一种DC/AC转换电路、供电电源的制作方法

一种dc/ac转换电路、供电电源
技术领域
1.本实用新型涉及电源转换领域，尤其涉及一种dc/ac转换电路、供电电源。


背景技术：

2.现有的直流电压输入、固定频率方波电压输出的d c/a c转换器，因采用传统的实现方式，其内部用到高压功率运放，但高压功率运放价格高、耐压低、电流小，无法满足用户要求。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种dc/ac转换电路、供电电源，采用隔离驱动、开关模块代替高压功率运放，解决了传统的价格高、耐压低、电流小问题。
4.为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
5.一种dc/ac转换电路，包括：dc/dc转换模块、信号模块、隔离驱动模块和开关模块；所述dc/dc转换模块设有正向电源端和反向电源端；所述正向电源端与所述开关模块连接以输出正向直流电；所述反向电源端与所述开关模块连接以输出反向直流电；所述信号模块上设有第一脉冲端和第二脉冲端来输出脉冲信号；所述第一脉冲端和第二脉冲端分别与所述隔离驱动模块连接以向隔离驱动模块输出两路脉冲信号；所述隔离驱动模块上设有第一驱动端和第二驱动端，以根据输入的脉冲信号来生成并输出驱动信号；所述第一驱动端和第二驱动端分别和所述开关模块连接，给所述开关模块输入两路相互独立的驱动信号，驱动所述开关模块将输入的正反两个直流电转换成交流电并输出。
6.进一步的，所述隔离驱动模块包括光电耦合器ot1和光电耦合器ot2；所述光电耦合器ot1的输入端阳极与所述第一脉冲端连接，输入端阴极接地；所述光电耦合器ot1的输出端作为隔离驱动模块的第一驱动端；所述光电耦合器ot2的输入端阳极与所述第二脉冲端连接，输入端阴极接地；所述光电耦合器ot2的输出端作为隔离驱动模块的第二驱动端；所述隔离驱动模块的第一驱动端和第二驱动端分别与所述开关模块连接，以输出两路相互独立的驱动信号给开关模块。
7.进一步的，所述隔离驱动模块还包括稳压二极管d3、稳压二极管d4和电阻r3；所述光电耦合器ot1的vcc脚与所述正向电源端和稳压二极管d3的阴极连接；所述光电耦合器ot1的gnd脚与所述电阻r3的一端和稳压二极管d3的阳极连接；所述电阻r3的另一端与所述光电耦合器ot2的vcc脚和稳压二极管d4的阴极连接；所述光电耦合器ot2的gnd脚与所述稳压二极管d4的阳极和反向电源端连接。
8.进一步的，所述开关模块包括p沟道m o s管q1和n沟道m o s管q 2；所述第一驱动端与所述p沟道m o s管q1栅级连接；所述第二驱动端与所述n沟道m o s管q 2的栅级连接；所述p沟道m o s管q1的源极接正向电源端；所述n沟道m o s管q 2的源极接反向电源端；所述p沟道m o s管q1的漏极和所述n沟道mos管q2的漏极连接后作为输出端vo，输出交流电。
9.进一步的，所述开关模块还包括电容c1和电容c2；所述电容c1的一端与所述p沟道
mos管q1的栅级连接，另一端接地；所述电容c2的一端与所述n沟道mos管q2的栅级连接，另一端接地。
10.进一步的，所述开关模块还包括电阻r4和二极管d1；所述第一驱动端与所述电阻r4的一端、二极管d1的阴极连接；所述电阻r4的另一端与所述二极管d1的阳极和p沟道mos管q1栅级连接。
11.进一步的，所述开关模块还包括电阻r5和二极管d2；所述第二驱动端与所述电阻r5的一端、二极管d2的阴极连接；所述电阻r5的另一端与所述二极管d2的阳极和n沟道mos管q2的栅级连接。
12.进一步的，所述dc/dc转换模块包括一个dc/dc转换芯片；所述dc/dc转换芯片的输入脚接输入的直流电vi；所述dc/dc转换芯片的输出脚+vo作为dc/dc转换模块的正向电源端，输出正向直流电给所述开关模块；所述dc/dc转换芯片的输出脚-vo作为dc/dc转换模块的反向电源端，输出反向直流电给所述开关模块。
13.进一步的，所述信号模块包括定时器、电阻r1和电阻r2；所述定时器的输入端与输入的直流电vi连接，以输入工作电源；所述定时器的输出端与电阻r1的一端、电阻r2的一端连接；所述电阻r1的另一端作为所述信号模块的第一脉冲端；所述电阻r2的另一端作为所述信号模块的第二脉冲端；所述信号模块的第一脉冲端和第二脉冲端分别与所述隔离驱动模块连接以输出两路脉冲信号。
14.一种供电电源，包括如上所述的dc/ac转换电路。
15.本实用新型提供一种d c/a c转换电路，包括：d c/d c转换模块、信号模块、隔离驱动模块和开关模块；所述d c/d c转换模块设有正向电源端和反向电源端；所述正向电源端与所述开关模块连接以输出正向直流电；所述反向电源端与所述开关模块连接以输出反向直流电；所述信号模块上设有第一脉冲端和第二脉冲端来输出脉冲信号；所述第一脉冲端和第二脉冲端分别与所述隔离驱动模块连接以向隔离驱动模块输出两路脉冲信号；所述隔离驱动模块上设有第一驱动端和第二驱动端，以根据输入的脉冲信号来生成并输出驱动信号；所述第一驱动端和第二驱动端分别和所述开关模块连接，给所述开关模块输入两路相互独立的驱动信号，驱动所述开关模块将输入的正反两个直流电转换成交流电并输出。通过采用光耦隔离驱动、开关m o s管代替高压功率运放，具有易实现、低功耗、低成本的优点。
附图说明
16.图1为一种dc/ac转换电路各模块相互间的连接结构示意图；
17.图2为一种dc/ac转换电路各模块内部的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
19.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神
下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
20.实施例一
21.如图1所示为一种dc/ac转换电路各模块相互间的连接结构示意图，所述电路包括：dc/dc转换模块、信号模块、隔离驱动模块和开关模块；所述dc/dc转换模块设有正向电源端和反向电源端；所述正向电源端与所述开关模块连接以输出正向直流电；所述反向电源端与所述开关模块连接以输出反向直流电；所述信号模块上设有第一脉冲端和第二脉冲端来输出脉冲信号；所述第一脉冲端和第二脉冲端分别与所述隔离驱动模块连接以向隔离驱动模块输出两路脉冲信号；所述隔离驱动模块上设有第一驱动端和第二驱动端，以根据输入的脉冲信号来生成并输出驱动信号；所述第一驱动端和第二驱动端分别和所述开关模块连接，给所述开关模块输入两路相互独立的驱动信号，第一路驱动信号控制开关模块中正向直流电的方波输出，第二路驱动信号控制开关模块中反向直流电的方波输出，两路驱动信号协同驱动所述开关模块，将输入的正反两个直流电转换并交替输出，最终实现将输入的直流电vi转换成固定频率的方波交流电压输出，在本实施例中，其中的方波占空比为50％。
22.具体实施中，如图2所示，所述dc/dc转换模块包括一个dc/dc转换芯片；所述dc/dc转换芯片的输入脚接外部输入的直流电vi；所述dc/dc转换芯片的输出脚+vo作为dc/dc转换模块的正向电源端，输出正向直流电给所述开关模块；所述dc/dc转换芯片的输出脚-vo作为dc/dc转换模块的反向电源端，输出反向直流电给所述开关模块,由此将外部的输入电压vi经dc/dc转换，产生
±
vo直流电压。
23.具体实施中，如图2所示，所述信号模块包括定时器、电阻r1和电阻r2；所述定时器的输入端与输入的直流电vi连接，以作为定时器工作电源输入；由定时器产生固定频率的方波电压，方波占空比50％。所述定时器的输出端与电阻r1的一端、电阻r2的一端连接；所述电阻r1的另一端作为所述信号模块的第一脉冲端；所述电阻r2的另一端作为所述信号模块的第二脉冲端；所述信号模块的第一脉冲端和第二脉冲端分别与所述隔离驱动模块连接以输出两路脉冲信号的方波电压。
24.具体实施中，如图2所示，所述隔离驱动模块包括光电耦合器o t 1和光电耦合器o t 2；所述光电耦合器o t 1的输入端阳极与所述第一脉冲端连接，输入端阴极接地；所述光电耦合器o t 1的输出端作为隔离驱动模块的第一驱动端；所述光电耦合器o t 2的输入端阳极与所述第二脉冲端连接，输入端阴极接地；所述光电耦合器o t 2的输出端作为隔离驱动模块的第二驱动端；实现了方波电压接入光电耦合器o t 1、o t 2的输入端。所述隔离驱动模块的第一驱动端和第二驱动端分别与所述开关模块连接，以输出两路相互独立的驱动信号给开关模块。
25.具体实施中，如图2所示，所述隔离驱动模块还包括稳压二极管d 3、稳压二极管d 4和电阻r 3；所述光电耦合器o t 1的v c c脚与所述正向电源端和稳压二极管d 3的阴极连接；所述光电耦合器o t 1的gn d脚与所述电阻r 3的一端和稳压二极管d 3的阳极连接；所述电阻r 3的另一端与所述光电耦合器o t 2的v c c脚和稳压二极管d 4的阴极连接；所述光电耦合器o t 2的gnd脚与所述稳压二极管d 4的阳极和反向电源端连接。在本实施例
中，电阻r 3用于起限流作用，以控制光电耦合器o t 1及光电耦合器o t 2的供电电流,保证光电耦合器o t 1及光电耦合器ot2的供电电流在合理范围内。
26.具体实施中，如图2所示，所述开关模块包括p沟道m o s管q1和n沟道m o s管q 2；所述第一驱动端与所述p沟道m o s管q1栅级连接；所述第二驱动端与所述n沟道m o s管q 2的栅级连接；所述p沟道m o s管q1的源极接正向电源端；所述n沟道m o s管q 2的源极接反向电源端；所述p沟道m o s管q1的漏极和所述n沟道mos管q2的漏极连接后作为输出端vo，输出交流电。
27.具体实施中，如图2所示，所述开关模块还包括电容c1和电容c 2；所述电容c1的一端与所述p沟道m o s管q1的栅级连接，另一端接地；所述电容c 2的一端与所述n沟道mos管q2的栅级连接，另一端接地。
28.具体实施中，如图2所示，所述开关模块还包括电阻r 4和二极管d1；所述第一驱动端与所述电阻r 4的一端、二极管d1的阴极连接；所述电阻r 4的另一端与所述二极管d1的阳极和p沟道m o s管q1栅级连接。在本实施例中，电阻r 4用于控制p沟道m o s管q1的开通速度，二极管d1用于使p沟道m o s管q1快速关断。
29.具体实施中，如图2所示，所述开关模块还包括电阻r 5和二极管d 2；所述第二驱动端与所述电阻r 5的一端、二极管d 2的阴极连接；所述电阻r 5的另一端与所述二极管d 2的阳极和n沟道m o s管q 2的栅级连接；在本实施例中，电阻r 5用于控制n沟道m o s管q 2的开通速度，二极管d 2使n沟道m o s管q 2实现快速关断。
30.当定时器产生的方波电压位于正半周时，光电耦合器ot1、光电耦合器ot2工作，此时n沟道mos管q2导通、p沟道mos管q1截止，输出端vo输出为-vo。当定时器产生的方波电压位于负半周时，光电耦合器ot1、光电耦合器ot2停止工作，此时n沟道mos管q2截止、p沟道mos管q1导通，输出端vo输出为+vo。由于定时器产生的方波占空比为50％，因此p沟道mos管q1与n沟道mos管q2交替导通，+vo与-vo各自占输出端vo输出的一半周期。
31.实施例二
32.一种供电电源，包括实施例一中所述的dc/ac转换电路。
33.本实用新型提供一种d c/a c转换电路，包括：d c/d c转换模块、信号模块、隔离驱动模块和开关模块；所述d c/d c转换模块设有正向电源端和反向电源端；所述正向电源端与所述开关模块连接以输出正向直流电；所述反向电源端与所述开关模块连接以输出反向直流电；所述信号模块上设有第一脉冲端和第二脉冲端来输出脉冲信号；所述第一脉冲端和第二脉冲端分别与所述隔离驱动模块连接以向隔离驱动模块输出两路脉冲信号；所述隔离驱动模块上设有第一驱动端和第二驱动端，以根据输入的脉冲信号来生成并输出驱动信号；所述第一驱动端和第二驱动端分别和所述开关模块连接，给所述开关模块输入两路相互独立的驱动信号，驱动所述开关模块将输入的正反两个直流电转换成交流电并输出。本技术主要应用于直流电压转换为方波电压的d c/a c变换器中，由d c/d c转换、定时器、光耦隔离驱动、开关m o s管组成；相对于传统的d c/d c转换、定时器、高压功率运放实现方式，本技术采用光耦隔离驱动、开关m o s管代替高压功率运放，具有易实现、低功耗、低成本的优点，解决了传统的价格高、耐压低、电流小问题。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.以上仅为说明本实用新型的实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种dc/ac转换电路，其特征在于，包括：dc/dc转换模块、信号模块、隔离驱动模块和开关模块；所述dc/dc转换模块设有正向电源端和反向电源端；所述正向电源端与所述开关模块连接；所述反向电源端与所述开关模块连接；所述信号模块上设有第一脉冲端和第二脉冲端；所述第一脉冲端和第二脉冲端分别与所述隔离驱动模块连接；所述隔离驱动模块上设有第一驱动端和第二驱动端；所述第一驱动端和第二驱动端分别和所述开关模块连接。2.根据权利要求1所述的dc/ac转换电路，其特征在于，所述隔离驱动模块包括光电耦合器ot1和光电耦合器ot2；所述光电耦合器ot1的输入端阳极与所述第一脉冲端连接，输入端阴极接地；所述光电耦合器ot1的输出端作为隔离驱动模块的第一驱动端；所述光电耦合器ot2的输入端阳极与所述第二脉冲端连接，输入端阴极接地；所述光电耦合器ot2的输出端作为隔离驱动模块的第二驱动端。3.根据权利要求2所述的dc/ac转换电路，其特征在于，所述隔离驱动模块还包括稳压二极管d3、稳压二极管d4和电阻r3；所述光电耦合器ot1的vcc脚与所述正向电源端和稳压二极管d3的阴极连接；所述光电耦合器ot1的gnd脚与所述电阻r3的一端和稳压二极管d3的阳极连接；所述电阻r3的另一端与所述光电耦合器ot2的vcc脚和稳压二极管d4的阴极连接；所述光电耦合器ot2的gnd脚与所述稳压二极管d4的阳极和反向电源端连接。4.根据权利要求1所述的dc/ac转换电路，其特征在于，所述开关模块包括p沟道mos管q1和n沟道mos管q2；所述第一驱动端与所述p沟道mos管q1栅级连接；所述第二驱动端与所述n沟道mos管q2的栅级连接；所述p沟道mos管q1的源极接正向电源端；所述n沟道mos管q2的源极接反向电源端；所述p沟道mos管q1的漏极和所述n沟道mos管q2的漏极连接后作为输出端vo。5.根据权利要求4所述的dc/ac转换电路，其特征在于，所述开关模块还包括电容c1和电容c2；所述电容c1的一端与所述p沟道mos管q1的栅级连接，另一端接地；所述电容c2的一端与所述n沟道mos管q2的栅级连接，另一端接地。6.根据权利要求4所述的dc/ac转换电路，其特征在于，所述开关模块还包括电阻r4和二极管d1；所述第一驱动端与所述电阻r4的一端、二极管d1的阴极连接；所述电阻r4的另一端与所述二极管d1的阳极和p沟道mos管q1栅级连接。7.根据权利要求4所述的dc/ac转换电路，其特征在于，所述开关模块还包括电阻r5和二极管d2；所述第二驱动端与所述电阻r5的一端、二极管d2的阴极连接；所述电阻r5的另一端与所述二极管d2的阳极和n沟道mos管q2的栅级连接。8.根据权利要求1所述的dc/ac转换电路，其特征在于，所述dc/dc转换模块包括一个dc/dc转换芯片；所述dc/dc转换芯片的输入脚接输入的直流电vi；所述dc/dc转换芯片的输出脚+vo作为dc/dc转换模块的正向电源端；所述dc/dc转换芯片的输出脚-vo作为dc/dc转换模块的反向电源端。9.根据权利要求1所述的dc/ac转换电路，其特征在于，所述信号模块包括定时器、电阻r1和电阻r2；所述定时器的输入端与输入的直流电vi连接；所述定时器的输出端与电阻r1的一端、电阻r2的一端连接；所述电阻r1的另一端作为所述信号模块的第一脉冲端；所述电阻r2的另一端作为所述信号模块的第二脉冲端。10.一种供电电源，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的dc/ac转换电路。

技术总结
本实用新型提供一种DC/AC转换电路、供电电源，一种DC/AC转换电路包括：DC/DC转换模块、信号模块、隔离驱动模块和开关模块；所述DC/DC转换模块设有正向电源端和反向电源端；所述正向电源端与所述开关模块连接；所述反向电源端与所述开关模块连接；所述信号模块上设有第一脉冲端和第二脉冲端来输出脉冲信号；所述第一脉冲端和第二脉冲端分别与所述隔离驱动模块连接；所述隔离驱动模块上设有第一驱动端和第二驱动端；所述第一驱动端和第二驱动端分别和所述开关模块连接。本实用新型通过采用隔离驱动、开关模块代替高压功率运放，具有易实现、低功耗、低成本的优点。低成本的优点。低成本的优点。


技术研发人员：陈朋飞 董亚周 黄伟
受保护的技术使用者：深圳市振华微电子有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/7/28