一種適應寬范圍輸入穩壓輸出電路拓撲的制作方法
【專利說明】一種適應寬范圍輸入穩壓輸出電路拓撲
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種電壓調試設備，尤其是涉及一種適應寬范圍輸入穩壓輸出電路拓撲。
【背景技術】
[0003]為解決人力發電機、風力發電機輸出電壓波動較大負載適應性差的問題，以及一些輸入電壓變化范圍較寬的場合。
【發明內容】
[0004]本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:
一種適應寬范圍輸入穩壓輸出電路拓撲，其特征在于，包括:
一 BUCK電路拓撲:當輸入電壓較高時，BUCK電路工作，BUCK電路控制器在檢測到輸出變高時會自動減小PWMl波脈寬，從而減小降壓MOS管Ql的導通時間，迫使降壓電路輸出電壓變低，這樣構成了一個負反饋，使輸出電壓穩定；由于BOOST電路的輸入就是BUCK電路的輸出，BOOST電路又輸出穩定，該級BOOST控制電路，會自動識別為不做任何調節，PWM4不發脈沖，相當于直接將BOOST電路輸入輸出直通；
一 BOOST電路拓撲:與BUCK電路拓撲串聯，且與BUCK電路拓撲共用一個電感LI ;當輸入電壓下降時，BOOST電路控制器在檢測到輸出變低時會自動增大PffMl波脈寬，隨著控制器進一步積分，一直調節到脈寬變為最大，處于飽和狀態，使BUCK電路MOS管Ql導通時間為最大，這時相當于BUCK電路的輸入與輸出直接連通，當BOOST電路控制器在檢測到輸出低于預期時，就會自動增大PWM4波脈寬，使升壓MOS管Q3導通時間變大，迫使BOOST電路輸出電壓穩定；通過這兩級電路相互緊密配合，就能很好的解決在輸入電壓較寬范圍變化時也能保證輸出電壓穩定；
一 BUCK電路控制器:用于檢測BUCK電路輸出電壓，當輸入電壓較高時，控制BUCK電路工作；
一 BOOST電路控制器:用于檢測BOOST電路輸出電壓，當輸入電壓較低時，控制BOOST電路工作。
[0005]在上述的一種適應寬范圍輸入穩壓輸出電路拓撲，所述BUCK電路拓撲包括:一降壓MOS管Ql ;該降壓MOS管Ql的漏極為拓撲正極輸入端，柵極接兩個并聯的電阻R4和R2后與BUCK電路控制器連接，電容C3 —端和電阻R7串聯后與一二極管Dl并聯接入降壓MOS管Ql源極；電容C3另一端與二極管另一端并聯再與一電阻R3 —端串接后接穩定直流電壓輸出電路拓撲的負極輸入；電容C3另一端還與BUCK電路控制器和BOOST電路控制器連接；所述降壓MOS管Ql的漏極和源極跨接串聯的電阻Rl和電容C2 ;穩定直流電壓輸出電路拓撲的負極和正極還跨接一個電容Cl，所述Cl 一端與壓MOS管Ql漏極連接，另一端直接接入穩定直流電壓輸出電路拓撲的負極輸出端；所述降壓MOS管Ql源極接一電感LI后與BOOST電路拓撲的正極輸入端連接，所述電阻R3與電容C3連接的一端接BOOST電路拓撲的負極輸入端。
[0006]在上述的一種適應寬范圍輸入穩壓輸出電路拓撲，所述BOOST電路拓撲包括一升壓MOS管Q3 ;所述升壓MOS管Q3的漏極為BOOST電路拓撲正極輸入端且與電感LI連接，源極為BOOST電路拓撲的負極輸入端，升壓MOS管Q3的柵極接一電阻R8后與BOOST電路控制器連接，所述升壓MOS管Q3的柵極和源極還跨接一電阻R9 ;電容C4和電阻RlO以及二極管D2依次串聯后再分別與電容C6、電容C7并聯最后接在升壓MOS管Q3的漏極和源極兩端；電阻R12與電容C5并聯后接到二極管D2兩端；依次串聯的電阻R15和R14，與依次串聯的電阻R16和電阻R17并聯后，再與電容CS并聯，最后接到電容C7兩端；所述電阻R17兩端還并聯一電阻R18 ;電容C7的兩端分別是BOOST電路拓撲的正極輸出端和負極輸出端。
[0007]在上述的一種適應寬范圍輸入穩壓輸出電路拓撲，所述BUCK電路控制器包括一PffM控制器Ul以及與PffM控制器Ul連接的外圍電路；該BUCK電路控制器采用電源IC控制芯片SG2525，對
電路輸出電壓由串聯的電阻R15和R14分壓后進行采樣，
PffM控制器Ul的15腳和13腳為輔助電源輸入端；
5腳和6腳組成頻率震蕩器，所述頻率震蕩器包括接5腳的電容C5、以及與電容C5并聯且接6腳的電阻R6 ;
16腳和2腳組成輸出電壓參考點，具體是電阻R3和電阻R8串聯后接16腳，電容C3與電阻R3和電阻R8并聯，所述電阻R3和電阻R8的連接點接2腳；
9腳為過流保護點，具體是二極管D1、電阻R4、電阻R9依次串聯后接9腳，電阻R2和電容C6串聯后并聯在電阻R4兩端，電阻R2和電容C6的連接點接地；
11腳和14腳產生PffM波，由于該IC單個腳只能產生最大50%的脈寬，而實際應用需要產生大于50%的脈寬PffM波，通過二極管D2、二極管D3、電阻RlO、電阻Rl 1、三極管Q1、三極管Q2、電阻R13組成的脈寬擴展電路可以滿足實際使用需要；
I腳、3腳、Rl、R7、C2、R5、C4組成電壓負反饋電路，當輸出電壓降低時，調整PWM脈寬增大，迫使輸出電壓升高，同理當電壓升高時，調整脈寬減小，迫使輸出電壓降低，實現穩壓的目的。
[0008]5在上述的一種適應寬范圍輸入穩壓輸出電路拓撲，所述BOOST電路控制器包括一 PffM控制器U2以及與PffM控制器U2連接的外圍電路；該BOOST電路控制器采用電源IC控制芯片SG2525，對電路輸出電壓由串聯的電阻R16和R17分壓后進行采樣；
PWM控制器U2的15腳和13腳為輔助電源輸入端，5腳6腳組成頻率震蕩器；所述頻率震蕩器包括接5腳的電容C13、以及與電容C13并聯且接6腳的電阻R18 ;
16腳和2腳組成輸出電壓參考點，具體是電阻R15和電阻R20串聯后接16腳，電容Cll與電阻R15和電阻R20并聯，所述電阻R15和電阻R20的連接點接2腳；
9腳為過流保護點，具體是二極管D4、電阻R16、電阻R21依次串聯后接9腳，電阻R14和電容C14串聯后并聯在電阻R16兩端，電阻R14和電容C14的連接點接地；
11腳和14腳產生PffM波，由于該IC單個腳只能產生最大50%的脈寬，而實際應用需要產生大于50%的脈寬PffM波，通過D5、D6、R23、R22、Q3、Q4、R24組成的脈寬擴展電路可以滿足實際使用需要；
I腳、3腳、R12、R19、C10、R17、C12組成電壓負反饋電路，當輸出電壓降低時，調整PWM
脈寬增大，迫使輸出電壓升高，同理當電壓升高時，調整脈寬減小，迫使輸出電壓降低，實現穩壓的目的。
[0009]在上述的一種適應寬范圍輸入穩壓輸出電路拓撲，所述BUCK電路控制器和BOOST電路控制器的PWM控制器均采用型號為SG2525的電源IC控制芯片。
[0010]正常工作時，BUCK電路控制器和BOOST電路控制器是相互獨立的，自動根據輸入電壓的變化進行相應的升降壓控制，實現穩定電壓輸出，以及限流控制。
[0011]因此，本發明具有如下優點:適合于輸入電壓范圍波動較寬的使用場合，提高電源功率密度，降低成本，控制簡單，尤其是適用于人力發電機，風力發電機等電壓變化較寬的場合。
【附圖說明】
[0012]圖1為BUCK電路拓撲和BOOST電路示意圖。
[0013]圖2為BUCK電路控制器示意圖。
[0014]圖3為BOOST電路控制器示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
[0016]實施例:
本發明主要包括:
一 BUCK電路拓撲:當輸入電壓較高時，BUCK電路工作，BUCK電路控制器在檢測到輸出變高時會自動減小PWMl波脈寬，從而減小降壓MOS管Ql的導通時間，迫使降壓電路輸出電壓變低，這樣構成了一個負反饋，使輸出電壓穩定；由于BOOST電路的輸入就是BUCK電路的輸出，BOOST電路又輸出穩定，該級BOOST控制電路，會自動識別為不做任何調節，PWM4不發脈沖，相當于直接將BOOST電路輸入輸出直通；
一 BOOST電路拓撲:與BUCK電路拓撲串聯，且與BUCK電路拓撲共用一個電感LI ;當輸入電壓下降時，BOOST電路控制器在檢測到輸出變低時會自動增大PffMl波脈寬，隨著控制器進一步積分，一直調節到脈寬變為最大，處于飽和狀態，使BUCK電路MOS管Ql導通時間為最大，這時相當于BUCK電路的輸入與輸出直接連通，當BOOST電路控制器在檢測到輸出低于預期時，就會自動增大PWM4波脈寬，使升壓MOS管Q3導通時間變大，迫使BOOST電路輸出電壓穩定；通過這兩級電路相互緊密配合，就能很好的解決在輸入電壓較寬范圍變化時也能保證輸出電壓穩定；
一 BUCK電路控制器:用于檢測BUCK電路輸出電壓，當輸入電壓較高時，控制BUCK電路工作；
一 BOOST電路控制器:用于檢測BOOST電路輸出電壓，當輸入電壓較低時，控制BOOST電路工作。
[0017]其中，BUCK電路拓撲包括:一降壓MOS管Ql ;該降壓MOS管Ql的漏極為拓撲正極輸入端，柵極接兩個并聯的電阻R4和R2后與BUCK電路控制器連接，電容C3 —端和電阻R7串聯后與一二極管Dl并聯接入降壓MOS管Ql源極；電容C3另一端與二極管另一端并聯再與一電阻R3 —端串接后接穩定直流電壓輸出電路拓撲的負極輸入；電容C3另一端還與BUCK電路控制器和BOOST電路控制器連接；所述降壓MOS管Ql的漏極和源極跨接串聯的電阻Rl和電容C2 ;穩定直流電壓輸出電路拓撲的負極和正極還跨接一個電容Cl，所述Cl一端與壓MOS管Ql漏極連接，另一端直接接入穩定直流電壓輸出電路拓撲的負極輸出端；所述降壓MOS管Ql源極接一電感LI后與BOOST電路拓撲的正極輸入端連接，所述電阻R3與電容C3連接的一端接BOOST電路拓撲的負極輸入端。
[0018]BOOST電路拓撲包括一升壓MOS管Q3 ;所述升壓MOS管Q3的漏極為BOOST電路拓撲正極輸入端且與電感LI連接，源極為BOOST電路拓撲的負極輸入端，升壓MOS管Q3的柵極接一電阻R8后與BOOST電路控制器連接，所述升壓MOS管Q3的柵極和源極還跨接一電阻R9 ;電容C4和電阻RlO以及二極管D2依次串聯后再分別與電容C6、電容C7并聯最后接在升壓MOS管Q3的漏極和源極兩端；電阻R12與電容C5并聯后接到二極管D2兩端；依次串聯的電阻Rl5和R14，與依次串聯的電阻R16和電阻Rl7并聯后，再與電容C8并聯，最后接到電容C7兩端；所述電阻R17兩端還并聯一電阻R18 ；電容C7的兩端分別是BOOST電路拓撲的正極輸出端和負極輸出端。
[0019]BUCK電路控制器包括一 PffM控制器Ul以及與PffM控制器Ul連接的外圍電路；該BUCK電路控制器采用電源IC控制芯片SG2525，對
電路輸出電壓由串聯的電阻R15和R14分壓后進行采樣，
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