專利名稱：一種電源整流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通信或電子領(lǐng)域的電源領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于通信系統(tǒng)或設(shè)備之中的電源整流技術(shù)。
背景技術(shù)：
市電停電會造成通信業(yè)務(wù)的中斷，因此當(dāng)電信設(shè)備運行環(huán)境的電網(wǎng)質(zhì)量不高時，為保證通信系統(tǒng)或設(shè)備的正常運行，業(yè)界都會在通信系統(tǒng)或設(shè)備中配置充電電池，以保證市電停電時仍能正常供電。
但是，由于沒有行業(yè)以及國際、國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定，不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的充電電池所要求的浮充/均充電壓不完全一致，而電源整流器的輸出電壓同樣沒有類似的標(biāo)準(zhǔn)，所以經(jīng)常會發(fā)生電源整流器輸出電壓與電池所需的浮充/均充電壓不匹配的問題，造成電池欠容量或者過充受損現(xiàn)象。
為解決上述存在的電源整流器與充電電池不匹配的問題，現(xiàn)有技術(shù)中常用如下兩種方案方案一是旋鈕控制的方案，即利用可變電阻器的阻值調(diào)節(jié)輸出電壓，所述可變電阻器連接于整流器控制回路中，通過微調(diào)旋鈕調(diào)節(jié)接入阻值以改變控制環(huán)路的參數(shù)，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。如圖1所示，整流器包括電池均充(BOOST)微調(diào)旋鈕和浮充(FLOAT)微調(diào)旋鈕，分別控制浮充、均充電壓值。一般為了保證調(diào)節(jié)結(jié)果可知，整流器設(shè)計了顯示輸出電壓的采樣值的電壓顯示裝置，由圖1中的顯示器窗口輸出，使用者通過直接觀察顯示器顯示內(nèi)容即可判斷輸出電壓調(diào)節(jié)結(jié)果。顯示器一般為液晶顯示器、LED陣列、數(shù)字顯示器等。
方案一的缺點是為了保證輸出電壓在調(diào)節(jié)過程中隨時可知，電路設(shè)計中必須引入顯示器，造成成本上升；顯示器設(shè)計需要考慮高低壓信號隔離，防止串?dāng)_等因素，使整流器設(shè)計復(fù)雜度提高；顯示電路部分占用整流器本身的容積，不利于目前整流器小型化的設(shè)計要求。
方案二是通過專用監(jiān)控器進(jìn)行設(shè)置的方案，如圖2所示，整流器和監(jiān)控器同屬于一套電源系統(tǒng)，整流器輸出電壓由監(jiān)控器檢測，整流器通過電源系統(tǒng)與監(jiān)控終端通信，監(jiān)控器將輸出電壓上報監(jiān)控終端，使用者可以根據(jù)實際情況在監(jiān)控終端設(shè)置均充/浮充電壓，再通過模擬或者數(shù)字信號給整流器下達(dá)輸出電壓調(diào)節(jié)命令從而完成輸出電壓調(diào)節(jié)的任務(wù)。監(jiān)控終端可以是位于通信機(jī)房監(jiān)控室的計算機(jī)終端，也可以是用于現(xiàn)場調(diào)試的便攜式計算機(jī)或者其他具有類似功能的設(shè)備。有些電源系統(tǒng)可以直接在監(jiān)控器上進(jìn)行輸出電壓設(shè)置，這就需要監(jiān)控器本身設(shè)置有顯示面板。
現(xiàn)有技術(shù)二的缺點是監(jiān)控器必須與整流器配套，為了滿足調(diào)節(jié)輸出電壓的目的，必須同時配套監(jiān)控器，電源系統(tǒng)建設(shè)總體成本上升；監(jiān)控器的引入增加了設(shè)計的復(fù)雜度；必須依賴軟件調(diào)節(jié)輸出電壓，軟件設(shè)計的缺陷可能造成輸出電壓調(diào)節(jié)失敗。
實用新型內(nèi)容本實用新型為解決現(xiàn)有電源整流裝置存在的成本高及設(shè)計復(fù)雜度增加的問題，提供了一種電源整流器，可以直接通過開關(guān)對輸出設(shè)定電壓進(jìn)行有級調(diào)節(jié)，而無須依賴顯示裝置或監(jiān)控裝置控制輸出電壓。
本實用新型所述電源整流器包括對電源電壓進(jìn)行整流輸出的整流回路和輸出電壓反饋控制回路，所述反饋控制回路包括采樣電路、信號放大器、光電耦合電路和脈沖寬度調(diào)制電路，以及所述信號放大器的基準(zhǔn)電壓源；所述采樣電路連接在所述整流器的輸出端和地之間，包括串聯(lián)的第一單元和第二單元，所述第一單元包括多個并聯(lián)支路，每條并聯(lián)支路上包括串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻和調(diào)節(jié)開關(guān)，所述調(diào)節(jié)開關(guān)控制調(diào)節(jié)電阻之一或任意組合接入控制回路時，分別對應(yīng)設(shè)定的輸出電壓調(diào)節(jié)量，所述第二單元包括至少一個反饋電阻，所述第一單元和第二單元之間的節(jié)點連接所述信號放大器的輸入端；并將所述第一單元或第二單元的端電壓作為采樣信號輸入信號放大器。
其中，為實現(xiàn)不同檔次的調(diào)壓，所述第一單元并行設(shè)置有兩個以上，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，分別用以調(diào)節(jié)所述整流回路不同檔的輸出電壓。
所述調(diào)節(jié)開關(guān)為多位機(jī)械開關(guān)或電子開關(guān)；所述多位機(jī)械開關(guān)為手動撥碼開關(guān)；所述的電源整流器還包括設(shè)置所述調(diào)節(jié)開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)的操作面板。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下優(yōu)點1、通過在整流器中設(shè)置兩個以上的電阻調(diào)節(jié)裝置，可以實現(xiàn)不同檔的電壓調(diào)節(jié)，以匹配不同蓄電池所需的均充、浮充電壓。
2、通過設(shè)置不同等級的電阻，可以有級調(diào)節(jié)整流器輸出電壓，不需要外加顯示單元，就可以直接設(shè)置整流器的輸出電壓。
3、由于無須依賴顯示裝置或監(jiān)控裝置調(diào)節(jié)輸出電壓，降低了設(shè)計復(fù)雜度和制造成本，同時縮短了電源整流器的開發(fā)周期。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)旋鈕控制的方案的整流器操作界面圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置專用監(jiān)控器方案的功能原理圖；圖3是本實用新型整流調(diào)壓裝置的電路結(jié)構(gòu)原理圖；圖4是本實用新型整流調(diào)壓裝置的操作界面圖。
具體實施方式
本實用新型主要通過改變整流器內(nèi)部控制回路的參數(shù)，來改變整流器的輸出電壓，一種典型的實現(xiàn)電路如圖3所示，包括整流回路和反饋控制回路，反饋控制回路包括脈沖寬度調(diào)整電路、采樣電路、信號放大器和光電耦合電路，信號放大器輸入端連接基準(zhǔn)電壓源，采樣電路由串聯(lián)的兩個單元構(gòu)成第一單元為調(diào)節(jié)電阻R1、R2...Rn，每一調(diào)節(jié)電阻串聯(lián)一個開關(guān)后形成并聯(lián)，調(diào)節(jié)電阻R1、R2...Rn的阻值按照需要設(shè)定的電壓調(diào)節(jié)量選擇，第二單元包括至少一個反饋電阻Rb。
其中整流回路的開關(guān)元件為主功率器件(如場效應(yīng)晶體管)，與脈沖寬度調(diào)整電路的輸出端SWICH連接；電阻Rb采樣的信號經(jīng)信號放大器、光電耦合隔離電路輸入到脈沖寬度調(diào)整電路的輸入端FB，當(dāng)脈沖寬度調(diào)整電路被觸發(fā)輸出脈沖時，控制主功率器件導(dǎo)通。由于采樣電路的第一單元為一個電阻有級調(diào)節(jié)裝置，可以設(shè)置為不同的等級的電阻，第二單元為反饋電阻Rb，反饋電阻Rb上的采樣信號隨第一單元電阻等級的變化而相應(yīng)變化，輸入到脈沖寬度調(diào)整電路的輸入端FB的控制信號發(fā)生改變，從而改變其輸出脈沖的占空比，使主功率器件的導(dǎo)通和關(guān)斷時間發(fā)生變化，達(dá)到有級調(diào)節(jié)整流器輸出電壓的目的。
本實用新型的關(guān)鍵在于在控制回路中增加了電阻有級調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置的每一級電阻分別對應(yīng)不同的電壓調(diào)節(jié)量，該調(diào)節(jié)裝置具體由并聯(lián)的n個調(diào)節(jié)電阻R1、R2...Rn組成，每個調(diào)節(jié)電阻上分別串聯(lián)有調(diào)節(jié)開關(guān)，調(diào)節(jié)開關(guān)可以選擇手動操作的機(jī)械開關(guān)，調(diào)節(jié)原理為通過操作機(jī)械開關(guān)，將調(diào)節(jié)電阻R1、R2...Rn中的一個或幾個跨接于整流電路的輸出端和信號放大器的第一輸入端之間，改變了控制回路的參數(shù)，達(dá)到輸出不同級別電壓的目的。并且根據(jù)需要的電壓調(diào)節(jié)檔次，并行設(shè)置一個以上的調(diào)節(jié)裝置，再利用轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，可以實現(xiàn)多檔調(diào)節(jié)。
如圖3所示，假設(shè)機(jī)械開關(guān)的位數(shù)是N位，默認(rèn)R1始終接入控制回路，并將此時的電壓輸出作為基準(zhǔn)輸出電壓，再當(dāng)?shù)贘位開關(guān)閉合，其他位置的開關(guān)斷開時，即再接入電阻Rj時，采樣電路由R1、Rj和Rb組成。與基準(zhǔn)輸出電壓相比，變化后的輸出電壓數(shù)值由下面的公式計算Vout＝Vref×〔1+(R1//Rj)/Rb〕......1公式1中，Vref為基準(zhǔn)源電壓值，通過操作機(jī)械開關(guān)接入電阻Rj后，輸出電壓的調(diào)整量由下面的公式?jīng)Q定ΔVout＝Vref×〔1+(R1)/Rb〕-Vref×〔1+(R1//Rj)/Rb〕＝Vref×(R1-R1//Rj)/Rb ......2公式2中，Vref×〔1+(R1)/Rb〕為基準(zhǔn)輸出電壓；R1//Rj表示兩個電阻并聯(lián)后的電阻值，R1//Rj＝R1×Rj/(R1+Rj)，該調(diào)整量對應(yīng)當(dāng)電阻Rj接入后的輸出電壓變化量。
如果再將其他電阻通過機(jī)械開關(guān)接入控制電路，輸出電壓和輸出電壓調(diào)整量的分析方法同上，其中最大輸出電壓調(diào)整量為ΔVmax＝Vref×(R1-R1//...Rj...//Rn)/Rb；最小輸出電壓調(diào)整量為ΔVmin＝Vref×(R1-R1//Rx)/Rb，Rx阻值最小的電阻，具體是哪一位，以及對應(yīng)多少數(shù)值由設(shè)計者決定，一般設(shè)計范圍可以是幾十毫伏或者幾伏，靈活性非常強(qiáng)，使用者只需要知道設(shè)計時的對應(yīng)原則就可以了。這樣，在實際使用中，選定具體的電阻值就可以計算不同電阻等級對應(yīng)的輸出電壓以及與基準(zhǔn)輸出電壓相比的調(diào)整量，將該調(diào)整量對應(yīng)標(biāo)注在面板上，使用者就可以根據(jù)對應(yīng)關(guān)系通過控制手動開關(guān)進(jìn)行設(shè)置調(diào)節(jié)。
根據(jù)這一原理，設(shè)計中也可以將調(diào)節(jié)電路與電阻Rb調(diào)換位置，這些設(shè)計方案均包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)?；蛘咭部梢詫⒉粚1通過手動開關(guān)接入，而是固定并聯(lián)在調(diào)節(jié)電路的兩端。
操作控制面板如圖4所示，機(jī)械開關(guān)可以選擇兩組多位撥碼開關(guān)，撥碼開關(guān)撥到操作控制面板上標(biāo)注的ON時閉合，撥到OFF時斷開。其中一組為多位浮充撥碼操作開關(guān)FLOAT、一組為多位均充撥碼操作開關(guān)BOOST，均/浮充方式通過并行設(shè)置兩組調(diào)節(jié)裝置并由一個轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，均/浮充的控制原理完全相同。操作控制面板還可以包括用于指示裝置不同工作狀態(tài)的一個運行燈及一個故障燈。設(shè)所述每組操作開關(guān)的位數(shù)為n，實際設(shè)計中n可以是任意大于1的整數(shù)，提供的輸出電壓變化等級為2n。當(dāng)基準(zhǔn)輸出電壓的設(shè)置電阻R1獨立于手動開關(guān)設(shè)置時，電壓調(diào)整規(guī)則相同。
實際使用時，只要將這種電壓調(diào)整量與電阻接入等級之間的對應(yīng)關(guān)系提供給用戶，用戶就可以通過面板開關(guān)設(shè)置需要的輸出電壓，不用任何測量以及監(jiān)控顯示，即可達(dá)到電源整流器的調(diào)壓目的。多位手動開關(guān)實際設(shè)計中，可以采用具有類似功能的電子或者其他機(jī)械開關(guān)來實現(xiàn)有級輸出電壓調(diào)節(jié)。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電源整流器，包括對電源電壓進(jìn)行整流輸出的整流回路和輸出電壓的反饋控制回路，所述反饋控制回路包括采樣電路、信號放大器、光電耦合電路和脈沖寬度調(diào)制電路，以及所述信號放大器的基準(zhǔn)電壓源；其特征在于，所述采樣電路連接在所述整流器的輸出端和地之間，包括串聯(lián)的第一單元和第二單元，所述第一單元包括多個并聯(lián)支路，每條并聯(lián)支路上包括串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻和調(diào)節(jié)開關(guān)，當(dāng)所述調(diào)節(jié)開關(guān)控制調(diào)節(jié)電阻之一或任意組合接入控制回路時，將分別對應(yīng)設(shè)定的輸出電壓調(diào)節(jié)量，所述第二單元包括至少一個反饋電阻，所述第一單元和第二單元之間的節(jié)點連接所述信號放大器的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的電源整流器，其特征在于，所述第一單元一端連接所述整流電路的輸出端，所述第二單元的一端接地。
3.如權(quán)利要求1所述的電源整流器，其特征在于，所述第二單元一端連接所述整流電路的輸出端，所述第一單元一端接地。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電源整流器，其特征在于，所述第一單元并行設(shè)置有兩個以上，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，分別用以調(diào)節(jié)所述整流回路不同檔位的輸出電壓。
5.如權(quán)利要求2或3所述的電源整流器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)開關(guān)為多位機(jī)械開關(guān)或電子開關(guān)。
6.如權(quán)利要求4所述的電源整流器，其特征在于，所述多位機(jī)械開關(guān)為手動拔碼開關(guān)。
7.如權(quán)利要求4所述的電源整流器，其特征在于，還包括設(shè)置所述調(diào)節(jié)開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)的操作面板。
專利摘要本實用新型涉及通信或電子領(lǐng)域的電源領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于通信系統(tǒng)或設(shè)備之中的電源整流技術(shù)，提供一種無須依賴顯示裝置或監(jiān)控裝置控制輸出電壓的有級調(diào)壓的電源整流器。所述電源整流器包括對電源電壓進(jìn)行整流輸出的整流回路和輸出電壓反饋控制回路，所述反饋控制回路包括采樣電路、信號放大器、光電耦合電路和脈沖寬度調(diào)制電路，以及所述信號放大器的基準(zhǔn)電壓源；所述采樣電路連接在所述整流器的輸出端和地之間，包括多個并聯(lián)支路和與其串聯(lián)的至少一個反饋電阻，每條并聯(lián)支路上包括串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻和調(diào)節(jié)開關(guān)，所述調(diào)節(jié)開關(guān)控制調(diào)節(jié)電阻之一或任意組合接入控制回路時，分別對應(yīng)設(shè)定的輸出電壓調(diào)節(jié)量。
文檔編號H02M7/40GK2796217SQ20052000148
公開日2006年7月12日 申請日期2005年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月26日
發(fā)明者秦真, 潘雪峰 申請人:華為技術(shù)有限公司