CN110729894B - 一种直流斩波调压电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流斩波调压电路，该电路包括直流斩波控制模块、直流斩波调压模块以及过流保护模块；直流斩波控制模块用于输出正方向的脉冲信号，并将脉冲信息传输至BUCK主电路以控制BUCK主电路的开关管的通断时间；直流斩波调压模块用于根据直流斩波控制模块输出的脉冲信号控制BUCK主电路的输出电压；过流保护模块用于将获取的BUCK主电路的输出电压与预置的过流点电压阈值比较，当输出电压大于过流点电压阈值时输出高电平，以停止直流斩波控制模块的脉冲信号的输出。因此，本发明提供的电路考虑了调压电路的特点，以及在超声波电源中的实际应用需求，具有隔离兼过流保护，调节方便等优点。

Description

一种直流斩波调压电路
技术领域
本发明涉及超声波应用技术领域，涉及一种直流斩波调压电路，具体涉及一种应用于超声加工的高效率低成本的直流斩波调压电路。
背景技术
超声加工技术是在传统制造加工技术中，对工件或者工具施加沿一定方向的可控的超声频振动而形成的一种新型加工技术，其具有提高加工工件表面质量、减小加工工具磨损、降低加工区域温度及减少切削力等诸多优点。超声加工(USM)的基本装置主要由超声波发生器、换能振动***、磨料供给***以及机床工作台组成。超声波发生器采用的是常用的超声波电源，而换能振动***由超声换能器、变幅杆以及工具杆等部分组成。
随着科技的进步，超声加工技术及设备也不断得到改进完善，已逐渐被推广应用到各行各业，对原有机械加工制造工艺及技术实现了突破与变革。超声加工的主要应用包括超声材料去除加工，超声表面光整加工，超声焊接，超声复合加工等应用。超声波电源作为超声加工***中的重要一部分，是评价超声加工***优劣的一项重要指标，而调压电路的设计往往与超声电源的性能效率等有着密切关系，所以对调压电路的研究拥有重要的意义以及价值。而现有的调压电路往往效率较低，且价格较贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于超声加工的高效率低成本的直流斩波调压电路。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种直流斩波调压电路，所述直流斩波调压电路包括直流斩波控制模块、直流斩波调压模块以及过流保护模块；
所述直流斩波控制模块用于输出正方向的脉冲信号，并将所述脉冲信息传输至BUCK主电路以控制所述BUCK主电路的开关管的通断时间；
所述直流斩波调压模块，用于根据所述直流斩波控制模块输出的脉冲信号控制所述BUCK主电路的输出电压，并将所述输出电压传输出至高频逆变模块；
所述过流保护模块，分别与所述直流斩波控制模块、所述直流斩波调压模块连接；所述过流保护模块用于获取所述BUCK主电路的输出电压；所述过流保护模块还用于将所述输出电压与预置的过流点电压阈值比较，当所述输出电压大于所述过流点电压阈值时输出高电平，并将所述高电平传输至所述直流斩波控制模块以停止所述直流斩波控制模块的脉冲信号的输出。
可选的，所述直流斩波控制模块包括模拟量输入端DA_ARM、第七电阻R7、第八电阻R8、第一振荡电阻RT1、第一死区调节电阻RD1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第十电阻R10、第十六电阻R16、第三电容C3、第一振荡电容CT1、第八电容C8、第十电容C10、第四电容C4、第十一电容C11、第七电容C7、第九电容C9、第一电压调节芯片U1、第一二极管D1、第一稳压管DW1、第三稳压管DW3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第四三极管Q4；
模拟量输入端DA_ARM与第七电阻R7的一端连接；第七电阻R7的另一端分别与第三电容C3的一端、第八电阻R8的一端以及第一电压调节芯片U1的第二号引脚连接；第三电容C3的另一端分别与第八电阻R8的另一端、第一振荡电容CT1的一端、第一振荡电阻RT1的一端、第八电容C8的一端、第十三电阻R13的一端、第十电容C10的一端、第十五电阻R15的一端、第四电容C4的一端、第一电压调节芯片U1的第十一号引脚、第一电压调节芯片U1的第十二号引脚、第一电压调节芯片U1的第十四号引脚、第十一电容C11的一端、第十六电阻R16的一端、第四三极管Q4的第三号引脚以及网络标号GND连接；第一振荡电容CT1的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第五号引脚、第一死区调节电阻RD1的一端连接；第一振荡电阻RT1的另一端与第一电压调节芯片U1的第六号引脚连接；第八电容C8的另一端分别与第十三电阻R13的另一端、第一电压调节芯片U1的第八号引脚连接；第十电容C10的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第九号引脚、第十四电阻R14的一端连接；第十四电阻R14的另一端与第一电压调节芯片U1的第一号引脚连接；第十五电阻R15的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第十号引脚、网络标号SD连接；第四电容C4的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第十六号引脚、网络标号VREF连接；第十一电容C11的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第十五号引脚、第二电阻R2的一端以及第三电阻R3的一端连接；第二电阻R2的另一端分别与第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第二三极管Q2的第二号引脚以及网络标号VCC_15V连接；第三电阻R3的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第十三号引脚、第十电阻R10的一端以及第一三极管Q1的第一号引脚连接；第四电阻R4的另一端与第一三极管Q1的第三号引脚连接；第十电阻R10的另一端与第一二极管D1的阴极连接；第一二极管D1的阳极分别与第一三极管Q1的第二号引脚、第一稳压管DW1的第一号引脚、第七电容C7的一端、第九电容C9的一端以及第三稳压管DW3的第二号引脚连接；第一稳压管DW1的第二号引脚分别与第七电容C7的另一端、第五电阻R5的另一端以及第二三极管Q2的第一号引脚连接；第九电容C9的另一端分别与第三稳压管DW3的第一号引脚、第十六电阻R16的另一端以及第四三极管Q4的第一号引脚连接；第二三极管Q2的第三号引脚分别与第四三极管Q4的第三号引脚以及所述直流斩波调压模块中的第二十四电阻R24的一端连接。
可选的，所述第一电压调节芯片U1的型号为SG3525ANG；所述第一二极管D1的型号为1N5819；所述第一稳压管DW1、所述第三稳压管DW3的型号均为MMIZ9V1；所述第一三极管Q1、所述第二三极管Q2以及所述第四三极管Q4的型号均为S8050。
可选的，所述直流斩波调压模块包括第二十四电阻R24、第二十一电阻R21、第十八电阻R18、第十七电阻R17、第十二电阻R12、第九电阻R9、第十一电阻R11、第六电阻R6、第十七电容C17、第十二电容C12、第五电容C5、第六电容C6、脉冲变压器T2、第二二极管D2、第四二极管D4、第二稳压管DW2、第一肖特基二极管DX1、第二发光二极管DS2、第五PNP三极管Q5、第三场效应管Q3、第一电感L1、第一电流互感器T1以及母线端VCC_300V+M；
第二十四电阻R24的另一端与第十七电容C17的一端连接；第十七电容C17的另一端与脉冲变压器T2的TA端连接；脉冲变压器T2的TB端与网路标号GND连接；脉冲变压器T2的第四号引脚分别与第二十一电阻R21的一端、第十二电容C12的一端连接；第二十一电阻R21的另一端分别与第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的一端、第二二极管D2的第一号引脚、第四二极管D4的第二号引脚以及第五PNP三极管Q5的第一号引脚连接；第十八电阻R18的另一端分别与第二二极管D2的第二号引脚、第五PNP三极管Q5的第二号引脚以及第十七电阻R17的一端连接；脉冲变压器T2的第三号引脚分别与第四二极管D4的第一号引脚、第五PNP三极管Q5的第三号引脚、第二稳压管DW2的第一号引脚、第十二电阻R12的一端、第三场效应管Q3的第三号引脚、第一电感L1的第二号引脚以及第一肖特基二极管DX1的A端连接；第十七电阻R17的另一端分别与第二稳压管DW2的第二号引脚、第十二电阻R12的另一端以及第三场效应管Q3的第一号引脚连接；第三场效应管Q3的第二号引脚与网路标号VCC_300V+M连接；第一电感L1的第一号引脚分别与第五电容C5的一端、第六电容C6的一端、第九电阻R9的一端以及第一电流互感器T1一次侧第三号引脚连接；第一电流互感器T1一次侧第五号引脚分别与第十一电阻R11的一端、网络标号VCC_OUT连接；第一肖特基二极管DX1的K端分别与第五电容C5的另一端、第六电容C6的另一端、第二发光二极管DS2的第二号引脚、第十一电阻R11的另一端以及网络标号V300ND连接；第九电阻R9的另一端与第二发光二极管DS2的第一号引脚连接；第一电流互感器T1二次侧的第一号引脚分别与第六电阻R6的一端、网络标号GND连接；第一电流互感器T1二次侧的第二号引脚分别与第六电阻R6的另一端以及所述过流保护模块中第三二极管D3的K端连接。
可选的，所述脉冲变压器T2的型号为D4721101；所述第二二极管D2、所述第四二极管D4的型号均为1N5819；所述第二稳压管DW2的型号为BZT52C13；所述第一肖特基二极管的型号为STTH15R06；第三场效应管Q3的型号为SPP24N60C3；所述第一电感L1的型号为2.5mH/EE22；所述第一电流互感器T1的型号为TAK11_010。
可选的，所述过流保护模块包括第三二极管D3、第六二极管D6、第五二极管D5、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第二运放U2A；
由所述直流斩波调压模块中第一电流互感器T1二次侧电流信号转换得到的电压信号加在第三二极管D3的K端；第三二极管D3的A端分别与第六二极管D6的A端、第十九电阻R19的一端连接；第十九电阻R19的另一端分别与第十三电容C13的一端、第十四电容C14的一端以及第二十电阻R20的一端连接；第二十电阻R20的另一端分别与第十五电容C15的一端、第二运放U2A的第三号引脚连接；第六二极管D6的K端分别与第十三电容C13的另一端、第十四电容C14的另一端以及第十五电容C15的另一端连接；第二运放U2A的第二号引脚分别与第二十二电阻R22的一端、第二十三电阻R23的一端连接；第二十二电阻R22的另一端与网络标号VREF连接；第二十三电阻R23的另一端分别与第二运放U2A的第四号引脚、第十六电容C16的一端以及网络标号GND连接；第十六电容C16的另一端分别与第二运放U2A的第一号引脚、第五二极管D5的K端以及所述直流斩波控制模块中的闭锁控制端连接；第五二极管D5的A端与网络标号SD_ARML连接。
可选的，所述第二运放U2A的型号为LM393DR2G；所述第三二极管D3、所述第六二极管D6以及所述第五二极管D5的型号均为MBR0520LT1G。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供一种直流斩波调压电路，该电路包括直流斩波控制模块、直流斩波调压模块以及过流保护模块；所述直流斩波控制模块用于输出正方向的脉冲信号，并将所述脉冲信息传输至BUCK主电路以控制所述BUCK主电路的开关管的通断时间；所述直流斩波调压模块，用于根据所述直流斩波控制模块输出的脉冲信号控制所述BUCK主电路的输出电压，并将所述输出电压传输出至高频逆变模块；所述过流保护模块，分别与所述直流斩波控制模块、所述直流斩波调压模块连接；所述过流保护模块用于获取所述BUCK主电路的输出电压；所述过流保护模块还用于将所述输出电压与预置的过流点电压阈值比较，当所述输出电压大于所述过流点电压阈值时输出高电平，并将所述高电平传输至所述直流斩波控制模块以停止所述直流斩波控制模块的脉冲信号的输出。本发明提供的直流斩波调压电路充分考虑了调压电路的应用特点，可方便控制调压电路的输出相比传统的调压电路，更加的方便快捷效率更高，提高了超声电源的工作性能，也提高了超声加工***的性能。
另外，本发明提供的直流斩波调压电路还具有成本低廉，控制便捷，效率高，安全性能好等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。
图1为本发明实施例直流斩波调压电路的结构示意图；
图2为本发明直流斩波控制模块的电路原理图；
图3为本发明直流斩波调压模块的电路原理图；
图4为本发明过流保护模块的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明考虑了调压电路的特点，以及在超声波电源中的实际应用需求，提供了一种具有隔离兼过流保护，调节方便的直流斩波调压电路。
为使本发明的上述目的、特征以及优点能够更加明显易懂，下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例直流斩波调压电路的结构示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的应用于超声加工的直流斩波调压电路包括直流斩波控制模块101、直流斩波调压模块102和过流保护模块103。
所述直流斩波控制模块101用于输出正方向的脉冲信号，并将所述脉冲信息传输至BUCK主电路以控制所述BUCK主电路的开关管的通断时间，进而控制占空比的大小。占空比越大输出电压越大，占空比越小输出电压越小。考虑到控制调压的便捷性，选择电压调节芯片组成PWM产生电路，主控芯片STM32F103RCT6的AD端与直流斩波控制模块101的模拟输入端连接，控制输入模拟量的大小来决定直流斩波控制模块101输出PWM占空比的大小，输出的脉冲信号经采用图腾柱方式输出至直流斩波调压模块102。
所述直流斩波调压模块102，用于根据所述直流斩波控制模块101输出的脉冲信号控制所述BUCK主电路的输出电压，并将所述输出电压传输出至高频逆变模块；由直流斩波控制模块101得到一定占空比的脉冲信号后，控制BUCK主电路母线300V直流电压的开通时间，实现DC-DC变换后输出电压至高频逆变模块。
在输出负载过大或短路时，及时关断直流斩波控制模块101的输出，保护各功率器件不会因过流损坏。
所述过流保护模块103，分别与所述直流斩波控制模块101、所述直流斩波调压模块102连接；所述过流保护模块103用于获取所述BUCK主电路的输出电压；所述过流保护模块103还用于将所述输出电压与预置的过流点电压阈值比较，当所述输出电压大于所述过流点电压阈值时输出高电平，并将所述高电平传输至所述直流斩波控制模块以停止所述直流斩波控制模块101的脉冲信号的输出。即过流保护模块103输出高电平至直流斩波控制模块101中的电压调节芯片的闭锁控制端关断PWM的输出。
图2为本发明直流斩波控制模块的电路原理图；图3为本发明直流斩波调压模块的电路原理图；图4为本发明过流保护模块的电路原理图。
如图2所示，所述直流斩波控制模块101包括模拟量输入端DA_ARM、第七电阻R7、第八电阻R8、第一振荡电阻RT1、第一死区调节电阻RD1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第十电阻R10、第十六电阻R16、第三电容C3、第一振荡电容CT1、第八电容C8、第十电容C10、第四电容C4、第十一电容C11、第七电容C7、第九电容C9、第一电压调节芯片U1、第一二极管D1、第一稳压管DW1、第三稳压管DW3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第四三极管Q4；其中，所述第一电压调节芯片U1的型号为SG3525ANG；所述第一二极管D1的型号为1N5819；所述第一稳压管DW1、所述第三稳压管DW3的型号均为MMIZ9V1；所述第一三极管Q1、所述第二三极管Q2以及所述第四三极管Q4的型号均为S8050。
模拟量输入端DA_ARM与第七电阻R7的一端连接；第七电阻R7的另一端与第三电容C3的一端、第八电阻R8的一端以及第一电压调节芯片U1的第二号引脚连接；第三电容C3的另一端与第八电阻R8的另一端、第一振荡电容CT1的一端、第一振荡电阻RT1的一端、第八电容C8的一端、第十三电阻R13的一端、第十电容C10的一端、第十五电阻R15的一端、第四电容C4的一端、第一电压调节芯片U1的第十一号引脚、第一电压调节芯片U1的第十二号引脚、第一电压调节芯片U1的第十四号引脚、第十一电容C11的一端、第十六电阻R16的一端、第四三极管Q4的第三号引脚以及网络标号GND连接；第一振荡电容CT1的另一端与第一电压调节芯片U1的第五号引脚以及第一死区调节电阻RD1的一端连接；第一振荡电阻RT1的另一端与第一电压调节芯片U1的第六号引脚连接；第八电容C8的另一端与第十三电阻R13的另一端以及第一电压调节芯片U1的第八号引脚连接；第十电容C10的另一端与第一电压调节芯片U1的第九号引脚以及第十四电阻R14的一端连接；第十四电阻R14的另一端与第一电压调节芯片U1的第一号引脚连接；第十五电阻R15的另一端与第一电压调节芯片U1的第十号引脚以及网络标号SD连接；第四电容C4的另一端与第一电压调节芯片U1的第十六号引脚以及网络标号VREF连接；第十一电容C11的另一端与第一电压调节芯片U1的第十五号引脚、第二电阻R2的一端以及第三电阻R3的一端连接；第二电阻R2的另一端与第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第二三极管Q2的第二号引脚以及网络标号VCC_15V连接；第三电阻R3的另一端与第一电压调节芯片U1的第十三号引脚、第十电阻R10的一端以及第一三极管Q1的第一号引脚连接；第四电阻R4的另一端与第一三极管Q1的第三号引脚连接；第十电阻R10的另一端与第一二极管D1的阴极连接；第一二极管D1的阳极与第一三极管Q1的第二号引脚、第一稳压管DW1的第一号引脚、第七电容C7的一端、第九电容C9的一端以及第三稳压管DW3的第二号引脚连接；第一稳压管DW1的第二号引脚与第七电容C7的另一端、第五电阻R5的另一端以及第二三极管Q2的第一号引脚连接；第九电容C9的另一端与第三稳压管DW3的第一号引脚、第十六电阻R16的另一端以及第四三极管Q4的第一号引脚连接；第二三极管Q2的第三号引脚与第四三极管Q4的第三号引脚以及直流斩波调压模块102中的第二十四电阻R24的一端连接；
如图3所示，所述直流斩波调压模块102包括第二十四电阻R24、第二十一电阻R21、第十八电阻R18、第十七电阻R17、第十二电阻R12、第九电阻R9、第十一电阻R11、第六电阻R6、第十七电容C17、第十二电容C12、第五电容C5、第六电容C6、脉冲变压器T2、第二二极管D2、第四二极管D4、第二稳压管DW2、第一肖特基二极管DX1、第二发光二极管DS2、第五PNP三极管Q5、第三场效应管Q3、第一电感L1、第一电流互感器T1、以及直流斩波调压模块的母线端VCC_300V+M。其中，所述脉冲变压器T2的型号为D4721101；所述第二二极管D2、所述第四二极管D4的型号均为1N5819；所述第二稳压管DW2的型号为BZT52C13；所述第一肖特基二极管的型号为STTH15R06；第三场效应管Q3的型号为SPP24N60C3；所述第一电感L1的型号为2.5mH/EE22；所述第一电流互感器T1的型号为TAK11_010。
从直流斩波控制模块101输出的高频脉冲信号加在第二十四电阻R24的一端；第二十四电阻R24的另一端与第十七电容C17的一端连接；第十七电容C17的另一端与脉冲变压器T2的TA端连接；脉冲变压器T2的TB端与网路标号GND连接；脉冲变压器T2的第四号引脚与第二十一电阻R21的一端以及第十二电容C12的一端连接；第二十一电阻R21的另一端与第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的一端、第二二极管D2的第一号引脚、第四二极管D4的第二号引脚以及第五PNP三极管Q5的第一号引脚连接；第十八电阻R18的另一端与第二二极管D2的第二号引脚、第五PNP三极管Q5的第二号引脚以及第十七电阻R17的一端连接；脉冲变压器T2的第三号引脚与第四二极管D4的第一号引脚、第五PNP三极管Q5的第三号引脚、第二稳压管DW2的第一号引脚、第十二电阻R12的一端、第三场效应管Q3的第三号引脚、第一电感L1的第二号引脚以及第一肖特基二极管DX1的A端连接；第十七电阻R17的另一端与第二稳压管DW2的第二号引脚、第十二电阻R12的另一端以及第三场效应管Q3的第一号引脚连接；第三场效应管Q3的第二号引脚与网路标号VCC_300V+M连接；第一电感L1的第一号引脚与第五电容C5的一端、第六电容C6的一端、第九电阻R9的一端以及第一电流互感器T1一次侧第三号引脚连接；第一电流互感器T1一次侧第五号引脚与第十一电阻R11的一端以及网络标号VCC_OUT连接；第一肖特基二极管DX1的K端与第五电容C5的另一端、第六电容C6的另一端、第二发光二极管DS2的第二号引脚、第十一电阻R11的另一端以及网络标号V300ND连接；第九电阻R9的另一端与第二发光二极管DS2的第一号引脚连接；第一电流互感器T1二次侧的第一号引脚与第六电阻R6的一端以及网络标号GND连接；第一电流互感器T1二次侧的第二号引脚与第六电阻R6的另一端以及过流保护模块103中第三二极管D3的K端连接；
如图4所示，所述过流保护模块103包括第三二极管D3、第六二极管D6、第五二极管D5、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第二运放U2A；其中，所述第二运放U2A的型号为LM393DR2G；所述第三二极管D3、所述第六二极管D6以及所述第五二极管D5的型号均为MBR0520LT1G。
由直流斩波调压模块102中电流互感器二次侧电流信号转换得到的电压信号加在第三二极管D3的K端；第三二极管D3的A端与第六二极管D6的A端以及第十九电阻R19的一端连接；第十九电阻R19的另一端与第十三电容C13的一端、第十四电容C14的一端以及第二十电阻R20的一端连接；第二十电阻R20的另一端与第十五电容C15的一端以及第二运放U2A的第三号引脚连接；第六二极管D6的K端与第十三电容C13的另一端、第十四电容C14的另一端以及第十五电容C15的另一端连接；第二运放U2A的第二号引脚与第二十二电阻R22的一端以及第二十三电阻R23的一端连接；第二十二电阻R22的另一端与网络标号VREF连接；第二十三电阻R23的另一端与第二运放U2A的第四号引脚、第十六电容C16的一端以及网络标号GND连接；第十六电容C16的另一端与第二运放U2A的第一号引脚、第五二极管D5的K端以及直流斩波控制模块101中的闭锁控制端连接；第五二极管D5的A端与网络标号SD_ARML连接。
如图2所示的直流斩波控制模块，用于产生正方向的脉冲信号。模拟量输入端DA_ARM输入的电压范围在1-2.6V之间，随着输入的模拟量不断增大，第一电压调节芯片U1的输出端输出的脉冲信号占空比从90％到0％变化，即初步完成了占空比可调的PWM输出。第一振荡电阻RT1和第一振荡电容CT构成了第一电压调节芯片U1的***振荡电路，为第一电压调节芯片U1提供频率为65KHZ的时钟。通过调节第一死区调节电阻RD1电阻可以调节死区的宽度；第八电容C8和第十三电阻R13构成了软启动电路，增大了直流斩波控制模块的稳定性能；第一三极管Q1的作用是将第一电压调节芯片U1的输出反向，即经过第一三极管Q1后的脉冲信号随模拟量的增大占空比从0％到90％开始变化；第一稳压管DW1和第七电容C7具有稳压和隔直的作用，同理第三稳压管DW3和第九电容C9具有相同的作用；第二三极管Q2的发射极与第四三极管Q4的集电极相连采用图腾柱的方式输出大大增强了输出脉冲的驱动能力。
如图3所示的为直流斩波调压电路，用于产生可变的直流电压信号。脉冲输入端TAB端输入的是正方向的脉冲信号，经第十七电容C17(隔直电容C17)后与脉冲变压器T2的初级线圈相连，在次级线圈上感应出具有同等变化规律的方波信号；当输入信号为正时，直接经过第十七电容C12(隔直电容C12)、第二二极管D2、第十七电容C17加在第三场效应管Q3的结电容上给电容充电，开关管处于开通状态；当输入信号为0时，脉冲变压器T2次级无电压输出，第三场效应管Q3的结电容经过第五PNP三极管Q5放电；第四二极管D4起钳位作用，第二稳压管DW2起在输出端稳压的作用；由图3可知加在BUCK主电路上的输入电压为300V的直流信号，当第三场效应管Q3导通时，第一电感L1导通电感储存磁能，第五电容C5、第六电容C6充电同时起输出滤波的作用；当第三场效应管Q3关断时，第一电感L1释放磁能，通过负载与第一肖特基二极管DX1续流；第二发光二极管DS2起到指示灯的作用；第一电流互感器T1起过流保护的作用，当电路导通时，第一电流互感器T1的一次侧相当于串联在输出端的正极，在第一电流互感器T1的二次侧感应出电流，经电阻转换为电压信号后输出至过流保护模块103。
如图4所示的过流保护模块，用于对电路进行过流保护。经电流采样电路采样转化后得到的电压信号，经过第十九电阻R19、第二十电阻R20、第十三电容C13、第十四电容C14滤波后输入至第二运放U2A的正向输入端；第三二极管D3具有单向导电性防止后续的电路影响到电流检测端，第六二极管D6为钳位二极管；参考电压VREF经第二十二电阻R22、第二十三电阻R23分压后加在第二运放U2A的反向输入端；当正向端的电压大于反向端的电压时第二运放U2A的输出端输出高电平，即网络标号SD为高电平，此时网络标号SD加在第一电压调节芯片U1的第十号引脚上，调压器关断，停止输出脉冲信号，BUCK主电路中的开关管关断，整个电路停止工作，起到过流保护的目的。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种直流斩波调压电路，其特征在于，所述直流斩波调压电路包括直流斩波控制模块、直流斩波调压模块以及过流保护模块；
所述直流斩波控制模块用于输出正方向的脉冲信号，并将所述脉冲信号传输至BUCK主电路以控制所述BUCK主电路的开关管的通断时间，将所述脉冲信号采用图腾柱方式传输至所述直流斩波调压模块；所述直流斩波控制模块包括模拟量输入端DA_ARM、第七电阻R7、第八电阻R8、第一振荡电阻RT1、第一死区调节电阻RD1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第十电阻R10、第十六电阻R16、第三电容C3、第一振荡电容CT1、第八电容C8、第十电容C10、第四电容C4、第十一电容C11、第七电容C7、第九电容C9、第一电压调节芯片U1、第一二极管D1、第一稳压管DW1、第三稳压管DW3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第四三极管Q4；模拟量输入端DA_ARM与第七电阻R7的一端连接；第七电阻R7的另一端分别与第三电容C3的一端、第八电阻R8的一端以及第一电压调节芯片U1的第二号引脚连接；第三电容C3的另一端分别与第八电阻R8的另一端、第一振荡电容CT1的一端、第一振荡电阻RT1的一端、第八电容C8的一端、第十三电阻R13的一端、第十电容C10的一端、第十五电阻R15的一端、第四电容C4的一端、第一电压调节芯片U1的第十一号引脚、第一电压调节芯片U1的第十二号引脚、第一电压调节芯片U1的第十四号引脚、第十一电容C11的一端、第十六电阻R16的一端、第四三极管Q4的第三号引脚以及网络标号GND连接；第一振荡电容CT1的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第五号引脚、第一死区调节电阻RD1的一端连接；第一振荡电阻RT1的另一端与第一电压调节芯片U1的第六号引脚连接；第八电容C8的另一端分别与第十三电阻R13的另一端、第一电压调节芯片U1的第八号引脚连接；第十电容C10的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第九号引脚、第十四电阻R14的一端连接；第十四电阻R14的另一端与第一电压调节芯片U1的第一号引脚连接；第十五电阻R15的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第十号引脚、网络标号SD连接；第四电容C4的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第十六号引脚、网络标号VREF连接；第十一电容C11的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第十五号引脚、第二电阻R2的一端以及第三电阻R3的一端连接；第二电阻R2的另一端分别与第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第二三极管Q2的第二号引脚以及网络标号VCC_15V连接；第三电阻R3的另一端分别与第一电压调节芯片U1的第十三号引脚、第十电阻R10的一端以及第一三极管Q1的第一号引脚连接；第四电阻R4的另一端与第一三极管Q1的第三号引脚连接；第十电阻R10的另一端与第一二极管D1的阴极连接；第一二极管D1的阳极分别与第一三极管Q1的第二号引脚、第一稳压管DW1的第一号引脚、第七电容C7的一端、第九电容C9的一端以及第三稳压管DW3的第二号引脚连接；第一稳压管DW1的第二号引脚分别与第七电容C7的另一端、第五电阻R5的另一端以及第二三极管Q2的第一号引脚连接；第九电容C9的另一端分别与第三稳压管DW3的第一号引脚、第十六电阻R16的另一端以及第四三极管Q4的第一号引脚连接；第二三极管Q2的第三号引脚分别与第四三极管Q4的第三号引脚以及所述直流斩波调压模块中的第二十四电阻R24的一端连接；其中，所述第二三极管Q2的发射极与所述第四三极管Q4的集电极相连并采用图腾柱方式输出以增强输出脉冲的驱动能力；
所述直流斩波调压模块，用于根据所述直流斩波控制模块输出的脉冲信号控制所述BUCK主电路的输出电压，并将所述输出电压传输出至高频逆变模块；
所述过流保护模块，分别与所述直流斩波控制模块、所述直流斩波调压模块连接；所述过流保护模块用于获取所述BUCK主电路的输出电压；所述过流保护模块还用于将所述输出电压与预置的过流点电压阈值比较，当所述输出电压大于所述过流点电压阈值时输出高电平，并将所述高电平传输至所述直流斩波控制模块以停止所述直流斩波控制模块的脉冲信号的输出；
所述BUCK主电路的输出电压经过第十九电阻R19、第二十电阻R20、第十三电容C13、第十四电容C14滤波后输入至第二运放U2A的正向输入端；第三二极管D3具有单向导电性防止后续的电路影响到电流检测端，第六二极管D6为钳位二极管；参考电压VREF经第二十二电阻R22、第二十三电阻R23分压后加在第二运放U2A的反向输入端；当正向端的电压大于反向端的电压时第二运放U2A的输出端输出高电平，即网络标号SD为高电平，此时网络标号SD加在第一电压调节芯片U1的第十号引脚上，调压器关断，停止输出脉冲信号，BUCK主电路中的开关管关断，整个电路停止工作，起到过流保护的目的。
2.根据权利要求1所述的直流斩波调压电路，其特征在于，所述第一电压调节芯片U1的型号为SG3525ANG；所述第一二极管D1的型号为1N5819；所述第一稳压管DW1、所述第三稳压管DW3的型号均为MMIZ9V1；所述第一三极管Q1、所述第二三极管Q2以及所述第四三极管Q4的型号均为S8050。
3.根据权利要求1所述的直流斩波调压电路，其特征在于，所述直流斩波调压模块包括第二十四电阻R24、第二十一电阻R21、第十八电阻R18、第十七电阻R17、第十二电阻R12、第九电阻R9、第十一电阻R11、第六电阻R6、第十七电容C17、第十二电容C12、第五电容C5、第六电容C6、脉冲变压器T2、第二二极管D2、第四二极管D4、第二稳压管DW2、第一肖特基二极管DX1、第二发光二极管DS2、第五PNP三极管Q5、第三场效应管Q3、第一电感L1、第一电流互感器T1以及母线端VCC_300V+M；
第二十四电阻R24的另一端与第十七电容C17的一端连接；第十七电容C17的另一端与脉冲变压器T2的TA端连接；脉冲变压器T2的TB端与网路标号GND连接；脉冲变压器T2的第四号引脚分别与第二十一电阻R21的一端、第十二电容C12的一端连接；第二十一电阻R21的另一端分别与第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的一端、第二二极管D2的第一号引脚、第四二极管D4的第二号引脚以及第五PNP三极管Q5的第一号引脚连接；第十八电阻R18的另一端分别与第二二极管D2的第二号引脚、第五PNP三极管Q5的第二号引脚以及第十七电阻R17的一端连接；脉冲变压器T2的第三号引脚分别与第四二极管D4的第一号引脚、第五PNP三极管Q5的第三号引脚、第二稳压管DW2的第一号引脚、第十二电阻R12的一端、第三场效应管Q3的第三号引脚、第一电感L1的第二号引脚以及第一肖特基二极管DX1的A端连接；第十七电阻R17的另一端分别与第二稳压管DW2的第二号引脚、第十二电阻R12的另一端以及第三场效应管Q3的第一号引脚连接；第三场效应管Q3的第二号引脚与网路标号VCC_300V+M连接；第一电感L1的第一号引脚分别与第五电容C5的一端、第六电容C6的一端、第九电阻R9的一端以及第一电流互感器T1一次侧第三号引脚连接；第一电流互感器T1一次侧第五号引脚分别与第十一电阻R11的一端、网络标号VCC_OUT连接；第一肖特基二极管DX1的K端分别与第五电容C5的另一端、第六电容C6的另一端、第二发光二极管DS2的第二号引脚、第十一电阻R11的另一端以及网络标号V300ND连接；第九电阻R9的另一端与第二发光二极管DS2的第一号引脚连接；第一电流互感器T1二次侧的第一号引脚分别与第六电阻R6的一端、网络标号GND连接；第一电流互感器T1二次侧的第二号引脚分别与第六电阻R6的另一端以及所述过流保护模块中第三二极管D3的K端连接。
4.根据权利要求3所述的直流斩波调压电路，其特征在于，所述脉冲变压器T2的型号为D4721101；所述第二二极管D2、所述第四二极管D4的型号均为1N5819；所述第二稳压管DW2的型号为BZT52C13；所述第一肖特基二极管的型号为STTH15R06；第三场效应管Q3的型号为SPP24N60C3；所述第一电感L1的型号为2.5mH/EE22；所述第一电流互感器T1的型号为TAK11_010。
5.根据权利要求3所述的直流斩波调压电路，其特征在于，所述过流保护模块包括第三二极管D3、第六二极管D6、第五二极管D5、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第二运放U2A；
由所述直流斩波调压模块中第一电流互感器T1二次侧电流信号转换得到的电压信号加在第三二极管D3的K端；第三二极管D3的A端分别与第六二极管D6的A端、第十九电阻R19的一端连接；第十九电阻R19的另一端分别与第十三电容C13的一端、第十四电容C14的一端以及第二十电阻R20的一端连接；第二十电阻R20的另一端分别与第十五电容C15的一端、第二运放U2A的第三号引脚连接；第六二极管D6的K端分别与第十三电容C13的另一端、第十四电容C14的另一端以及第十五电容C15的另一端连接；第二运放U2A的第二号引脚分别与第二十二电阻R22的一端、第二十三电阻R23的一端连接；第二十二电阻R22的另一端与网络标号VREF连接；第二十三电阻R23的另一端分别与第二运放U2A的第四号引脚、第十六电容C16的一端以及网络标号GND连接；第十六电容C16的另一端分别与第二运放U2A的第一号引脚、第五二极管D5的K端以及所述直流斩波控制模块中的闭锁控制端连接；第五二极管D5的A端与网络标号SD_ARML连接。
6.根据权利要求5所述的直流斩波调压电路，其特征在于，所述第二运放U2A的型号为LM393DR2G；所述第三二极管D3、所述第六二极管D6以及所述第五二极管D5的型号均为MBR0520LT1G。
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