三电阻、第六十四电阻、第六十五电阻和晶振;所述的第五十九电阻的一端为所述的数据采集显示模块的第一输入端,所述的第五十九电阻的另一端、所述的第六十电阻的一端和所述的处理器的第13脚连接,所述的第六十电阻的另一端接地,所述的第六十一电阻的一端为所述的数据采集显示模块的第五输入端,所述的第六十一电阻的另一端、所述的第六十二电阻的一端和所述的处理器的第12脚连接,所述的第六十二电阻的另一端接地,所述的第三十二电容的一端、所述的第三十三电容的一端、所述的第三十七电容的一端、所述的处理器的第1脚、所述的处理器的第24脚、所述的处理器的第36脚和所述的处理器的第48脚均接入3.3v电压,所述的第三十二电容的另一端、所述的第三十三电容的另一端和所述的第三十七电容的另一端均接地,所述的第五十七电阻的一端为所述的数据采集显示模块的第三输入端,所述的第五十八电阻的一端为所述的数据采集显示模块的第二输入端,所述的第五十七电阻的另一端、所述的第三十四电容的一端、所述的第三十五电容的一端和所述的运算放大器的第2脚连接,所述的第三十四电容的另一端接地,所述的第三十五电容的另一端、所述的第五十八电阻的另一端、所述的第三十六电容的一端和所述的运算放大器的第3脚连接,所述的第三十六电容的另一端接地,所述的运算放大器的第4脚和所述的运算放大器的第5脚均接地,所述的运算放大器的第8脚和所述的第六十三电阻的一端连接,所述的运算放大器的第1脚和所述的第六十三电阻的另一端连接,所述的运算放大器的第6脚和所述的处理器的第11脚连接,所述的运算放大器的第7脚接入3.3v电压,所述的处理器的第23脚、第35脚和第47脚均接地,所述的处理器的第44脚和所述的第六十五电阻的一端连接,所述的第六十五电阻的另一端接地,所述的处理器的第14脚为所述的数据采集显示模块的第四输入端,所述的处理器的第5脚、所述的第三十八电容的一端和所述的晶振的一端连接,所述的第三十八电容的另一端接地,所述的处理器的第6脚和所述的第六十四电阻的一端连接,所述的第六十四电阻的另一端、所述的晶振的另一端和所述的第三十九电容的一端连接,所述的第三十九电容的另一端接地,所述的处理器的第15脚和所述的键盘连接座的第1pin连接,所述的处理器的第16脚和所述的键盘连接座的第2pin连接,所述的处理器的第17脚和所述的键盘连接座的第3pin连接,所述的处理器的第18脚和所述的键盘连接座的第4pin连接,所述的处理器的第19脚和所述的键盘连接座的第5pin连接,所述的处理器的第20脚和所述的键盘连接座的第6pin连接,所述的处理器的第21脚和所述的键盘连接座的第7pin连接,所述的处理器的第22脚和所述的键盘连接座的第8pin连接,所述的处理器的第25脚和所述的显示屏连接座的第16pin连接,所述的处理器的第26脚和所述的显示屏连接座的第15pin连接,所述的处理器的第27脚和所述的显示屏连接座的第14pin连接,所述的处理器的第28脚和所述的显示屏连接座的第13pin连接,所述的处理器的第29脚和所述的显示屏连接座的第12pin连接,所述的处理器的第30脚和所述的显示屏连接座的第11pin连接,所述的处理器的第31脚和所述的显示屏连接座的第10pin连接,所述的处理器的第32脚和所述的显示屏连接座的第9pin连接,所述的处理器的第33脚和所述的显示屏连接座的第8pin连接,所述的处理器的第34脚和所述的显示屏连接座的第7pin连接,所述的处理器的第37脚和所述的显示屏连接座的第6pin连接,所述的处理器的第38脚和所述的显示屏连接座的第5pin连接,所述的处理器的第39脚和所述的显示屏连接座的第4pin连接,所述的处理器的第40脚和所述的显示屏连接座的第3pin连接,所述的处理器的第41脚和所述的显示屏连接座的第2pin连接,所述的处理器的第42脚和所述的显示屏连接座的第1pin连接。

与现有技术相比,本发明的优点在于通过设置升压稳压模块和用于检测智能船用稳压电源是否处于欠压状态的欠压检测模块,升压稳压模块具有输入端、用于接入控制其工作或者待机的使能信号的使能端、用于输出直流稳压电压的第一输出端和用于输出控制降压稳压模块进入待机状态的控制信号的第二输出端,欠压检测模块具有第一输入端、第二输入端和用于输出控制升压稳压模块待机或者工作的使能信号的输出端,输入模块的输出端分别与降压稳压模块的输入端、升压稳压模块的输入端和欠压检测模块的第一输入端连接,降压稳压模块的输出端和升压稳压模块的第一输出端均与输出模块的输入端连接,输出模块的输出端和欠压检测模块的第二输入端连接,欠压检测模块的输出端和升压稳压模块的使能端连接,升压稳压模块的第二输出端和降压稳压模块的使能端连接,当欠压检测模块检测到欠压状态时,欠压检测模块的输出端输出控制升压稳压模块工作的使能信号,升压稳压模块进入工作状态,与此同时升压稳压模块的第二输出端输出控制降压稳压模块待机的使能信号,降压稳压模块进入待机状态,反之,升压稳压模块进入待机状态,降压稳压模块进入工作状态,由此本发明的智能船用稳压电源在非欠压状态时,升压稳压模块处于待机状态,降压稳压模块正常工作,输出稳定的直流稳压电压对船用设备进行正常供电,而在欠压状态时,降压稳压模块处于待机状态,升稳压模块正常工作,输出稳定的直流稳压电压对船用设备进行正常供电,在具有低价格的基础上,输出稳定。

附图说明

图1为现有的智能船用稳压电源的结构图;

图2为本发明的智能船用稳压电源的实施例一的结构图;

图3为本发明的智能船用稳压电源的实施例二的结构图;

图4为本发明的智能船用稳压电源的欠压检测模块的电路图;

图5为本发明的智能船用稳压电源的输入模块的电路图;

图6为本发明的智能船用稳压电源的升压稳压膜快的电路图;

图7为本发明的智能船用稳压电源的降压稳压模块的电路图;

图8为本发明的智能船用稳压电源的数据采集显示模块的电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一:如图2所示,一种智能船用稳压电源,包括具有变压和整流功能的输入模块、降压稳压模块和用于输出直流电压的输出模块,输入模块具有火线输入端、零线输入端和输出端,降压稳压模块具有输入端、输出端和使能端,输出模块具有输入端和输出端,输入模块的火线输入端用于连接交流发电机的火线输出端,输入模块的零线输入端用于连接交流发电机的零线输出端,智能船用稳压电源还包括升压稳压模块和用于检测智能船用稳压电源是否处于欠压状态的欠压检测模块,升压稳压模块具有输入端、用于接入控制其工作或者待机的使能信号的使能端、用于输出直流稳压电压的第一输出端和用于输出控制降压稳压模块进入待机状态的控制信号的第二输出端,欠压检测模块具有第一输入端、第二输入端和用于输出控制升压稳压模块待机或者工作的使能信号的输出端,输入模块的输出端分别与降压稳压模块的输入端、升压稳压模块的输入端和欠压检测模块的第一输入端连接,降压稳压模块的输出端和升压稳压模块的第一输出端均与输出模块的输入端连接,输出模块的输出端和欠压检测模块的第二输入端连接,欠压检测模块的输出端和升压稳压模块的使能端连接,升压稳压模块的第二输出端和降压稳压模块的使能端连接,当欠压检测模块检测到欠压状态时,欠压检测模块的输出端输出控制升压稳压模块工作的使能信号,升压稳压模块进入工作状态,与此同时升压稳压模块的第二输出端输出控制降压稳压模块待机的使能信号,降压稳压模块进入待机状态,反之,升压稳压模块进入待机状态,降压稳压模块进入工作状态。

如图4所示,欠压检测模块包括型号为lm317的第一稳压芯片vr1、第一比较器u1、第二比较器u2、第三比较器u3、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10、第一二极管d1、第一nmos管n1、第二nmos管n2和第三nmos管n3,第一比较器u1、第二比较器u2和第三比较器u3分别具有正相输入端、反相输入端和输出端;第一电阻r1的一端、第四电阻r4的一端、第三电容c3的一端、第四电容c4的一端和第一稳压芯片vr1的第1脚连接且其连接端为欠压检测模块的第一输入端,第一电阻r1的另一端和第一二极管d1的负极连接,第二电阻r2的一端和第一电容c1的一端连接,第二电阻r2的另一端、第二电容c2的一端和第一比较器u1的正相输入端连接,第一电容c1的另一端、第二电容c2的另一端和第一二极管d1的正极连接且其连接端接地,第一比较器u1的反相输入端和第三电阻r3的一端连接,第三电阻r3的另一端、第一比较器u1的输出端、第六电阻r6的一端和第六电容c6的一端连接,第六电阻r6的另一端、第十电容c10的一端、第九电阻r9的一端、第六电容c6的另一端、第二比较器u2的正相输入端和第三比较器u3的正相输入端连接,第二比较器u2的反相输入端、第四电阻r4的另一端、第七电容c7的一端和第八电阻r8的一端连接,第七电容c7的另一端和第八电阻r8的另一端均接地,第三比较器u3的反相输入端、第五电阻r5的一端、第七电阻r7的一端和第九电容c9的一端连接,第五电阻r5的另一端为欠压检测模块的第二输入端,第七电阻r7的另一端和第九电容c9的另一端均接地,第三电容c3的另一端、第四电容c4的另一端、第五电容c5的另一端、第八电容c8的另一端和第一稳压芯片vr1的第2脚均接地,第一稳压芯片vr1的第3脚、第五电容c5的另一端、第八电容c8的另一端、第十三电阻r13的一端、第十四电阻r14的一端和第十六电阻r16的一端连接,第十电容c10的另一端和第十电阻r10的一端连接,第十电阻r10的另一端、第九电阻r9的另一端、第二比较器u2的输出端、第十一电阻r11的一端和第一nmos管n1的栅极连接,第十一电阻r11的另一端和第一nmos管n1的源极均接地,第一nmos管n1的漏极、第十三电阻r13的另一端、第十四电阻r14的另一端、第二nmos管n2的漏极、第十五电阻r15的一端和第三nmos管n3的栅极连接,第三比较器u3的输出端、第十二电阻r12的一端和第二nmos管n2的栅极连接,第十二电阻r12的另一端和第二nmos管n2的源极均接地,第十五电阻r15的另一端和第三nmos管n3的源极均接地,第三nmos管n3的漏极和第十六电阻r16的另一端连接且其连接端为欠压检测模块的输出端。

如图5所示,输入模块包括保险丝f1、变压器t1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第六二极管d6、第七二极管d7、第十一电容c11、第十二电容c12和第十三电容c13;保险丝f1的一端为输入模块的火线输入端,保险丝f1的另一端和变压器t1的初级线圈的一端连接,变压器t1的初级线圈的另一端为输入模块的零线输入端,变压器t1的次级线圈的一端、第十一电容c11的一端、第四二极管d4的正极和第五二极管d5的正极连接,变压器t1的次级线圈的另一端、第十一电容c11的另一端、第六二极管d6的正极和第七二极管d7的正极连接,第二二极管d2的正极和第三二极管d3的正极均接入24v电压,第二二极管d2的负极、第三二极管d3的负极、第四二极管d4的负极、第五二极管d5的负极、第六二极管d6的负极、第七二极管d7的负极、第十二电容c12的一端和第十三电容c13的一端连接且其连接端为输入模块的输出端,第十二电容c12的另一端和第十三电容c13的另一端均接地。

实施例二:本实施例与实施例一基本相同,区别在于:智能船用稳压电源还包括数据采集显示模块,数据采集显示模块具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和第五输入端,升压稳压模块还具有用于输出正相电流信号的第一电流信号输出端和用于输出反相电流信号的第二电流信号输出端,降压稳压模块还具有用于输出工作状态或者待机状态的状态信号输出端,数据采集显示模块的第一输入端和输入模块的输出端连接,数据采集显示模块的第二输入端和升压稳压模块的第一电流信号输出端连接,数据采集显示模块的第三输入端和升压稳压模块的第二电流信号输出端连接,数据采集显示模块的第四输入端和降压稳压模块的状态信号输出端连接,数据采集显示模块的第五输入端和输出模块的输出端连接。

如图6所示,升压稳压模块包括型号为tps43060的升压芯片u4、第一电感、第四nmos管n4、第五nmos管n5、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第二十二电阻r22、第二十三电阻r23、第二十四电阻r24、第二十五电阻r25、第二十六电阻r26、第二十七电阻r27、第二十八电阻r28、第二十九电阻r29、第三十电阻r30、第三十一电阻r31、第三十二电阻r32、第十四电容c14、第十五电容c15、第十六电容c16、第十七电容c17、第十八电容c18、第十九电容c19、第二十电容c20、第二十一电容c21、第二十二电容c22、第二十三电容c23、第二十四电容c24、第二十五电容c25、第二十六电容c26、第二十七电容c27、第二十八电容c28、第二十九电容c29和第八二极管d8;第十七电阻r17的一端、第十六电容c16的一端、第十八电容c18的一端、第十九电容c19的一端、第二十一电容c21的一端、第二十二电阻r22的一端、第二十三电阻r23的一端、第二十五电阻r25的一端、第二十六电阻r26的一端、第二十二电容c22的一端和升压芯片u4的第7脚连接且其连接端为升压稳压模块的输入端,第十六电容c16的另一端、第十八电容c18的另一端、第十九电容c19的另一端、第二十一电容c21的另一端和第二十二电容c22的另一端均接地,第二十二电阻r22的另一端为升压稳压模块的第一电流信号输出端,第二十五电阻r25的另一端、第二十六电阻r26的另一端、第二十八电阻r28的一端、第二十九电阻r29的一端和第一电感的一端连接,第二十八电阻r28的另一端为升压稳压模块的第二电流信号输出端,第二十三电阻r23的另一端、第二十一电阻r21的一端、第二十电容c20的一端和升压芯片u4的第6脚连接,第二十九电阻r29的另一端、第二十一电阻r21的另一端、第二十电容c20的另一端和升压芯片u4的第5脚连接,第十七电阻r17的另一端、第十八电阻r18的一端和升压芯片u4的第15脚连接且其连接端为升压稳压模块的使能端,第十八电阻r18的另一端、第二十电阻r20的一端、升压芯片u4的第16脚和升压芯片u4的第17脚连接且其连接端接地,升压芯片u4的第1脚和第二十电阻r20的另一端连接,升压芯片u4的第2脚和第十四电容c14的一端连接,升压芯片u4的第3脚、第十五电容c15的一端和第十九电阻r19的一端连接,第十九电阻r19的另一端和第十七电容c17的一端连接,第十四电容c14的另一端、第十五电容c15的另一端和第十七电容c17的另一端均接地,升压芯片u4的第8脚和第四nmos管n4的栅极连接,第四nmos管n4的源极接地,第四nmos管n4的漏极、第五nmos管n5的源极、第一电感的另一端、升压芯片u4的第12脚和第二十三电容c23的一端连接,第二十三电容c23的另一端、第八二极管d8的负极和升压芯片u4的第11脚连接,升压芯片u4的第10脚和第二十七电阻r27的一端连接,第二十七电阻r27的另一端、第八二极管d8的正极、第二十四电容c24的一端和第二十四电阻r24的一端连接且其连接端为升压稳压模块的第二输出端,第二十四电阻r24的另一端和升压芯片u4的第14脚连接,升压芯片u4的第9脚和第二十四电容c24的另一端均接地,第五nmos管n5的漏极、第二十五电容c25的一端、第二十六电容c26的一端、第二十七电容c27的一端、第二十八电容c28的一端和第三十电阻r30的一端连接且其连接端为升压稳压模块的第一输出端,第五nmos管n5的栅极和升压芯片u4的第13脚连接,第三十电阻r30的另一端、第三十一电阻r31的一端和第二十九电容c29的一端连接,第三十一电阻r31的另一端、第二十九电容c29的另一端、第三十二电阻r32的一端和升压芯片u4的第4脚连接,第三十二电阻r32的另一端、第二十五电容c25的另一端、第二十六电容c26的另一端、第二十七电容c27的另一端和第二十八电容c28的另一端均接地。

如图7所示,降压稳压模块包括型号为tl783的第二稳压芯片u5、型号为tl783的第三稳压芯片u6、第三十三电阻r33、第三十四电阻r34、第三十五电阻r35、第三十六电阻r36、第三十七电阻r37、第三十八电阻r38、第三十九电阻r39、第四十电阻r40、第四十一电阻r41、第四十二电阻r42、第四十三电阻r43、第四十四电阻r44、第四十五电阻r45、第四十六电阻r46、第四十七电阻r47、第四十八电阻r48、第四十九电阻r49、第五十电阻r50、第五十一电阻r51、第五十二电阻r52、第五十三电阻r53、第五十四电阻r54、第五十五电阻r55、第五十六电阻r56、热敏电阻rt1、风扇b1、第九二极管d9、第十二极管d10、第十一二极管d11、第十二二极管d12、第三十电容c30、第三十一电容c31、第六nmos管n6、第七nmos管n7、第一三极管q1、第二三极管q2、第三三极管q3、第四三极管q4、第五三极管q5、第六三极管q6、第七三极管q7、第八三极管q8、第九三极管q9和第十三极管q10;第三十七电阻r37和第四十四电阻r44均为滑动变阻器;第三十三电阻r33的一端和第六nmos管n6的栅极连接且其连接端为降压稳压模块的使能端,第三十三电阻r33的另一端、第三十五电阻r35的一端、第三十六电阻r36的一端和第六nmos管n6的漏极连接,第三十五电阻r35的另一端、第一三极管q1的基极和第三十四电阻r34的一端连接,第三十四电阻r34的另一端、第五十二电阻r52的一端、第一三极管q1的发射极、第二三极管q2的发射极、第三三极管q3的集电极、第四三极管q4的集电极和第五三极管q5的集电极连接且其连接端为降压稳压模块的输入端,第三十六电阻r36的另一端、第一三极管q1的集电极和第二三极管q2的基极连接,第二三极管q2的集电极、第三十九电阻r39的一端、第三三极管q3的基极、第四三极管q4的基极和第五三极管q5的基极连接,第三三极管q3的发射极和第四十电阻r40的一端连接,第四三极管q4的发射极和第四十六电阻r46的一端连接,第五三极管q5的发射极和第四十八电阻r48的一端连接,第三十九电阻r39的另一端、第四十电阻r40的另一端、第四十一电阻r41的一端、第四十六电阻r46的另一端、第四十八电阻r48的另一端、第三十八电阻r38的一端、第六三极管q6的发射极、第七三极管q7的发射极、第八三极管q8的集电极、第九三极管q9的集电极、第十三极管q10的集电极和第二稳压芯片u5的第2脚连接,第二稳压芯片u5的第1脚、第三十八电阻r38的另一端、第三十七电阻r37的一端、第三十七电阻r37的滑动端、第五十电阻r50的一端和第七nmos管n7的栅极连接,第三十七电阻r37的另一端接地,第七nmos管n7的漏极、第五十二电阻r52的另一端和第九二极管d9的负极连接且其连接端为降压稳压模块的状态信号输出端,第五十电阻r50的另一端、第七nmos管n7的源极和第九二极管d9的正极均接地,第二稳压芯片u5的第3脚和第六nmos管n6的源极连接,第四十一电阻r41的另一端、第四十二电阻r42的一端和第六三极管q6的基极连接,第四十二电阻r42的另一端、第四十三电阻r43的一端和第三稳压芯片u6的第3脚连接,第四十三电阻r43的另一端、第六三极管q6的集电极和第七三极管q7的基极连接,第七三极管q7的集电极、第八三极管q8的基极、第九三极管q9的基极、第十三极管q10的基极和第四十七电阻r47的一端连接,第八三极管q8的发射极和第四十九电阻r49的一端连接,第九三极管q9的发射极和第五十一电阻r51的一端连接,第十三极管q10的发射极和第五十三电阻r53的一端连接,第三稳压芯片u6的第2脚、第四十五电阻r45的一端、第四十七电阻r47的另一端、第四十九电阻r49的另一端、第五十一电阻r51的另一端、第五十三电阻r53的另一端、第五十四电阻r54的一端、第三十电容c30的一端、第三十一电容c31的一端、第十二极管d10的正极和第十一二极管d11的正极连接,第三稳压芯片u6的第1脚、第四十四电阻r44的一端、第四十四电阻r44的滑动端和第四十五电阻r45的另一端连接,第四十四电阻r44的另一端、第五十四电阻r54的另一端、第三十电容c30的另一端和第三十一电容c31的另一端均接地,第十二极管d10的负极、第十一二极管d11的负极、第五十五电阻r55的一端和第五十六电阻r56的一端连接且其连接端为降压稳压模块的输出端;第五十五电阻r55的另一端和热敏电阻rt1的一端连接,热敏电阻rt1的另一端和风扇b1的一端连接,风扇b1的另一端接地,第五十六电阻r56的另一端和第十二二极管d12的正极连接,第十二二极管d12的负极接地。

如图8所示,数据采集显示模块包括型号为stm32l151的处理器u7、型号为ad621的运算放大器u8、8pin的键盘连接座s1、16pin的显示屏连接座p1、第三十二电容c32、第三十三电容c33、第三十四电容c34、第三十五电容c35、第三十六电容c36、第三十七电容c37、第三十八电容c38、第三十九电容c39、第五十七电阻r57、第五十八电阻r58、第五十九电阻r59、第六十电阻r60、第六十一电阻r61、第六十二电阻r62、第六十三电阻r63、第六十四电阻r64、第六十五电阻r65和晶振y1;第五十九电阻r59的一端为数据采集显示模块的第一输入端,第五十九电阻r59的另一端、第六十电阻r60的一端和处理器u7的第13脚连接,第六十电阻r60的另一端接地,第六十一电阻r61的一端为数据采集显示模块的第五输入端,第六十一电阻r61的另一端、第六十二电阻r62的一端和处理器u7的第12脚连接,第六十二电阻r62的另一端接地,第三十二电容c32的一端、第三十三电容c33的一端、第三十七电容c37的一端、处理器u7的第1脚、处理器u7的第24脚、处理器u7的第36脚和处理器u7的第48脚均接入3.3v电压,第三十二电容c32的另一端、第三十三电容c33的另一端和第三十七电容c37的另一端均接地,第五十七电阻r57的一端为数据采集显示模块的第三输入端,第五十八电阻r58的一端为数据采集显示模块的第二输入端,第五十七电阻r57的另一端、第三十四电容c34的一端、第三十五电容c35的一端和运算放大器u8的第2脚连接,第三十四电容c34的另一端接地,第三十五电容c35的另一端、第五十八电阻r58的另一端、第三十六电容c36的一端和运算放大器u8的第3脚连接,第三十六电容c36的另一端接地,运算放大器u8的第4脚和运算放大器u8的第5脚均接地,运算放大器u8的第8脚和第六十三电阻r63的一端连接,运算放大器u8的第1脚和第六十三电阻r63的另一端连接,运算放大器u8的第6脚和处理器u7的第11脚连接,运算放大器u8的第7脚接入3.3v电压,处理器u7的第23脚、第35脚和第47脚均接地,处理器u7的第44脚和第六十五电阻r65的一端连接,第六十五电阻r65的另一端接地,处理器u7的第14脚为数据采集显示模块的第四输入端,处理器u7的第5脚、第三十八电容c38的一端和晶振y1的一端连接,第三十八电容c38的另一端接地,处理器u7的第6脚和第六十四电阻r64的一端连接,第六十四电阻r64的另一端、晶振y1的另一端和第三十九电容c39的一端连接,第三十九电容c39的另一端接地,处理器u7的第15脚和键盘连接座s1的第1pin连接,处理器u7的第16脚和键盘连接座s1的第2pin连接,处理器u7的第17脚和键盘连接座s1的第3pin连接,处理器u7的第18脚和键盘连接座s1的第4pin连接,处理器u7的第19脚和键盘连接座s1的第5pin连接,处理器u7的第20脚和键盘连接座s1的第6pin连接,处理器u7的第21脚和键盘连接座s1的第7pin连接,处理器u7的第22脚和键盘连接座s1的第8pin连接,处理器u7的第25脚和显示屏连接座p1的第16pin连接,处理器u7的第26脚和显示屏连接座p1的第15pin连接,处理器u7的第27脚和显示屏连接座p1的第14pin连接,处理器u7的第28脚和显示屏连接座p1的第13pin连接,处理器u7的第29脚和显示屏连接座p1的第12pin连接,处理器u7的第30脚和显示屏连接座p1的第11pin连接,处理器u7的第31脚和显示屏连接座p1的第10pin连接,处理器u7的第32脚和显示屏连接座p1的第9pin连接,处理器u7的第33脚和显示屏连接座p1的第8pin连接,处理器u7的第34脚和显示屏连接座p1的第7pin连接,处理器u7的第37脚和显示屏连接座p1的第6pin连接,处理器u7的第38脚和显示屏连接座p1的第5pin连接,处理器u7的第39脚和显示屏连接座p1的第4pin连接,处理器u7的第40脚和显示屏连接座p1的第3pin连接,处理器u7的第41脚和显示屏连接座p1的第2pin连接,处理器u7的第42脚和显示屏连接座p1的第1pin连接。

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