一种具有充电功能的交直流转换电路的设计与实现.pdf

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1、第4期王强等．一种具有充电功能的交直流转换电路的设计与实现401一种具有充电功能的交直流转换电路的设计与实现王强兰陟邢阳辉王丽(国家康复辅具研究中心)摘要介绍了一种具有充电功能的交直流转换电路的设计方法，分别对交直流转换电路、直流电压转换电路和电池充电电路进行设计。实际应用表明：在有220V(AC)或电池的情况下，电源都可以稳定输出24、12、3．3V直流电压。关键词交直流转换电路电压转换输出电压中图分类号TH89文献标识码B文章编号1000．3932(2017)04-0401-06交直流转换电路为直流电机驱动电路提供输入电源。现有的交直流转换电路

2、在实际使用过程中，在220V(AC)通断的连续性上不稳定，而且在受到负载电流冲击时容易出现异常，应该在电路设计中增加抗电压跌落功能模块，以增强控制的可靠性⋯。另外，传统充电方式是通过逆变器将直流电转换为交流电，然后利用能量转换装置将电能转换为机械能旧。，这样流经电路的电流会因能量转换而产生损耗。王金玉等采用全桥电磁隔离式直流变换电路结构和高频双向PWM控制策略，提高了电路输出端的调压范围，起到了稳定电压的作用"’。陈华锋等提出由两级变换电路组成级联电路的设计方案，扩大了电压的输入范围，但电路设计较为复杂¨1。设计电源电路时提高其抗干扰能力和运行稳定

3、可靠性是最重要的p。。为了实现控制电机驱动时更加稳定可靠的目的¨1，解决输入电压不稳定的难题，并简化电路设计，笔者在进行电源设计时，在没有220V(AC)电压的情况下，依靠电池工作稳定输出。在电路设计方面选择用比较器比较输出的方法，解决电压稳定性问题。在电池充电方面提供了一种比较电压的方式判断充电电路，以有效保护电池，使充电功能更加高效。1电源整体设计具有充电功能的交直流转换电路，包括了交流转直流电路、电池充电电路和直流电压转换电路(图1)，其中交流转直流电路用于将交流电转换为第1预定直流电压输出(24V)，该直流电压的输出端与充电电路的输入端连接

4、，为充电电池充电；该输出端还连接直流电压转换电路的输入端，该直流电压转换电路将该第1预定直流电压转换为第2预定直流电压(12V)和第3预定直流电压(3．3V)后输出。220V(AC)r—————————124V(DC)r———。—一电压输入I交流转直流l电压输当l电池充电——1电路r厂_1电路6v(Dc“lf电压输出lr_—————寸一I厂一厂———]12v(Dc)电压输出卜I直流电压转换电路r王再面石赢24V(DC)电池电压输出图1具有充电功能的交直流转换电路结构框图2交流转直流电路如图2所示，交流转直流电路是由工频变压器(型号TTO-1—632

5、-00)高电压端的两个端子接220V(AC)市电电源，变压器低电压端的3个端子分别连接继电器(型号AZ943S)和由4个二极管组成的整流电路。变压器低压侧第1端子AC0端接继电器AZ943S的常闭触点(第3脚)；变压器低压侧中间端子ACl端接继作者简介：王强(1982-)，助理研究员，主要从事控制理论与控制工程、电工电子技术的研究，yebif@163．toni。化工自动化及仪表第44卷电器AZ943S的常开触点(第2脚)；变压器低压侧第2端子AC2端连接到整流电路中二极管D3的正极；继电器AZ943S的开关触点，即第1脚连接到二极管D4的正极；二极

6、管D5正极接地，负极连接二极管D3的正极；二极管D6正极接地，负极连接二极管D4的正极；二极管D3和二极管D4负极相连，作为整流电路的输出端，输出24V(DC)的电压。24VfDCl芎i、’G胁GND图2交流转直流电路LM358是迟滞比较器，包括两组运算放大器u1A和ulB，u1B通过LM358的第5、6、7脚工作，连接u1B的50kfl电阻R7是正反馈电阻¨。，该电阻两端连接u1B的第5脚(正极输入端)和第7脚(输出端)，用于保证第7脚输出足够的电压，以触发Q3(Q3为三极管9013)。R10为50kfl电阻，一端接6V(DC)电压，6V(DC)

7、电压是电池充电电路中12V(DC)电压经过电阻分压后得到的，R10的另一端接u1B的第5脚，用于保护LM358的第5脚，也即起到限流作用，限制流入第5脚的电流的大小，避免烧坏u1B。R15、1／16、R19和1／20是分压电阻，阻值分别为50、15、50、20kl'l，R19一端接整流电路输出端24V(DC)电压、另一端与R15串联后接LM358的第6脚(负极输入端)；R20一端接地、另一端与R16串联后接LM358的第6脚；R15、R16、R19和R20用于将整流得到的24V(DC)电压分压，输入LM358的第6脚。CEl和CE2为100IxF／

8、20V电解电容，作用是滤波。CEl正极接u1B的第6脚，负极接地；CE2正极接Q3基级，负极接地。u1B的第7脚是输出端，