本發(fā)明涉及智能水泵領(lǐng)域，尤其涉及一種用于智能水泵控制器的供電電源。

背景技術(shù)：

水泵是輸送液體或使液體增壓的機(jī)械，它將原動機(jī)的機(jī)械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加，主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。目前，為了實現(xiàn)對水泵的智能控制，普遍在水泵上配套的使用了水泵控制器，根據(jù)所檢測到的水源狀態(tài)，管道用水量和管道壓力變化等數(shù)據(jù)去啟動與停止水泵，以防止水泵干運(yùn)轉(zhuǎn)等意外情況的出現(xiàn)。

目前大多數(shù)都是采用變壓器將市電電壓轉(zhuǎn)換成可供智能水泵控制器工作的電壓，如申請?zhí)枮?01510253872.3的中國專利申請文件公開了一種水泵智能控制電路，包括變壓器和單片機(jī)電路，所述變壓器一端與電源連接，所述變壓器另一端與直流變換電路連接，所述直流變換電路將所述變壓器輸出的12V直流轉(zhuǎn)換為3.3V直流；所述變壓器還與繼電器開斷電路連接，所述繼電器開斷電路還與所述單片機(jī)電路連接，所述繼電器開斷電路根據(jù)所述單片機(jī)電路發(fā)出的信號控制水泵電機(jī)的運(yùn)行和停止；其中智能水泵電機(jī)的供電電源采用變壓器將電源電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在實際過程中還需要其他硬件配合，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種結(jié)構(gòu)簡單且低成本的用于智能水泵控制器的供電電源。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種用于智能水泵控制器的供電電源，包括市電輸入裝置、橋式整流電路和降壓電路；所述市電輸入裝置的一端與市電電連接，另一端依次通過橋式整流電路與降壓電路的輸入端電連接，所述降壓電路的輸出端與智能水泵控制器電連接；

所述降壓電路包括集成芯片和輔助電路；所述集成芯片包括第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳、第六引腳、第七引腳和第八引腳；所述輔助電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一電容、第二電容、第三電容和電感；

所述第一引腳和第二引腳相連接后分別與第一二極管的負(fù)極、第一電容的一端、第二電容的一端、第三電容的一端和電感的一端電連接；所述第一二極管的正極接地；

所述第三引腳與第二電容的另一端電連接；

所述第四引腳分別與第三電容的另一端和第四二極管的負(fù)極電連接，所述第四二極管的正極分別與第二二極管的負(fù)極、第一電容的另一端和第三二極管的負(fù)極電連接；所述第二二極管的正極與電感的另一端電連接；所述第三二極管的正極與第二電容的另一端電連接；

所述第五引腳、第六引腳、第七引腳和第八引腳相連接后與橋式整流電路電連接；所述電感的另一端與智能水泵控制器電連接。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供的用于智能水泵控制器的供電電源中采用的降壓電路，從硬件上僅需要一個集成芯片、三個電容、四個二極管以及一個電感即可實現(xiàn)，減少了變壓器、光耦、基準(zhǔn)原等外圍元器件，大大降低智能水泵控制器的供電電源的成本。同時，本發(fā)明提供的用于智能水泵控制器的供電電源的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)80％左右，給低壓控制電路提供了穩(wěn)定高效的供電。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于智能水泵控制器的供電電源的連接示意圖；

圖2為本發(fā)明的用于智能水泵控制器的供電電源的電路連接圖。

具體實施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖予以說明。

本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：由一個集成芯片、三個電容、四個二極管以及一個電感組成的結(jié)構(gòu)簡單且低成本的降壓電路，實現(xiàn)降壓，給低壓控制電路提供了穩(wěn)定高效的供電。

請參照圖1-2，本發(fā)明提供的一種用于智能水泵控制器的供電電源，包括市電輸入裝置、橋式整流電路和降壓電路；所述市電輸入裝置的一端與市電電連接，另一端依次通過橋式整流電路與降壓電路的輸入端電連接，所述降壓電路的輸出端與智能水泵控制器電連接；

所述降壓電路包括集成芯片和輔助電路；所述集成芯片包括第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳、第六引腳、第七引腳和第八引腳；所述輔助電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一電容、第二電容、第三電容和電感；

所述第一引腳和第二引腳相連接后分別與第一二極管的負(fù)極、第一電容的一端、第二電容的一端、第三電容的一端和電感的一端電連接；所述第一二極管的正極接地；

所述第三引腳與第二電容的另一端電連接；

所述第四引腳分別與第三電容的另一端和第四二極管的負(fù)極電連接，所述第四二極管的正極分別與第二二極管的負(fù)極、第一電容的另一端和第三二極管的負(fù)極電連接；所述第二二極管的正極與電感的另一端電連接；所述第三二極管的正極與第二電容的另一端電連接；

所述第五引腳、第六引腳、第七引腳和第八引腳相連接后與橋式整流電路電連接；所述電感的另一端與智能水泵控制器電連接。

從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的用于智能水泵控制器的供電電源中采用的降壓電路，從硬件上僅需要一個集成芯片、三個電容、四個二極管以及一個電感即可實現(xiàn)，減少了變壓器、光耦、基準(zhǔn)原等外圍元器件，大大降低智能水泵控制器的供電電源的成本。同時，本發(fā)明提供的用于智能水泵控制器的供電電源的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)80％左右，給低壓控制電路提供了穩(wěn)定高效的供電。

上述的用于智能水泵控制器的供電電源的工作原理為：

市電提供220VAC，輸入到市電輸入裝置，市電輸入裝置可以為常用的插頭，220VAC經(jīng)過橋式整流電路穩(wěn)壓輸出310VDC，將310VDC輸入由集成芯片和輔助電路組成的降壓電路，通過集成芯片內(nèi)部的PWM斬波調(diào)制以及實時的反饋控制，將高壓310VDC降壓為15VDC，供后續(xù)電路使用。輔助電路中的第二二極管、第三二極管和第四二極管對輸出15V電壓進(jìn)行采樣，并反饋輸入到集成芯片內(nèi)部，控制PWM脈寬調(diào)制的占空比，達(dá)到實時反饋控制并穩(wěn)定輸出的目的。其中調(diào)制輸出與LCD網(wǎng)絡(luò)中的電感連接，在電感中進(jìn)行儲能和放電。

集成芯片內(nèi)部MOS管以60KHz的開關(guān)頻率進(jìn)行工作，對電感進(jìn)行充放電，工作過程中產(chǎn)生的過沖電流一般會高達(dá)兩倍的負(fù)荷電流值，因此電感的額定電流必須大于充放電時間內(nèi)的過沖電流值，否則電感將會進(jìn)入飽和狀態(tài)，增加電感損耗。而第一二極管D9在電感放電過程中起續(xù)流作用，如果沒有第一二極管D9，電路將沒有放電回路，不會有電壓輸出。電感放電結(jié)束后，馬上進(jìn)入充電過程，其中要求續(xù)流二極管要有快速的反向恢復(fù)能力，否則將有電流流經(jīng)D9，增加電路耗電。反向恢復(fù)的時間必須比60KHz高出一個數(shù)量級，因此100ns是D9的選型門檻。

進(jìn)一步的，還包括設(shè)置在市電輸入裝置與橋式整流電路之間的過壓保護(hù)電路；所述市電輸入裝置通過過壓保護(hù)電路與橋式整流電路電連接。

由上述描述可知，在市電輸入裝置與橋式整流電路之間設(shè)置過壓保護(hù)電路，用來對市電(220VAC)輸入瞬間過壓進(jìn)行保護(hù)，防止電路元器件損壞。

進(jìn)一步的，所述過壓保護(hù)電路為壓敏電阻。

由上述描述可知，過壓保護(hù)電路優(yōu)選壓敏電阻，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易采購的特點(diǎn)。

進(jìn)一步的，還包括設(shè)置在橋式整流電路與降壓電路之間的濾波電路；所述橋式整流電路通過濾波電路與降壓電路電連接。

由上述描述可知，在實施方式中，從市電中獲取的220VAC經(jīng)過橋式整流電路與濾波電路能夠穩(wěn)壓輸出310VDC。

進(jìn)一步的，所述濾波電路包括并聯(lián)連接的第四電容和第五電容；所述第四電容和第五電容并聯(lián)連接的一端與橋式整流電路電連接，另一端與降壓電路電連接。

由上述描述可知，在實施方式中，大電容由于容量大，所以體積一般也比較大，且通常使用多層卷繞的方式制作，這就導(dǎo)致了大電容的分布電感比較大。電感對高頻信號的阻抗是很大的，所以大電容的高頻性能不好。而一些小容量電容則剛剛相反，由于容量小，因此體積可以做得很小(縮短了引線，因為一段導(dǎo)線也可以看成是一個電感)，而且常使用平板電容的結(jié)構(gòu)，這樣小容量電容就有很小ESL，這樣它就具有了很好的高頻性能，但由于容量小的緣故，對低頻信號的阻抗大。所以，為了讓低頻、高頻信號都可以很好的通過，就采用一個大電容再并上一個小電容的方式。其中第四電容為大電容，電容值為220μf，第五電容為小電容，電容值為0.1μf，因為本發(fā)明所使用的集成芯片內(nèi)部對輸入電源進(jìn)行60KHz的頻率進(jìn)行PWM脈寬調(diào)制。

進(jìn)一步的，還包括穩(wěn)壓電路；所述穩(wěn)壓電路與電感的另一端電連接。

由上述描述可知，電感的另一端上得到15VDC，再經(jīng)過穩(wěn)壓電路得到穩(wěn)定電壓輸出。

進(jìn)一步的，所述穩(wěn)壓電路包括并聯(lián)連接的第六電容和第七電容；所述第六電容和第七電容并聯(lián)連接的一端與電感的另一端電連接，另一端接地。

由上述描述可知，通過由并聯(lián)連接的第六電容和第七電容組成的穩(wěn)壓電路，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易采購的特點(diǎn)。

進(jìn)一步的，還包括設(shè)置在電感的另一端與穩(wěn)壓電路之間的第五二極管；所述第五二極管的負(fù)極與電感的另一端電連接，第五二極管的正極接地。

進(jìn)一步的，所述集成芯片的型號為VIPER12A。

請參照圖1-2，本發(fā)明的實施例一為：

市電輸入：220VAC/50HZ，火線零線輸入，給整機(jī)提供電源；

壓敏保護(hù)：選用型號為10D471K的壓敏電阻，瞬間保護(hù)電壓470V，對市電輸入瞬間過壓進(jìn)行保護(hù)；

橋式整流電路：選用型號為KBL410的整流橋，最大反向峰值電壓1000V，最大平均正向電流4A，對220VAC交流電進(jìn)行整流；

電容濾波：兩個電容規(guī)格分別為220uf/450V和220uf/450V，對橋式整流輸出進(jìn)行濾波，穩(wěn)壓為310VDC；

集成芯片選用型號為VIPER12A的芯片，以及輔助電路由若干電感、電容、二極管組成，兩者相配合對電容濾波后的電壓310VDC降壓為15VDC；

如圖2所示的電路連接圖，其中工作原理如下：

插頭從市電中獲取220VAC，壓敏電阻對220VAC輸入進(jìn)行瞬壓保護(hù)，220VAC經(jīng)過橋式整流與電容濾波，穩(wěn)壓輸出310VDC。然后310VDC輸入VIPER12A芯片與輔助電路，VIPER12A芯片內(nèi)部通過PWM斬波調(diào)制以及實時的反饋控制，將高壓降壓為15VDC，供后續(xù)電路使用。

電源輸入VIPER12A后，芯片內(nèi)部對輸入電源進(jìn)行60KHz的頻率進(jìn)行PWM脈寬調(diào)制，調(diào)制輸出與輔助電路中的功率電感L1連接，在電感中進(jìn)行儲能和放電。電感再與穩(wěn)壓電容C12和C13連接，輸出穩(wěn)定的15VDC電壓。同時，輔助電路中的二極管D5、D6、D7對輸出15V電壓進(jìn)行采樣，并反饋輸入到VIPER12A內(nèi)部，控制PWM脈寬調(diào)制的占空比，達(dá)到實時反饋控制并穩(wěn)定輸出的目的。

電感L1、續(xù)流二極管D9在該電源電路中起了重要的作用。VIPER12A內(nèi)部MOS管以60KHz的開關(guān)頻率進(jìn)行工作，對電感進(jìn)行充放電，工作過程中產(chǎn)生的過沖電流一般會高達(dá)兩倍的負(fù)荷電流值，因此電感的額定電流必須大于充放電時間內(nèi)的過沖電流值，否則電感將會進(jìn)入飽和狀態(tài)，增加電感損耗。二極管D9在電感放電過程中起續(xù)流作用，如果沒有二極管D9，電路將沒有放電回路，不會有電壓輸出。電感放電結(jié)束后，馬上進(jìn)入充電過程，要求續(xù)流二極管要有快速的反向恢復(fù)能力，否則將有電流流經(jīng)D9，增加電路耗電。反向恢復(fù)的時間必須比60KHz高出一個數(shù)量級，100ns是D9的選型門檻。

比起以往的變壓器方案，本方案使用VIPER12A與輔助電路對高電壓輸入進(jìn)行降壓，降低了電源成本、減少空間面積，并且還提高了供電效率。

綜上所述，本發(fā)明提供的用于智能水泵控制器的供電電源中采用的降壓電路，從硬件上僅需要一個集成芯片、三個電容、四個二極管以及一個電感即可實現(xiàn)，減少了變壓器、光耦、基準(zhǔn)原等外圍元器件，大大降低智能水泵控制器的供電電源的成本。同時，本發(fā)明提供的用于智能水泵控制器的供電電源的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)80％左右，給低壓控制電路提供了穩(wěn)定高效的供電。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。