专利名称：直流电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车电子领域，尤其涉及一种具有电流和电压输出限制的双反馈升压隔离的直流电源。
背景技术：
在汽车电子领域中，一般的电源产品都具有过流保护电路，它能够检测到负载过载，无论负载是瞬间过载还是长时间重载都将发生关断信号，并使整个电器停止工作，并会产生误关断，整个电器停止工作后，不能够自动恢复。在申请号200920070942. I的专利中，公开了一种车载逆变器电源过流保护电路，该电路通过设置瞬间过电流的时间，若瞬间过电流的时间小于设定时间，则该电路将会发出过载信号，而短路时，电路将会发出关断信号，所述的电路不能实现自动恢复，使用不方便。在申请号200920010937. O的专利中，公开了一种具有高低压双路输出并可控制的直流电源，该技术方案中，以变压器为核心，采用可控整流的技术，满足了精密输出的要求，采用PWM技术，将+12V电源加至变压器输出端，经变压器推挽升压后使得输出稳压在380VDC和15VDC并可调控，变压器高压复变的与汽车上12V的电压分离，汽车电源不受影响，满足了高压隔离的安全要求。所述技术方案虽然实现了高压的隔离，但是不能实现输出电压和电流的限制，不能实现短路后自动恢复的功能。因此，一种具有输出电压和电流的限制及保护功能的直流电源应势而发。
实用新型内容本实用新型主要解决的技术问题是提供一种直流电源，所述直流电源同时具有输出电压和电流的限制及保护功能，能配合整机智能单元满足短路后自动恢复。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种直流电源，包括供电单元、变压器、整流单元、限压单元、比较单元以及控制单元，所述变压器包括初级线圈以及次级线圈，初级线圈上包括第一输入端、第二输入端、第三输入端，次级线圈上包括第一输出端，所述整流单元包括第四输入端，限压单元包括第五输入端、第二输出端以及第三输出端，比较单元包括第六输入端以及第四输出端；变压器的第三输入端连接供电单元；所述控制单元包括控制器、第一场效应管、第二场效应管以及第一开关管，所述开关管包括第六输入端以及第五输出端，控制器包括第七输入端、第八输入端、第六输出端以及第七输出端，所述第一开关管的输出端连接于所述控制器的第七输入端，第二开关管的输出端连接所述控制器的第八输入端，控制器的第六输出端连接第一电阻后接第一场效应管的栅极，控制器的第七输出端连接第二电阻后接第二场效应管的栅极，第一场效应管、第二场效应管的源级接地；第一场效应管的漏极连接变压器的第一输入端，第二场效应管的漏极连接变压器的第二输入端；变压器的第一输出端连接整流单元的第四输入端，所述整流单元为桥式整流电路，包括正输出端以及负输出端，正输出端以及负输出端之间串联第三电阻以及第四电阻，第三电阻以及第四电阻的公共节点连接所述限压单元的第五输入端，限压单元的第二输出端连接第一开关管的输入端，限压单元的第三输出端连接比较单元的输入端，比较单元的第四输出端连接第二开关管的输入端。所述第四电阻连接与所述整流单元的负输出端之间，还串联一第五电阻，所述限压单元还包括第九输入端；第四电阻与第五电阻的公共节点通过第六电阻后连接限压单元的第九输入端。所述第一开关管以及第二开关管为光电开关管。所述直流电源还包括辅助电源，所述变压器还包括第十输入端，所述辅助电源的输出端连接所述变压器的第十输入端。所述变压器的第十输入端连接于所述变压器的次级线圈上。所述辅助电源为电化学能源设备。·[0013]进一步的，所述辅助电源为供能电容器。本实用新型的有益效果本实用新型所述的直流电源，应用限压单元、比较单元以及控制单元之间的相互协作，使该直流单元同时具备输出电压、电流的限制，该直流电源具有保护功能，能配合整机只能单元满足短路后自动恢复。此外，所述的直流电源的变压器的第一输入端、第二输入端分别连接第一场效应管、第二场效应管，采用推挽升级方式，从而降低生产成本，提高工作效率，使该直流电源能够被广泛的应用于高端的车载设备中，该直流电源性价比高。
图I是本实用新型实施例的直流电源的结构框图；图2是本实用新型实施例的直流电源的电路结构图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图1，本实用新型的一种直流电源，包括供电单元、变压器、整流单元、限压单元、比较单元以及控制单元。所述供电单元为变压器提供电压，变压器将供电单元提供的电压变压后将所述的电压电流提供给整流单元，经过整流单元的整流滤波，从而形成了 DC/DC升压隔直电流。限压单元通过设置阈值电压，通过比较单元将整流单元的输出电压电流进行比较，当比较单元检测出直流电源的电压超过阈值时，就向所述的控制单元发送控制信号，通过控制单元控制电路断路，停止供电。通过上述各个单元的相互协作实现了输出电压、电流的限制以及自动保护，从而避免了危险情况的发生。参见图2，本实用新型的某种实施例中，所述变压器Tl包括初级线圈以及次级线圈，初级线圈上包括第一输入端、第二输入端、第三输入端，次级线圈上包括第一输出端，所述整流单元包括第四输入端，限压单元包括第五输入端、第二输出端以及第三输出端，比较单元包括第六输入端以及第四输出端；变压器Tl的第三输入端连接供电单元；所述控制单元包括控制器IC1、第一场效应管Q2、第二场效应管Q1、第二开关管U3、第一开关管U2，所述第一开关管U2、第二开关管U3包括第六输入端以及第五输出端，本实用新型的某种实施方式中，所述第一开关管U2以及第二开关管U3为光电开关管，光电开关管为现有技术中比较通用的元器件，一般情况下，光电开关管包括发射器以及接收器，当其上电工作后，所述的发射器产生红外光，照射到所述的接收器，所述的接收器可以为三极管等，当三极管接收到红外光后，在基极产生小电压，集电极与发射极之间导通，从而起到开关的作用。控制器ICl包括第七输入端、第八输入端、第六输出端14以及第七输出端11，所述第一开关管U2的输出端连接于所述控制器ICl的第七输入端，第二开关管U3的输出端连接所述控制器ICl的第八输入端，控制器ICl的第六输出端连接第一电阻R5后接第一场效应管Q2的栅极,控制器ICl的第七输出端11连接第二电阻R2后接第二场效应管Ql的栅极，第一场效应管Q2、第二场效应管Ql的源级接地；第一场效应管Q2的漏极连接变压器Tl的第一输入端，第二场效应管Ql的漏极连接变压器Tl的第二输入端；变压器Tl的第一输出端连接整流单元的第四输入端，所述整流单元为桥式整流电路，包括正输出端以及负输出端，正输出端以及负输出端之间串联第三电阻Rl以及第四电阻R4，第三电阻Rl以及第四电阻R4的公共节点连接所述限压单元的第五输入端5。作为改进改进的，所述第四电阻R4连接于所述整流单 元的负输出处还串联一第五电阻R7，所述限压单元还包括第九输入端3 ;第四电阻R4与第五电阻R7的公共节点通过第六电阻R13后连接限压单元的第九输入端3。所述的第五电阻R7为电流传感器，通过所述的电流传感器对电压电流进行采样，将采样后的电压送入所述的限压单元以及比较单元，在该过程中，所述限压单元设定了电压阈值，通过比较单元将采样电压与电压阈值进行比较，判断所述的直流电压的电压值是否超过了设定阈值。限压单元的第一输出端7连接第一开关管U2的输入端，限压单元的第三输出端6连接比较单元的输入端，比较单元的第四输出端连接第二开关管U3的输入端，第二开关管U3的输出端连接所述控制单元的第八输入端。本实用新型的某种改进技术方案中，当所述直流电源的供电单元断电时，为了使该直流电源还能够继续工作，所述直流电源还包括辅助电源，所述变压器Tl还包括第十输入端，所述辅助电源的输出端连接所述变压器Tl的第十输入端。具体的，所述变压器Tl的第十输入端连接于所述变压器Tl的次级线圈上。辅助电源能够采用多种设备，本实用新型的某种改进技术方案中，所述辅助电源为电化学能源设备。可以为蓄电池或者电池等，这些蓄电池或电池可以是经济的，而且他们能够长时间储能，从而减少了定期更换。所述的辅助电源还能够采用供能电容器，可以为电容器或电容器组，采用供能电容器，能够有利的通过所述的变压器Tl将电能提供给所述直流电源的各个模块。本实用新型的直流电源进行过压限制的工作原理如下所述所述的直流电源通过供电单元对所述的变压器Tl供电，通过变压器Tl的第三输入端TPl对所述的直流电源供电，当直流电源上电后，变压器Tl进行DC/DC升压，经过所述的整流单元整流滤波，得到直流电压，进一步的，得到所述第三电阻与第四电阻串联的公共节点TP4，整流滤波单元的正输出端TP2，整流滤波单元的负输出端TP3之间的电压，整流滤波单元的输出电压会随着变压器Tl的第三输入端TPl脚的电压的波动而波动，输入电压过高时会对负载有冲击及过压损坏的影响，使得输出电压波动较大，通过第三电阻Rl以及第四电阻R4进行电压反馈，为所述的限压单元提供反馈电压，所述的限压单元设置了阈值电压，反馈电压通过所述的限压单元以及比较单元与阈值电压进行比较，当电源电压高过阈值电压时，比较单兀的输出端输出高电平，进而控制所述的第一光电开关管U2的发射器得电，第一光电开关管U2导通，第一光电开关管的接收器接收信号，并输出高电平到所述控制器ICl的第七输入端，所述控制器ICl通过内部逻辑运算，控制所述第一场效应管Q2、第二场效应管Ql的基极上的电压，使第一场效应管Q2、第二场效应管Ql停止输出，本技术方案中，第一场效应管Q2、第二场效应管Ql组成前级推挽电路，此时前级推挽停止，整个直流电源就实现了限压的过程，停止供电。当电路中的电压降至阈值以下时，所述控制器ICl控制第一场效应管Q2、第二场效应管Ql继续工作，从而使该直流电源恢复工作，这样形成了一个电压反馈环，将电压限定在一个限定值内，具体的，所述限定值为370V-390V之间。通过该方法保证了负载用电的安全。所述的直流电源进行过流限制的具体过程如下采用电流传感器，即第六电阻R7进行采样，将采样电流送入限压单元以及比较单元，并与设定的电流阈值进行比较，当采样电流超过设定阈值时，限压单元通过所述的第一开关管U2，输出高电平，从而控制所述控制单元的控制器IC1，控制器ICl进而控制所述的第一场效应管Q2、第二场效应管Ql停止输出，该过程同样使前级推挽停止。当直流电源电路中的电流是过流的3-4倍时，说明整 个电路发生了短路故障，此时，所述的限压单元将控制所述第一开关管U2，使所述第一开关管U2长时锁定，第一开关管U2锁定后，所述的控制单元的控制器ICl控制第一场效应管Q2、第二场效应管Ql停止工作，从而实现了过流限制。为了实现短路保护恢复的功能，本实用新型的某种具体实施方式
中，还可以对所述的比较单元的第四输出端进行下拉设计，从而实现短路保护恢复功能。本实用新型通过增加了过流限制的功能后，当达到设定电流值时，由场效应管组成的推挽式电路将不驱动电源，使变压器Tl的输出关闭，从而可靠的保护了输出短路以及过载时变压器Tl和电路中器件烧坏的缺陷。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种直流电源，其特征在于包括供电单元、变压器、整流单元、限压单元、比较单元以及控制单元， 所述变压器包括初级线圈以及次级线圈，初级线圈上包括第一输入端、第二输入端、第三输入端，次级线圈上包括第一输出端，所述整流单元包括第四输入端，限压单元包括第五输入端、第二输出端以及第三输出端，比较单元包括第六输入端以及第四输出端； 变压器的第三输入端连接供电单元； 所述控制单元包括控制器、第一场效应管、第二场效应管以及第一开关管，所述开关管包括第六输入端以及第五输出端，控制器包括第七输入端、第八输入端、第六输出端以及第七输出端，所述第一开关管的输出端连接于所述控制器的第七输入端，第二开关管的输出端连接所述控制器的第八输入端，控制器的第六输出端连接第一电阻后接第一场效应管的栅极，控制器的第七输出端连接第二电阻后接第二场效应管的栅极，第一场效应管、第二场效应管的源级接地； 第一场效应管的漏极连接变压器的第一输入端，第二场效应管的漏极连接变压器的第二输入端；变压器的第一输出端连接整流单元的第四输入端，所述整流单元为桥式整流电路，包括正输出端以及负输出端，正输出端以及负输出端之间串联第三电阻以及第四电阻，第三电阻以及第四电阻的公共节点连接所述限压单元的第五输入端，限压单元的第二输出端连接第一开关管的输入端，限压单元的第三输出端连接比较单元的输入端，比较单元的第四输出端连接第二开关管的输入端。
2.根据权利要求I所述的直流电源，其特征在于所述第四电阻连接与所述整流单元的负输出端之间，还串联一第五电阻，所述限压单元还包括第九输入端； 第四电阻与第五电阻的公共节点通过第六电阻后连接限压单元的第九输入端。
3.根据权利要求I所述的直流电源，其特征在于所述第一开关管以及第二开关管为光电开关管。
4.根据权利要求I至3任意一项所述的直流电源，其特征在于所述直流电源还包括辅助电源，所述变压器还包括第十输入端，所述辅助电源的输出端连接所述变压器的第十输入端。
5.根据权利要求4所述的直流电源，其特征在于所述变压器的第十输入端连接于所述变压器的次级线圈上。
6.根据权利要求4所述的直流电源，其特征在于所述辅助电源为电化学能源设备。
7.根据权利要求4所述的直流电源，其特征在于所述辅助电源为供能电容器。
专利摘要本实用新型公开一种直流电源，包括供电单元、变压器、整流单元、限压单元、比较单元以及控制单元，所述供电单元为变压器提供电压，变压器将供电单元提供的电压变压后将所述的电压电流提供给整流单元，经过整流单元的整流滤波，从而形成了DC/DC升压隔直电流。限压单元通过设置阈值电压，通过比较单元将整流单元的输出电压电流进行比较，当比较单元检测出直流电源的电压超过阈值时，就向所述的控制单元发送控制信号，通过控制单元控制电路断路，停止供电。所述直流电源采用推挽升级方式，从而降低生产成本，提高工作效率，使该直流电源能够被广泛的应用于高端的车载设备中，该直流电源性价比高。
文档编号H02M3/337GK202679250SQ20122014470
公开日2013年1月16日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者欧礼敏, 陈建铭, 纪日珍, 郑昕斌 申请人:福州丹诺西诚电子科技有限公司