專利名稱：一種增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電感性負(fù)載驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
在電感性負(fù)載(如電磁鐵)的驅(qū)動電路中，特別是在一些需要較長時間驅(qū)動的場合下，由于電感與電流的特性關(guān)系，常常會出現(xiàn)因負(fù)載電流過大而造成驅(qū)動電路元器件或負(fù)載器件容易損壞的現(xiàn)象。為解決這一問題，常見的解決方法是通過采用阻容限流的方式進(jìn)行限流控制，但該種方案的不足之處在于:一是消耗和浪費(fèi)能源；二是改變了電感性負(fù)載的電流特性，從而造成電感性負(fù)載的特性變差。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于555時基電路的PWM自動調(diào)節(jié)的非能耗性電感性負(fù)載驅(qū)動器。本實用新型的技術(shù)方案是:本實用新型的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器，其結(jié)構(gòu)特點是:包括集成芯片Ul、三極管Ql、三極管Q2、三極管Q3、場效應(yīng)管Q4、二極管Dl、穩(wěn)壓二極管D2、二極管D3、電容Cl、電容C2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9和電阻RlO ;所述的集成芯片Ul設(shè)有I號至8號共8個接線腳；所述的二極管Dl的負(fù)極為控制信號輸入端；二極管Dl的正極、電阻Rl的一端和電阻R2的一端共線；電阻R2的另一端、電阻R3的一端和三極管Ql的正極共線；電阻R3的另一端、電阻RlO的一端和場效應(yīng)管Q4的源極共線；電阻RlO的另一端、三極管Ql的射極、集成芯片Ul的I號接線腳、電容Cl的一端以及電容C2的一端共同接地；三極管Ql的集電極串聯(lián)電阻R4后與三極管Q2的基極電連接；電容Cl的另一端、電阻R5的一端、電阻R7的一端、三極管Q2的集電極、集成芯片Ul的6號接線腳以及2號接線腳共線；二極管Q2的射極與電阻R6的一端電連接；電容C2的另一端與集成芯片Ul的5號接線腳電連接；電阻R5的另一端與集成芯片Ul的7號接線腳電連接；電阻Rl的另一端、電阻R6的另一端、電阻R7的另一端、三極管Q3的射極、集成芯片Ul的8號接線腳以及2號接線腳共線；三極管Q3的基極與穩(wěn)壓二極管D2的正極電連接；三極管Q3的集電極與電阻R9的一端電連接；電阻R9的另一端、穩(wěn)壓二極管D2的負(fù)極和二極管D3的負(fù)極具有公共接點，該公共接點使用時與電源Vdd電連接；二極管D3的正極與場效應(yīng)管Q4的漏極具有公共接點；場效應(yīng)管Q4的柵極串聯(lián)電阻R8后與集成芯片Ul的3號接線腳電連接。進(jìn)一步的方案是:所述的集成芯片Ul為型號為MC1455BP1的555定時器；所述的三極管Ql和三極管Q3為NPN型三極管；三極管Q2為PNP型三極管；穩(wěn)壓二極管D2為12V
穩(wěn)壓二極管。本實用新型具有積極的效果:(I)本實用新型的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器，有效地解決了電感性負(fù)載電流過大而造成的驅(qū)動電路元器件或負(fù)載器件容易損壞的難題。(2)本實用新型的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器，其驅(qū)動電感性負(fù)載不會造成電力能源的浪費(fèi)，也不會改變電感性負(fù)載的特性。

圖1為本實用新型的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖中還顯示了其與電感性負(fù)載LI的電連接關(guān)系；圖2為限流保護(hù)不起作用時的曲線圖；圖3為限流保護(hù)起作用時的曲線圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。(實施例1)見圖1，本實施例的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器，由集成芯片U1、三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3、場效應(yīng)管Q4、二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2、二極管D3、電容Cl、電容C2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9和電阻RlO組成。集成芯片Ul本實施例中優(yōu)選采用型號為MC1455BP1的555定時器，集成芯片Ul具有I號至8號接線腳；三極管Ql和三極管Q3為NPN型三極管；三極管Q2為PNP型三極管；穩(wěn)壓二極管D2為12V穩(wěn)壓二極管。二極管Dl的負(fù)極為本實施例的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器的控制信號輸入端ON ;二極管Dl的正極、電阻Rl的一端和電阻R2的一端共線；電阻R2的另一端、電阻R3的一端和三極管Ql的正極共線；電阻R3的另一端、電阻RlO的一端和場效應(yīng)管Q4的源極共線；電阻RlO的另一端、三極管Ql的射極、集成芯片Ul的I號接線腳GND端、電容Cl的一端以及電容C2的一端共同接地；三極管Ql的集電極串聯(lián)電阻R4后與三極管Q2的基極電連接；電容Cl的另一端、電阻R5的一端、電阻R7的一端、三極管Q2的集電極、集成芯片Ul的6號接線腳以及2號接線腳共線；二極管Q2的射極與電阻R6的一端電連接；電容C2的另一端與集成芯片Ul的5號接線腳電連接；電阻R5的另一端與集成芯片Ul的7號接線腳DISC端電連接；電阻Rl的另一端、電阻R6的另一端、電阻R7的另一端、三極管Q3的射極、集成芯片Ul的8號接線腳VCC端以及2號接線腳RST端共線；三極管Q3的基極與穩(wěn)壓二極管D2的正極電連接；三極管Q3的集電極與電阻R9的一端電連接；電阻R9的另一端、穩(wěn)壓二極管D2的負(fù)極和二極管D3的負(fù)極具有公共接點，該公共接點與電源Vdd電連接，同時，該公共接點也是本實施例的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器的負(fù)載第一接點；二極管D3的正極與場效應(yīng)管Q4的漏極具有公共接點，該公共接點即為本實施例的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器的負(fù)載第二接點；場效應(yīng)管Q4的柵極串聯(lián)電阻R8后與集成芯片Ul的3號接線腳OUT端電連接。使用時，電感性負(fù)載LI的兩端分別與前述的本實施例的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器的負(fù)載第一接點和第二接點電連接。本實施例的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器的工作原理及工作過程如下述:本實施例的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器是一種基于555時基電路的PWM自動調(diào)節(jié)的電感性負(fù)載的驅(qū)動電路。接電后，電源Vdd為本實施例的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器及電感性負(fù)載LI提供電源，電源Vdd通過三極管Q3、電阻R9、穩(wěn)壓二極管D2為集成芯片Ul及其外圍電路提供穩(wěn)壓電源VCC。集成芯片Ul的輸出端(OUT端)也即3號接線腳驅(qū)動場效應(yīng)管Q4導(dǎo)通，從而由Vdd——電感性負(fù)載LI——場效應(yīng)管Q4——電阻RlO——地端GND形成電流回路，驅(qū)動電感性負(fù)載LI工作。當(dāng)場效應(yīng)管Q4關(guān)斷時，二極管D3和電感性負(fù)載LI形成續(xù)流回路，保持電感性負(fù)載LI的工作電流。其中電阻RlO為電流反饋電阻，形成反饋電壓Vf。當(dāng)控制端ON (低電平有效)為高電平或高阻狀態(tài)時，VCC經(jīng)過電阻R1、R2到三極管Ql的基極，使得三極管Ql進(jìn)入常導(dǎo)通狀態(tài)，經(jīng)過電阻R4驅(qū)動三極管Q2進(jìn)入常導(dǎo)通狀態(tài)，VCC經(jīng)過電阻R6對電容Cl充電。進(jìn)而使得電容Cl的兩端的電壓始終保持在2/3VCC以上，控制集成芯片Ul的輸出端(3號接線端)輸出的電壓Vq為低電平，場效應(yīng)管Q4關(guān)斷，電感性負(fù)載LI關(guān)斷。當(dāng)控制端ON (低電平有效)為低電平狀態(tài)時，VCC經(jīng)過電阻R1、R2到三極管Ql基極的回路被切斷，三極管Ql關(guān)斷(Ql完全由參考電壓Vf控制)。當(dāng)參考電壓Vf〈0.7V時，限流保護(hù)電路不起作用，VCC通過電阻R7對電容Cl進(jìn)行充電，集成芯片Ul輸出Vq為高電平，場效應(yīng)管Q4導(dǎo)通；當(dāng)電容Cl兩端電壓到達(dá)2/3VCC時，集成芯片Ul輸出Vq翻轉(zhuǎn)為低電平，場效應(yīng)管Q4關(guān)斷。同時集成芯片Ul的DISC端7號接線腳對地接通，Vcl通過電阻R5對DISC引腳(地)放電。當(dāng)放電達(dá)到Vcl〈l/3VCC時，集成芯片Ul輸出Vq翻轉(zhuǎn)為為高電平，場效應(yīng)管Q4導(dǎo)通，集成芯片Ul的DISC端7號接線腳開路。如此反復(fù)，Vq端產(chǎn)生一個固定的PWM脈沖(如圖2所示)，驅(qū)動電感性負(fù)載LI工作。當(dāng)參考電壓Vf>0.7V時，通過電阻R3使得三極管Ql導(dǎo)通，然后通過電阻R4驅(qū)動三極管Q2導(dǎo)通，這時，VCC通過電阻R7對電容Cl進(jìn)行充電的同時也經(jīng)過電阻R6對電容Cl充電，導(dǎo)致Vcl充電電壓上升時速率改變(如圖3的B曲線段)。加快Vcl達(dá)到2/3VCC，使得集成芯片Ul輸出Vq翻轉(zhuǎn)為低電平，場效應(yīng)管Q4關(guān)斷，從而達(dá)到限制電感性負(fù)載LI供電電流的目的。以上實施例是對本實用新型的具體實施方式
的說明，而非對本實用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換和變化而得到相對應(yīng)的等同的技術(shù)方案，因此所有等同的技術(shù)方案均應(yīng)該歸入本實用新型的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器，其特征在于:包括集成芯片U1、三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3、場效應(yīng)管Q4、二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2、二極管D3、電容Cl、電容C2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9和電阻RlO ;所述的集成芯片Ul設(shè)有I號至8號共8個接線腳； 所述的二極管Dl的負(fù)極為控制信號輸入端(ON) ;二極管Dl的正極、電阻Rl的一端和電阻R2的一端共線；電阻R2的另一端、電阻R3的一端和三極管Ql的正極共線；電阻R3的另一端、電阻RlO的一端和場效應(yīng)管Q4的源極共線；電阻RlO的另一端、三極管Ql的射極、集成芯片Ul的I號接線腳、電容Cl的一端以及電容C2的一端共同接地；三極管Ql的集電極串聯(lián)電阻R4后與三極管Q2的基極電連接；電容Cl的另一端、電阻R5的一端、電阻R7的一端、三極管Q2的集電極、集成芯片Ul的6號接線腳以及2號接線腳共線；二極管Q2的射極與電阻R6的一端電連接；電容C2的另一端與集成芯片Ul的5號接線腳電連接；電阻R5的另一端與集成芯片Ul的7號接線腳電連接；電阻Rl的另一端、電阻R6的另一端、電阻R7的另一端、三極管Q3的射極、集成芯片Ul的8號接線腳以及2號接線腳共線；三極管Q3的基極與穩(wěn)壓二極管D2的正極電連接；三極管Q3的集電極與電阻R9的一端電連接；電阻R9的另一端、穩(wěn)壓二極管D2的負(fù)極和二極管D3的負(fù)極具有公共接點，該公共接點使用時與電源Vdd電連接；二極管D3的正極與場效應(yīng)管Q4的漏極具有公共接點；場效應(yīng)管Q4的柵極串聯(lián)電阻R8后與集成芯片Ul的3號接線腳電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器，其特征在于:所述的集成芯片Ul為型號為MC1455BP1的555定時器；所述的三極管Ql和三極管Q3為NPN型三極管；三極管Q2為PNP型三極管；穩(wěn)壓二極管D2為12V穩(wěn)壓二極管。
專利摘要本實用新型提供一種增程式電動汽車非能耗型電感性負(fù)載限流驅(qū)動器，包括集成芯片U1、三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3、場效應(yīng)管Q4、二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2、二極管D3、電容C1、電容C2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9和電阻R10；所述的集成芯片U1為型號為MC1455BP1的555定時器；所述的三極管Q1和三極管Q3為NPN型三極管；三極管Q2為PNP型三極管；穩(wěn)壓二極管D2為12V穩(wěn)壓二極管。本實用新型有效解決了電感性負(fù)載電流過大而造成的驅(qū)動電路元器件或負(fù)載器件容易損壞的難題，不會造成電力能源的浪費(fèi)，也不會改變電感性負(fù)載的特性。
文檔編號H02M3/155GK203056952SQ201220671798
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者馮俊萍, 李增良, 貝紹軼, 趙景波, 趙良 申請人:江蘇理工學(xué)院