CN209159706U - 一种节能预热器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种节能预热器电路,包括供电模块、风扇、温控开关、电热带,供电模块的输入端、电热带的输入端、温控开关的输入端分别连接外部电源,供电模块的输出端连接风扇的电源输入端,温控开关的探头设置在电热带上,温控开关的触点设置在电热带连接外部电源的回路上,风扇的出风方向正对电热带,所述供电模块中的降压单元的输入端连接外部电源,降压单元的输出端连接整流单元的输入端,整流单元的输出端连接滤波稳压单元的输入端,滤波稳压单元的输出端连接隔离单元的输入端,滤波稳压单元的输出端连接电压保持单元的输入端,电压保持单元的输出端连接风扇的电源输入端。本实用新型预热器具有热效率高、风扇工作稳定的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力机车领域,尤其涉及一种节能预热器电路。
背景技术
目前铁路电力机车、和谐机车、客车车厢及其他需要加热保暖的场合,在北方严寒地区,除空调***外,需要辅助取暖设备,大部分采用的是电加热方式的电暖器,但既有的电暖器存在热效率不高,电暖器产生的热量集中,无法快速地提升车厢的温度,且故障多、易引发火灾等问题。
发明内容
有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种使车厢升温快、热效率高、工作稳定可靠的节能预热器电路。
为了实现以上目的,本实用新型采用这样一种节能预热器电路,包括供电模块、风扇、温控开关、电热带,所述供电模块的输入端、电热带的输入端、温控开关的输入端分别连接外部电源,供电模块的输出端连接风扇的电源输入端,温控开关的探头设置在电热带上,温控开关的触点设置在电热带连接外部电源的回路上,风扇的出风方向正对电热带,所述供电模块包括降压单元、整流单元、滤波稳压单元、隔离单元、电压保持单元,所述降压单元的输入端连接外部电源,降压单元的输出端连接整流单元的输入端,整流单元的输出端连接滤波稳压单元的输入端,滤波稳压单元的输出端连接隔离单元的输入端,滤波稳压单元的输出端连接电压保持单元的输入端,电压保持单元的输出端连接风扇的电源输入端。
上述节能预热器电路通电工作时,温控开关的探头检测电热带的温度较低时,温控开关的触点闭合,电热带升温发热,温控开关的探头检测电热带的温度过高时,温控开关的触点断开,电热带停止升温发热,如此往复,预热器能将温度控制在合理范围内且更节能,风扇能将电热带产生的热量扩散出来,使得预热器的热效率高,而且供电模块能输出独立的供电电源,保证风扇供电的可靠性,避免电热带温度过高引发安全事故。
本实用进一步设置为降压单元包括熔断器FU1、电容C3、变压器L2、压敏电阻RV1,整流单元包括整流桥D1,滤波稳压单元包括电阻R16、电阻R18、热敏电阻NTC1、电容C13、电容C14、二极管D3、稳压二极管D5,所述熔断器FU1与电容C3串联,熔断器FU1的一端和电容C3的一端连接外部电源,变压器L2原边的两端分别连接电容C3的两端,变压器L2副边的两端分别连接压敏电阻RV1的两端,整流桥D1的输入端分别连接压敏电阻RV1的两端,热敏电阻NTC1和电容C14串联,电容C14的一端和热敏电阻NTC1的一端分别连接到整流桥D1的输出端,电阻R18、电阻R16、二极管D3依次串联,电阻R18的一端连接热敏电阻NTC1的一端,二极管D3的正极接地,电阻R18的另一端分别连接电容C13的一端和稳压二极管D5的负极,电容C14的一端分别连接电容C13的另一端、稳压二极管D5的正极和地,稳压二极管D5的两端输出稳定的直流电压。
上述通过降压、整流、滤波、稳压输出直流电压,热敏电阻NTC1在供电模块接通时起到较好的限流作用,也能降低电路的电力消耗。
本实用进一步设置为隔离单元包括脉宽调制芯片U2、电阻R4、电阻R8、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R20、电容C1、电容C4、电容C5、电容C7、电容C8、电容C9、二极管D2、MOS管U5、变压器T1,所述电容C4和电阻R14串联,电容C4的一端连接脉宽调制芯片U2的第1引脚,电阻R14的一端分别连接脉宽调制芯片U2的第2引脚和稳压二极管D5的正极,电容C7、电阻R4、电阻R12依次串联,电容C7的一端分别连接脉宽调制芯片U2的第3引脚和电容C5的一端,脉宽调制芯片U2的第4引脚分别连接电容C5的另一端、电容C8的一端、电阻R15的一端,电阻R15的另一端连接脉宽调制芯片U2的第8引脚,电容C7的另一端分别连接稳压二极管D5的正极和电容C8的另一端,电阻R12的一端连接电容C5的一端,电阻R12的另一端分别连接MOS管U5的源极和电阻R20的一端,电阻R20的另一端分别连接MOS管U5的栅极和电阻R13的一端,电阻R13的另一端连接脉宽调制芯片U2的第6引脚,MOS管U5的漏极连接电阻R8的一端,电容C9并联在电阻R8的两端,电阻R8的另一端连接二极管D2的正极,脉宽调制芯片U2的第5引脚接地,脉宽调制芯片U2的第7引脚连接稳压二极管D5的负极,电容C1的一端连接脉宽调制芯片U2的第8引脚,电容C1的另一端接地,二极管D2的负极和电阻R8的一端分别连接至变压器T1原边的一端,稳压二极管D5的正极和二极管D3的正极分别连接至变压器T1原边的另一端,变压器T1副边输出隔离后的直流电压。
上述隔离单元通过脉宽调制芯片U2来驱动MOS管U5来控制高频变压器T1原边绕组的通断,实现变压器T1的输出电压与电网的隔离,提高供电模块的稳定性。
本实用进一步设置为电压保持单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R11、变阻器RP1、电容C2、电容C11、电容C12、电容C15、二极管D4、发光二极管LED1、晶闸管U3、光耦U1、电感L1,所述二极管D4的正极连接变压器T1副边的一端,电容C15的一端连接变压器T1副边的另一端,电容C15的另一端接地,电容C11、发光二极管LED1、电阻R7、电阻R6依次串联,电阻R9和电容12串联,二极管D4的负极分别连接电感L1的一端、电容C11的一端、电阻R9的一端、电阻R11的一端,电阻R2和变阻器RP1串联,晶闸管U3的阳极分别连接电容C15的一端、电容C11的另一端、电阻R9的另一端、电阻R2的一端,晶闸管U3的阴极分别连接变阻器RP1的一端、电阻R6的一端、电容C2的一端,电容C2的另一端分别连接晶闸管U3的门极、光耦U1的负极、电阻R5的一端,电阻R6的另一端分别连接电容C12的一端和电感L1的另一端,电阻R11的另一端分别连接电阻R5的另一端和光耦U1的正极,光耦U1的集电极连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接电阻R15的另一端,光耦U1的发射极接地,所述电感L1的另一端与电容C15的一端输出24V的供电电压至风扇的电源输入端。
上述电压保持单元输出隔离后稳定的24V直流电压给风扇,使风扇保持对电热带进行吹风,提高预热器工作的稳定性。
本实用进一步设置为脉宽调制芯片U2是一种电流控制型脉宽调制芯片,脉宽调制芯片U2的型号为UC3842BN。
上述型号为UC3842BN的电流控制型脉宽调制芯片性能优良,其管脚少、***电路简单,能直接驱动MOS管。
本实用进一步设置为外部电源为110V直流电压或220V交流电压。
上述节能预热器电路可用于外部电源为110V直流电压或220V交流电压的电力机车。
附图说明
图1是本实用新型实施例电路原理示意图。
图2是本实用新型实施例供电模块原理方框图。
图3是本实用新型实施例供电模块电路原理图。
图4是本实用新型实施例供电模块电路原理图。
图5是本实用新型实施例供电模块电路原理图。
具体实施方式
如图1、2所示,本实用新型是一种节能预热器电路,包括供电模块、风扇、温控开关、电热带,所述供电模块的输入端、电热带的输入端、温控开关的输入端分别连接外部电源,供电模块的输出端连接风扇的电源输入端,温控开关的探头设置在电热带上,温控开关的触点设置在电热带连接外部电源的回路上,风扇的出风方向正对电热带,外部电源为110V直流电压或220V交流电压,
所述供电模块包括降压单元、整流单元、滤波稳压单元、隔离单元、电压保持单元,所述降压单元的输入端连接外部电源,降压单元的输出端连接整流单元的输入端,整流单元的输出端连接滤波稳压单元的输入端,滤波稳压单元的输出端连接隔离单元的输入端,滤波稳压单元的输出端连接电压保持单元的输入端,电压保持单元的输出端连接风扇的电源输入端。
如图3所示,降压单元包括熔断器FU1、电容C3、变压器L2、压敏电阻RV1,整流单元包括整流桥D1,滤波稳压单元包括电阻R16、电阻R18、热敏电阻NTC1、电容C13、电容C14、二极管D3、稳压二极管D5,所述熔断器FU1与电容C3串联,熔断器FU1的一端和电容C3的一端连接外部电源,变压器L2原边的两端分别连接电容C3的两端,变压器L2副边的两端分别连接压敏电阻RV1的两端,整流桥D1的输入端分别连接压敏电阻RV1的两端,热敏电阻NTC1和电容C14串联,电容C14的一端和热敏电阻NTC1的一端分别连接到整流桥D1的输出端,电阻R18、电阻R16、二极管D3依次串联,电阻R18的一端连接热敏电阻NTC1的一端,二极管D3的正极接地,电阻R18的另一端分别连接电容C13的一端和稳压二极管D5的负极,电容C14的一端分别连接电容C13的另一端、稳压二极管D5的正极和地,稳压二极管D5的两端输出稳定的直流电压。
如图3和4所示,隔离单元包括脉宽调制芯片U2、电阻R4、电阻R8、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R20、电容C1、电容C4、电容C5、电容C7、电容C8、电容C9、二极管D2、MOS管U5、变压器T1,脉宽调制芯片U2是一种电流控制型脉宽调制芯片,脉宽调制芯片U2的型号为UC3842BN,所述电容C4和电阻R14串联,电容C4的一端连接脉宽调制芯片U2的第1引脚,电阻R14的一端分别连接脉宽调制芯片U2的第2引脚和稳压二极管D5的正极,电容C7、电阻R4、电阻R12依次串联,电容C7的一端分别连接脉宽调制芯片U2的第3引脚和电容C5的一端,脉宽调制芯片U2的第4引脚分别连接电容C5的另一端、电容C8的一端、电阻R15的一端,电阻R15的另一端连接脉宽调制芯片U2的第8引脚,电容C7的另一端分别连接稳压二极管D5的正极和电容C8的另一端,电阻R12的一端连接电容C5的一端,电阻R12的另一端分别连接MOS管U5的源极和电阻R20的一端,电阻R20的另一端分别连接MOS管U5的栅极和电阻R13的一端,电阻R13的另一端连接脉宽调制芯片U2的第6引脚,MOS管U5的漏极连接电阻R8的一端,电容C9并联在电阻R8的两端,电阻R8的另一端连接二极管D2的正极,脉宽调制芯片U2的第5引脚接地,脉宽调制芯片U2的第7引脚连接稳压二极管D5的负极,电容C1的一端连接脉宽调制芯片U2的第8引脚,电容C1的另一端接地,二极管D2的负极和电阻R8的一端分别连接至变压器T1原边的一端,稳压二极管D5的正极和二极管D3的正极分别连接至变压器T1原边的另一端,变压器T1副边输出隔离后的直流电压。
如图5所示,电压保持单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R11、变阻器RP1、电容C2、电容C11、电容C12、电容C15、二极管D4、发光二极管LED1、晶闸管U3、光耦U1、电感L1,所述二极管D4的正极连接变压器T1副边的一端,电容C15的一端连接变压器T1副边的另一端,电容C15的另一端接地,电容C11、发光二极管LED1、电阻R7、电阻R6依次串联,电阻R9和电容12串联,二极管D4的负极分别连接电感L1的一端、电容C11的一端、电阻R9的一端、电阻R11的一端,电阻R2和变阻器RP1串联,晶闸管U3的阳极分别连接电容C15的一端、电容C11的另一端、电阻R9的另一端、电阻R2的一端,晶闸管U3的阴极分别连接变阻器RP1的一端、电阻R6的一端、电容C2的一端,电容C2的另一端分别连接晶闸管U3的门极、光耦U1的负极、电阻R5的一端,电阻R6的另一端分别连接电容C12的一端和电感L1的另一端,电阻R11的另一端分别连接电阻R5的另一端和光耦U1的正极,光耦U1的集电极连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接电阻R15的另一端,光耦U1的发射极接地,所述电感L1的另一端与电容C15的一端输出24V的供电电压至风扇的电源输入端。
根据以上实施例,节能预热器电路的实际工作原理为:电路通电时,风扇工作,
若温控开关的探头检测电热带的温度低于70℃时,温控开关的触点闭合,电热带升温发热;
若温控开关的探头检测电热带的温度高于135℃时,温控开关的触点断开,电热带停止升温发热;
如此往复,预热器能将温度控制在合理范围内且更节能,风扇能将电热带产生的热量扩散出来,使得预热器的热效率高。
供电模块将外部电源依次经过降压单元、整流单元、滤波稳压单元、隔离单元、电压保持单元,能输出隔离后的24V直流电压供给风扇,保证风扇工作的可靠性,避免电热带温度过高引发安全事故。
Claims (6)
1.一种节能预热器电路,其特征在于:包括供电模块、风扇、温控开关、电热带,所述供电模块的输入端、电热带的输入端、温控开关的输入端分别连接外部电源,供电模块的输出端连接风扇的电源输入端,温控开关的探头设置在电热带上,温控开关的触点设置在电热带连接外部电源的回路上,风扇的出风方向正对电热带,
所述供电模块包括降压单元、整流单元、滤波稳压单元、隔离单元、电压保持单元,所述降压单元的输入端连接外部电源,降压单元的输出端连接整流单元的输入端,整流单元的输出端连接滤波稳压单元的输入端,滤波稳压单元的输出端连接隔离单元的输入端,滤波稳压单元的输出端连接电压保持单元的输入端,电压保持单元的输出端连接风扇的电源输入端。
2.根据权利要求1所述的节能预热器电路,其特征在于:所述降压单元包括熔断器FU1、电容C3、变压器L2、压敏电阻RV1,整流单元包括整流桥D1,滤波稳压单元包括电阻R16、电阻R18、热敏电阻NTC1、电容C13、电容C14、二极管D3、稳压二极管D5,所述熔断器FU1与电容C3串联,熔断器FU1的一端和电容C3的一端连接外部电源,变压器L2原边的两端分别连接电容C3的两端,变压器L2副边的两端分别连接压敏电阻RV1的两端,整流桥D1的输入端分别连接压敏电阻RV1的两端,热敏电阻NTC1和电容C14串联,电容C14的一端和热敏电阻NTC1的一端分别连接到整流桥D1的输出端,电阻R18、电阻R16、二极管D3依次串联,电阻R18的一端连接热敏电阻NTC1的一端,二极管D3的正极接地,电阻R18的另一端分别连接电容C13的一端和稳压二极管D5的负极,电容C14的一端分别连接电容C13的另一端、稳压二极管D5的正极和地,稳压二极管D5的两端输出稳定的直流电压。
3.根据权利要求2所述的节能预热器电路,其特征在于:所述隔离单元包括脉宽调制芯片U2、电阻R4、电阻R8、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R20、电容C1、电容C4、电容C5、电容C7、电容C8、电容C9、二极管D2、MOS管U5、变压器T1,所述电容C4和电阻R14串联,电容C4的一端连接脉宽调制芯片U2的第1引脚,电阻R14的一端分别连接脉宽调制芯片U2的第2引脚和稳压二极管D5的正极,电容C7、电阻R4、电阻R12依次串联,电容C7的一端分别连接脉宽调制芯片U2的第3引脚和电容C5的一端,脉宽调制芯片U2的第4引脚分别连接电容C5的另一端、电容C8的一端、电阻R15的一端,电阻R15的另一端连接脉宽调制芯片U2的第8引脚,电容C7的另一端分别连接稳压二极管D5的正极和电容C8的另一端,电阻R12的一端连接电容C5的一端,电阻R12的另一端分别连接MOS管U5的源极和电阻R20的一端,电阻R20的另一端分别连接MOS管U5的栅极和电阻R13的一端,电阻R13的另一端连接脉宽调制芯片U2的第6引脚,MOS管U5的漏极连接电阻R8的一端,电容C9并联在电阻R8的两端,电阻R8的另一端连接二极管D2的正极,脉宽调制芯片U2的第5引脚接地,脉宽调制芯片U2的第7引脚连接稳压二极管D5的负极,电容C1的一端连接脉宽调制芯片U2的第8引脚,电容C1的另一端接地,二极管D2的负极和电阻R8的一端分别连接至变压器T1原边的一端,稳压二极管D5的正极和二极管D3的正极分别连接至变压器T1原边的另一端,变压器T1副边输出隔离后的直流电压。
4.根据权利要求3所述的节能预热器电路,其特征在于:所述电压保持单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R11、变阻器RP1、电容C2、电容C11、电容C12、电容C15、二极管D4、发光二极管LED1、晶闸管U3、光耦U1、电感L1,所述二极管D4的正极连接变压器T1副边的一端,电容C15的一端连接变压器T1副边的另一端,电容C15的另一端接地,电容C11、发光二极管LED1、电阻R7、电阻R6依次串联,电阻R9和电容12串联,二极管D4的负极分别连接电感L1的一端、电容C11的一端、电阻R9的一端、电阻R11的一端,电阻R2和变阻器RP1串联,晶闸管U3的阳极分别连接电容C15的一端、电容C11的另一端、电阻R9的另一端、电阻R2的一端,晶闸管U3的阴极分别连接变阻器RP1的一端、电阻R6的一端、电容C2的一端,电容C2的另一端分别连接晶闸管U3的门极、光耦U1的负极、电阻R5的一端,电阻R6的另一端分别连接电容C12的一端和电感L1的另一端,电阻R11的另一端分别连接电阻R5的另一端和光耦U1的正极,光耦U1的集电极连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接电阻R15的另一端,光耦U1的发射极接地,所述电感L1的另一端与电容C15的一端输出24V的供电电压至风扇的电源输入端。
5.根据权利要求3或4所述的节能预热器电路,其特征在于:所述脉宽调制芯片U2是一种电流控制型脉宽调制芯片,脉宽调制芯片U2的型号为UC3842BN。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的节能预热器电路,其特征在于:所述外部电源为110V直流电压或220V交流电压。
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