CN204103591U - 一种救护车车载电源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种救护车车载电源装置，包括后备蓄电池，直流输入输出端口，市电交流输入端口，还包括切换市电和后备蓄电池的切换电路，连接直流输入输出端口的逆变电路，分别连接切换电路和所述逆变电路的隔离变压器，分别连接控制切换电路和逆变电路工作或截止的控制电路，分别连接所述隔离变压器和所述直流输入输出端口的充电电路；所述后备蓄电池通过双电源管理器与汽车自带电池连接，所述隔离变压器输出220V交流电压至外部的交流用电设备，所述控制电路控制所述切换电路通过充电电路充电至后备蓄电池或汽车自带电池。本实用新型同时具有与市电切换的功能，并能给救护车的电池充电，解决救护车交流设备用电及因电池欠压无法启动的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种救护车车载电源装置，尤其是能工作在救护车不同运行状态下并提供稳定的交流电源的装置。
背景技术
目前，常规的车载电源的设计是采用高频方波设计，将直流12V的汽车电池升压至300-400V直流电，再经过功率管斩波成接进正弦波的方波电源。这种电源对交流设备危害极大，且汽车电池电极接车身，非隔离会对乘车人员有触电危险。其次高频逆变电源过载能力不强，没有大电流充电功能。
实用新型内容
本实用新型的目的，就是克服现有的车载逆变器电源对交流设备危害和不具备大电流充电的问题，现提供一种救护车专用的优质电源装置。该装置提供了优质的正弦波交流电源，同时具有与电网切换的功能，并能给救护车电池充电，解决救护车交流设备用电及因电池欠压无法启动的问题。
为了达到上述目的，采用如下技术方案：
一种救护车车载电源装置，包括后备蓄电池，与后备蓄电池连接的直流输入输出端口，与市电连接的交流输入端口，还包括连接所述交流输入端口的切换电路，连接所述直流输入输出端口的逆变电路，分别连接所述切换电路和所述逆变电路的隔离变压器，分别连接控制所述切换电路和所述逆变电路工作或截止的控制电路，分别连接所述隔离变压器和所述直流输入输出端口的充电电路；所述后备蓄电池通过双电源管理器与汽车自带电池连接，所述隔离变压器输出220V交流电压至外部的交流用电设备，所述控制电路控制所述切换电路通过充电电路充电至后备蓄电池或汽车自带电池。
进一步地，所述逆变电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的栅极分别连接至控制电路，所述第一MOS管和第二MOS管的源极共同连接至后备蓄电池的负极，所述第三MOS管和第四MOS管的漏极共同连接至后备蓄电池的正极，所述第三MOS管的源极与第一MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极与第二MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的栅极和源极之间设有第一电阻，所述第二MOS管的栅极和源极之间分别第二电阻，所述第三MOS管的栅极和源极之间设有第三电阻，所述第四MOS管的栅极和源极之间设有第四电阻；所述隔离变压器的初级线圈两端分别连接至第一MOS管、第二MOS管的漏极。
进一步地，所述控制电路包括MCU控制模块和逆变控制模块，所述逆变控制模块包括倒相放大单元、4组与非门单元、第一控制器和第二控制器，所述每组与非门单元包括一与非门、一二极管、一电阻和一电容，所述二极管与所述电阻并联后分别与所述电容串联信号接地、与所述与非门的一输入端连接，所述MCU控制模块连接至所述与非门的另一输入端，所述4组与非门单元中的2组与第一控制器连接，另外2组与第二控制器连接，所述第一控制器分别输出第一PWM控制信号至第三MOS管的栅极，输出第二PWM控制信号至第一MOS管的栅极；所述第二控制器分别输出第三PWM控制信号至第四MOS管的栅极，输出第四PWM控制信号至第三MOS管的栅极。
进一步地，所述倒相放大单元包括4条分别连接至4组与非门单元的倒相放大器支路，所述倒相放大器支路包括若干个串联连接的倒相放大器，与第一控制器连接的2组与非门单元的2条倒相放大器支路的倒相放大器数量之差为一，与第二控制器连接的2组与非门单元的2条倒相放大器支路的倒相放大器数量之差为一。
进一步地，还包括检测电路，其分别与隔离变压器和控制电路连接，用于反馈隔离变压器的输出电压至控制电路。
优选地，所述检测电路包括两个运算放大器，其中一个运算放大器的两个输入端分别连接至第一MOS管的源极和漏极，另一个运算放大器的两个输入端分别连接至第二MOS管的源极和漏极，所述两个运算放大器的输出端连接至控制电路。
进一步地，所述隔离变压器的次级线圈两端连接一蓄能电容。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
后备蓄电池经过全桥逆变后通过隔离变压器输出交流电源，有市电时市电经过隔离变压器降压通过充电电路整流充电，装置运行由控制电路控制。本实用新型的电路提供了优质的正弦波交流电源，同时具有与电网切换的功能，并能给救护车电池充电，解决救护车交流设备用电及因电池欠压无法启动的问题。
附图说明
图1是本实用新型所述救护车车载电源装置的电路框图；
图2是逆变电路的电路图；
图3是MCU控制模块的电路图；
图4是逆变控制模块的电路图；
图5是本实用新型所述救护车车载电源装置包含检测电路的电路框图；
图6是检测电路的连接关系电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明：
一种救护车车载电源装置，包括后备蓄电池，与后备蓄电池连接的直流输入输出端口，与市电连接的交流输入端口，还包括连接所述交流输入端口的切换电路，连接所述直流输入输出端口的逆变电路，分别连接所述切换电路和所述逆变电路的隔离变压器，分别连接控制所述切换电路和所述逆变电路工作或截止的控制电路，分别连接所述隔离变压器和所述直流输入输出端口的充电电路；所述后备蓄电池通过双电源管理器与汽车自带电池连接，所述隔离变压器输出220V交流电压至外部的交流用电设备，所述控制电路控制所述切换电路通过充电电路充电至后备蓄电池或汽车自带电池。
如图2所示，所述逆变电路包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4。其中，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的栅极分别连接至控制电路，接收控制电路的PWM控制信号。第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的源极共同连接至后备蓄电池的负极，第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的漏极共同连接至后备蓄电池的正极。所述第三MOS管Q3的源极与第一MOS管Q1的漏极连接，第四MOS管Q4的源极与第二MOS管Q2的漏极连接，第一MOS管Q1的栅极和源极之间设有第一电阻R10，所述第二MOS管的栅极和源极之间分别第二电阻R20，所述第三MOS管的栅极和源极之间设有第三电阻R30，所述第四MOS管的栅极和源极之间设有第四电阻R40。第一电阻R10、第二电阻R20、第三电阻R30、第四电阻R40有效保护了MOS管不被静电击穿。所述隔离变压器的初级线圈两端分别连接至第一MOS管Q1、第二MOS管Q2的漏极。如图2中的支路B1和支路B2所示，分别连接至隔离变压器的初级线圈两端，通过PWM控制信号控制4个MOS管的通断而产生交流，在由隔离变压器升压提供给用电设备。
所述控制电路包括MCU控制模块和逆变控制模块。如图3所示，其为MCU控制模块，电路图的具体连接此处不详细论述。
如图4所示，所述逆变控制模块包括倒相放大单元、4组与非门单元、第一控制器和第二控制器。所述每组与非门单元包括一与非门、一二极管、一电阻和一电容。图4中，二极管D204、电阻R2013、电容C209和与非门U3A组成了一组与非门单元。其它组的与非门单元同理。二极管D204的正极接地且与电阻R213并联，然后通过电容C209接地，有效地钳位，防止了与非门因高电压损坏。图3的MCU控制模块的A1支路连接至与非门U3A、与非门U3B、与非门U3C和与非门U3D的一个输入端连接，MCU控制模块输入统一控制信号至4个与非门。4个与非门的另一个输入端则受MCU控制模块和倒相放大单元的共同控制。与非门U3A和与非门U3B的输出端与第一控制器U6连接，与非门U3C和与非门U3D的输出端与第二控制器U7连接。第一控制器U6和第二控制器U7接收到与非门输出的信号后，经过逻辑运算输出PWM控制信号。其中，第一控制器U6分别输出第一PWM控制信号至第三MOS管的栅极，输出第二PWM控制信号至第一MOS管的栅极；第二控制器U7分别输出第三PWM控制信号至第四MOS管的栅极，输出第四PWM控制信号至第三MOS管的栅极。通过这4路PWM信号驱动4个MOS管后得到交流电，交流电在经过隔离变压器升压后给用电设备供电。
优选地，所述倒相放大单元包括4条分别连接至4组与非门单元的倒相放大器支路。如图4所示，MCU控制模块的输出信号经过A2支路经过串联连接的倒相放大器U5A、倒相放大器U5B、倒相放大器U4E、倒相放大器U5C到达与非门U3D，A2支路经过串联连接的倒相放大器U5A、倒相放大器U5B、倒相放大器U4E到达与非门U3C。同理，MCU控制模块的输出信号经过A3支路经过倒相放大器U4C、倒相放大器U4D、倒相放大器U5D到达与非门U3A，经过串联连接的倒相放大器U4C、倒相放大器U4D到达与非门U3B。可以看出，A2支路经过的倒相放大器到达U3C的数量比经过的倒相放大器到达U3D的数量少一个；A3支路经过的倒相放大器到达U3B的数量比经过的倒相放大器到达U3A的数量少一个。通过倒相放大器的数量差，令整个逆变控制模块每次只输出一个PWM信号，由于频率高，开关速度快，通过多个串联连接的倒相放大器可以避免信号干扰，提高整个逆变控制模块的稳定性。
如图5所示，本实用新型所述救护车车载电源装置还包括检测电路，其分别与隔离变压器和控制电路连接，用于反馈隔离变压器的输出电压至控制电路。所述检测电路包括两个运算放大器。如图6所示，其中一个运算放大器U1的两个输入端分别连接至第一MOS管的源极和漏极。同理，另一个运算放大器的两个输入端分别连接至第二MOS管的源极和漏极。两个运算放大器的输出端连接至控制电路。通过检测MOS管源极和漏极的压降，将压降信号反馈至控制电路。控制电路通过运算放大器得出功率管的工作状况，判断输出属于短路状态还是浪涌状态。短路状态下，MOS管的源极和漏极会产生非常大的压降。此时，控制电路会立刻停止输出PWM信号，防止功率管因过流损坏。浪涌状态下，由于隔离变压器的蓄能电容的储能作用，控制电路在浪涌2到3个正弦周期内将PWM信号压缩，而不会直接关断PWM信号，使具有浪涌设备在启动瞬间能正常供电。
以上所述仅为解释本实用新型之较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上之限制。凡在相同之实用新型精神下所作有关本实用新型之任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护之范畴。
Claims (7)
1.一种救护车车载电源装置，其特征在于：包括后备蓄电池，与后备蓄电池连接的直流输入输出端口，与市电连接的交流输入端口，还包括连接所述交流输入端口的切换电路，连接所述直流输入输出端口的逆变电路，分别连接所述切换电路和所述逆变电路的隔离变压器，分别连接控制所述切换电路和所述逆变电路工作或截止的控制电路，分别连接所述隔离变压器和所述直流输入输出端口的充电电路；所述后备蓄电池通过双电源管理器与汽车自带电池连接，所述隔离变压器输出220V交流电压至外部的交流用电设备，所述控制电路控制所述切换电路通过充电电路充电至后备蓄电池或汽车自带电池。
2.根据权利要求1所述的救护车车载电源装置，其特征在于：所述逆变电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的栅极分别连接至控制电路，所述第一MOS管和第二MOS管的源极共同连接至后备蓄电池的负极，所述第三MOS管和第四MOS管的漏极共同连接至后备蓄电池的正极，所述第三MOS管的源极与第一MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极与第二MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的栅极和源极之间设有第一电阻，所述第二MOS管的栅极和源极之间分别第二电阻，所述第三MOS管的栅极和源极之间设有第三电阻，所述第四MOS管的栅极和源极之间设有第四电阻；所述隔离变压器的初级线圈两端分别连接至第一MOS管、第二MOS管的漏极。
3.根据权利要求2所述的救护车车载电源装置，其特征在于：所述控制电路包括MCU控制模块和逆变控制模块，所述逆变控制模块包括倒相放大单元、4组与非门单元、第一控制器和第二控制器，所述每组与非门单元包括一与非门、一二极管、一电阻和一电容，所述二极管与所述电阻并联后分别与所述电容串联信号接地、与所述与非门的一输入端连接，所述MCU控制模块连接至所述与非门的另一输入端，所述4组与非门单元中的2组与第一控制器连接，另外2组与第二控制器连接，所述第一控制器分别输出第一PWM控制信号至第三MOS管的栅极，输出第二PWM控制信号至第一MOS管的栅极；所述第二控制器分别输出第三PWM控制信号至第四MOS管的栅极，输出第四PWM控制信号至第三MOS管的栅极。
4.根据权利要求3所述的救护车车载电源装置，其特征在于：所述倒相放大单元包括4条分别连接至4组与非门单元的倒相放大器支路，所述倒相放大器支路包括若干个串联连接的倒相放大器，与第一控制器连接的2组与非门单元的2条倒相放大器支路的倒相放大器数量之差为一，与第二控制器连接的2组与非门单元的2条倒相放大器支路的倒相放大器数量之差为一。
5.根据权利要求2所述的救护车车载电源装置，其特征在于：还包括检测电路，其分别与隔离变压器和控制电路连接，用于反馈隔离变压器的输出电压至控制电路。
6.根据权利要求5所述的救护车车载电源装置，其特征在于：所述检测电路包括两个运算放大器，其中一个运算放大器的两个输入端分别连接至第一MOS管的源极和漏极，另一个运算放大器的两个输入端分别连接至第二MOS管的源极和漏极，所述两个运算放大器的输出端连接至控制电路。
7.根据权利要求1-6任一项所述的救护车车载电源装置，其特征在于：所述隔离变压器的次级线圈两端连接一蓄能电容。
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|---|---|---|---|---|
| CN105790400A (zh) * | 2016-04-17 | 2016-07-20 | 合肥博雷电气有限公司 | 一种车载直流供电电源装置 |
| CN109962475A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-07-02 | 苏州江南航天机电工业有限公司 | 新型配电控制装置 |
| CN112087126A (zh) * | 2019-06-12 | 2020-12-15 | 佛山市美的清湖净水设备有限公司 | 车载饮水机的供电装置、车载饮水机和车辆 |
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