本實用新型屬于直流變壓領域，具體涉及一種通用直流變壓器。

背景技術：

隨著電力電子技術的不斷發(fā)展，直流變壓器廣泛應用于各種電子設備中，諸如應用于高爾夫球車中。針對不同型號的高爾夫球車，其電源直流電壓不相同(包括DC12V、DC36V和DC48V等)，而其車載電器的額定電壓通常相同(為12V)，由此需要采用直流變壓器將高爾夫球車的電源直流電壓轉換成車載電器所需的電壓。然而，目前的直流變壓器的輸入端通常與高爾夫球車的直流電源連接，且其輸出與高爾夫球車的電源直流電壓有關，因此針對不同型號的高爾夫球車，需要設置不同類型的直流變壓器，直流變壓器的通用性不強。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種通用直流變壓器，以解決目前直流變壓器通用性較差的問題。

根據(jù)本實用新型實施例的第一方面，提供一種通用直流變壓器，包括檢測電路、比較電路、可控脈沖發(fā)生電路、開關和儲能電路，其中所述檢測電路的檢測端連接所述儲能電路的輸入端，且其輸出端連接所述比較電路的輸入端，所述比較電路的輸出端連接所述可控脈沖發(fā)生電路的控制端，所述可控脈沖發(fā)生電路的輸出端分別連接所述開關的控制端和輸入端，所述開關的輸出端連接所述儲能電路的輸入端，所述儲能電路的輸出端連接負載。

在一種可選的實現(xiàn)方式中，所述檢測電路用于檢測所述負載上的電流值，并將該電流值傳輸給所述比較電路；所述比較電路用于將所述電流值與預設的電流閾值進行比較，并將對應的比較電平輸出給所述可控脈沖發(fā)生電路；所述可控脈沖發(fā)生電路用于根據(jù)所述比較電平，調整其輸出脈沖的占空比；所述開關在所述可控脈沖發(fā)生電路的輸出脈沖為高電平時導通，所述可控脈沖發(fā)生電路向所述儲能電路提供高電平，所述儲能電路進行儲能；所述開關在所述可控脈沖發(fā)生電路的輸出脈沖為低電平時斷開，所述可控脈沖發(fā)生電路向所述儲能電路提供低電平，所述儲能電路釋放儲存的能量給所述負載。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述檢測電路、比較電路和可控脈沖發(fā)生電路采用型號為ISL8107IRZ的脈沖控制芯片，所述脈沖控制芯片的PHASE端為所述檢測電路的檢測端，且其TGATE端為所述可控脈沖發(fā)生電路的輸出端。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述開關包括MOS管組和二極管組，其中針對所述MOS管組中的每個MOS管，該MOS管的柵極作為所述開關的控制端和輸入端，與所述可控脈沖發(fā)生電路的輸出端連接，所述MOS管的漏極連接電源，所述MOS管的源極為所述開關的輸出端，與所述儲能電路的輸入端連接；針對所述二極管組中每個二極管，該二極管的負極連接對應MOS管的源極，正極接地。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述MOS管組包括第一MOS管和第二MOS管，且所述二極管組包括第一二極管和第二二極管，其中所述第一MOS管和第二MOS管的柵極均作為所述開關的控制端和輸入端，與所述可控脈沖發(fā)生電路的輸出端連接，所述第一MOS管和第二MOS管的漏極都連接所述電源，且源極都連接所述儲能電路的輸入端，所述第一二極管的負極連接所述第一MOS管的源極，且正極接地，所述第二二極管的負極連接所述第二MOS管的源極，且正極接地；所述第一MOS管和第二MOS管的源極為所述開關的輸出端，與所述儲能電路的輸入端連接。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述第一MOS管的漏極與源極之間設置 有穩(wěn)壓二極管，且所述第一MOS管的漏極與所述穩(wěn)壓二極管的負極連接，所述穩(wěn)壓二極管的正極連接所述第一MOS管的源極；所述第二MOS管的漏極與源極之間設置有第三二極管，且所述第二MOS管的漏極連接所述第三二極管的負極，所述第三二極管的正極連接所述第二MOS管的源極。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述二極管組中每個二極管的正極都通過粗導線接地，所述粗導線為所述通用直流變壓器中最粗的導線。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述儲能電路包括電感和電容，其中所述電感的第一端為所述儲能電路的輸入端，與所述開關的輸出端連接，第二端分別與所述負載以及所述電容的第一端連接，所述電容的第二端接地。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述電容由極性電容和非極性電容并聯(lián)構成，所述極性電容和非極性電容的一個并聯(lián)節(jié)點作為所述電容的第一端，另一個并聯(lián)節(jié)點作為所述電容的第二端。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述通用直流變壓器還包括外殼，所述檢測電路、比較電路、可控脈沖發(fā)生電路、開關和儲能電路設置在電路板上，所述電路板與所述外殼之間設置有導熱硅膠層。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型通過將檢測到的負載上的電流值與預設的電流閾值進行比較，可以判斷出提供給負載的電壓是否過小或者過大，并且通過根據(jù)判斷的結果對可控脈沖發(fā)生電路輸出脈沖的占空比進行調整，可以對儲能電路存儲的能量進行調整，從而保證儲能電路在釋放能量時可以向負載提供準確的電壓，由此可見，本實用新型中直流變壓器提供給負載的電壓根據(jù)負載上的電流來進行調整，高爾夫球車的直流電源只用于向直流變壓器提供工作電壓，不會影響直流變壓器的輸出，因此本實用新型直流變壓器的通用性更強；

2、本實用新型通過對開關中多個MOS管的通斷進行控制，可以降低采用一個MOS管的通斷進行控制時購置一個大功率MOS管所需要的成本，從而可以降低電路制作成本；此外，本實用新型通過使每個MOS管都串聯(lián)一個二極管，可以保證可控脈沖發(fā)生電路輸出脈沖為高電平時，將該高電平穩(wěn) 定輸出給儲能電路進行能量儲存，并且可以保證儲能電路在進行能量釋放時，釋放的能量穩(wěn)定提供給負載；

3、本實用新型通過使二極管組中每個二極管的正極都通過粗導線接地，可以保證每個二極管與接地端之間的連線不會被燒斷，從而可以提高電路的穩(wěn)定性和散熱能力；

4、本實用新型通過在第一MOS管的漏極與源極之間設置穩(wěn)壓二極管，第二MOS管的漏極與源極之間設置第三二極管，可以提高第一MOS管和第二MOS管導通的穩(wěn)定性；

5、本實用新型通過在儲能電路中設置電感，不僅可以保證能量儲存的順利進行，而且可以限制大電流通過，防止高電壓直接施加在負載上，從而可以保證負載運行的穩(wěn)定性；此外，本實用新型通過在儲能電路中設置電容，不僅可以保證能量儲存的順利進行，而且可以對電流進行濾波，減少輸出紋波，從而可以保證向負載提供高質量的電壓；

6、本實用新型通過在電路板與外殼之間可以設置導熱硅膠層，可以將電路板上的熱量有效通過外殼散出，從而可以提高通用直流變壓器的散熱能力和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本實用新型通用直流變壓器的一個實施例電路方框圖；

圖2是本實用新型檢測電路、比較電路和可控脈沖發(fā)生電路的一個實施例電路原理圖；

圖3是本實用新型開關的一個實施例電路原理圖；

圖4是本實用新型儲能電路的一個實施例電路原理圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型實施例中的技術方案， 并使本實用新型實施例的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型實施例中技術方案作進一步詳細的說明。

在本實用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術語“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語的具體含義。

參見圖1，為本實用新型通用直流變壓器的一個實施例電路方框圖。該通用直流變壓器可以包括檢測電路110、比較電路120、可控脈沖發(fā)生電路130、開關140和儲能電路150，其中所述檢測電路110的檢測端連接所述儲能電路150的輸入端，且其輸出端連接所述比較電路120的輸入端，所述比較電路120的輸出端連接所述可控脈沖發(fā)生電路130的控制端，所述可控脈沖發(fā)生電路130的輸出端分別連接所述開關140的控制端和輸入端，所述開關140的輸出端連接所述儲能電路150的輸入端，所述儲能電路150的輸出端連接負載160。

本實施例中，所述檢測電路110、比較電路120、可控脈沖發(fā)生電路130和開關140的電源端都可以與外置電源連接，該外置電源可以為高爾夫球車的直流電源，用于向檢測電路110、比較電路120、可控脈沖發(fā)生電路130和開關140提供工作電壓。

該通用直流變壓器工作時，檢測電路110可以首先通過儲能電路150檢測負載160上的電流值，并將該電流值輸出給比較電路120，然后比較電路120將該電流值與預設的電流閾值進行比較，由于比較電路120在比較后通常會產(chǎn)生一個比較電平，因此比較電路120在比較后可以將對應的比較電平輸出給可控脈沖發(fā)生電路130，以使可控脈沖發(fā)生電路130根據(jù)其接收到的比較電平，調整其輸出脈沖的占空比。例如在該電流值小于預設的電流閾值下限時，表示提供給負載160的電壓不足，即儲能電路150中儲存的能量不足，此時比較電路120可以產(chǎn)生高電平并將高電平輸出給可控脈沖發(fā)生電路130，可控脈沖發(fā)生電路130在接收到高電平后，可以增大其輸出脈沖中高電 平的占空比；在該電流值大于預設的電流閾值上限時，表示提供給負載160的電壓過大，即儲能電路150中儲存的能量過多，此時比較電路120可以產(chǎn)生低電平并將低電平輸出給可控脈沖發(fā)生電路130，可控脈沖發(fā)生電路130在接收到低電平后，可以減小其輸出脈沖中低電平的占空比。

可控脈沖發(fā)生電路130在對其輸出脈沖占空比進行調整后，將調整后的輸出脈沖輸出給開關140。該開關140可以在可控脈沖發(fā)生電路130的輸出脈沖為高電平時導通，此時高電平的輸出脈沖可以提供給儲能電路150，以使儲能電路150進行儲能；該開關140可以在可控脈沖發(fā)生電路130的輸出脈沖為低電平時斷開，此時低電平的輸出脈沖可以提供給儲能電路150，以使儲能電路150釋放儲存的能量給所述負載160。

由上述實施例可見，本實用新型通過將檢測到的負載上的電流值與預設的電流閾值進行比較，可以判斷出提供給負載的電壓是否過小或者過大，并且通過根據(jù)判斷的結果對可控脈沖發(fā)生電路輸出脈沖的占空比進行調整，可以對儲能電路存儲的能量進行調整，從而保證儲能電路在釋放能量時可以向負載提供準確的電壓，由此可見，本實用新型中直流變壓器提供給負載的電壓根據(jù)負載上的電流來進行調整，高爾夫球車的直流電源只用于向直流變壓器提供工作電壓，不會影響直流變壓器的輸出，因此本實用新型直流變壓器的通用性更強。

參見圖2，為本實用新型檢測電路、比較電路和可控脈沖發(fā)生電路的一個實施例電路原理圖。本實施例中，可以采用內(nèi)部集成有可實現(xiàn)上述功能的檢測電路、比較電路和可控脈沖發(fā)生電路的脈沖控制芯片U1，該脈沖控制芯片U1的PHASE端為所述檢測電路的檢測端，TGATE為所述可控脈沖發(fā)生電路的輸出端。其中，該脈沖控制芯片U1的型號可以為ISL8107IRZ，由于脈沖控制芯片U1內(nèi)部的檢測電路、比較電路和可控脈沖發(fā)生電路在出廠之前就已經(jīng)封裝在該脈沖控制芯片U1內(nèi)，因而在此不再對脈沖控制芯片U1的內(nèi)部電路進行詳細描述。

參見圖3，為本實用新型開關的一個實施例電路原理圖。開關140可以 包括MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金屬氧化半導體)管組和二極管組，其中針對所述MOS管組中的每個MOS管，該MOS管的柵極作為所述開關140的控制端和輸入端，與可控脈沖發(fā)生電路130的輸出端連接，所述MOS管的漏極連接外置電源(即高爾夫球車的直流電源)，所述MOS管的源極為所述開關140的輸出端，與所述儲能電路150的輸入端連接；針對所述二極管組中每個二極管，該二極管的負極連接對應MOS管的源極，正極接地。

本實施例中，當可控脈沖發(fā)生電路130提供給MOS管組中各個MOS管柵極的電平為高電平時，各個MOS管分別導通且二極管組中各個二極管截止，高電平可以通過各個MOS管輸出給儲能電路150進行能量儲存。當可控脈沖發(fā)生電路130提供給MOS管組中各個MOS管柵極的電平為低電平時，各個MOS管分別斷開且二極管組中各個二極管導通，此時儲能電路150可以對其儲存的能量進行釋放。本實用新型通過對多個MOS管的通斷進行控制，可以降低采用一個MOS管的通斷進行控制時購置一個大功率MOS管所需要的成本，從而可以降低電路制作成本。此外，本實用新型通過使每個MOS管都串聯(lián)一個二極管，可以保證可控脈沖發(fā)生電路輸出脈沖為高電平時，將該高電平穩(wěn)定輸出給儲能電路進行能量儲存，并且可以保證儲能電路在進行能量釋放時，釋放的能量穩(wěn)定提供給負載。

在一種可選的實現(xiàn)方式中，所述MOS管組可以包括第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，且所述二極管組包括第一二極管D1和第二二極管D2，其中所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的柵極均作為所述開關140的控制端和輸入端，與脈沖控制芯片U1的TGATE端連接，所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的漏極都連接外置電源，且源極都連接所述儲能電路150的輸入端，所述第一二極管D1的負極連接所述第一MOS管Q1的源極，且正極接地，所述第二二極管D2的負極連接所述第二MOS管Q2的源極，且正極接地；所述第一MOS管和第二MOS管的源極為所述開關140的輸出端，與所述儲能電路150的輸入端連接。為了提高第一MOS管和第二MOS管導通的穩(wěn)定性，在所述第一MOS管Q1的漏極與源極之間設置有穩(wěn)壓二極 管D3，且所述第一MOS管Q1的漏極與所述穩(wěn)壓二極管D3的負極連接，所述穩(wěn)壓二極管D3的正極連接所述第一MOS管Q1的源極；所述第二MOS管Q2的漏極與源極之間設置有第三二極管D4，且所述第二MOS管Q2的漏極連接所述第三二極管D4的負極，所述第三二極管D4的正極連接所述第二MOS管Q2的源極。

另外，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，二極管組中每個二極管的正極與接地端之間的連線上通常存在較大的電流，因此為了保證該連線不會被燒斷，提高電路的穩(wěn)定性和散熱能力，可以使二極管組中每個二極管的正極都通過粗導線接地，粗導線的直徑遠遠大于本實用新型通用直流變壓器中的其他導線，為通用直流變壓器中最粗的導線。

參見圖4，為本實用新型儲能電路的一個實施例電路原理圖。該儲能電路150可以包括電感L和電容C，其中所述電感L的第一端為所述儲能電路150的輸入端，與所述開關140的輸出端連接，第二端分別與所述負載160以及所述電容C的第一端連接，所述電容C的第二端接地。

本實施例中，當可控脈沖發(fā)生電路130通過開關140向電感L的第一端輸出高電平時，電容C將流過電感L的電流轉換為電荷進行存儲。當可控脈沖發(fā)生電路130通過開關140向電感L的第一端輸出高電平時，電容C將其儲存的電荷轉換為電流輸出給負載。本實用新型通過在儲能電路中設置電感，不僅可以保證能量儲存的順利進行，而且可以限制大電流通過，防止高電壓直接施加在負載上，從而可以保證負載運行的穩(wěn)定性。此外，本實用新型通過在儲能電路中設置電容，不僅可以保證能量儲存的順利進行，而且可以對電流進行濾波，減少輸出紋波，從而可以保證向負載提供高質量的電壓。

由于非極性電容雖然容量較大，但成本較高，且對電路穩(wěn)定性帶來一定挑戰(zhàn)，因此本實用新型中電容C由極性電容和非極性電容并聯(lián)構成，所述極性電容和非極性電容的一個并聯(lián)節(jié)點作為所述電容C的第一端，另一個并聯(lián)節(jié)點作為所述電容C的第二端，由此不僅可以保證電容容量，降低成本，還可以提高電路穩(wěn)定性。另外，上述電路可以設置在電路板上，且電路板與通 用直流變壓器的外殼之間可以設置導熱硅膠層，以將電路板上的熱量有效通過外殼散出，從而可以提高通用直流變壓器的散熱能力和穩(wěn)定性。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的實用新型后，將容易想到本實用新型的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本實用新型的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本實用新型的一般性原理并包括本實用新型未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本實用新型的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本實用新型并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本實用新型的范圍僅由所附的權利要求來限制。