半导体桥火工品的隔离点火电源电路及其点火触发方法与流程
未命名
08-15
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1.本发明涉及半导体桥点火电路领域,尤其涉及一种半导体桥火工品的隔离点火电源电路及其点火触发方法;主要用于对点火电路输出电压精度高、工作温度范围广,布局要求尺寸小、放电要求高可靠性的领域。
背景技术:
2.现有技术中,点火电路广泛应用于汽车工业、航空航天、智能家居等行业,随着技术的发展,对产品的性能要求越来越高,产品分系统尺寸小型化要求越来越高。于此同时点火系统作为非常重要的一部分可靠性要求极高,如果点火电路异常,整个产品将无法继续工作。例如现有专利,专利申请号为:cn201320860893.8,专利名称是:自适应离子电流检测装置;公开了一种自适应离子电流检测装置。该装置包括点火隔离模块、高压隔离模块、偏置电源模块、分压模块、信号预处理模块以及可变电阻模块。点火隔离模块的一端连接发动机的点火模块,另一端既连接发动机火花塞的输入端,又连接高压隔离模块的一端;高压隔离模块的另一端连接偏置电源模块的正极;偏置电源模块的负极连接分压模块的一端,分压模块的另一端连接可变电阻模块的输出端;可变电阻模块具有发动机燃烧模式控制信号接收端,且其输出端连接信号预处理模块的输入端。
3.现有技术中,现有点火电路大部分设计臃肿,点火能量低,连续点火可靠性差,因此将点火电路进行精简化,小型化设计显得很必要。
技术实现要素:
4.本发明克服了现有技术的不足,提供了一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路及其点火触发方法,输出电压稳定,在保证点火能量的情况下,结构精简、体积小,提高了空间利用率。
5.为实现以上目的,本发明公开了一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源,包括:主功率电路,主功率电路的输入侧和输出侧分别与输入端和输出端连接;点火触发电路,主功率电路与输出端之间还电连接有点火触发电路;输出采样反馈电路,主功率电路与点火触发电路之间还电连接有输出采样反馈电路;控制电路,控制电路分别与主功率电路、点火触发电路、输出采样反馈电路电连接。
6.本发明一个较佳实施例中,主功率电路包括变压器t1,变压器t1的原边绕组与rcd吸收电路连接,rcd吸收电路一端与输入端连接,rcd吸收电路的另一端与控制电路连接;主功率电路还包括与变压器t1的副边绕组连接的整流电路,整流电路引出两路分别与输出采样反馈电路和点火触发电路电连接。
7.本发明一个较佳实施例中,点火触发电路包括连接整流电路和输出端的稳压电路;稳压电路包括pmos管q1,pmos管q1的s端和g端之间连接有稳压二极管zd1,pmos管q1的d端与输出端连接,pmos管q1连接的g端通过电阻r13与pmos隔离控制电路电连接。
8.本发明一个较佳实施例中,输出采样反馈电路包括与主功率电路和点火触发电路
电连接的环路补偿电路,以及与环路补偿电路电连接的比较电路。
9.本发明一个较佳实施例中,控制电路包括单片集成器件u1,以及与单片集成器件u1连接的外围接口电路;单片集成器件u1包括内置的相互电连接的功率开关管、电流采样电路,pwm发生器及环路控制电路。
10.本发明一个较佳实施例中,单片集成器件u1采用的是集成开关;或/和,外围接口电路包括若干个电阻、电容、二极管组合电路;或/和,输出采样反馈电路采用的是输出电压采样反馈电路。
11.本发明一个较佳实施例中,输入端和接地端之间并联有电容c1,且控制电路采用的单片集成器件u1是dpa-425pn集成开关;dpa-425pn集成开关的f脚为控制频率引脚,接到dpa-425pn的源级工作频率为400khz;x引脚为外部流限设定脚;c脚为误差放大器引脚并用来控制占空比的反馈电流输入引脚;通过输入电阻r4与输入端连接的l引脚;dpa-425pn集成开关的d引脚与rcd吸收电路中二极管d1的正极输入端连接;dpa-425pn集成开关的s脚、f脚共点接地;dpa-425pn集成开关的x脚通过可调电阻r3接地;dpa-425pn集成开关的c脚引出三路,一路通过串接的电阻r6和电容c4接地,第二路通过电容c3接地,另一路通过光电耦合器三u2b以及反向二极管d2与辅助输出绕组的一端连接,辅助输出绕组的另一端接地,且反向二极管d2反向端与辅助输出绕组的接地端之间并联有电容c6。
12.本发明一个较佳实施例中,输入端与主功率电路中的rcd吸收电路的电阻r1的一端连接,电阻r1的另一端与二极管d1的反向端串联,且电阻r1上还并联有电容c2;或/和,主功率电路中的变压器t1的原边绕组两端分别连接电阻r1与输入端的连接节点,以及二极管d1的正向端;或/和,主功率电路中的整流电路包括与变压器t1的副边绕组一端连接的恢复二极管d3,以及与恢复二极管d3的反向端连接的电容c7,并通过电容c7接地;或/和,点火触发电路中的pmos隔离控制电路包括光电耦合器一u4,光电耦合器一u4的一侧通过稳压电路与输出端电连接,光电耦合器一u4的另一端与dh端连接;或/和,输出采样反馈电路中的环路补偿电路包括电阻r8,电阻r8与整流电路中电容c7与恢复二极管d3连接的节点电连接,以及与电阻r8串联的光电耦合器二u2a,光电耦合器二u2a的另一端与比较电路电连接,且电阻r8上还并联有一条电阻r9和电容c9的串联支路,光电耦合器二u2a上还并联有电阻r10;或/和,输出采样反馈电路中的比较电路包括三端稳压器u3,三端稳压器u3的反向端与光电耦合器二u2a的反向端连接,三端稳压器u3的反向端与控制端并联有电容c10,三端稳压器u3的正向端与控制端并联有电阻r12,且控制端与点火触发电路电连接的节点与电阻r8和整流电路电连接的节点之间连接有直流电源,三端稳压器u3的正向端接地。
13.本发明一个较佳实施例中,一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路的的点火触发方法,包括以下步骤:
14.第一步,将负载接入隔离点火电源电路的输出端。
15.第二步,在隔离点火电源电路的输入端与电源连接通电。
16.第三步,控制隔离点火电源电路中的点火触发电路进行点火。
17.本发明一个较佳实施例中,控制电路采用了单片集成器件u1采用的是dpa-425pn集成开关,输入端通过输入电阻r4接到单片集成器件u1的l引脚,用于检测输入电压,当检测电压低于二极管d1的工作的最小电压时,二极管d1停止工作;单片集成器件u1的c脚为误差放大器以及用来控制占空比的反馈电流输入引脚,通过变压器t1的辅助输出绕组通过反
向二极管d2,电容c6后串联光电耦合器三u2b的输出端后接入到单片集成器件u1的c脚上,电容c3并联在单片集成器件u1的c脚后接地,用于稳定c脚的电压,电阻r6和电容c4串联后并联在单片集成器件u1的c脚,用于稳定c脚的电压;单片集成器件u1的f脚为控制频率引脚,接到单片集成器件u1的源级表示工作频率为400khz;单片集成器件u1的x引脚为外部流限设定脚,x引脚串联可调电阻r3,用于控制输入最大电流。
18.本发明一个较佳实施例中,主功率电路中的rcd吸收电路主要由电阻r1,电容c2并联后在与恢复二极管d1串联接在并联于变压器t1的原边绕组上,rcd吸收电路能吸收单片集成器件u1关断时产生的尖峰;变压器t1能将原边的能量隔离并传递到副边绕组,实现原边绕组和副边绕组隔离,确保副边绕组上的负载出现故障不会影响原边绕组的供电性能;整流电路由二极管d2和电容c7组成,其中二极管d2选用慢回复二极管,能为将变压器t1输出的交流信号变为直流信号,电容c7能为降低整流二极管d2的输出电压纹波。
19.本发明一个较佳实施例中,输出采样反馈电路中的比较电路采用的是三端稳压器u3,三端稳压器u3提供输出电压采样的基准电平,用于控制光电耦合器二u2a的导通程度,电阻r11、电阻r12串联后并联在输出电压两端并接到三端稳压器u3的基准脚,电阻r11、电阻r12能为当输出电压变化时,三端稳压器u3的基准角电压发生变化从而控制三端稳压器u3的导通程度进而控制光电耦合器二u2a的导通程度。
20.本发明一个较佳实施例中,环路补偿电路由电阻r8、电阻r9、电阻r10、电容c9、电容c10组成,电阻r8连接输出端和光电耦合器二u2a,电阻r8用于控制三端稳压器u3反馈的速度;电阻r9、电容c9串联后并联在电阻r8两端,电阻r9用于减缓三端稳压器u3启机时的响应速度;电阻r10并联于光电耦合器二u2a两端,电容c10并联三端稳压器u3的阴极和基准级,电阻r10和电容c10用于三端稳压器u3的极点补偿。
21.本发明一个较佳实施例中,点火触发电路,用于连接输出端和负载,稳压二极管zd1,并联在pmos管q1的栅源两端,为保护pmos管q1的栅源级不被击穿,电阻r1连接pmos管q1的栅极和光电耦合器一u4的输出端的组成,当光电耦合器一u4导通时,电阻r1限制流过稳压二极管zd1的电流,使稳压二极管zd1工作在安全电流;光电耦合器一u4作为控制pmos管q1导通;当光电耦合器一u4的光耦原边控制信号为高电平时,pmos管q1的栅极电压低于pmos管q1的源级电压,pmos管q1导通,当光电耦合器一u4的光耦原边为低电平信号时,pmos管q1的栅极悬空,pmos管q1呈截止状态。
22.本发明解决了背景技术中存在的缺陷,本发明的有益效果:
23.一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路及其点火触发方法,在保证点火能量的情况下,结构精简、体积小,提高了空间利用率。
24.1、一种可以隔离控制点火的电路,包括控制电路、主功率电路、输出采样反馈电路、点火触发电路,通过输出采样反馈电路和控制电路共同控制占空比使输出为恒定电压,控制点火触发电路的pmos隔离控制电路,当pmos隔离控制电路上电工作时,pmos导通,主功率电路中的整流电路中的电容,pmos管,负载形成放电回路。
25.2、本发明采用相对较少的器件实现隔离控制点火,核心器件选用集成开关,极大减小了布局难度,缩减了布局所需的尺寸,输出电压稳定可调,输出精度高,能量密度大,可以隔离远程控制点火,点火速度快,点火可靠性高。
26.3、本发明电路可以工作在较宽的工作温度,输出电压温漂小,相比于同类产品控
制逻辑更加简单高效;工作温度范围宽,输出温度特性好,热零点漂移小,输出精度高。
附图说明
27.图1是本发明优选实施例中电路结构示意图;
28.图2是本发明优选实施例的电路结构中在电源启机时电容c7两端的电压波形图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
30.实施例一
31.如图1所示,一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源,包括相互电连接的主功率电路、点火触发电路、输出采样反馈电路、控制电路。通过输出电压采样反馈电路和核心控制电路共同控制占空比使输出为恒定设计电压,控制点火触发电路的pmos隔离控制电路,当pmos隔离控制电路上电工作时,pmos导通,主功率电路中的整流电路中的电容,pmos,负载形成放电回路。
32.具体的,主功率电路的输入侧和输出侧分别与输入端和输出端连接;输入端和接地端之间并联有电容c1。主功率电路包括变压器t1,变压器t1的原边绕组与rcd吸收电路连接,rcd吸收电路一端与输入端连接,rcd吸收电路的另一端与控制电路连接;变压器t1的副边绕组连接有整流电路,整流电路引出两路分别与输出采样反馈电路和点火触发电路电连接。进一步的,输入端与主功率电路中的rcd吸收电路的电阻r1的一端连接,电阻r1的另一端与二极管d1的反向端串联,且电阻r1上还并联有电容c2。主功率电路中的变压器t1的原边绕组两端分别连接电阻r1与输入端的连接节点,以及二极管d1的正向端。主功率电路中的整流电路包括与变压器t1的副边绕组一端连接的恢复二极管d3,以及与恢复二极管d3的反向端连接的电容c7,并通过电容c7接地。整流电路将变压器副边侧的交流电压转换为直流电压。rcd吸收电路用于吸收控制电路中单片集成器件关断时产生的尖峰,提高单片集成器件的工作可靠性。变压器采用的为pc95材质,能将变压器原边绕组的能量传递到副边绕组,实现原边绕组和副边绕组的隔离要求,确保副边绕组上的负载出现故障不会影响原边绕组的供电性能。
33.点火触发电路,主功率电路与输出端之间还电连接有点火触发电路。点火触发电路包括连接整流电路和输出端的稳压电路;稳压电路包括pmos管q1,pmos管q1的s端和g端之间连接有稳压二极管zd1,pmos管q1的d端与输出端连接,pmos管q1连接的g端通过电阻r13与pmos隔离控制电路电连接。具体的,点火触发电路中的pmos隔离控制电路包括光电耦合器一u4,光电耦合器一u4的一侧通过稳压电路与输出端电连接,光电耦合器一u4的另一端与dh端连接。光电耦合器一u4的光耦原边控制信号为高电平时,pmos管的栅极电压低于pmos管的源级电压,pmos管导通;当光电耦合器一u4的光耦原边控制信号为低电平信号时,pmos管的栅极悬空,pmos管呈截止状态。
34.输出采样反馈电路,主功率电路与点火触发电路之间还电连接有输出采样反馈电路。输出采样反馈电路包括与主功率电路和点火触发电路电连接的环路补偿电路,以及与环路补偿电路电连接的比较电路。进一步的,输出采样反馈电路中的环路补偿电路包括电
阻r8,电阻r8与整流电路中电容c7与恢复二极管d3连接的节点电连接,以及与电阻r8串联的光电耦合器二u2a,光电耦合器二u2a的另一端与比较电路电连接,且电阻r8上还并联有一条电阻r9和电容c9的串联支路,光电耦合器二u2a上还并联有电阻r10。输出采样反馈电路中的比较电路包括三端稳压器u3,三端稳压器u3的反向端与光电耦合器二u2a的反向端连接,三端稳压器u3的反向端与控制端并联有电容c10,三端稳压器u3的正向端与控制端并联有电阻r12,且控制端与点火触发电路电连接的节点与电阻r8和整流电路电连接的节点之间连接有直流电源,三端稳压器u3的正向端接地。直流电源采用的是50v直流电源。电阻r8用于控制三端稳压器u3的反馈速度,电阻r9、电容c9用于减缓三端稳压器u3启机时的响应速度,电阻r10、电容c10用于三端稳压器u3的极点补偿,用于增加三端稳压器u3的工作稳定性。通过环路补偿使三端稳压器u3工作在稳定状态,环路响应有足够的增益裕量和相位裕量,使得系统工作更加稳定可靠。
35.控制电路,控制电路分别与主功率电路、点火触发电路、输出采样反馈电路电连接。具体的,控制电路包括单片集成器件u1,以及与单片集成器件u1连接的外围接口电路;单片集成器件u1采用的dpa-425pn集成开关。单片集成器件u1包括内置的相互电连接的功率开关管、电流采样电路,pwm发生器及环路控制电路。单片集成器件u1采用的是集成开关;外围接口电路包括若干个电阻、电容、二极管组合电路;输出采样反馈电路采用的是输出电压采样反馈电路。具体的,dpa-425pn集成开关的f脚为控制频率引脚,接到dpa-425pn的源级工作频率为400khz;x引脚为外部流限设定脚;c脚为误差放大器引脚并用来控制占空比的反馈电流输入引脚;通过输入电阻r4与输入端连接的l引脚;dpa-425pn集成开关的d引脚与rcd吸收电路中二极管d1的正极输入端连接;dpa-425pn集成开关的s脚、f脚共点接地;dpa-425pn集成开关的x脚通过可调电阻r3接地;dpa-425pn集成开关的c脚引出三路,一路通过串接的电阻r6和电容c4接地,第二路通过电容c3接地,另一路通过光电耦合器三u2b以及反向二极管d2与辅助输出绕组的一端连接,辅助输出绕组的另一端接地,且反向二极管d2反向端与辅助输出绕组的接地端之间并联有电容c6。
36.更进一步的,电容c2、电容c3、电容c4、电容c6、电容c7、电容c9、电容c10,选用低温漂,宽工作温度的x7r材质。二极管d1采用的是fr257。电阻r1、电阻r3、输入电阻r4、电阻r6、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12均选用低温漂、高精度、宽工作温度的型号。电阻r8用于控制三端稳压器u3即tl431反馈的速度。恢复二极管d1选用低温漂,宽工作温度的型号,选取大容量,低温漂,宽工作温度的x7r材质。三端稳压器u3为高精度,低温漂,宽工作温度型号为tl431,提供输出电压采样的基准电平;用于控制光电耦合器二u2a的导通程度。稳压管zd1并联在pmos管栅源两端,选用低温漂,宽工作温度的型号。光电耦合器一u4采用的型号是ltp-127,光电耦合器一u4作为控制q1导通的核心器件,选取ctr值为1:1000%。光电耦合器三u2b、光电耦合器三u2b号采用的型号均是ltv817a。但不仅限于此,在其他实施例中,可以根据实际的情况选用其他类型的电子元器件。
37.实施例二
38.本发明一个较佳实施例中,一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路的点火方法,包括以下步骤:
39.第一步,将负载接入隔离点火电源电路的输出端。
40.第二步,在隔离点火电源电路的输入端与电源连接通电。
41.第三步,控制隔离点火电源电路中的点火触发电路进行点火。
42.工作原理:控制电路采用了单片集成器件u1采用的是dpa-425pn集成开关,输入端通过输入电阻r4接到单片集成器件u1的l引脚,用于检测输入电压,当检测电压低于二极管d1的工作的最小电压时,二极管d1停止工作;单片集成器件u1的c脚为误差放大器以及用来控制占空比的反馈电流输入引脚,通过变压器t1的辅助输出绕组通过反向二极管d2,电容c6后串联光电耦合器三u2b的输出端后接入到单片集成器件u1的c脚上,电容c3并联在单片集成器件u1的c脚后接地,用于稳定c脚的电压,电阻r6和电容c4串联后并联在单片集成器件u1的c脚,用于稳定c脚的电压;单片集成器件u1的f脚为控制频率引脚,接到单片集成器件u1的源级表示工作频率为400khz;单片集成器件u1的x引脚为外部流限设定脚,x引脚串联可调电阻r3,用于控制输入最大电流。
43.主功率电路中的rcd吸收电路主要由电阻r1,电容c2并联后在与恢复二极管d1串联接在并联于变压器t1的原边绕组上,rcd吸收电路能吸收单片集成器件u1关断时产生的尖峰;变压器t1能将原边的能量隔离并传递到副边绕组,实现原边绕组和副边绕组隔离,确保副边绕组上的负载出现故障不会影响原边绕组的供电性能;整流电路由二极管d2和电容c7组成,其中二极管d2选用慢回复二极管,能为将变压器t1输出的交流信号变为直流信号,电容c7能为降低整流二极管d2的输出电压纹波。
44.输出采样反馈电路中的比较电路采用的是三端稳压器u3,三端稳压器u3提供输出电压采样的基准电平,用于控制光电耦合器二u2a的导通程度,电阻r11、电阻r12串联后并联在输出电压两端并接到三端稳压器u3的基准脚,电阻r11、电阻r12能为当输出电压变化时,三端稳压器u3的基准角电压发生变化从而控制三端稳压器u3的导通程度进而控制光电耦合器二u2a的导通程度。
45.环路补偿电路由电阻r8、电阻r9、电阻r10、电容c9、电容c10组成,电阻r8连接输出端和光电耦合器二u2a,电阻r8用于控制三端稳压器u3反馈的速度;电阻r9、电容c9串联后并联在电阻r8两端,电阻r9用于减缓三端稳压器u3启机时的响应速度;电阻r10并联于光电耦合器二u2a两端,电容c10并联三端稳压器u3的阴极和基准级,电阻r10和电容c10用于三端稳压器u3的极点补偿。
46.点火触发电路,用于连接输出端和负载,稳压二极管zd1,并联在pmos管q1的栅源两端,为保护pmos管q1的栅源级不被击穿,电阻r1连接pmos管q1的栅极和光电耦合器一u4的输出端的组成,当光电耦合器一u4导通时,电阻r1限制流过稳压二极管zd1的电流,使稳压二极管zd1工作在安全电流;光电耦合器一u4作为控制pmos管q1导通;当光电耦合器一u4的光耦原边控制信号为高电平时,pmos管q1的栅极电压低于pmos管q1的源级电压,pmos管q1导通,当光电耦合器一u4的光耦原边为低电平信号时,pmos管q1的栅极悬空,pmos管q1呈截止状态。
47.如图2所示,测试图中,电压波形为电源启机时电容c7两端的电压波形,其中max 52.0v表示最大电压为52.0v,电压精度误差为2%,横坐标一栅格表示10ms,电压波形从零点到最高点不超过两栅格,电压建立时间小于20ms,电压建立波形平稳,输出稳定可靠。
48.以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
技术特征:
1.一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路,其特征在于:包括,主功率电路,所述主功率电路的输入侧和输出侧分别与输入端和输出端连接;点火触发电路,所述主功率电路与所述输出端之间还电连接有点火触发电路;输出采样反馈电路,所述主功率电路与所述点火触发电路之间还电连接有输出采样反馈电路;控制电路,所述控制电路分别与所述主功率电路、点火触发电路、输出采样反馈电路电连接。2.根据权利要求1所述的一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路,其特征在于:所述主功率电路包括变压器t1,所述变压器t1的原边绕组与rcd吸收电路连接,所述rcd吸收电路一端与所述输入端连接,所述rcd吸收电路的另一端与所述控制电路连接;所述主功率电路还包括与所述变压器t1的副边绕组连接的整流电路,所述整流电路引出两路分别与所述输出采样反馈电路和所述点火触发电路电连接。3.根据权利要求1所述的一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路,其特征在于:所述点火触发电路包括连接所述整流电路和所述输出端的稳压电路;所述稳压电路包括pmos管q1,所述pmos管q1的s端和g端之间连接有稳压二极管zd1,所述pmos管q1的d端与所述输出端连接,所述pmos管q1连接的g端通过电阻r13与pmos隔离控制电路电连接。4.根据权利要求1所述的一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路,其特征在于:所述输出采样反馈电路包括与所述主功率电路和点火触发电路电连接的环路补偿电路,以及与所述环路补偿电路电连接的比较电路。5.根据权利要求1所述的一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路,其特征在于:所述控制电路包括单片集成器件u1,以及与所述单片集成器件u1连接的外围接口电路;所述单片集成器件u1包括内置的相互电连接的功率开关管、电流采样电路,pwm发生器及环路控制电路。6.根据权利要求5所述的一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路,其特征在于:所述单片集成器件u1采用的是集成开关;或/和,所述外围接口电路包括若干个电阻、电容、二极管组合电路;或/和,所述输出采样反馈电路采用的是输出电压采样反馈电路。7.根据权利要求1所述的一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路,其特征在于:所述输入端和接地端之间并联有电容c1,且控制电路采用的单片集成器件u1是dpa-425pn集成开关;dpa-425pn集成开关的f脚为控制频率引脚,接到dpa-425pn的源级工作频率为400khz;x引脚为外部流限设定脚;c脚为误差放大器引脚并用来控制占空比的反馈电流输入引脚;通过输入电阻r4与所述输入端连接的l引脚;dpa-425pn集成开关的d引脚与rcd吸收电路中二极管d1的正极输入端连接;dpa-425pn集成开关的s脚、f脚共点接地;dpa-425pn集成开关的x脚通过可调电阻r3接地;dpa-425pn集成开关的c脚引出三路,一路通过串接的电阻r6和电容c4接地,第二路通过电容c3接地,另一路通过光电耦合器三u2b以及反向二极管d2与辅助输出绕组的一端连接,辅助输出绕组的另一端接地,且反向二极管d2反向端与辅助输出绕组的接地端之间并联有电容c6。8.根据权利要求1所述的一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路,其特征在于:所述输入端与所述主功率电路中的rcd吸收电路的电阻r1的一端连接,所述电阻r1的另一端与二极管d1的反向端串联,且电阻r1上还并联有电容c2;或/和,所述主功率电路中的变
压器t1的原边绕组两端分别连接电阻r1与输入端的连接节点,以及二极管d1的正向端;或/和,所述主功率电路中的整流电路包括与变压器t1的副边绕组一端连接的恢复二极管d3,以及与恢复二极管d3的反向端连接的电容c7,并通过电容c7接地;或/和,所述点火触发电路中的pmos隔离控制电路包括光电耦合器一u4,所述光电耦合器一u4的一侧通过稳压电路与所述输出端电连接,所述光电耦合器一u4的另一端与dh端连接;或/和,所述输出采样反馈电路中的环路补偿电路包括电阻r8,电阻r8与整流电路中电容c7与恢复二极管d3连接的节点电连接,以及与电阻r8串联的光电耦合器二u2a,光电耦合器二u2a的另一端与比较电路电连接,且所述电阻r8上还并联有一条电阻r9和电容c9的串联支路,所述光电耦合器二u2a上还并联有电阻r10;或/和,所述输出采样反馈电路中的比较电路包括三端稳压器u3,三端稳压器u3的反向端与光电耦合器二u2a的反向端连接,三端稳压器u3的反向端与控制端并联有电容c10,三端稳压器u3的正向端与控制端并联有电阻r12,且所述控制端与所述点火触发电路电连接的节点与电阻r8和整流电路电连接的节点之间连接有直流电源,三端稳压器u3的正向端接地。9.一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路的点火触发方法,其特征在于:采用权利要求1~8中任一权利要求所述的隔离点火电源电路;包括以下步骤:第一步,将负载接入隔离点火电源电路的输出端;第二步,在隔离点火电源电路的输入端与电源连接通电;第三步,控制隔离点火电源电路中的点火触发电路进行点火。10.根据权利要求9所述的一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路的点火触发方法,其特征在于:控制电路采用了单片集成器件u1采用的是dpa-425pn集成开关,输入端通过输入电阻r4接到单片集成器件u1的l引脚,用于检测输入电压,当检测电压低于二极管d1的工作的最小电压时,二极管d1停止工作;单片集成器件u1的c脚为误差放大器以及用来控制占空比的反馈电流输入引脚,通过变压器t1的辅助输出绕组通过反向二极管d2,电容c6后串联光电耦合器三u2b的输出端后接入到单片集成器件u1的c脚上,电容c3并联在单片集成器件u1的c脚后接地,用于稳定c脚的电压,电阻r6和电容c4串联后并联在单片集成器件u1的c脚,用于稳定c脚的电压;单片集成器件u1的f脚为控制频率引脚,接到单片集成器件u1的源级即工作频率为400khz;单片集成器件u1的x引脚为外部流限设定脚,x引脚串联可调电阻r3,用于控制输入最大电流;主功率电路中的rcd吸收电路主要由电阻r1,电容c2并联后在与恢复二极管d1串联接在并联于变压器t1的原边绕组上,rcd吸收电路能吸收单片集成器件u1关断时产生的尖峰;变压器t1能将原边的能量隔离并传递到副边绕组,实现原边绕组和副边绕组隔离,确保副边绕组上的负载出现故障不会影响原边绕组的供电性能;整流电路由二极管d2和电容c7组成,其中二极管d2选用慢回复二极管,能为将变压器t1输出的交流信号变为直流信号,电容c7能为降低整流二极管d2的输出电压纹波;输出采样反馈电路中的比较电路采用的是三端稳压器u3,三端稳压器u3提供输出电压采样的基准电平,用于控制光电耦合器二u2a的导通程度,电阻r11、电阻r12串联后并联在输出电压两端并接到三端稳压器u3的基准脚,电阻r11、电阻r12能为当输出电压变化时,三
端稳压器u3的基准角电压发生变化从而控制三端稳压器u3的导通程度进而控制光电耦合器二u2a的导通程度;环路补偿电路由电阻r8、电阻r9、电阻r10、电容c9、电容c10组成,电阻r8连接输出端和光电耦合器二u2a,电阻r8用于控制三端稳压器u3反馈的速度;电阻r9、电容c9串联后并联在电阻r8两端,电阻r9用于减缓三端稳压器u3启机时的响应速度;电阻r10并联于光电耦合器二u2a两端,电容c10并联三端稳压器u3的阴极和基准级,电阻r10和电容c10用于三端稳压器u3的极点补偿;点火触发电路,用于连接输出端和负载,稳压二极管zd1,并联在pmos管q1的栅源两端,为保护pmos管q1的栅源级不被击穿,电阻r1连接pmos管q1的栅极和光电耦合器一u4的输出端的组成,当光电耦合器一u4导通时,电阻r1限制流过稳压二极管zd1的电流,使稳压二极管zd1工作在安全电流;光电耦合器一u4作为控制pmos管q1导通;当光电耦合器一u4的光耦原边控制信号为高电平时,pmos管q1的栅极电压低于pmos管q1的源级电压,pmos管q1导通,当光电耦合器一u4的光耦原边为低电平信号时,pmos管q1的栅极悬空,pmos管q1呈截止状态。
技术总结
本发明涉及点火电路技术领域,具体涉及半导体桥火工品的隔离点火电源电路及其点火触发方法。隔离点火电源电路包括主功率电路,主功率电路的输入侧和输出侧分别与输入端和输出端连接;主功率电路与输出端之间还电连接有点火触发电路;主功率电路与点火触发电路之间还电连接有输出采样反馈电路;控制电路分别与主功率电路、点火触发电路、输出采样反馈电路电连接。公开了一种用于半导体桥火工品的隔离点火电源电路及其点火触发方法,输出电压稳定,在保证点火能量的情况下,结构精简、体积小,提高了空间利用率。提高了空间利用率。提高了空间利用率。
技术研发人员:刘登程 盖广洪
受保护的技术使用者:德州鲲程电子科技有限公司
技术研发日:2023.04.06
技术公布日:2023/8/14
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