專利名稱：漁船通訊專用開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種漁船通訊專用開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
漁船上使用的單邊帶通訊機(jī)，要求低電壓、大電流供電，交直流兩用，同時要求1M到400M的頻通帶，以及音頻范圍都無諧波干擾。為了達(dá)到這一目標(biāo)，漁船通訊機(jī)，特別是單邊帶通訊機(jī)的電源都不得不采用線性穩(wěn)壓電源，以減少諧波干擾，保證通訊質(zhì)量。
1.線性穩(wěn)壓電源效率低船用蓄電池電壓是24V直流，蓄電池常年充電，這時候蓄電池的電壓可達(dá)32V，而通訊機(jī)要求的電壓是13.8VDC，因此其中18.2V的電壓白白浪費，效率只有43％。
2.線性穩(wěn)壓電源體積大、笨重線性穩(wěn)壓電源首先把220V交流電壓變換成低壓，然后整流充電，必須要有笨重的工頻變壓器；這些浪費的電能，必須要有大功率器件來承受；浪費的電能所產(chǎn)生的熱量又必須要有大面積的散熱器，因此，現(xiàn)在流行的通訊專用電源顯得十分笨重(見圖1)。
如果使用開關(guān)電源，雖然體積小，重量輕，效率高，安全可靠，但由于單邊帶通訊機(jī)的特性，也會出現(xiàn)另外的問題1.單邊帶通訊機(jī)的電源必須交直流兩用，交流220伏輸入和直流24伏輸入不能共用一個功率變換器，因此，交直流通用的單邊帶通訊機(jī)電源必須要有兩倍功率容量，即必須要有相當(dāng)于額定功率的兩個功率變換器，其實際成本比線性穩(wěn)壓電源還要高(見圖2)；2.開關(guān)電源中的功率變換器所產(chǎn)生的寬范圍的諧波干擾卻是單邊帶通訊機(jī)無法接受的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的旨在克服現(xiàn)有漁船專用通訊電源成本高、效率低、電路復(fù)雜、故障率高的缺點，推出一種成本低、效率高、電路簡單、故障率低，安全可靠，對用戶設(shè)備無干擾、可交直流輸入的開關(guān)電源，以取代現(xiàn)有的線性穩(wěn)壓電源。
本發(fā)明的目的是以下述方案實現(xiàn)的；免除傳統(tǒng)通訊電源中的工頻變壓器，交流輸入采用開關(guān)電源，直流輸入采用可控放電的方法，使得交、直流輸入共用一個功率變換器，大大減少了成本；輸入和輸出均采用對稱多層屏蔽的方法，保證在1M到400M的通帶內(nèi)，以及音頻范圍均無諧波干擾。


圖1傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓電源框圖；圖2交流和直流輸入的開關(guān)電源框圖；圖3開關(guān)電源的整流電路；圖4交流和直流輸入的開關(guān)電源整流電路；圖5可控放電電路的驅(qū)動電路；圖6交直流控制的檢測電路圖7電源屏蔽框圖。
圖1和圖2前已述及，圖3是普通開關(guān)電源的整流電路，圖4是本發(fā)明的主電路，即具備交直流輸入的功率變換器的整流電路，圖5是功率MOS管的控制電路，圖6是整機(jī)屏蔽示意圖。
一種漁船專用開關(guān)電源，包括傳統(tǒng)開關(guān)電源(1)、蓄電池(2)、可控放電電路(3)、金屬機(jī)箱(4)、金屬封閉屏蔽層(5)組成，蓄電池(2)的正極接傳統(tǒng)開關(guān)電源(1)的第一整流管(D1)和第二整流管(D2)的負(fù)極，蓄電池(2)的負(fù)極通過可控放電電路(3)的第一功率MOS管(Q1)接傳統(tǒng)開關(guān)電源(1)的第二電容(C2)的負(fù)極。
可控放電電路(3)由第一功率MOS管(Q1)、第二功率MOS管(Q2)及其驅(qū)動電路(6)和檢測電路(7)組成，第一功率MOS管(Q1)的漏極接電源地，其源極接蓄電池(2)的負(fù)極，第二功率MOS管(Q2)的漏極蓄電池(2)的正極，其源極接電源地，其控制極通過第一電阻(R1)接傳統(tǒng)開關(guān)電源(1)的輸出電壓Vo。
可控放電電路(3)的第一功率MOS管(Q1)的驅(qū)動電路由時鐘電路(U1)、光耦(OPT1)和穩(wěn)壓電路(T1)及其周圍元件組成，第六電阻(R6)、電位器(VR1)、第七電阻(R7)串聯(lián)，第六電阻(R6)的另一端接第五電阻(R5)，同時接輸出電壓(Vo)，第七電阻(R7)的另一端接穩(wěn)壓電路(T1)的正極，同時接電源地，穩(wěn)壓電路(T1)的負(fù)極接光耦(OPT1)的二極管部份的負(fù)極，其控制極接電位器(VR1)的中心抽頭，光耦(OPT1)的二極管部份的正極接第五電阻(R5)的另一頭；第三電阻(R3)、第一穩(wěn)壓管(ZD1)的正極、第四電容(C4)的負(fù)極、第九電阻(R9)、第八電阻(R8)、時鐘電路(U1)的腳1、第三電容(C3)、第四電阻(R4)一起接信號地，第三電容(C3)的另一端接時鐘電路(U1)的腳5，第三二極管(D3)的負(fù)極通過第十一電阻(R11)接第一穩(wěn)壓二極管(ZD1)的負(fù)極，其正極接輸入電壓(Ve)，第一穩(wěn)壓二極管(ZD1)的負(fù)極、第四電容(C4)的正極、光耦(OPT1)的三極管部份的集電極、時鐘電路(U1)的腳8接輔助電壓(Vcc)，第二電阻(R2)和第十電阻(R10接)接光耦(OPT1)的三極管部份的發(fā)射極，第二電阻(R2)和第九電阻(R9)串聯(lián)，中心抽頭接時鐘電路(U1)的腳6，第十電阻(R10)和第八電阻(R8)串聯(lián)，中心抽頭接時鐘電路(U1)的腳2，第四電阻(R4)的另一頭和第十二電阻(R12)接功率MOS管(Q1)的控制極(G1)，第十二電阻(R12)的另一頭接時鐘電路(U1)的腳3。
可控放電電路(3)的第一功率MOS管(Q1)的檢測電路由三極管(TR1)及周圍元件組成，第四二極管(D4)、第十七電阻(R17)、第二穩(wěn)壓管(ZD2)、和第十六電阻(R16)依次串聯(lián)，第四二極管(D4)的正極接輸入方波電壓(Ns+)，第十六電阻(R16)的另一端接輸入方波電壓(Ns-)，第十四電阻(R14)和第十五電阻(R15)串聯(lián)，中點接三極管(TR1)的基極，第十四電阻(R14)的另一端接第二穩(wěn)壓管(ZD2)的負(fù)極和第五電容(C5)的正極，第十五電阻(R15)的另一端接第二穩(wěn)壓管(ZD2)的正極和第五電容(C5)的負(fù)極，三極管(TR1)的發(fā)射極接第二穩(wěn)壓管(ZD2)的正極，其集電極通過第十三電阻(R13)接輔助電壓(Vcc)，同時接時鐘電路(U1)的腳4。
具體實施方案圖4中的功率MOS管(Q2)取代了傳統(tǒng)開關(guān)電源中的濾波電容Cl，對整流電路無影響。當(dāng)輸入交流220V的時候，電容C5上有電壓，則三極管TR1飽和導(dǎo)通，其集電極輸出低電平，時鐘電路U1(NE555)的腳4也是低電平，此時NE555的三腳輸出低電平，功率MOS管Q1截止，輸出電壓Vo是由交流電壓提供。
當(dāng)輸入交流電壓停電的時候，電容C5上無電壓，則三極管TR1截止，其集電極輸出高電平，時鐘電路NE555的腳4也是高電平，此時NE555正常工作；當(dāng)輸出電壓Vo小于13.8V時，通過光耦OPT1(PC817)的二極管部份的電流減小，則其三極管部份的發(fā)射極電壓降低，導(dǎo)至NE555腳2電壓降低到小于1/3Vcc，其腳3輸出高電平，功率MOS管導(dǎo)通，開始向輸出電容C2充電，同時向負(fù)載提供電能。
當(dāng)輸出電壓Vo大于13.8V時，通過光耦PC817的二極管部份的電流增大，則其三極管部份的發(fā)射極電壓升高，導(dǎo)至NE555腳6電壓升高到大于2/3Vcc，其腳3輸出低電平，于是功率MOS管Q1截止，停止向輸出電容C2充電；功率MOS管Q1截止以后，電感L1上的電流通過功率MOS管Q2續(xù)流，繼續(xù)向負(fù)載供電，同時，電容C2上的電壓也向負(fù)載放電，以保持輸出電壓穩(wěn)定。功率MOS管Q2是反向應(yīng)用，由L1上的感生電動勢驅(qū)動。
金屬機(jī)箱(4)和金屬封閉屏蔽層(5)為中心對稱放置，六面各以等量電容(Ch)互連，金屬機(jī)箱(4)接機(jī)架地，金屬封閉屏蔽層(5)通過電容(Cd)接電源地。使得1M到400M通帶內(nèi)的EMI干擾降至最低，由于開關(guān)電源的工作頻率大大高于人耳的聽覺范圍，對音頻頻道無干擾。漁船專用通訊機(jī)的品種各有不同，工作頻率也不一樣，選擇不同的Ch值，可調(diào)諧至不同的頻率，使得在此頻率工作的單邊帶通訊機(jī)的干擾降至最低。
漁船上的蓄電池有專門的充電器在線充電，因此不必考慮蓄電池的充電電路。
權(quán)利要求
1.一種漁船通訊專用開關(guān)電源，包括傳統(tǒng)開關(guān)電源(1)、蓄電池(2)、可控放電電路(3)、金屬機(jī)箱(4)、金屬封閉屏蔽層(5)組成，其特征是蓄電池(2)的正極接傳統(tǒng)開關(guān)電源(1)的第一整流管(D1)和第二整流管(D2)的負(fù)極，蓄電池(2)的負(fù)極通過可控放電電路(3)的第一功率MOS管(Q1)接傳統(tǒng)開關(guān)電源(1)的第二電容(C2)的負(fù)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漁船通訊專用開關(guān)電源，其特征是可控放電電路(3)由第一功率MOS管(Q1)、第二功率MOS管(Q2)及其驅(qū)動電路(6)和檢測電路(7)組成，第一功率MOS管(Q1)的漏極接電源地，其源極接蓄電池(2)的負(fù)極，第二功率MOS管(Q2)的漏極蓄電池(2)的正極，其源極接電源地，其控制極通過第一電阻(R1)接傳統(tǒng)開關(guān)電源(1)的輸出電壓Vo。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漁船通訊專用開關(guān)電源，其特征是金屬機(jī)箱(4)和金屬封閉屏蔽層(5)為中心對稱放置，六面各以等量電容(Ch)互連，金屬機(jī)箱(4)接機(jī)架地，金屬封閉屏蔽層(5)通過電容(Cd)接電源地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漁船通訊專用開關(guān)電源，其特征是可控放電電路(3)的第一功率MOS管(Q1)的驅(qū)動電路由時鐘電路(U1)、光耦(OPT1)和穩(wěn)壓電路(T1)及其周圍元件組成，第六電阻(R6)、電位器(VR1)、第七電阻(R7)串聯(lián)，第六電阻(R6)的另一端接第五電阻(R5)，同時接輸出電壓(Vo)，第七電阻(R7)的另一端接穩(wěn)壓電路(T1)的正極，同時接電源地，穩(wěn)壓電路(T1)的負(fù)極接光耦(OPT1)的二極管部份的負(fù)極，其控制極接電位器(VR1)的中心抽頭，光耦(OPT1)的二極管部份的正極接第五電阻(R5)的另一頭；第三電阻(R3)、第一穩(wěn)壓管(ZD1)的正極、第四電容(C4)的負(fù)極、第九電阻(R9)、第八電阻(R8)、時鐘電路(U1)的腳1、第三電容(C3)、第四電阻(R4)一起接信號地，第三電容(C3)的另一端接時鐘電路(U1)的腳5，第三二極管(D3)的負(fù)極通過第十一電阻(R11)接第一穩(wěn)壓二極管(ZD1)的負(fù)極，其正極接輸入電壓(Ve)，第一穩(wěn)壓二極管(ZD1)的負(fù)極、第四電容(C4)的正極、光耦(OPT1)的三極管部份的集電極、時鐘電路(U1)的腳8接輔助電壓(Vcc)，第二電阻(R2)和第十電阻(R10接)接光耦(OPT1)的三極管部份的發(fā)射極，第二電阻(R2)和第九電阻(R9)串聯(lián)，中心抽頭接時鐘電路(U1)的腳6，第十電阻(R10)和第八電阻(R8)串聯(lián)，中心抽頭接時鐘電路(U1)的腳2，第四電阻(R4)的另一頭和第十二電阻(R12)接功率MOS管(Q1)的控制極(G1)，第十二電阻(R12)的另一頭接時鐘電路(U1)的腳3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漁船通訊專用開關(guān)電源，其特征是可控放電電路(3)的第一功率MOS管(Q1)的檢測電路由三極管(TR1)及周圍元件組成，第四二極管(D4)、第十七電阻(R17)、第二穩(wěn)壓管(ZD2)、和第十六電阻(R16)依次串聯(lián)，第四二極管(D4)的正極接輸入方波電壓(Ns+)，第十六電阻(R16)的另一端接輸入方波電壓(Ns-)，第十四電阻(R14)和第十五電阻(R15)串聯(lián)，中點接三極管(TR1)的基極，第十四電阻(R14)的另一端接第二穩(wěn)壓管(ZD2)的負(fù)極和第五電容(C5)的正極，第十五電阻(R15)的另一端接第二穩(wěn)壓管(ZD2)的正極和第五電容(C5)的負(fù)極，三極管(TR1)的發(fā)射極接第二穩(wěn)壓管(ZD2)的正極，其集電極通過第十三電阻(R13)接輔助電壓(Vcc)，同時接時鐘電路(U1)的腳4。
全文摘要
一種漁船通訊專用開關(guān)電源，免除了傳統(tǒng)線性電源中的工頻變壓器，交流輸入采用常規(guī)開關(guān)電源，直流輸入采用可控放電電路，使得交、直流輸入共用一個功率變換器，大大減少了整機(jī)成本；輸入和輸出均采用對稱多層屏蔽，濾波對稱電容的容量，根據(jù)單邊帶通訊機(jī)的工作頻率選擇，以保證在1M到400M的通帶內(nèi)，以及音頻范圍內(nèi)的諧波干擾降至最低。
文檔編號H02M3/156GK1901320SQ200610061719
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者郁百超 申請人:郁百超