升压滤波装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种升压滤波装置，装置包括：滤波器，对直流输入电压和直流输出电压进行滤波，以消除输入或输出电压中的噪声；直流升压模块，将滤波后的直流输入电压通过储能电感器、整流器和斩波电路进行升压；过压保护电路，采样直流输出端上的直流输出电压，当直流输出电压超过一设定值后，切断辅助电源向控制电路提供的电源，以使直流升压模块停止工作。本发明专利技术提供的升压滤波装置中过压保护电路不需要增加很多器件就可以实现过压保护功能。过流保护电路与输入防反电路集成在一起，能够很好的实现过流保护的功能，并且实现成本低。另外，散热效果好，对外接口简单。并且，电路板设计采用了四周全包围方式，回路面积少，板级电磁兼容性好。

Boost filter

The invention discloses a boost filter device, which comprises a filter to filter the DC input voltage and the DC output voltage to eliminate the noise in the input or output voltage; a DC boost module to boost the filtered DC input voltage through energy storage inductor, rectifier and chopper circuit; an over-voltage protection circuit to sample the DC transmission on the DC output terminal. Output voltage, when the DC output voltage exceeds a set value, the auxiliary power supply to the control circuit is cut off to stop the DC boost module. The over-voltage protection circuit in the boost filter device provided by the invention can realize the over-voltage protection function without adding many devices. Over-current protection circuit is integrated with input anti-reverse circuit, which can realize the function of over-current protection well and achieve low cost. In addition, the heat dissipation effect is good and the external interface is simple. In addition, the circuit board design adopts a surround mode, with less circuit area and good board-level electromagnetic compatibility.

【技术实现步骤摘要】
升压滤波装置
本专利技术涉及电力电子
，具体地说，涉及一种升压滤波装置。
技术介绍
目前内燃机车控制系统DC110V或74V供电电源来自蓄电池，蓄电池两端还并联有柴油机启动电机、空气压缩机及其他电器。当柴油机启机或者空气压缩机启动时，由于蓄电池负载电流大范围突变，机车控制电源DC110V或74V电源大幅度降低，且低于控制系统工作电源的允许输入电压范围的底限(DC77V和DC45V)。特别是机车柴油机启动时，机车DC110V电源值低于控制系统供电电源底限的时间会持续数秒，此时机车微机控制系统开关电源处于非正常工作状态，导致微机控制系统不能正常工作。为了解决供电电源的稳定性问题，急需一种稳定性高的用于内燃机车的控制电源的升压滤波装置。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种升压滤波装置，所述装置包括：滤波器，其用以对直流输入电压和直流输出电压进行滤波，以消除输入或输出电压中的噪声；直流升压模块，用于将滤波后的直流输入电压通过储能电感器、整流器和斩波电路进行升压，其中，所述斩波电路包括：斩波管，控制电路，其输出连接到所述斩波管的门极控制端，用以提供脉冲序列信号使得所述斩波管处于周期性导通状态；辅助电源，其用以向所述控制电路提供电源；过压保护电路，其采样直流输出端上的直流输出电压，当直流输出电压超过一设定值后，切断所述辅助电源向所述控制电路提供的电源，以使所述直流升压模块停止工作。根据本专利技术的一个实施例，所述过压保护电路包括：限压二极管，其阴极连接在直流输出电压的高压端，用以获取输出电压值；可控开关，其控制端连接在所述限压二极管的阳极，用以在输出电压值超过所述限压二极管的反向导通电压时导通，以向所述辅助电源发出切断提供给所述控制电路的电源的信号。根据本专利技术的一个实施例，所述可控开关包括继电器或者MOS管。根据本专利技术的一个实施例，所述限压二极管上串联有限流电阻。根据本专利技术的一个实施例，所述装置还包括：防反和过流保护电路，其连接在直流输入电压的低电压端和直流输出电压的低电压端之间，用以采样所述直流输入电压的低电压端与所述直流输出电压的低电压端之间的电流，并在所述电流值超过一设定值时，切断整个回路。根据本专利技术的一个实施例，所述防反和过流保护电路包括：电流采样电阻，其串联在所述直流输入电压的低电压端与所述直流输出电压的低电压端之间，用以采样流经的电流；电压比较器，其包括两个电压比较端和一个输出端，第一比较端连接在所述电流采样电阻上，用以输入所述电流采样电阻上的电压，第二比较端用于输入基准电压，当所述第一比较端上的电压值超过所述第二比较端上的电压值时，在所述输出端上输出过流指示信号；可控开关，其两个开关端分别连接在直流输入电压的低电压端和直流输出电压的高电压端上，所述可控开关的控制端连接在所述电压比较器的输出端上，用以接收所述过流指示信号，以切断整个回路。根据本专利技术的一个实施例，在所述防反和过流保护电路中还包括：运算放大电路，其连接在所述电流采样电阻与所述电压比较器之间，用以将所述电流采样电阻上的电压进行运算放大。根据本专利技术的一个实施例，当所述第一比较端上的电压值恢复到不超过所述基准电压时，所述电压比较器在输出端上输出电流正常指示信号，以使得所述开关管导通，从而以动态方式接通整个回路。根据本专利技术的一个实施例，所述装置还包括：散热板和封装外壳，其中，所述防反和过流保护电路以及过电压保护电路直接集成安装在所述散热板上，通过所述散热板与封装外壳相连。本专利技术的有益之处在于，在电路设计方面，过压保护电路结构简单，效果良好，不需要增加很多器件就可以实现过压保护功能。过流保护电路与输入防反电路集成在一起，方案简单，集成度高，能够很好的实现过流保护的功能，并且实现成本低。另外，在装置设计方面，上面板和下面板都开了散热孔，功率器件如MOS管以及整流管等都安装在散热板上，散热板与外壳紧密压在一起，散热效果好，整个装置结果紧凑，电磁兼容性能好，对外接口简单。并且，电路板设计采用了四周全包围方式，输入输出回路紧凑，回路面积少，板级电磁兼容性好。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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专利技术的一些实施例，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显示了一种升压滤波装置的结构框图；图2显示了根据本专利技术的一个实施例的升压滤波装置结构框图；图3进一步显示了根据本专利技术的一个实施例的升压滤波装置的细节结构框图；图4显示了根据本专利技术的一个实施例的过压保护电路图；图5显示了根据本专利技术的一个实施例的防反和过流保护电路图；图6显示了根据本专利技术的一个实施例的升压滤波装置的结构示意图；以及图7显示了根据本专利技术的一个实施例的升压滤波装置的电路板示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细说明。图1显示了一种升压滤波装置的结构框图。如图1所示，升压滤波装置包含第一滤波器、第二滤波器、辅助电源、储能电感器、整流感应器、电流互感器、斩波管以及电压取样电路。其中，第一滤波器连接在输入正极以及输入负极之间，辅助电路并联在第一滤波器两端，储能电感器的一端连接在辅助电源的输入正极连接端，辅助电路的另一端连接在整流感应器的一端，整流感应器的另一端连接在输出正极端。储能电感器以及整流感应器之间引出一端，电流互感器以及斩波管串联连接在引出的一端以及输出负极之间，电流互感器以及斩波管还与斩波控制电路连接。电压取样电路连接在输出正极以及输出负极之间，电压取样器还与斩波控制电路连接。第二滤波器连接在输出正极以及输出负极之间。如图1所示的DC/DC升压滤波模块串联在机车DC110V电源和控制系统的开关电源之间，在电机启动或其他原因使开关电源输入电压发生波动时，可通过斩波控制电路调整斩波管的占空比，从而使开关电源输入端电压保持在允许范围之内，电源得以正常工作。当电流互感器输出的互感电流大于规定的电流时，斩波控制电路调低斩波管的占空比，电源输出端电压降低。反之，则调高斩波管的占空比，电源输出端电压升高。当电压取样电路的取样值大于规定电压值时，封闭斩波管，此时整个装置相当于一个滤波器。当取样值小于规定电压值时，斩波管在斩波控制电路的控制下正常工作，此时整个装置相当于一个升压器和滤波器的组合。图1所示的电路虽然能够起到升压滤波的作用，但是缺乏过压和过流保护电路。另外，由于电容容量偏低，因此不能提供后级电源中断试验。并且，结构设计也比较复杂。为了解决以上装置存在的问题，本专利技术提供了一种升压滤波装置，在电路上增加了过压保护和过流保护。并且，增大了电容的容值。图2显示了根据本专利技术的一个实施例的升压滤波装置结构框图。如图2所示，升压滤波装置包含滤波器、辅助电源、储能电感器、整流器、控制电路、斩波管以及过压保护电路。其中，滤波器一般包含两个，其中一个连接在输入正极以及输入负极之间，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升压滤波装置，其特征在于，所述装置包括：滤波器，其用以对直流输入电压和直流输出电压进行滤波，以消除输入或输出电压中的噪声；直流升压模块，用于将滤波后的直流输入电压通过储能电感器、整流器和斩波电路进行升压，其中，所述斩波电路包括：斩波管，控制电路，其输出连接到所述斩波管的门极控制端，用以提供脉冲序列信号使得所述斩波管处于周期性导通状态；辅助电源，其用以向所述控制电路提供电源；过压保护电路，其采样直流输出端上的直流输出电压，当直流输出电压超过一设定值后，切断所述辅助电源向所述控制电路提供的电源，以使所述直流升压模块停止工作。

【技术特征摘要】
1.一种升压滤波装置，其特征在于，所述装置包括：滤波器，其用以对直流输入电压和直流输出电压进行滤波，以消除输入或输出电压中的噪声；直流升压模块，用于将滤波后的直流输入电压通过储能电感器、整流器和斩波电路进行升压，其中，所述斩波电路包括：斩波管，控制电路，其输出连接到所述斩波管的门极控制端，用以提供脉冲序列信号使得所述斩波管处于周期性导通状态；辅助电源，其用以向所述控制电路提供电源；过压保护电路，其采样直流输出端上的直流输出电压，当直流输出电压超过一设定值后，切断所述辅助电源向所述控制电路提供的电源，以使所述直流升压模块停止工作。2.如权利要求1所述的升压滤波装置，其特征在于，所述过压保护电路包括：限压二极管，其阴极连接在直流输出电压的高压端，用以获取输出电压值；可控开关，其控制端连接在所述限压二极管的阳极，用以在输出电压值超过所述限压二极管的反向导通电压时导通，以向所述辅助电源发出切断提供给所述控制电路的电源的信号。3.如权利要求2所述的升压滤波装置，其特征在于，所述可控开关包括继电器或者MOS管。4.如权利要求2所述的升压滤波装置，其特征在于，所述限压二极管上串联有限流电阻。5.如权利要求1-4中任一项所述的升压滤波装置，其特征在于，所述装置还包括：防反和过流保护电路，其连接在直流输入电压的低电压端和直流输出电压的低电压端之间，用以采样所述直流输入电压的低电压端与所述直流输出电压的低电压端之...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松柏，冯炳，张东方，姚晓阳，赵军伟，赵翔宇，杨栋新，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，中国铁路总公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43