專利名稱：直流－直流變換器的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于直流——直流變換器，它特別涉及應用于鐵路機車上儀器、儀表，通信設備所用的一種開關式直流——直流變換器，也可適用于港口、碼頭、礦山、鐵路專用線上運輸設備的直流——直流變換。
背景技術：
目前鐵路機車上使用的直流——直流變換器，大都是采用自激式推挽電路，主要存在問題是磁通偏移過大，容易造成磁飽和，溫度增高，效率降低，工作時間一長，容易燒壞大功率管，整機不能工作，直接影響到機車設備的正常運行。
發明內容
本實用新型的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種電路簡單，工作可靠、電磁兼容性強，效率高、帶負載能力強、抗干擾、維修方便，能適應于惡劣環境下長期穩定工作的直流——直流變換器。
本實用新型包括二個電感組成的輸入濾波電路，由一個二極管、一個穩壓管、兩個電阻、一個電容組成的輔助電源電路，控制電路、保護電路、反饋檢測電路、自動切換電路，還包括他激推挽式的主電路，由一個電感、一個電容、兩個二極管組成的輸出整流濾波電路以及用集成電路TL494、IR2110組成的驅動電路。
主電路在結構上擯棄了自激推挽式電路，采用他激推挽式電路，由二個原邊繞組和多個副邊繞組的變壓器T1，兩個長效應管M1M2，兩個二極管D1D4四個電阻R3R4R5R6，兩個電容C5C6組成。由驅動電路輸入的兩路方波交替施加在主電路的M1M2的柵極上，使M1M2交替飽和導通和截止，每個管子都是半周期導通半周期截止，兩路脈沖相差180°，從而解決了磁通偏移過大問題，可靠性大大提高。
輸出整流濾波電路由一個電感、一個電容、兩個二極管組成，兩個二極管負極接在變壓器的副邊繞組上，二極管的正極接在電感的一端，電感的另一端接至輸出，電容的兩端分別與電感輸出端和變壓器中心抽頭相連接。
驅動電路主要選用集成電路TL494、IR2110組成，TL494第9腳、第10腳輸出信號接至IR2110的第10腳和12腳，IR2110將來至TL494的輸入方波信號加以放大，IR2110的1腳和7腳分別接至主電路的電阻一端和二極管的正極，IR2110的3、6、9腳接+15V，通過C1C2分別與地相連。
圖1是本實用新型直流——直流變換器的方框圖；圖2輸入濾波電路；圖3主電路；圖4輸出整流濾波電路和自動切換電路；圖5驅動電路；圖6控制電路；圖7輔助電源電路；圖8反饋檢測電路；圖9保護電路。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
如圖1所示，由外部電源提供輸入70-140V的電壓，通過主電路DC/DC變換，由主電路變壓器T1的副邊繞組輸出至輸出整流濾波電路，通過反饋檢測電路、控制電路、驅動電路、回到主電路。當主電路尚未工作時，由輔助電源電路向控制電路提供工作電源；當輸出整流濾波電路電流過大，保護電路給控制電路提供電流保護信號；當輸入濾波電路的電壓過高或過低時，保護電路又能提供保護信號給控制電路起保護作用；當整機出現故障時，切換電路能夠自動切換，介入備用電源，保證正常工作。
圖2為輸入濾波電路，采用L1L2、C1C2低通濾波電感磁芯為高頻磁芯繞成相互耦合式，C1C2并聯電容為高頻電容防止高頻引起發熱，當輸入電壓波動時濾波器動作，使電流電壓不能突變。
圖3為主電路，由變壓器T1，兩個長效應管M1M2，兩個二極管D1D4，兩個電容C5C6，四個電阻R3R4R5R6組成。考慮到推挽電路有磁通偏移的傾向，變壓器選用高頻鐵氧體作鐵心，擁有高導磁率，加上合理的保護電路，可較好地避免了磁通飽和。
圖4為輸出整流濾波電路和自動切換電路，由二極管D2D3、電感L3、電容C1、繼電器IZJ1組成。由變壓器T1的副邊繞組輸出交流經二極管D2D3整流，通過電感L3、電容C7濾波后，再經繼電器IZJ1，接至負載，L3C7濾波后使變壓器輸出的疊加波變得平滑，滿足紋波指標要求。
圖5為驅動電路，由集成電路IR2110和電容C8C9組成。IR2110的10、12腳接收來至TL494的E19腳、E210腳的脈沖信號，相位相差180度，通過驅動器放大分別輸入到M1M2長效應管的柵極，驅動長效應管導通和截止。
圖6為控制電路，由集成電路TL494和六個電阻R7R8R9R10R11R12兩個電容C3C4組成。通過TL494的E19腳、E210腳向外輸出相位相差180度的調制脈沖輸入到驅動電路的IR2110的10、12腳，脈沖信號通過放大，輸入到主電路的M1M2的長效應管的柵極。
圖7為輔助電源電路，由電阻R1R2、電容穩壓管D5、二極管D6組成。當電路啟動時，變壓器T1的副邊繞組無輸出電壓，反饋電路不工作，由輔助電源電路供電啟動控制電路，控制電路正常工作后，變壓器T1二次側反饋輸出高于12V電壓使二極管D6截止。
圖8為反饋檢測電路，由二極管D7D8、電感L4、電容C11、電阻R02組成。當輸入電壓波動時，輸出電壓也隨之波動，反饋電壓信號通過本電路檢測經電阻R02，到TL494的一端，在TL494的作用下，達到輸出電壓基本不變的目的。
圖9為保護電路由集成電路LM311和14個電阻組成。該電路設有過壓、欠壓、過流保護，LM311電路主要由三個比較器與一個三輸入與非門組成。過壓、欠壓保護信號來至電源輸入的正極，輸入電壓高于過壓值或低于欠壓值，保護器動作提供一個信號給控制電路TL494的IN+16腳，過渡保護信號來至主電路長效應管M1M2源極，源極輸出電流信號大于過流保護信號時，保護器動作提供TL494IN+16腳一個限流信號，使M1M2，長效應管的輸出電流限制在最大輸出電流范圍內。
本實用新型直流——直流變換器與現有技術相比有以下積極效果1、能適應于惡劣環境下長期穩定工作，不易出故障；2、電池兼容性強、抗干擾、不產生干擾源；3、解決了磁通偏移問題，功率元件不易發熱；4、電路簡單，主電路采用他激推挽斬波電路便于維修；5、噪音小；6、輸入電壓范圍大(70-140V)，輸出帶負載能力強，效率達85％。
權利要求1.一種直流——直流變換器，包括二個電感組成的輸入濾波電路，由一個二極管、一個穩壓管、兩個電阻、一個電容組成的輔助電源電路，控制電路、保護電路、反饋檢測電路、自動切換電路，其特征在于還包括他激推挽式的主電路，一個電感、一個電容、兩個二極管組成的輸出整濾波電路，以及用集成電路TL494、IR2110組成的驅動電路。
2.權利要求1所述的直流——直流變換器，其特征在于，所述的他激推挽式主電路由二個原邊繞組和多個副邊繞組的變壓器T1、兩個長效應管M1M2、兩個二極管D1D4、四個電阻R3R4R5R6、兩個電容C5C6組成。
3.權利要求1所述的直流——直流變換器，其特征在于，所述輸出整流濾波電路的兩個二極管D2D3負極接在變壓器T1的付邊繞組上，二極管的正極接在電感T3的一端，電感T3的另一端接至輸出，電容C7的兩端分別與電感T3輸出端和變壓器T1中心抽頭相連接。
4.權利要求1所述的直流——直流變換器，其特征在于，所述驅動電路的TL494第9腳、第10腳輸出信號接至IR2110的第10腳和12腳，IR2110將來自TL494的輸入方波信號加以放大，IR2110的1腳和7腳分別接至主電路的電阻一端和二極管的正極，IR2110的3、6、9腳接+15V，通過C1、C2分別與地相連。
專利摘要本實用新型公開了一種開關式直流—直流變換器，主電路采用他激推挽式電路；輸入整流濾波電路，直接采用了電感濾波；驅動電路選用集成電路IR2110等組成的電路構成。從而有效地解決磁通偏移問題，實現穩壓多路輸出，適用于輸入電壓范圍70－140V，輸出帶負載能力強，效率達85％，在惡劣環境下能長期穩定工作，特別適用于鐵路機車的儀器、儀表上的直流變換。
文檔編號H02M3/04GK2590267SQ0227778
公開日2003年12月3日 申請日期2002年12月2日 優先權日2002年12月2日
發明者彭紹島, 聶國旺, 池繼能 申請人:南昌智圣電力電子設備廠