輸出保護(hù)型低功耗電源轉(zhuǎn)換電路制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)提供一種輸出保護(hù)型低功耗電源轉(zhuǎn)換電路，主要解決了現(xiàn)有低壓新能源電源轉(zhuǎn)換器功耗高、效率低、可靠性差的問題。該輸出保護(hù)型低功耗電源轉(zhuǎn)換電路包括負(fù)載和輸出保護(hù)電路，負(fù)載的輸入端依次通過儲能濾波電路、反向隔離電路、VMOS控制電路、續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接；其中反向隔離電路由與所述VMOS開關(guān)電路同步整流的VMOS管組構(gòu)成，由所述驅(qū)動信號合成電路經(jīng)續(xù)流驅(qū)動電路同步驅(qū)動；所加的輸出保護(hù)電路能夠保證BOOST輸出在負(fù)載短路時自動調(diào)整，限流輸出，同時仍保證低功耗。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

Output protection type low power consumption power conversion circuit

The utility model provides an output protection type low power consumption power supply conversion circuit, which mainly solves the problems of high power consumption, low efficiency and poor reliability of the existing low-voltage new energy power source converter. The low power output protection type power conversion circuit including the load and output protection circuit, the load input followed by storage filter circuit, reverse isolation circuit, VMOS control circuit, current inductor and input power supply is connected to the output end; the reverse isolation circuit is composed of VMOS and the switch circuit of synchronous rectifier VMOS tube group. And by the driving signal synthesis circuit by freewheeling synchronous drive driving circuit; the output protection circuit can ensure the output of BOOST automatic adjustment in the short circuit of the load, limiting the output, while still ensuring low power consumption.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種輸出保護(hù)型低功耗電源轉(zhuǎn)換電路，屬于電源轉(zhuǎn)換

技術(shù)介紹
近年來，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、蓄電池供電等交流低壓、直流低壓供電的可再生新能源系統(tǒng)被廣泛使用，提高低壓新能源供電系統(tǒng)的供電效率、供電質(zhì)量、供電可靠性勢在必行。目前本領(lǐng)域公知電源轉(zhuǎn)換基本采用:1、交流(AC)輸入，采用全波整流器把輸入交流(AC)電源整流為直流(DC)電源，再進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換為直流(DC)輸出。此種方案解決了較高輸入電壓交流電源和小功率電源的轉(zhuǎn)換問題。但在低電壓交流電源輸入和大功率電源轉(zhuǎn)換時，因為AC/DC整流電路的電壓降較高，而產(chǎn)生很高的功耗，使電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率很低。2、直流(DC)輸入，直接進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換為直流(DC)輸出。此種方案解決了固定設(shè)備供電問題。但使用可靠性較低，尤其是在移動性設(shè)備，經(jīng)常需要重新連接輸入電源的設(shè)備，一旦出現(xiàn)電源極性接反的情況，就會產(chǎn)生輸入短路事故。因此一些要求可靠性較高的設(shè)備，在轉(zhuǎn)換器輸入端加入直流定向整流電路。在低電壓直電源輸入和大功率電源轉(zhuǎn)換時，因為直流識別定向整流電路的電壓降較高，而產(chǎn)生很高的功耗，使電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率很低。3、為了提高低壓供電效率、降低線路電流一般采用升壓式(BOOST)直流(DC)供電方式。升壓式(BOOST)直流(DC)供電當(dāng)輸出產(chǎn)生短路故障，輸出電壓低于輸入電壓時BOOST電路功能失效，輸入電源直接對負(fù)載短路，大電流(大功率)系統(tǒng)短路保護(hù)控制難度很大。以常規(guī)整流(識別定向)電路在輸入為低壓新能源電源為例進(jìn)行說明，輸入電壓Ui=IOV (AC、DC)，輸入電流Ii=20A，輸入功率Pi=10X20=200W，整流(識別定向)電路壓降Ud=2V,整流(識別定向)電路耗為:Pd=2 X 20=40ff,輸出功率Po=200_40=160W，其整流(識別定向)效率為:E=160/200=0.8，由此可見常規(guī)整流(識別定向)電路在輸入為低壓新能源電源時，功耗很大，效率很低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種輸出保護(hù)型低功耗電源轉(zhuǎn)換電路，主要解決了現(xiàn)有低壓新能源電源轉(zhuǎn)換器功耗高、效率低、可靠性差的問題。本專利技術(shù)的具體技術(shù)解決方案如下:該輸出保護(hù)型低功耗電源轉(zhuǎn)換電路，包括輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路，所述輸入電流米樣電路的輸入端與輸入電源的輸出端連接，輸出電流米樣電路的輸入端與和輸出保護(hù)電路的輸入端連接，輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路的輸出端均依次通過調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路與VMOS開關(guān)電路的輸入端連接，所述VMOS開關(guān)電路的輸入端還通過續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接，VMOS開關(guān)電路的輸出端依次通過反向隔離電路、儲能濾波電路、輸出保護(hù)電路與負(fù)載連接；VM0S開關(guān)電路的輸出端還通過續(xù)流電壓采樣電路與驅(qū)動信號合成電路的輸入端連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路和續(xù)流電壓采樣電路組成控制電路；所述VMOS開關(guān)電路包括兩個串聯(lián)的VMOS管組，第一 VMOS管組是并聯(lián)交替工作的VMOS管M1、M2，第二 VMOS管組是并聯(lián)交替工作的VMOS管M3、M4，輸入電源通過續(xù)流電感依次與兩個VMOS管組在反向隔離電路輸入端之前串聯(lián)；所述VMOS開關(guān)驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的驅(qū)動器，第一驅(qū)動器的輸入端A1、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的兩個輸出接口連接，第一驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與VMOS管的VMOS開關(guān)電路輸入端的一組接口連接；第二驅(qū)動器的輸入端A1、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的另外兩個輸出接口連接，第二驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與開關(guān)電路輸入端的另一組接口連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路為PWM控制器，PWM控制器的兩個輸出端Ao、Bo分別接至驅(qū)動信號合成電路的一組輸入端，PWM控制器采用正激式控制的PWM控制器，導(dǎo)通寬度小于 50% ；所述反向隔離電路由與所述VMOS開關(guān)電路同步整流的VMOS管組構(gòu)成，由所述驅(qū)動信號合成電路經(jīng)續(xù)流驅(qū)動電路同步驅(qū)動；所述輸出保護(hù)電路包括基準(zhǔn)電壓源、比較器A、比較器B、三極管NI和穩(wěn)壓管Z5 ；該輸出保護(hù)電路的輸入端接BOOST直流輸出電壓，輸出端接負(fù)載，所述輸入端和輸出端所在的主回路上串聯(lián)設(shè)置有VMOS管M5和限流電阻R24，其中，VMOS管M5的基極經(jīng)三極管NI接至所述輸出端的負(fù)端，三極管NI的基極接至所述基準(zhǔn)電壓源；所述輸出端并聯(lián)有一個濾波電容和一個反饋支路，該反饋支路上依次串聯(lián)有分壓電阻R14和RC電路；比較器A的正相輸入端接入該反饋支路，經(jīng)分壓電阻R14接至所述輸出端的正端，比較器A的負(fù)相輸入端接基準(zhǔn)電壓，比較器A的輸出端依次經(jīng)串聯(lián)的電阻R13、電阻R27、電阻R22接至所述輸入端的負(fù)端；比較器B的正相輸入端接入電阻R13、電阻R27和電阻R22所在的串聯(lián)支路，其接入節(jié)點位于電阻R27與電阻R22之間；比較器B的負(fù)相輸入端經(jīng)電阻R6接至所述輸出端的負(fù)端；比較器B的輸出端接至三極管NI的基極。本專利技術(shù)的優(yōu)點在于:本專利技術(shù)提供的輸出保護(hù)型低功耗電源轉(zhuǎn)換電路有XC/DC擴(kuò)展(XC)形、無極性、多波形、寬頻率電源輸入，DC(直流)輸出，自動極性識別定向、高轉(zhuǎn)換效率、高功率因數(shù)、高可靠性、高功率密度、低成本等優(yōu)勢。所加的輸出保護(hù)電路能夠保證BOOST輸出在負(fù)載短路時自動調(diào)整，限流輸出，同時仍保證低功耗。附圖說明圖1為本專利技術(shù)電路原理框圖；圖2為本專利技術(shù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為輸入電源為Ac正弦波時的單周期波形圖。圖4為本專利技術(shù)的輸出保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式該包括輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路，所述輸入電流采樣電路的輸入端與輸入電源的輸出端連接，輸出電流采樣電路的輸入端與和輸出保護(hù)電路的輸入端連接，輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路的輸出端均依次通過調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路與VMOS開關(guān)電路的輸入端連接，所述VMOS開關(guān)電路的輸入端還通過續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接，VMOS開關(guān)電路的輸出端依次通過反向隔離電路、儲能濾波電路、輸出保護(hù)電路與負(fù)載連接；VM0S開關(guān)電路的輸出端還通過續(xù)流電壓采樣電路與驅(qū)動信號合成電路的輸入端連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路和續(xù)流電壓采樣電路組成控制電路；所述VMOS開關(guān)電路包括兩個串聯(lián)的VMOS管組，第一 VMOS管組是并聯(lián)交替工作的VMOS管M1、M2，第二 VMOS管組是并聯(lián)交替工作的VMOS管M3、M4，輸入電源通過續(xù)流電感依次與兩個VMOS管組在反向隔離電路輸入端之前串聯(lián)；所述VMOS開關(guān)驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的驅(qū)動器，第一驅(qū)動器的輸入端A1、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的兩個輸出接口連接，第一驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與VMOS管的VMOS開關(guān)電路輸入端的一組接口連接；第二驅(qū)動器的輸入端A1、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的另外兩個輸出接口連接，第二驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與開關(guān)電路輸入端的另一組接口連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路為PWM控制器，PWM控制器的兩個輸出端Ao、Bo分別接至驅(qū)動信號合成電路的一組輸入端，PWM控制器采用正激式控制的PWM控制器，導(dǎo)通寬度小于 50% ；所述反向隔離電路由與所述VMOS開關(guān)電路同步整流的VMOS管組構(gòu)成，由所述驅(qū)動信號合本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種輸出保護(hù)型低功耗電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于：包括輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路，所述輸入電流采樣電路的輸入端與輸入電源的輸出端連接，輸出電流采樣電路的輸入端與和輸出保護(hù)電路的輸入端連接，輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路的輸出端均依次通過調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路與VMOS開關(guān)電路的輸入端連接，所述VMOS開關(guān)電路的輸入端還通過續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接，VMOS開關(guān)電路的輸出端依次通過反向隔離電路、儲能濾波電路、輸出保護(hù)電路與負(fù)載連接；VMOS開關(guān)電路的輸出端還通過續(xù)流電壓采樣電路與驅(qū)動信號合成電路的輸入端連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路和續(xù)流電壓采樣電路組成控制電路；?所述VMOS開關(guān)電路包括兩個串聯(lián)的VMOS管組，第一VMOS管組是并聯(lián)交替工作的VMOS管M1、M2，第二VMOS管組是并聯(lián)交替工作的VMOS管M3、M4，輸入電源通過續(xù)流電感依次與兩個VMOS管組在反向隔離電路輸入端之前串聯(lián)；?所述VMOS開關(guān)驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的驅(qū)動器，第一驅(qū)動器的輸入端Ai、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的兩個輸出接口連接，第一驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與VMOS管的VMOS開關(guān)電路輸入端的一組接口連接；第二驅(qū)動器的輸入端Ai、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的另外兩個輸出接口連接，第二驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與開關(guān)電路輸入端的另一組接口連接；?所述調(diào)寬式脈沖控制電路為PWM控制器，PWM控制器的兩個輸出端Ao、Bo分別接至驅(qū)動信號合成電路的一組輸入端，PWM控制器采用正激式控制的PWM控制器，導(dǎo)通寬度小于50%；?所述反向隔離電路由與所述VMOS開關(guān)電路同步整流的VMOS管組構(gòu)成，由所述驅(qū)動信號合成電路經(jīng)續(xù)流驅(qū)動電路同步驅(qū)動；?所述輸出保護(hù)電路包括基準(zhǔn)電壓源、比較器A、比較器B、三極管N1和穩(wěn)壓管Z5；該輸出保護(hù)電路的輸入端接BOOST直流輸出電壓，輸出端接負(fù)載，所述輸入端和輸出端所在的主回路上串聯(lián)設(shè)置有VMOS管M5和限流電阻R24，其中，VMOS管M5的基極經(jīng)三極管N1接至所述輸出端的負(fù)端，三極管N1的基?極接至所述基準(zhǔn)電壓源；所述輸出端并聯(lián)有一個濾波電容和一個反饋支路，該反饋支路上依次串聯(lián)有分壓電阻R14和RC電路；?比較器A的正相輸入端接入該反饋支路，經(jīng)分壓電阻R14接至所述輸出端的正端，比較器A的負(fù)相輸入端接基準(zhǔn)電壓，比較器A的輸出端依次經(jīng)串聯(lián)的電阻R13、電阻R27、電阻R22接至所述輸入端的負(fù)端；?比較器B的正相輸入端接入電阻R13、電阻R27和電阻R22所在的串聯(lián)支路，其接入節(jié)點位于電阻R27與電阻R22之間；比較器B的負(fù)相輸入端經(jīng)電阻R6接至所述輸出端的負(fù)端；比較器B的輸出端接至三極管N1的基極。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡家培，胡民海，
申請(專利權(quán))人：西安智海電力科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：