一种可调电压变换器论文和设计-石东

全文摘要

本实用新型涉及一种可调电压变换器，包括滤波电路、延迟电路、降压电路、储能电路及输出电压可调电路，所述滤波电路的输入端与正输入端连接，其输出端分别与延迟电路、降压电路的输入端连接，所述延迟电路的输出端与降压电路的控制端连接，所述降压电路的输出端与储能电路的输入端连接，所述储能电路的输出端和输出电压可调电路一端均与负输出端连接，所述输出电压可调电路的输出端与降压电路的反馈端连接，所述降压电路的地端与负输出端连接。本实用新型可调电压变换器，只需极少的元器件便可实现由正电压到可调的负电压变换，有效地减小系统体积，大大的提高了系统的实用性和多功能性。

主设计要求

1.一种可调电压变换器，其特征在于：包括滤波电路、延迟电路、降压电路、储能电路及输出电压可调电路，所述滤波电路的输入端与正输入端连接，其输出端分别与延迟电路、降压电路的输入端连接，所述延迟电路的输出端与降压电路的控制端连接，所述降压电路的输出端与储能电路的输入端连接，所述储能电路的输出端和输出电压可调电路一端均与负输出端连接，所述输出电压可调电路的输出端与降压电路的反馈端连接，所述降压电路的地端与负输出端连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的可调电压变换器，其特征在于：所述滤波电路采用电感L1和滤波电容C1，所述电感L1的一端与正输入端连接，电感L1另一端与滤波电容C1的一端、降压电路输入端连接，滤波电容C1另一端与地连接。

3.根据权利要求1所述的可调电压变换器，其特征在于：所述延迟电路包括电容C2、电阻R3和二极管V1，所述电容C2的一端与正输入电压连接，另一端与降压电路的控制端连接，所述二极管V1的阳极与负输出端连接，二极管V1的阴极与降压电路的控制端连接，所述电阻R3并联在二极管V1的两端。

4.根据权利要求1所述的可调电压变换器，其特征在于：所述储能电路包括二极管V2、电感L2、电容C3和电容C4，所述二极管V2的阴极和电感L2的一端均与降压电路输出端相连，所述二极管V2的阳极与负输出端相连，所述电感L2的另一端、电容C3的一端及电容C4的一端均与地相连，所述电容C3另一端及电容C4另一端均与负输出端相连。

5.根据权利要求1所述的可调电压变换器，其特征在于：所述输出电压可调电路包括采样电阻R1和采样电阻R2，所述采样电阻R1一端与负输出端相连，采样电阻R1另一端和采样电阻R2一端均与降压电路反馈端相连，采样电阻R2另一端与地相连，降压电路地端与负输出端相连。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电机驱动控制技术领域，具体涉及一种可调电压变换器。

背景技术

在电机驱动电路中，需要正电压和负电压同时供电，满足电机驱动电路中的电流采样单元、速度反馈单元、门极驱动单元等单元的正常工作要求。而正电压转负电压变换器主要将输入的正电压转换成负电压，广泛应用于航空、航天、兵器、船舶、电子等军民电子系统中。随着电机驱动控制技术的飞速发展和系统小型化的提升，对电机驱动电路的电源变换器的功能化及集成化提出了更高的要求。目前，一些通用正电压转负电压变换器体积偏大、输出电压单一，无法满足某些需要可调电压的小型化系统场合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可调电压变换器，该电器盒通用性强，可将输入的正电压转换成可调的负电压，满足航空、航天、兵器、船舶等小型化电子系统使用。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种可调电压变换器，包括滤波电路、延迟电路、降压电路、储能电路及输出电压可调电路，所述滤波电路的输入端与正输入端连接，其输出端分别与延迟电路、降压电路的输入端连接，所述延迟电路的输出端与降压电路的控制端连接，所述降压电路的输出端与储能电路的输入端连接，所述储能电路的输出端和输出电压可调电路一端均与负输出端连接，所述输出电压可调电路的输出端与降压电路的反馈端连接，所述降压电路的地端与负输出端连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述滤波电路采用电感L1和滤波电容C1，所述电感L1的一端与正输入端连接，电感L1另一端与滤波电容C1的一端、降压电路输入端连接，滤波电容C1另一端与地连接。

所述延迟电路包括电容C2、电阻R3和二极管V1，所述电容C2的一端与正输入电压连接，另一端与降压电路的控制端连接，所述二极管V1的阳极与负输出端连接，二极管V1的阴极与降压电路的控制端连接，所述电阻R3并联在二极管V1的两端。

所述储能电路包括二极管V2、电感L2、电容C3和电容C4，所述二极管V2的阴极和电感L2的一端均与降压电路输出端相连，所述二极管V2的阳极与负输出端相连，所述电感L2的另一端、电容C3的一端及电容C4的一端均与地相连，所述电容C3另一端及电容C4另一端均与负输出端相连。

所述输出电压可调电路包括采样电阻R1和采样电阻R2，所述采样电阻R1一端与负输出端相连，采样电阻R1另一端和采样电阻R2一端均与降压电路反馈端相连，采样电阻R2另一端与地相连，降压电路地端与负输出端相连。

由上述技术方案可知，本实用新型可调电压变换器，只需极少的元器件便可实现由正电压到可调的负电压变换，有效地减小系统体积，大大的提高了系统的实用性和多功能性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的电路等效原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，本实施例的可调电压变换器，包括滤波电路1、延迟电路2、降压电路3、储能电路4和输出电压可调电路5，滤波电路1的输入端与正输入端相连，输出端分别与延迟电路2、降压电路3的输入端相连，延迟电路2的输出端与降压电路3的控制端相连，降压电路3的输出端与储能电路4的输入端相连，储能电路4的输出端和输出电压可调电路5的输入端均与负输出端相连，输出电压可调电路5的输出端与降压电路3的反馈端相连，降压电路3的地端与负输出端相连。

本实施例中，滤波电路1采用电感L1和电容C1，延迟电路2采用电容C2及并联的二极管V1和电阻R3，降压电路3采用降压电压稳压器N1，储能电路4采用电感L2、二极管V2及与二极管V2并联的电容C3和电容C4，输出电压可调电路5采用电阻R1和电阻R2；电感L1的一端与正输入相连，电感L1另一端、电容C1的正极端、电容C2的正极端均与降压电压稳压器N1的输入端相连，电容C1负极端接地；降压电压稳压器N1的控制端连接在电容C2负极与电阻R3和二极管V1阴极端的节点之间，降压电压稳压器N1的反馈端连接在电阻R1和电阻R2之间，降压电压稳压器N1的输出端连接在二极管V2的阴极端和电感L2之间，电感L2另一端与电容C3和电容C4正极端接地；降压电压稳压器N1的地端、二极管V1阳极、二极管V2阳极及电容C3和C4负极端均与负输出相连。

本实例主要是将正输入电压经过滤波电路1进行滤波处理，处理后的电压信号再经过降压电路3进行降压输出，要使最终输出负值，在储能电路4中的输出端电容采用正极端接地，而负极端即为负输出电压值，同时采用延迟电路2使降压电路在正输入电压达到一定电压值后才开始启动工作，通过调节输出电压可调电路5中的两个采样电阻值，使采样电压值经过降压电路3反馈端反馈调节，达到输出负电压可调的目的。

如图2所示，正输入电压经过LC滤波电路进行滤波处理后，使输入到降压电路的输入端电压稳定，再经过内部集成了MOS开关管的降压电路，当内部MOS开关管开通时，二极管V2关断，降压电路与电感L2形成回路，此时电感L2上端为正，下端为负；当内部MOS开关管关断时，由于电感L2续流，电感上的电压极性反转，上端为负，下端为正，此时与电容C3、C4及二极管V2形成回路，同时给电容C3和电容C4充电，两个并联的电容下端为正，上端为负，从而形成负电压输出；通过改变输出电压可调电路中的采样电阻R1和采样电阻R2的阻值，对负输出端电压进行分压，分压后的值反馈到降压电路的反馈端与内部基准电压比较、误差放大后通过内部控制芯片来改变MOS开关管的驱动信号占空比，从而调节输出电压值；由于此正电压转负电压转换器为非隔离转换器，具有动态响应快的特点，在启动时产生较大的启动电流，容易烧坏器件，因此为了防止启动电流过大，在降压电路输入端采用由RC组成的延迟电路，正输入电压达到一定电压值后降压电路才正常启动，确保最终输出可调的负电压。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

设计图

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