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一种输出电压可调的直流转交流电路

阅读:470发布:2024-02-13

专利汇可以提供一种输出电压可调的直流转交流电路专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 输出 电压 可调的直流转交流 电路 。所述电路包括:直流输入电路,输入直流电到隔离变换电路,并提供稳压电源给电压调节电路供电;DC/AC隔离变换电路,将直流电变换成交流电送到交流输出及反馈电路;交流输出及反馈电路,输出交流电,并将交流电的实际电压反馈给电压比较电路;电压调节电路,调节控制电压大小,并将控制电压送到电压比较电路;电压比较电路,比较控制电压与交流电的实际电压的大小,根据比较结果控制打开或关闭DC/AC隔离变换电路,并采用脉冲宽度调制原理来控制交流输出电压的大小。本发明具有抗干扰能 力 强、多重保护、输出电压可连续调节的优点。,下面是一种输出电压可调的直流转交流电路专利的具体信息内容。

1.一种输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,所述电路包括:
直流输入电路,输入直流电到隔离变换电路,并提供稳压电源给电压调节电路供电;
DC/AC隔离变换电路,将所述直流电变换成交流电送到交流输出及反馈电路;
所述交流输出及反馈电路,输出所述交流电,并将所述交流电的实际电压反馈给电压比较电路;
所述电压调节电路,调节控制电压大小,并将所述控制电压送到电压比较电路;
所述电压比较电路,比较所述控制电压与所述交流电的实际电压的大小,根据比较结果控制打开或关闭所述DC/AC隔离变换电路,并采用脉冲宽度调制原理来控制交流输出电压的大小。
2.根据权利要求1所述的输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,所述直流输入电路包括:
输入电源,输入直流电到保护电路;
所述保护电路,对所述直流电进行过流、过压、反接、浪涌保护;
滤波电路,对所述直流电进行储能、滤波后输出到所述DC/AC隔离变换电路;
稳压电路,对所述直流电进行稳压,提供所述稳压电源给所述电压调节电路供电。
3.根据权利要求2所述的输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,
所述保护电路包括保险FU1、二极管D1、TVS管T2,所述保险FU1一端连接输入电源正极,另一端连接所述二极管D1的正极及TVS管T2的一端;所述TVS管T2的另一端连接到电源地;
所述滤波电路包括电容C2、电容C3,所述电容C2的正极和所述电容C3的一端相连后连接所述二极管D1的负极;所述电容C2的负极和电容C3的另一端一起连接到所述电源地;
所述稳压电路包括稳压芯片U1、电阻R6、电容C4,所述稳压芯片U1的3脚通过电阻R6与所述二极管D1的负极连接,所述稳压芯片的2脚连接到所述电源地,所述电容C4的一端与所述稳压芯片U1的3脚连接,另一端与所述稳压芯片U1的2脚连接。
4.根据权利要求3所述的输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,所述DC/AC隔离变换电路包括达林顿管Q1、电阻R2、R3、R4、R5、R9、R11、R12、二极管D7、D8、变压器T1、场效应管Q2、Q3、电容C1、C6、C7、C8、PWM控制芯片U4,其中,
所述达林顿管Q1的发射极与所述电阻R2一端及所述二极管D1的负极连接,所述林顿管Q1的基极与所述电阻R2的另一端及所述二极管D7的正极连接,所述二极管D7的负极与所述二极管D8的正极连接,所述二极管D8的负极与所述电阻R9的一端连接;
所述林顿管Q1的集电极与所述变压器T1的初级线圈中心抽头连接,所述变压器T1初级线圈异名端与所述电阻R3的一端和所述场效应管Q2的漏极连接,所述变压器T1初级线圈同名端与所述电容C1的一端和所述场效应管Q3的漏极连接,所述电阻R3的另一端同所述电容C1的另一端连接,所述场效应管Q2的源极与所述电阻R4的一端一起连接到所述电源地,所述场效应管Q2的栅极与所述电阻R4的另一端一起连接到所述PWM控制芯片U4的14脚;
所述场效应管Q3的源极与所述电阻R5的一端一起连接到所述电源地,所述场效应管Q3的栅极与所述电阻R5的另一端一起连接到所述PWM控制芯片U4的11脚,所述PWM控制芯片U4的13、15脚连接到所述二极管D1的负极,所述PWM控制芯片U4的16、2脚通过所述电容C8连接到所述电源地,所述PWM控制芯片U4的5脚连接所述电阻R11和所述电容C7的一端,所述电阻R11的另一端与所述PWM控制芯片U4的7脚连接,所述电容C7的另一端连接所述电源地,所述PWM控制芯片U4的6脚通过所述电阻R12与所述电源地连接,所述PWM控制芯片U4的12、10、1脚连接所述电源地,所述PWM控制芯片U4的8脚通过所述电容C6连接到所述电源地。
5.根据权利要求4所述的输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,所述交流输出及反馈电路通过桥式整流的方式把所述交流电的实际电压反馈给所述电压比较电路。
6.根据权利要求5所述的输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,所述交流输出及反馈电路包括电阻R1、R7、R13、二极管D3、D4、D5、D6、电容C9、其中,
所述变压器T1的次级线圈异名端通过电阻R1与交流输出端口一端连接,所述变压器T1的次级线圈同名端连接到所述二极管D3的负极和D6的正极,所述二极管D3的正极和D4的正极及电阻R7的一端一起连接到所述电源地,所述二极管D6的负极、D5的负极、电阻R13的一端、电阻R7的另一端连接,所述电阻R13的另一端与所述电容C9的一端连接,所述电容C9的另一端连接到所述电源地,所述二极管D4的负极和D5的正极一起连接到交流输出端口的另一端。
7.根据权利要求6所述的输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,所述电压调节电路包括可调电位器R8、电阻R10、电容C5,其中,
所述可调电位器R8的一端与所述电容C5的一端一起连接到所述稳压芯片U1的3脚,所述可调电位器R8的另一端与所述电容C5的另一端一起连接到电源地,所述可调电位器R8的中间端连接所述电阻R10的一端。
8.根据权利要求7所述的输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,所述电压比较电路包括放大器U3A、电阻R10、电容C10,其中,
所述放大器U3A的4脚连接到所述二极管D1的负极,所述放大器U3A的11脚连接到所述电源地,所述电阻R10的一端连接到所述可调电位器R8的中间端,所述放大器U3A的2脚连接到所述电阻R10的另一端,所述放大器U3A的3脚与所述电容C9的一端与所述电阻R13的另一端连接到一起,所述放大器U3A的1脚与所述电阻R9的另一端连接,所述电容C10一端连接到所述放大器U3A的2脚,另一端连接电源地。
9.根据权利要求1所述的输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,所述稳压电源为+5VDC稳压电源。
10.根据权利要求1所述的输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,所述控制电压为0~+5VDC电压。

说明书全文

一种输出电压可调的直流转交流电路

技术领域

[0001] 本发明涉及直流转交流技术领域,具体涉及一种输出电压可调的直流转交流电路。

背景技术

[0002] 随着科学技术的发展,对于交流电的功率要求正在逐步降低,在工业过程控制、仪器仪表、医疗器械、汽车电子等诸多领域,交流电都得到了广泛应用。由于很多设备采用直流供电方式。那么在实际应用中,就需要将直流电转换为交流电来应用。
[0003] 传统的直流电转交流电的方式,大多数是采用直接使用变压器或者DC/AC模的技术方案。这种技术方案的输出电压一般为恒定电压,不可调节,但是在仪器仪表等诸多领域中常常会使用不同电压值的交流电压,传统的技术方案往往不能满足这样的要求。

发明内容

[0004] 本发明实施例拟提供双螺旋结构变压器及射频功率放大器,以解决传统技术方案的缺点,满足仪器仪表等领域对输出交流电压连续可调节的要求。
[0005] 本发明实施例提供了一种输出电压可调的直流转交流电路,其特征在于,所述电路包括直流输入电路、DC/AC隔离变换电路、交流输出及反馈电路、电压调节电路、电压比较电路;其中,所述直流输入电路输入直流电到隔离变换电路,并提供稳压电源给电压调节电路供电;所述DC/AC隔离变换电路将所述直流电变换成交流电送到交流输出及反馈电路;所述交流输出及反馈电路输出所述交流电,并将所述交流电的实际电压反馈给电压比较电路;所述电压调节电路调节控制电压大小,并将所述控制电压送到电压比较电路;所述电压比较电路比较所述控制电压与所述交流电的实际电压的大小,根据比较结果控制打开或关闭所述DC/AC隔离变换电路,并采用脉冲宽度调制原理来控制交流输出电压的大小。
[0006] 本发明实施例提供的一种输出电压可调的直流转交流电路具有抗干扰能强、多重保护、输出电压可连续调节的优点。附图说明
[0007] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,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。
[0008] 图1是本发明一实施例提供的一种输出电压可调的直流转交流电路的组成示意图。

具体实施方式

[0009] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,以下将结合附图和实施例,对本发明技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而,以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的,而不是对本发明的限制。其只是包含了本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,本领域技术人员对于本发明的各种变化获得的其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0010] 应该理解的是,虽然第一、第二、第三等用语可使用于本文中用来描述各种元件或组件,但这些元件或组件不应被这些用语所限制。这些用语仅用以区分一个元件或组件与另一元件或组件。因此,下述讨论之第一元件或组件,在不脱离本发明之内容下,可被称为第二元件或第二组件。
[0011] 图1是本发明一实施例提供的一种输出电压可调的直流转交流电路的组成示意图,包括直流输入电路1、DC/AC隔离变换电路2、交流输出及反馈电路3、电压调节电路4、电压比较电路5。
[0012] 直流输入电路1输入直流电到DC(Direct Current,直流)/AC(Alternating Current,交流)隔离变换电路2,并提供稳压电源给电压调节电路4供电。DC/AC隔离变换电路2将直流电变换成交流电送到交流输出及反馈电路3。交流输出及反馈电路3输出交流电,并将交流电的实际电压反馈给电压比较电路5。电压调节电路4调节控制电压大小,并将控制电压送到电压比较电路5。电压比较电路5比较控制电压与交流电的实际电压的大小,根据比较结果控制打开或关闭DC/AC隔离变换电路2,并采用脉冲宽度调制原理来控制交流输出电压的大小。
[0013] 其中,电压调节电路4可以通过调节可调电位器来改变控制电压大小,并将控制电压送到电压比较电路5。控制电压为0~+5VDC电压。
[0014] 直流输入电路11包括输入电源11、保护电路12、滤波电路13、稳压电路14。保证了后级电路安全、可靠、稳定的工作,提高了电路的抗干扰能力。
[0015] 输入电源11输入直流电到保护电路12。保护电路12对直流电进行过流、过压、反接、浪涌保护。滤波电路13对直流电进行储能、滤波后输出到DC/AC隔离变换电路2。稳压电路14对直流电进行稳压,提供稳压电源给电压调节电路4供电,稳压电源为+5VDC稳压电源。
[0016] 保护电路12包括保险FU1、二极管D1、TVS管T2。
[0017] 保险FU1一端连接输入电源正极,另一端连接二极管D1的正极及TVS管T2的一端,TVS管T2的另一端连接到电源地。
[0018] 滤波电路13包括电容C2、电容C3。
[0019] 电容C2的正极和电容C3的一端相连后连接二极管D1的负极;电容C2的负极和电容C3的另一端一起连接到电源地。
[0020] 稳压电路14包括稳压芯片U1、电阻R6、电容C4。
[0021] 稳压芯片U1的3脚通过电阻R6与二极管D1的负极连接,稳压芯片的2脚连接到电源地,电容C4的一端与稳压芯片U1的3脚连接,另一端与稳压芯片U1的2脚连接。
[0022] 自恢复保险FU1会限制电路工作电流,当电路工作电流大于自恢复保险FU1熔断值时FU1将会断开,实现了电路的过流保护。TVS管T2会限制电路的输入电压,当电路输入电压过高时,例如浪涌冲击,T2会限制输入电压到一个安全电压以保护后级电路。二极管D1可以防止输入电源反接,当输入电源反接时,二极管D1将会关断,以防止后级电路损毁。电容C2、C3可以对输入电源进行滤波,以减小输入电压的纹波提高系统的稳定性。稳压芯片U1可以产生低纹波、低噪声、高精度的+5V电压来给电压调节电路供电,以提高电压调节电路输出电压的精确度。
[0023] DC/AC隔离变换电路2包括达林顿管Q1、电阻R2、R3、R4、R5、R9、R11、R12、二极管D7、D8、变压器T1、场效应管Q2、Q3、电容C1、C6、C7、C8、PWM控制芯片U4。
[0024] 达林顿管Q1的发射极与电阻R2一端及二极管D1的负极连接,林顿管Q1的基极与电阻R2的另一端及二极管D7的正极连接,二极管D7的负极与二极管D8的正极连接,二极管D8的负极与电阻R9的一端连接,电阻R9另一端连接到电压比较芯片U3A的1脚。
[0025] 林顿管Q1的集电极与变压器T1的初级线圈中心抽头连接,变压器T1初级线圈异名端与电阻R3的一端和场效应管Q2的漏极连接,变压器T1初级线圈同名端与电容C1的一端和场效应管Q3的漏极连接,电阻R3的另一端同电容C1的另一端连接,场效应管Q2的源极与电阻R4的一端一起连接到电源地,场效应管Q2的栅极与电阻R4的另一端一起连接到PWM控制芯片U4的14脚。
[0026] 场效应管Q3的源极与电阻R5的一端一起连接到电源地,场效应管Q3的栅极与电阻R5的另一端一起连接到PWM控制芯片U4的11脚,PWM控制芯片U4的13、15脚连接到二极管D1的负极,PWM控制芯片U4的16、2脚通过电容C8连接到电源地,PWM控制芯片U4的5脚连接电阻R11和电容C7的一端,电阻R11的另一端与PWM控制芯片U4的7脚连接,电容C7的另一端连接电源地,PWM控制芯片U4的6脚通过电阻R12与电源地连接,PWM控制芯片U4的12、10、1脚连接电源地,PWM控制芯片U4的8脚通过电容C6连接到电源地。
[0027] 在DC/AC隔离变换电路2中PWM控制芯片U4分别输出相位相差180°的两路PWM波,这两路PWM波交替控制场效应管Q2、Q3的导通与关断。当Q2导通Q3截至时,电流会从变压器T1初级线圈中心抽头流向T1初级线异名端。当Q2截至Q3导通时,电流会从变压器T1初级线圈中心抽头流向T1初级线同名端。因此,变压器T1次级线圈将会产生交流电压。
[0028] 交流输出及反馈电路3包括电阻R1、R7、R13、二极管D3、D4、D5、D6、电容C9。
[0029] 变压器T1的次级线圈异名端通过电阻R1与交流输出端口一端连接,变压器T1的次级线圈同名端连接到二极管D3的负极和D6的正极,二极管D3的正极和D4的正极及电阻R7的一端一起连接到电源地,二极管D6的负极、D5的负极、电阻R13的一端、电阻R7的另一端连接,电阻R13的另一端与电容C9的一端连接,电容C9的另一端连接到电源地,二极管D4的负极和D5的正极一起连接到交流输出端口的另一端。
[0030] 交流输出及反馈电路3为了输出需要的交流电压,通过桥式整流的方式把交流电的实际电压反馈给电压比较电路5。其中,变压器T1次级线圈同名端、二极管D3、D4、D5、D6同通过桥式整流的方式将交流电转换成直流电,然后经过由电阻R13和电容C9构成的低通滤波器反馈给电压比较器U3A。
[0031] 电压调节电路4包括可调电位器R8、电阻R10、电容C5。
[0032] 可调电位器R8的一端与电容C5的一端一起连接到稳压芯片U1的3脚,可调电位器R8的另一端与电容C5的另一端一起连接到电源地,可调电位器R8的中间端连接电阻R10的一端。
[0033] 电压调节电路4由可调电位器R8控制输出0~5VDC的控制电压,该电压与交流输出电压反馈电压进行比较,并根据比较结果控制交流输出电压的供电开关,由该电压的大小控制交流输出电压的大小。
[0034] 电压比较电路5包括放大器U3A、电阻R10、电容C10。
[0035] 放大器U3A的4脚连接到二极管D1的负极,放大器U3A的11脚连接到电源地,电阻R10的一端连接到可调电位器R8的中间端,放大器U3A的2脚连接到电阻R10的另一端,放大器U3A的3脚与电容C9的一端与电阻R13的另一端连接到一起,放大器U3A的1脚与电阻R9的另一端连接,电容C10一端连接到放大器U3A的2脚,另一端连接电源地。
[0036] 电压比较电路5是为了比较电压调节电路4输出控制电压与交流输出电压反馈电压的大小,并根据比较结果通过控制达林顿管的开关来打开或关闭DC/AC隔离变换电路,并采用脉冲宽度调制原理来控制交流输出电压的大小。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式,其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置,来实现晶体管或MOS管导通时间的改变,从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
[0037] 本实施例提供的一种输出电压可调的直流转交流电路具有抗干扰能力强、多重保护、输出电压可连续调节的优点。
[0038] 需要说明的是,以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围,本领域的普通技术人员应当理解,在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换,均应涵盖在本发明的范围之内。此外,除上下文另有所指外,以单数形式出现的词包括复数形式,反之亦然。另外,除非特别说明,那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
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