[發明專利]用電子開關代替續流二極管的車用DC-DC轉換電源

無效

• 申請號: 201010591834.6
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102545601A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 曾衛東;孫力;張穎
• 申請（專利權）人: 西安高度電子科技有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明涉及一種DC-DC轉換電源。

背景技術

目前國內常見的DC-DC轉換電源的電路采用大多BUCK與BOOST電路。其中的續流電路多為大功率二極管，二極管的功耗為P＝1/2×0.8×I，其中：0.8為管壓降，I為電源輸出電流；二極管的功耗影響了電源的工作效率。

另外，電源的電子開關開通時續流二極管關斷，當電子開關關斷時電感上儲存的電能通過續流二極管流向負載。因此二極管的的導通的時間直接關系到電感兩端的伏秒積，只有電感兩端的伏秒積在一個開關周期內完全平衡，才能使電源工作效率達到最高。但是現有的轉換電源無法達到這一要求。

發明內容

本發明目的是提供一種用電子開關代替續流二極管的車用DC-DC轉換電源，其解決了現有車用DC-DC轉換電源的工作效率低、調試復雜的技術問題。

本發明的技術解決方案是：

一種用電子開關代替續流二極管的車用DC-DC轉換電源，包括輸入電路、電子開關D、電壓調整穩壓電路、輸出電路，所述電壓調整穩壓電路包括LC單元；其特殊之處在于：

所述轉換電源還包括電壓傳感器A、電流傳感器B和可編程單片機S；

所述電壓調整穩壓電路還包括至少一個VMOS管(M1～MN)；

所述電壓傳感器A和電流傳感器B的電壓和電流信號送入可編程單片機S，所述可編程單片機S可根據電壓傳感器A和電流傳感器B的電壓和電流信號分別控制VMOS管(M1～MN)及電子開關D的導通與關斷時間；

所述每個VMOS管的源極和漏極分別接LC單元的兩端；所述可編程單片機S的輸出的控制信號分別送入每個VMOS管的柵極和電子開關。

上述電壓調整穩壓電路包括10個并聯的VMOS管。

上述電子開關是VMOS管，所述可編程單片機S的輸出的控制信號送入電子開關的柵極。

本發明具有的優點是：

1、本發明采用單片機控制電子開關，用多個并聯的VMOS管代替整流二級管，使得DC-DC轉換電源能夠根據車輛負載變化的特點進行續流狀態選擇，提高了電源的工作效率高。

2、本發明控制系統采用數字電路，具有調整方便，電路簡單的特點。

附圖說明

圖1是本發明整流可控的車用DC-DC轉換電源的原理框圖；

圖2是本發明整流可控的車用DC-DC轉換電源的電壓調整穩壓電路的電路原理圖。

具體實施方式

一種用電子開關代替續流二極管的車用DC-DC轉換電源，包括輸入電路、電子開關、電壓調整穩壓電路、電壓傳感器A、電流傳感器B、輸出電路和可編程單片機S，電壓調整穩壓電路包括10個并聯的VMOS管和LC單元；電子開關是VMOS管；電壓傳感器A和電流傳感器B的電壓和電流信號送入可編程單片機S，可編程單片機S可根據電壓傳感器A和電流傳感器B(必要時還可根據當前脈沖寬度與脈動頻率信號F、時間信號)輸出相應的控制信號，用于控制VMOS管(M1～MN)及電子開關D的導通與關斷時間；每個VMOS管的源極和漏極分別接LC單元的兩端；可編程單片機S的輸出的多路控制信號分別送入電子開關的柵極和每個VMOS管的柵極。

本發明可根據負載功率與當前脈沖寬度與脈動頻率信號F控制電子開關脈沖寬度變化，用VMOS管代替整流二級管，用可編程單片機控制VMOS管的開關數量和開關時間，開關的時間由電源主回路電子開關脈沖寬度與負載和LC電路中的電感量來決定代替續流二極管和電子開關的通斷，從而達到電感兩端的伏秒積在一個開關周期內完全平衡來決定。

本發明原理：

當電源代替續流二極管的電子開關電路根據負載與電源系統電子開關脈沖寬度進行調節導通與截止時，系統電路中的電感兩端的伏秒積就可以在一個開關周期內完全平衡。

本發明電源采用多個VMOS管代替整流二級管，可根據負載功率情況由可編程單片機控制電子開關脈沖寬度變化，使電源系統電路中的電感兩端的伏秒積在一個開關周期內完全平衡，同時通過控制VMOS管的通斷使電源始終工作在最佳的工作效率區域。此時多個VMOS管的功耗為：P＝1/2×0.001×I²，遠小于整流二極管的功耗；其中：0.001為十組并聯VMOS管的全導通電阻(導通電阻為一個VMOS管導通電阻的1/n，n為VMOS管的個數)，I為電源輸出電流。