电源控制电路及直流宽范围输入DC/DC电源制造技术

为了解决目前DC/DC电源输入范围普遍不够宽的问题，本实用新型专利技术提供了一种电源控制电路及宽范围直流输入DC/DC电源，电源控制电路内部主要由电源管理模块和主控部分组成，其中，主控部分采用电流型控制，包括：误差放大器、电流比较器、RS触发器、逻辑控制单元、栅极驱动器；电源管理模块包括：基准电压源、软启动控制器、欠压锁定电路。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源，特别涉及一种具备3:1宽范围直流输入DC/DC电源。
技术介绍
目前市场上DC/DC电源的种类很多，然而它们的输入范围普遍不够宽，通常输入最高电压Umax与最低电压Umin的比值，即Umax/Umin为2，例如输入为9V-18V、18V-36V等。而对很多特殊应用的场合，该输入范围很难满足用户需求，比如矿用车辆系统，该系统主要由发电机供电，电机的输出电压时常大幅度地变化，所以客观上要求DC/DC模块电源具备较宽的工作范围，而市面上同类产品显然无法满足其要求。正是基于此，我们要开发出一款具备3:1宽范围直流输入DC/DC电源模块，以填补市场空白，适应这些特殊应用场合。当然同时它也能满足常规使用，可谓“一机多用”。本专利技术想要实现如何在较宽的输入范围内，比如3:1的时候，给系统各控制模块稳定地供电，使系统可以正常工作。如何在较宽的输入范围内，保证电源的工作状态的稳定，并在输入大幅变动时，实现快速响应，保证输出的质量。
技术实现思路
为了解决现有技术中DC/DC电源无法提供较宽的工作范围的问题，本专利技术提供一种电源控制电路，用于直流宽范围输入DC/DC电源中，电源控制电路内部主要由电源管理模块和主控部分组成，其中，主控部分采用电流型控制，包括:误差放大器、电流比较器、RS触发器、逻辑控制单元、栅极驱动器；电源管理模块包括:基准电压源、软启动控制器、欠压锁定电路。根据本专利技术的一个方面，在主控部分，电压误差采样信号与给定的基准电压在电压误差放大器比较放大后输出，而后将电流误差信号与电压误差放大器的输出信号在电流比较器进行比较放大，电流比较器的输出信号输入一个RS触发器的R端，RS触发器的S端连接一个振荡器，RS触发器的输出信号传输到一个逻辑控制单元，以此来控制栅极驱动器的输出脉冲的占空比，使输出的电流跟随误差电压变化。根据本专利技术的一个方面，基准电压源用于提供内部基准源；欠压锁定电路用于提供欠压锁定功能，一旦供电电压低于设定的阈值电压，随即产生一个电平信号输送到逻辑控制单元，关断驱动信号输出；软启动控制器根据欠压锁定电路产生的输出信号对软启动斜率进行控制。根据本专利技术的一个方面，电源控制电路还包括一个锯齿波发生器，以及与误差放大器输出端相连的输出嵌位电路。根据本专利技术的一个方面，电源控制电路中还包括电流阈值保护模块，通过过电流比较器将过电流采样信号与基准电流进行比较，比较的结果输入到软启动控制器。本专利技术还提供了一种直流宽范围输入DC/DC电源，包括上述任意一种电源控制电路。本专利技术中的电源控制电路以及直流宽范围输入DC/DC电源可用在矿用车辆系统及其它特定领域的系统中，具有广阔的前景。比如在原电池供电系统，对于一个由两节12V原电池串联的使用场合，即使电池组电压下降到初始电压的50%，该模块仍可以无故障正常工作，这大大提高了电池的利用效率，经济效益也十分可观。以下结合附图及具体实施例对本专利技术再作进一步详细的说明。附图说明图1为根据本专利技术实施例的直流宽范围输入电源电路图。图2为根据本专利技术实施例的电源控制电路主控部分框图。图3为根据本专利技术实施例的电源控制电路电源管理模块框图。图4为根据本专利技术实施例的电源控制电路框图。图5为根据本专利技术实施例的电源控制电路电流阈值保护模块。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。根据本专利技术的优选实施例，参见附图1，直流宽范围输入DC/DC电源在输入端设计有整流桥BD1。这样一来，既能实现直流无极性输入，又能通过低压交流供电，拓展了应用场合，并增加了使用的灵活性。整流桥后接有输入滤波电容Cl和C2，用于滤除输入端引入的干扰噪音，并给DC/DC变换提供一个相对稳定的输入电压。直流宽范围输入DC/DC电源主要由电源控制电路实现控制功能，配合分立元件构成的电路，提供稳定的输出电源。本专利技术中的电源控制电路是个独立的技术方案，能够实现对电源电路的控制，可以单独的用在不同的电源电路中，实现对电源输出电流及电压的控制。先介绍电源控制电路外接的电路，后面介绍其各功能模块。在电源控制电路外围，SS端口外接一电容C7到GND，控制输出电压启动时的上升速度，此电容还用于故障后重新启动时间的控制；ITH为误差放大器补偿端口，其与GND之间接有电容C9，还并接有电容C8与电阻R12的串联电路；FB端口接收通过光耦合器EL817从输出侧传输到输入侧的输出电压误差信号，光耦合器EL817和端口 FB之间连接有电阻R16，FB端口与GND之间连接有电容Cll和电阻R17 ；FS外接一电阻R15到GND，用以设置工作频率；RUN端口通过外接电容ClO连接到GND，并通过R18连接到光耦合器EL817 U3A ；SYN端口可用于连接外部的同步信号，这里直接接GND ; IS端口通过R14和R13连接到GND，它有两个功能，对电流型控制，它监视开关电流，由外部电阻检测取样，另一功能做斜率补偿；CC端口直接接GND ；0UT端为驱动输出端，外接NMOS-FET Ql和Q2的栅极，Ql和Q2的源极通过电阻R13连接到GND，漏极连接到变压器Tl初级侧的抽头S2，并连接到二极管Dl的正极，Dl的负极通过电阻R7和电容C4的并联电路连接到整流桥BDl的输出端以及变压器Tl初级侧的抽头SI，其电平范围从VCC到GND ；VCC通过电阻Rl、R2、R3和R4连接到整流桥BDl的输出端，其中，Rl和R2并联后与R3和R4的并联电路相串联；VCC与GND之间还连接有电容C3和三端可调分流基准源TL431，TL431的另一端连接在电阻R5和R6之间，R5的另一端连接VCC，R6的另一端连接GND ；VCC还通过电阻R8和二极管D2连接到变压器Tl初级侧的抽头S3，电容C5连接到二极管D2负极和电阻R8的连接点，变压器Tl初级侧的抽头S4接GND。在变压器的次级侧，抽头S5通过肖特基二极管D4、D5以及电阻R23和电容C14的串联电路相并联的电路连接到输出端口 J2，输出端口 J2的I脚和2脚之间连接有电容C15和C16，2脚与变压器Tl次级侧的抽头S6相连并接到GND，I脚通过电阻R22连接光耦合器EL817 U3B的正极，I脚还通过R20和R21的串联电路接GND，光耦合器U3B的负极与GND之间接三端可调分流基准源TL431，光耦合器U3B的负极与三端可调分流基准源TL431的另一端之间连接有电容C13和电阻R19的串联电路。接下来，我们对电源控制电路的组成部分做进一步的介绍。电源控制电路内部主要由电源管理模块和主控部分组成。主控部分采用电流型控制。其组成模块有:误差放大器、电流比较器、RS触发器、逻辑控制单元、栅极驱动器。具体工作原理如下:电压误差采样信号(FB)与给定的基准电压在电压误差放大器比较放大后输出，而后将电流误差信号(I SENSE)与电压误差放大器的输出信号在电流比较器进行比较放大，电流比较器的输出信号输入一个RS触发器的R端，RS触发器的S端连接一个振荡器，RS触发器的输出信号传输到一个逻辑控制单元，以此来控制栅极驱动器的输出脉冲(OUT)的占空比，使输出的电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源控制电路，用于直流宽范围输入DC/DC电源中，其特征在于：电源控制电路内部主要由电源管理模块和主控部分组成，其中，主控部分采用电流型控制，包括：误差放大器、电流比较器、RS触发器、逻辑控制单元、栅极驱动器；?电源管理模块包括：基准电压源、软启动控制器、欠压锁定电路。

【技术特征摘要】
1.一种电源控制电路，用于直流宽范围输入DC/DC电源中，其特征在于: 电源控制电路内部主要由电源管理模块和主控部分组成，其中， 主控部分采用电流型控制，包括:误差放大器、电流比较器、RS触发器、逻辑控制单元、栅极驱动器； 电源管理模块包括:基准电压源、软启动控制器、欠压锁定电路。2.如权利要求1中的电源控制电路，其特征在于: 在主控部分，电压误差采样信号与给定的基准电压在电压误差放大器比较放大后输出，而后将电流误差信号与电压误差放大器的输出信号在电流比较器进行比较放大，电流比较器的输出信号输入一个RS触发器的R端,RS触发器的S端连接一个振荡器,RS触发器的输出信号传输到一个逻辑控制单元，以此来控制栅极驱动器的输出脉冲的占空比，使输出的电流跟随误差电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾华忠，张泽忠，张经，高波，
申请(专利权)人：山西科达自控工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：