CN107026436A - 电调防打火电路、电子调速器及高压大电流的功能模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电调防打火电路、电子调速器及高压大电流的功能模块,该防打火电路包括MOS管保护电路、MOS管开启电路、去打火充电电阻、主供电MOS管,其中,MOS管保护电路、主供电MOS管、去打火充电电阻均与电源输入端相连,MOS管保护电路分别连接MOS管开启电路、主供电MOS管,MOS管开启电路与电源输出端相连。整个电路所涉及电学器件少,电路简单,便于制造,所用器件价格便宜,便于产品普及。通过若干P‑MOS管并联对电路进行分流,确保电调防打火电路的稳定,P‑MOS管设置既可以简化电路,又能抗击高压打电流的冲击。
Description
技术领域
本发明涉及电调,尤其涉及一种电调防打火电路、电子调速器及高压大电流的功能模块。
背景技术
电调打火也就是我们常说的拉弧,主要就是电调在接入电源的瞬间,电源给大给电容充电的时候插头都会引起火花,不会触电,但是长时间的打火会导致金插发黑,接触电阻变大,发热增加,可能空中引起断电、接触不良等问题。
不接电池时电容是没电的,电容的内阻非常小。电调功率越大,为了稳定输出电流的同时不对电池作高脉冲式放电,用的电容容量越高,通常上千、百微法的,因此与电池连接瞬间,电容充电电流瞬间变大,但接邂面积总是由小变全的,接入的动作根本不可能超过电流,这时就会造成接合电弧产生冲击波。而且功率越大的电调,动作越慢,老化的接口也越响。
为了解决上述问题,市场上出现了一些采用防打火插头的高端品牌的电调,其原理是先接通一个阻值很大的电阻,然后再对电容充电,然后才接通电路,这样就没有消除了电容充电时的火花。该电调虽然解决了打火问题,但是防打火插头太贵,加大了生产企业的成本,影响消费者消费。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种电调防打火电路、电子调速器及高压大电流的功能模块,主要应用于高压输入(输入电压能到达100V),大电流输出(输出电流能达到40A)的功能模块,本发明通过器件的合理设计,不但能防止电调打火现象,而且所选器件价格便宜,有利于产品推广。
根据本发明的一个方面,提供了一种电调防打火电路,包括MOS管保护电路、MOS管开启电路、去打火充电电阻、主供电MOS管,其中,MOS管保护电路、主供电MOS管、去打火充电电阻均与电源输入端相连,MOS管保护电路分别连接MOS管开启电路、主供电MOS管,MOS管开启电路与电源输出端相连。
进一步的,MOS管保护电路包括电阻R1、二极管D2,电阻R1的一端、电阻R9的一端、二极管D2的输出端均与电源输入端连接。
进一步的,主供电MOS管包括若干P-MOS管电路,电阻R1的另一端、二极管D2的输入端均分别与若干P-MOS管电路、电阻R2的一端连接,P-MOS管电路包括P-MOS管、电阻,该电阻连接P-MOS管的栅极,P-MOS管的源极连接电源输入端。
进一步的,去打火充电电阻包括电阻R9,电阻R9的另一端分别连接P-MOS管的漏极、电源输出端、电容C3的一端,电容C3的另一端接地。
进一步的,MOS管开启电路包括电阻R10、三极管Q1,电阻R2的另一端连接三极管Q1的集电极,三极管Q1的发射极接地,电源输出端连接电阻R8的一端,电阻R8的另一端通过电阻R10接地。
P-MOS管电路与电阻R9并联,接入电源输入端VCCIN,且并联后与电容C3串联,由于VCCIN通过电阻R9(电阻R9的阻值较小,如10欧姆)给大电容C3充电,由于这个电阻R9的存在,使得充电电流变小,充电时间加长,这样就不会产生打火(拉弧)现象,电容C3继续被充电,当电容C3的电压上升到一定的阶段后,即当电源输出端VOUT到达一定值,使得三极管Q1导通,Q1的发射极下拉到地,此时P-MOS管的源极经电源输出端VCCIN通过电阻R1,二极管D1充电,当栅极电压上升到一定值后,P-MOS管导通。
由于P-MOS导通电阻远远小于电阻R9,故P-MOS导通电阻相对于电阻R9几乎是短路的,因此,电调在工作时,所需要的大电流则直接由P-MOS管提供,而不是经电阻R9来供给的,与现在市场上高端品牌的电调原理不同,无需投入大量费用用于大电阻的购买,而P-MOS管的价位远远低于所述大电阻的价位,因此有利于产品推广。
进一步的,电阻R8的另一端连接电阻R7的一端,电阻R7的另一端分别与三极管Q1的基极、电容C1连接,电容C1接地,电阻R1的另一端、二极管D2的输入端经电容C2接地。
电阻R1阻值为95-105KΩ,R2阻值为460-480KΩ,电阻R7为5-16KΩ,电阻R8为95-107KΩ,电阻R9为5-16Ω,电阻R10为2-4KΩ,P-MOS管电路中的电阻值为25-38Ω。
进一步的,若干P-MOS管电路并联,进行分流,确保低电流输出。
优选的,所述P-MOS管电路为1-6个。综合考虑投入成本及电路稳定性的优选方案,并联P-MOS管电路数目为1-6。
优选的,所述P-MOS管电路为3-5个。
优选的,所述P-MOS管电路为4个。
根据本发明的另一个方面,提供一种高压大电流的功能模块,包括:上述电调防打火电路。
根据本发明的另一个方面,提供一种电子调速器,包括:上述电调防打火电路。
根据本发明的另一个方面,提供一种无人机,包括:所述的电子调速器。
根据本发明的另一个方面,提供一种平衡车,包括:所述的电子调速器。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明示例的电调防打火电路,包括MOS管保护电路、MOS管开启电路、去打火充电电阻、主供电MOS管,其中,MOS管保护电路、主供电MOS管、去打火充电电阻均与电源输入端相连,MOS管保护电路分别连接MOS管开启电路、主供电MOS管,MOS管开启电路与电源输出端相连。主供电MOS管与去打火充电电阻并联,接入电源输入端VCCIN,且并联后与电容C3串联,由于VCCIN通过去打火充电电阻给大电容C3充电,由于这个去打火充电电阻的存在,使得充电电流变小,充电时间加长,这样就不会产生打火(拉弧)现象,电容C3继续被充电,当电容C3的电压上升到一定的阶段后,即当电源输出端VOUT到达一定值,此时主供电MOS管的源极经电源输出端VCCIN通过MOS管保护电路充电,当栅极电压上升到一定值后,主供电MOS管导通。由于主供电MOS管电阻远远小于去打火充电电阻,故主供电MOS管电阻相对于去打火充电电阻几乎是短路的,因此,电调在工作时,所需要的大电流则直接由主供电MOS管提供,而不是经去打火充电电阻来供给的,与现在市场上高端品牌的电调原理不同,无需投入大量费用用于大电阻的购买,而主供电MOS管的价位远远低于所述大电阻的价位,因此有利于产品推广。
2、本发明示例的电调防打火电路,整个电路所涉及电学器件少,电路简单,便于制造,所用器件价格便宜,便于产品普及。
3、本发明示例的电调防打火电路,通过若干P-MOS管并联对电路进行分流,确保电调防打火电路的稳定,P-MOS管设置既可以简化电路,又能抗击高压打电流的冲击。
4、本发明示例的高压大电流的功能模块,能用于输入电压能高达100V,输出电流高达40A的功能模块,防止打火现象的产生。
5、本发明示例的电子调速器,当电子调速器调速过程中需要大电流时,电容负载电路可以为其提供高压大电流的输出,电路稳定,避免出现打火现象。
6、本发明示例的无人机、平衡车,在电调接入电源时,大大减小了插上电源插头时瞬间的电流峰值,消除了插头接触瞬间产生的电火花,有效延长了电源接头的寿命。
附图说明
图1为本发明实施例一的电路图;
图2为本发明实施例一输出电压曲线图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术方案,下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一:
如图1所示,一种电调防打火电路,包括MOS管保护电路、MOS管开启电路、去打火充电电阻、主供电MOS管,其中,MOS管保护电路、主供电MOS管、去打火充电电阻均与电源输入端相连,MOS管保护电路分别连接MOS管开启电路、主供电MOS管,MOS管开启电路与电源输出端相连。
进一步的,MOS管保护电路包括电阻R1、二极管D2,去打火充电电阻包括电阻R9,主供电MOS管包括4个并联的P-MOS管电路,MOS管开启电路包括电阻R10、三极管Q1,电源输入端VCCIN分别连接电阻R1的一端、电阻R9的一端、二极管D2的输出端,电阻R1的另一端、二极管D2的输入端均分别与4个并联的P-MOS管电路、电阻R2的一端连接,4个P-MOS管电路分支分别为电阻R3串联P-MOS管Q6栅极的分支一、电阻R4串联P-MOS管Q7栅极的分支二、电阻R5串联P-MOS管Q8栅极的分支三、电阻R6串联P-MOS管Q9栅极的分支四,电阻R9的另一端分别连接P-MOS管的漏极、电源输出端VOUT、电容C3的一端,P-MOS管的源极连接电源输入端VCCIN,电容C3的另一端接地,电阻R2的另一端连接三极管Q1的集电极,三极管Q1的发射极接地,三极管Q1的基极分别连接电阻R7、电容C1,电阻R7经电阻R8连接VOUT,经电阻R10连接接地端,电容C1接地,电阻R1的另一端、二极管D2的输入端经电容C2接地。
功率型P沟道场效应管(P-MOS):生产厂家为英飞凌科技公司,型号为IRF5210SPBbF,其VDSS=-100V,RDS(on)=60mOhm,ID=-38A,VGS=±20V,D2PAK封装。
控制型的NPN高压大电流的三极管Q1:生产厂家为NEC公司,型号为2SD1006,VCEO>100,VCBO>100V,IC=0.7A,VBE=0.65V,SOT-89封装。
电调防打火电路接入电源后,VCCIN(输入电压可达100V)通过R9(如10欧姆的金属膜电阻)给大电容C3充电,由于这个电阻的存在,使得充电电流变小,充电时间加长,这样就不会产生打火(拉弧)现象。
之后电容继续被充电,当电容的电压上升到一定的阶段后(以20V为例来说明),即当VOUT到达20V后,使得NPN三极管Q1 2SD1006的基极电压达到0.7V左右,电阻R1阻值为100KΩ,R2阻值为470KΩ,电阻R7为10KΩ,电阻R8为100KΩ,电阻R9为10Ω,P-MOS管电路中的电阻值为33Ω,电阻R10阻值为3.3KΩ,这样Q1管导通,Q1的发射极下拉到地,此时P-MOS管的栅极经电源VCCIN通过R1,D1充电,当栅极电压上升到一定值后,P-MOS管导通。由于P-MOS导通电阻相对于R9来说,几乎是短路的,即:60mohm<<10ohm。电调在工作时所需要的大电流则直接由P-MOS管提供,而不是经过电阻R9来供给的。本实施例与现在市场上高端品牌的电调原理不同,无需投入大量费用用于大电阻的购买,而P-MOS管的价位远远低于所述大电阻的价位,因此有利于产品推广。
本实施例的高压大电流的功能模块(输入、输出电压40-100V,输出电流40A),包括:上述电调防打火电路。
本实施例的电子调速器,包括:上述电调防打火电路。
本实施例的一种无人机,包括:所述的电子调速器。
本实施例的平衡车,包括:所述的电子调速器。
实施例二:
本实施例与实施例一相同的特征不再赘述,本实施例与实施例一不同的特征在于:并联的P-MOS管电路个数为5个。
电阻阻值根据需要输入输出电压、电流进行调整。
实施例三:
本实施例与实施例一相同的特征不再赘述,本实施例与实施例一不同的特征在于:并联的P-MOS管电路个数为2个。
电阻阻值根据需要输入输出电压、电流进行调整。
实施例四:
本实施例与实施例一相同的特征不再赘述,本实施例与实施例一不同的特征在于:P-MOS管电路个数为1个。
电阻阻值根据需要输入输出电压、电流进行调整。
实施例五:
本实施例与实施例一相同的特征不再赘述,本实施例与实施例一不同的特征在于:P-MOS管电路个数为6个。
电阻阻值根据需要输入输出电压、电流进行调整。
本发明中,P-MOS管电路个数综合电路稳定性及成本考虑。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (12)
1.一种电调防打火电路,其特征是,包括MOS管保护电路、MOS管开启电路、去打火充电电阻、主供电MOS管,其中,MOS管保护电路、主供电MOS管、去打火充电电阻均与电源输入端相连,MOS管保护电路分别连接MOS管开启电路、主供电MOS管,MOS管开启电路与电源输出端相连。
2.根据权利要求1所述的电调防打火电路,其特征是,MOS管保护电路包括电阻R1、二极管D2,电阻R1的一端、电阻R9的一端、二极管D2的输出端均与电源输入端连接。
3.根据权利要求2所述的电调防打火电路,其特征是,主供电MOS管包括若干P-MOS管电路,电阻R1的另一端、二极管D2的输入端均分别与若干P-MOS管电路、电阻R2的一端连接,P-MOS管电路包括P-MOS管、电阻,该电阻连接P-MOS管的栅极,P-MOS管的源极连接电源输入端。
4.根据权利要求3所述的电调防打火电路,其特征是,去打火充电电阻包括电阻R9,电阻R9的另一端分别连接P-MOS管的漏极、电源输出端、电容C3的一端,电容C3的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的电调防打火电路,其特征是,MOS管开启电路包括电阻R10、三极管Q1,电阻R2的另一端连接三极管Q1的集电极,三极管Q1的发射极接地,电源输出端连接电阻R8的一端,电阻R8的另一端通过电阻R10接地。
6.根据权利要求5所述的电调防打火电路,其特征是,电阻R8的另一端连接电阻R7的一端,电阻R7的另一端分别与三极管Q1的基极、电容C1连接,电容C1接地,电阻R1的另一端、二极管D2的输入端经电容C2接地。
7.根据权利要求1-6任一所述的电调防打火电路,其特征是,若干P-MOS管电路并联。
8.根据权利要求7所述的电调防打火电路,其特征是,所述P-MOS管电路为1-6个。
9.根据权利要求8所述的电调防打火电路,其特征是,所述P-MOS管电路为3-5个。
10.根据权利要求9所述的电调防打火电路,其特征是,所述P-MOS管电路为4个。
11.一种高压大电流的功能模块,其特征是,包括:如权利要求1-10所述的电调防打火电路。
12.一种电子调速器,其特征是,包括:如权利要求1-10所述的电调防打火电路。
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