一種救護車車載電源裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種救護車車載電源裝置，包括后備蓄電池，直流輸入輸出端口，市電交流輸入端口，還包括切換市電和后備蓄電池的切換電路，連接直流輸入輸出端口的逆變電路，分別連接切換電路和所述逆變電路的隔離變壓器，分別連接控制切換電路和逆變電路工作或截止的控制電路，分別連接所述隔離變壓器和所述直流輸入輸出端口的充電電路；所述后備蓄電池通過雙電源管理器與汽車自帶電池連接，所述隔離變壓器輸出220V交流電壓至外部的交流用電設備，所述控制電路控制所述切換電路通過充電電路充電至后備蓄電池或汽車自帶電池。本實用新型同時具有與市電切換的功能，并能給救護車的電池充電，解決救護車交流設備用電及因電池欠壓無法啟動的問題。
【專利說明】
一種救護車車載電源裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種救護車車載電源裝置，尤其是能工作在救護車不同運行狀態下并提供穩定的交流電源的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，常規的車載電源的設計是采用高頻方波設計，將直流12V的汽車電池升壓至300-400V直流電，再經過功率管斬波成接進正弦波的方波電源。這種電源對交流設備危害極大，且汽車電池電極接車身，非隔離會對乘車人員有觸電危險。其次高頻逆變電源過載能力不強，沒有大電流充電功能。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的，就是克服現有的車載逆變器電源對交流設備危害和不具備大電流充電的問題，現提供一種救護車專用的優質電源裝置。該裝置提供了優質的正弦波交流電源，同時具有與電網切換的功能，并能給救護車電池充電，解決救護車交流設備用電及因電池欠壓無法啟動的問題。
[0004]為了達到上述目的，采用如下技術方案:
[0005]一種救護車車載電源裝置，包括后備蓄電池，與后備蓄電池連接的直流輸入輸出端口，與市電連接的交流輸入端口，還包括連接所述交流輸入端口的切換電路，連接所述直流輸入輸出端口的逆變電路，分別連接所述切換電路和所述逆變電路的隔離變壓器，分別連接控制所述切換電路和所述逆變電路工作或截止的控制電路，分別連接所述隔離變壓器和所述直流輸入輸出端口的充電電路；所述后備蓄電池通過雙電源管理器與汽車自帶電池連接，所述隔離變壓器輸出220V交流電壓至外部的交流用電設備，所述控制電路控制所述切換電路通過充電電路充電至后備蓄電池或汽車自帶電池。
[0006]進一步地，所述逆變電路包括第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管和第四MOS管的柵極分別連接至控制電路，所述第一MOS管和第二MOS管的源極共同連接至后備蓄電池的負極，所述第三MOS管和第四MOS管的漏極共同連接至后備蓄電池的正極，所述第三MOS管的源極與第一MOS管的漏極連接，所述第四MOS管的源極與第二 MOS管的漏極連接，所述第一 MOS管的柵極和源極之間設有第一電阻，所述第二MOS管的柵極和源極之間分別第二電阻，所述第三MOS管的柵極和源極之間設有第三電阻，所述第四MOS管的柵極和源極之間設有第四電阻；所述隔離變壓器的初級線圈兩端分別連接至第一 MOS管、第二 MOS管的漏極。
[0007]進一步地，所述控制電路包括MCU控制模塊和逆變控制模塊，所述逆變控制模塊包括倒相放大單元、4組與非門單元、第一控制器和第二控制器，所述每組與非門單元包括一與非門、一二極管、一電阻和一電容，所述二極管與所述電阻并聯后分別與所述電容串聯信號接地、與所述與非門的一輸入端連接，所述MCU控制模塊連接至所述與非門的另一輸入端，所述4組與非門單元中的2組與第一控制器連接，另外2組與第二控制器連接，所述第一控制器分別輸出第一 PWM控制信號至第三MOS管的柵極，輸出第二 PWM控制信號至第一MOS管的柵極；所述第二控制器分別輸出第三PWM控制信號至第四MOS管的柵極，輸出第四PWM控制信號至第三MOS管的柵極。
[0008]進一步地，所述倒相放大單元包括4條分別連接至4組與非門單元的倒相放大器支路，所述倒相放大器支路包括若干個串聯連接的倒相放大器，與第一控制器連接的2組與非門單元的2條倒相放大器支路的倒相放大器數量之差為一，與第二控制器連接的2組與非門單元的2條倒相放大器支路的倒相放大器數量之差為一。
[0009]進一步地，還包括檢測電路，其分別與隔離變壓器和控制電路連接，用于反饋隔離變壓器的輸出電壓至控制電路。
[0010]優選地，所述檢測電路包括兩個運算放大器，其中一個運算放大器的兩個輸入端分別連接至第一 MOS管的源極和漏極，另一個運算放大器的兩個輸入端分別連接至第二MOS管的源極和漏極，所述兩個運算放大器的輸出端連接至控制電路。
[0011]進一步地，所述隔離變壓器的次級線圈兩端連接一蓄能電容。
[0012]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于:
[0013]后備蓄電池經過全橋逆變后通過隔離變壓器輸出交流電源，有市電時市電經過隔離變壓器降壓通過充電電路整流充電，裝置運行由控制電路控制。本實用新型的電路提供了優質的正弦波交流電源，同時具有與電網切換的功能，并能給救護車電池充電，解決救護車交流設備用電及因電池欠壓無法啟動的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型所述救護車車載電源裝置的電路框圖；
[0015]圖2是逆變電路的電路圖；
[0016]圖3是MCU控制模塊的電路圖；
[0017]圖4是逆變控制模塊的電路圖；
[0018]圖5是本實用新型所述救護車車載電源裝置包含檢測電路的電路框圖；
[0019]圖6是檢測電路的連接關系電路圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例，對本實用新型做進一步說明:
[0021]一種救護車車載電源裝置，包括后備蓄電池，與后備蓄電池連接的直流輸入輸出端口，與市電連接的交流輸入端口，還包括連接所述交流輸入端口的切換電路，連接所述直流輸入輸出端口的逆變電路，分別連接所述切換電路和所述逆變電路的隔離變壓器，分別連接控制所述切換電路和所述逆變電路工作或截止的控制電路，分別連接所述隔離變壓器和所述直流輸入輸出端口的充電電路；所述后備蓄電池通過雙電源管理器與汽車自帶電池連接，所述隔離變壓器輸出220V交流電壓至外部的交流用電設備，所述控制電路控制所述切換電路通過充電電路充電至后備蓄電池或汽車自帶電池。
[0022]如圖2所示，所述逆變電路包括第一 MOS管Ql、第二 MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4。其中，第一 MOS管Q1、第二 MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的柵極分別連接至控制電路，接收控制電路的PWM控制信號。第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源極共同連接至后備蓄電池的負極，第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的漏極共同連接至后備蓄電池的正極。所述第三MOS管Q3的源極與第一 MOS管Ql的漏極連接，第四MOS管Q4的源極與第二 MOS管Q2的漏極連接，第一 MOS管Ql的柵極和源極之間設有第一電阻R10，所述第二 MOS管的柵極和源極之間分別第二電阻R20，所述第三MOS管的柵極和源極之間設有第三電阻R30，所述第四MOS管的柵極和源極之間設有第四電阻R40。第一電阻R10、第二電阻R20、第三電阻R30、第四電阻R40有效保護了 MOS管不被靜電擊穿。所述隔離變壓器的初級線圈兩端分別連接至第一 MOS管Q1、第二 MOS管Q2的漏極。如圖2中的支路BI和支路B2所示，分別連接至隔離變壓器的初級線圈兩端，通過PWM控制信號控制4個MOS管的通斷而產生交流，在由隔離變壓器升壓提供給用電設備。
[0023]所述控制電路包括MCU控制模塊和逆變控制模塊。如圖3所示，其為MCU控制模塊，電路圖的具體連接此處不詳細論述。
[0024]如圖4所示，所述逆變控制模塊包括倒相放大單元、4組與非門單元、第一控制器和第二控制器。所述每組與非門單元包括一與非門、一二極管、一電阻和一電容。圖4中，二極管D204、電阻R2013、電容C209和與非門U3A組成了一組與非門單元。其它組的與非門單元同理。二極管D204的正極接地且與電阻R213并聯，然后通過電容C209接地，有效地鉗位，防止了與非門因高電壓損壞。圖3的MCU控制模塊的Al支路連接至與非門U3A、與非門U3B、與非門U3C和與非門U3D的一個輸入端連接，MCU控制模塊輸入統一控制信號至4個與非門。4個與非門的另一個輸入端則受MCU控制模塊和倒相放大單元的共同控制。與非門U3A和與非門U3B的輸出端與第一控制器U6連接，與非門U3C和與非門U3D的輸出端與第二控制器U7連接。第一控制器U6和第二控制器U7接收到與非門輸出的信號后，經過邏輯運算輸出PWM控制信號。其中，第一控制器U6分別輸出第一 PWM控制信號至第三MOS管的柵極，輸出第二 PWM控制信號至第一 MOS管的柵極；第二控制器U7分別輸出第三PWM控制信號至第四MOS管的柵極，輸出第四PWM控制信號至第三MOS管的柵極。通過這4路PWM信號驅動4個MOS管后得到交流電，交流電在經過隔離變壓器升壓后給用電設備供電。
[0025]優選地，所述倒相放大單元包括4條分別連接至4組與非門單元的倒相放大器支路。如圖4所示，MCU控制模塊的輸出信號經過A2支路經過串聯連接的倒相放大器U5A、倒相放大器U5B、倒相放大器U4E、倒相放大器U5C到達與非門U3D，A2支路經過串聯連接的倒相放大器U5A、倒相放大器U5B、倒相放大器U4E到達與非門U3C。同理，MCU控制模塊的輸出信號經過A3支路經過倒相放大器U4C、倒相放大器U4D、倒相放大器U?到達與非門U3A，經過串聯連接的倒相放大器U4C、倒相放大器U4D到達與非門U3B。可以看出，A2支路經過的倒相放大器到達U3C的數量比經過的倒相放大器到達U3D的數量少一個；A3支路經過的倒相放大器到達U3B的數量比經過的倒相放大器到達U3A的數量少一個。通過倒相放大器的數量差，令整個逆變控制模塊每次只輸出一個PWM信號，由于頻率高，開關速度快，通過多個串聯連接的倒相放大器可以避免信號干擾，提高整個逆變控制模塊的穩定性。
[0026]如圖5所示，本實用新型所述救護車車載電源裝置還包括檢測電路，其分別與隔離變壓器和控制電路連接，用于反饋隔離變壓器的輸出電壓至控制電路。所述檢測電路包括兩個運算放大器。如圖6所示，其中一個運算放大器Ul的兩個輸入端分別連接至第一MOS管的源極和漏極。同理，另一個運算放大器的兩個輸入端分別連接至第二 MOS管的源極和漏極。兩個運算放大器的輸出端連接至控制電路。通過檢測MOS管源極和漏極的壓降，將壓降信號反饋至控制電路。控制電路通過運算放大器得出功率管的工作狀況，判斷輸出屬于短路狀態還是浪涌狀態。短路狀態下，MOS管的源極和漏極會產生非常大的壓降。此時，控制電路會立刻停止輸出PWM信號，防止功率管因過流損壞。浪涌狀態下，由于隔離變壓器的蓄能電容的儲能作用，控制電路在浪涌2到3個正弦周期內將PWM信號壓縮，而不會直接關斷PWM信號，使具有浪涌設備在啟動瞬間能正常供電。
[0027]以上所述僅為解釋本實用新型之較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上之限制。凡在相同之實用新型精神下所作有關本實用新型之任何修飾或變更，皆仍應包括在本實用新型意圖保護之范疇。
【權利要求】
1.一種救護車車載電源裝置，其特征在于:包括后備蓄電池，與后備蓄電池連接的直流輸入輸出端口，與市電連接的交流輸入端口，還包括連接所述交流輸入端口的切換電路，連接所述直流輸入輸出端口的逆變電路，分別連接所述切換電路和所述逆變電路的隔離變壓器，分別連接控制所述切換電路和所述逆變電路工作或截止的控制電路，分別連接所述隔離變壓器和所述直流輸入輸出端口的充電電路；所述后備蓄電池通過雙電源管理器與汽車自帶電池連接，所述隔離變壓器輸出220V交流電壓至外部的交流用電設備，所述控制電路控制所述切換電路通過充電電路充電至后備蓄電池或汽車自帶電池。
2.根據權利要求1所述的救護車車載電源裝置，其特征在于:所述逆變電路包括第一MOS管、第二 MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管和第四MOS管的柵極分別連接至控制電路，所述第一 MOS管和第二 MOS管的源極共同連接至后備蓄電池的負極，所述第三MOS管和第四MOS管的漏極共同連接至后備蓄電池的正極，所述第三MOS管的源極與第一MOS管的漏極連接，所述第四MOS管的源極與第二MOS管的漏極連接，所述第一 MOS管的柵極和源極之間設有第一電阻，所述第二 MOS管的柵極和源極之間分別第二電阻，所述第三MOS管的柵極和源極之間設有第三電阻，所述第四MOS管的柵極和源極之間設有第四電阻；所述隔離變壓器的初級線圈兩端分別連接至第一 MOS管、第二 MOS管的漏極。
3.根據權利要求2所述的救護車車載電源裝置，其特征在于:所述控制電路包括MCU控制模塊和逆變控制模塊，所述逆變控制模塊包括倒相放大單元、4組與非門單元、第一控制器和第二控制器，所述每組與非門單元包括一與非門、一二極管、一電阻和一電容，所述二極管與所述電阻并聯后分別與所述電容串聯信號接地、與所述與非門的一輸入端連接，所述MCU控制模塊連接至所述與非門的另一輸入端，所述4組與非門單元中的2組與第一控制器連接，另外2組與第二控制器連接，所述第一控制器分別輸出第一 PWM控制信號至第三MOS管的柵極，輸出第二PWM控制信號至第一MOS管的柵極；所述第二控制器分別輸出第三PWM控制信號至第四MOS管的柵極，輸出第四PWM控制信號至第三MOS管的柵極。
4.根據權利要求3所述的救護車車載電源裝置，其特征在于:所述倒相放大單元包括4條分別連接至4組與非門單元的倒相放大器支路，所述倒相放大器支路包括若干個串聯連接的倒相放大器，與第一控制器連接的2組與非門單元的2條倒相放大器支路的倒相放大器數量之差為一，與第二控制器連接的2組與非門單元的2條倒相放大器支路的倒相放大器數量之差為一。
5.根據權利要求2所述的救護車車載電源裝置，其特征在于:還包括檢測電路，其分別與隔離變壓器和控制電路連接，用于反饋隔離變壓器的輸出電壓至控制電路。
6.根據權利要求5所述的救護車車載電源裝置，其特征在于:所述檢測電路包括兩個運算放大器，其中一個運算放大器的兩個輸入端分別連接至第一 MOS管的源極和漏極，另一個運算放大器的兩個輸入端分別連接至第二 MOS管的源極和漏極，所述兩個運算放大器的輸出端連接至控制電路。
7.根據權利要求1-6任一項所述的救護車車載電源裝置，其特征在于:所述隔離變壓器的次級線圈兩端連接一蓄能電容。
【文檔編號】H02M7/5387GK204103591SQ201420532837
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】梁永成 申請人:梁永成