一种启动式直流电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种启动式直流电源，涉及发电机技术领域。本实用新型专利技术包括与汽油发动机连接的三相永磁电机，所述三相永磁电机信号连接控制器，所述控制系统还分别与电池、负载、显示器以及控制开关信号连接，其特征在于：所述控制器包括处理模块以及与所述处理模块信号连接的电机驱动模块、直流输出模块、点火模块、防反接检测及保护模块和辅助模块；以实现利用控制器将汽油发动机输出的机械能，转换成稳定、可控的直流电能输出的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种启动式直流电源
本技术涉及燃油发电机
，具体的说，是一种启动式直流电源。
技术介绍
在现有生活很多应用中需要直流电源，特别是有电池应用环境，如通信基站用48V直流，汽车用24V、60V、72V直流，UPS，无人机用直流充电机等应用。但是现有直流发电机组应用通常为内燃机带动永磁发电机加AC-DC高频开关电源、或内燃机带动AVR(automaticvoltageregulator)励磁发电机加整流器组合而成。永磁发电机具有体积小、效率高、功率密度高等优点，还方便在电动机和发电机两种模式之间切换，但是发电机模式时不能自动调节输出电压，高性能大功率的AC-DC高频开关电源价格高、体积较大，不利于市场推广。AVR励磁发电机相比永磁发电机在体积大、功率密度低、输出电性能稳定性低等方面有所不足，更不方便在电动机和发电机两种模式之间切换，但是可以用AVR调节电压。受以上两种发电机组的特性影响，现在应用的直流发电机占比很小，市场亟需一种性能媲美高频开关电源、同时体积小、成本适中的直流发电机组用直流电源。
技术实现思路
针对目前直流发电机应用的问题，本设计提供一种永磁发电机组用直流电源，以实现满足对直流发电机组的输出性能的稳定，功率可控，同时体积小，成本适中，可以驱动永磁电机工作在电机动模式下，带动发动机启动，从而取消机组的启动马达而节约成本、减轻重量的目的。为了实现上述目的，本技术采用以下技术手段：一种启动式直流电源，包括与汽油发动机连接的三相永磁电机，所述三相永磁电机信号连接控制器，所述控制系统还分别与电池、负载、显示器以及控制开关信号连接，所述控制器包括处理模块以及与所述处理模块信号连接的电机驱动模块、直流输出模块、点火模块、防反接检测及保护模块和辅助模块；所述电机驱动模块与所述直流输出模块通过共用电路模块信号连接；所述直流输出模块与所述防反接检测及保护模块信号连接；所述辅助模块包括与所述处理模块、点火模块、直流输出模块以及电机驱动模块信号连接的辅助电源，所述辅助电源用于为系统器件提供电源；所述处理模块包括相互信号连接的副MCU模块和主MCU模块，所述电机驱动模块以及所述点火模块与所述副MCU模块信号连接，所述直流输出模块、所述防反接检测及保护模块与主MCU模块信号连接，所述电机驱动模块同时也与所述主MCU模块信号连接；所述点火模块包括分别于所述副MCU模块信号连接的触发信号采样电路和点火脉冲发生电路。作为优选的，所述电机驱动模块包括三相MOS全桥、MOS驱动电路、电机相位检测电路、电流采样电路以及电流方向识别电路；所述三相MOS全桥通过所述MOS驱动电路与所述主MCU模块信号连接，所述电机相位检测电路与所述主MCU模块信号连接，所述电流采样电路以及所述电流方向识别电路分别与所述主MCU模块信号连接，且所述电流采样电路与所述电流方向识别电路信号连接。进一步的，所述直流输出模块包括依次信号连接的输出直流滤波、可控硅半控三相桥、可控硅驱动电路以及导通角相位控制电路，所述导通角相位控制电路与输出控制电路信号连接；所述输出控制电路包括连通的输出电压控制电路和输出电流控制电路；所述输出电压控制电路同时与所述主MCU模块以及电压采样电路信号连接，所述电压采样电路也与所述主MCU模块信号连接；所述输出电流控制电路同时与所述主MCU模块以及输出电流采样电路信号连接，所述输出电流采样电路也与所述主MCU模块信号连接。更进一步的，所述主MCU模块包括芯片U1，U1型号为R7F0C009，所述副MCU模块包括芯片U2，U2型号为R5F1006A。更进一步的，所述防反接检测及保护模块包括分别与所述主MCU模块信号连接的反接状态采样电路和防反接保护电路，所述防反接保护电路分别与所述电机驱动模块的三相MOS全桥以及所述直流输出模块的输出直流滤波信号连接。更进一步的，所述辅助模块还包括与所述辅助电源信号连接的功能模块，所述辅助电源还用于向所述功能模块提供电源，所述功能模块包括与所述副MCU模块信号连接的风门步进电机控制电路、发动机温度采样电路、发动机机油采样电路、以及与所述主MCU模块信号连接的控制器温度采样电路、油门步进电机控制电路、通信电路以及用户控制信号采样电路。本技术在使用的过程中，具有以下有益效果：1、可以输出电压、电流稳定可控的直流电能，输出电压与永磁发电机转速没有直接联系，同时可以有极高的转换效率(输出48V时可达95％左右；输出72V时可达97％左右；如果使用高频开关，转换效率在90％～93％左右)，而且没有高频开关电源难以处理的高频脉冲纹波。2、可以对发动机转速精确控制，同时对发动机点火角度精确控制，提升发动机功率和燃油效率。3、可以在输出端与电池发生反接的时候，保护电源和电池及线路不损坏。4、可以在发动机停机状态时，利用永磁电机的可逆性，让永磁电机工作在电动机模式，从而反拖发动机启动，同时根据温度条件自动控制发动机风门和油门，实现机组一键启停功能。5、将永磁电机驱动电路和输出整流电路部分共用，可以降低系统成本。附图说明图1为本技术整机结构框图。图2为本技术控制器原理框架图。图3为本技术直流输出模块第一电路图。图4为本技术直流输出模块第二电路以及防反接检测及保护模块电路连接图。图5为本技术防反接检测及保护模块电路图。图6为本技术MOS三相全桥、电流采样电路及共用电路模块电路图。图7为本技术辅助电源电路图。图8a与图8b为本技术副MCU模块电路图。图9为本技术主MCU模块电路图。图10为本技术触发信号采样电路图。图11为本技术点火脉冲发生电路图。图12为本技术MOS驱动电路图。图13为本技术电机相位检测电路图。图14为本技术电流采样电路放大图。图15a、图15b以及图15c为本技术电流方向识别电路图。图16为本技术输出直流滤波及可控硅半控三相桥连接电路图。图17为本技术输出直流滤波电路图。图18为本技术可控硅半控三相桥电路图。图19a、图19b以及图19c为本技术可控硅驱动电路图。图20为本技术导通相位角控制电路图。图21为本技术输出控制电路图。图22为本技术电压采样电路图。图23为本技术输出电流采样电路图。图24为本技术风门及油门步进电机驱动电路图。图25为本技术发动机温度采样电路图。图26为本技术控制器温度采样电路图。图27为本技术用户控制信号采样电路图。图28为本技术发动机机油采样电路图。其中，1-输出直流滤波、2-可控硅半控三相桥、3-可控硅驱动电路、4-导通角相位控制电路、5-输出控制电路、6-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种启动式直流电源，包括与汽油发动机连接的三相永磁电机，所述三相永磁电机信号连接控制器，所述控制器还分别与电池、负载、显示器以及控制开关信号连接，其特征在于：所述控制器包括处理模块以及与所述处理模块信号连接的电机驱动模块、直流输出模块、点火模块、防反接检测及保护模块(11)和辅助模块；/n所述电机驱动模块与所述直流输出模块通过共用电路模块(10)信号连接；/n所述直流输出模块与所述防反接检测及保护模块(11)信号连接；/n所述辅助模块包括与所述处理模块、点火模块、直流输出模块以及电机驱动模块信号连接的辅助电源，所述辅助电源用于为系统器件提供电源；/n所述处理模块包括相互信号连接的副MCU模块和主MCU模块，所述电机驱动模块以及所述点火模块与所述副MCU模块信号连接，所述直流输出模块、所述防反接检测及保护模块(11)与主MCU模块信号连接，所述电机驱动模块同时也与所述主MCU模块信号连接；/n所述点火模块包括分别于所述副MCU模块信号连接的触发信号采样电路和点火脉冲发生电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种启动式直流电源，包括与汽油发动机连接的三相永磁电机，所述三相永磁电机信号连接控制器，所述控制器还分别与电池、负载、显示器以及控制开关信号连接，其特征在于：所述控制器包括处理模块以及与所述处理模块信号连接的电机驱动模块、直流输出模块、点火模块、防反接检测及保护模块(11)和辅助模块；
所述电机驱动模块与所述直流输出模块通过共用电路模块(10)信号连接；
所述直流输出模块与所述防反接检测及保护模块(11)信号连接；
所述辅助模块包括与所述处理模块、点火模块、直流输出模块以及电机驱动模块信号连接的辅助电源，所述辅助电源用于为系统器件提供电源；
所述处理模块包括相互信号连接的副MCU模块和主MCU模块，所述电机驱动模块以及所述点火模块与所述副MCU模块信号连接，所述直流输出模块、所述防反接检测及保护模块(11)与主MCU模块信号连接，所述电机驱动模块同时也与所述主MCU模块信号连接；
所述点火模块包括分别于所述副MCU模块信号连接的触发信号采样电路和点火脉冲发生电路。


2.根据权利要求1所述的一种启动式直流电源，其特征在于：所述电机驱动模块包括三相MOS全桥(8)、MOS驱动电路、电机相位检测电路、电流采样电路(9)以及电流方向识别电路；所述三相MOS全桥(8)通过所述MOS驱动电路与所述主MCU模块信号连接，所述电机相位检测电路与所述主MCU模块信号连接，所述电流采样电路(9)以及所述电流方向识别电路分别与所述主MCU模块信号连接，且所述电流采样电路(9)与所述电流方向识别电路信号连接。


3.根据权利要求1所述的一种启动式直流电源，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张燕，
申请(专利权)人：重庆钰珲机电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50