[發(fā)明專利]一種寬范圍輸入輸出的DC?DC變換電源電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710295293.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107086780A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍小林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 惠州三華工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/158
• 分類號(hào): H02M3/158
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 林少波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及DC-DC電源領(lǐng)域，特別涉及一種適用于車載充電器的寬范圍輸入輸出的DC-DC變換電源電路。

背景技術(shù)

車載充電器要要達(dá)到TYPE-C協(xié)議要求，必須要具備寬范圍輸入，寬范圍輸出的功能。通常是采用的是DC-DC的專用控制芯片來(lái)控制四個(gè)開(kāi)關(guān)管來(lái)達(dá)成，而這些控制芯片的設(shè)計(jì)技術(shù)目前由還在半導(dǎo)體巨頭如LINEAR、TI等公司掌握，造成芯片單價(jià)極高，而且芯片數(shù)量有限，出現(xiàn)一片難求的局面。

并且，此類芯片的工作頻率固定，不能根據(jù)不同的輸入、輸出條件選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ黝l率，不能帶來(lái)最優(yōu)的轉(zhuǎn)換效率。由于工作頻率是固定的，這個(gè)工作頻率只能保證在最大伏/秒值加在儲(chǔ)能元件上，儲(chǔ)能元件不飽和，不能在小的伏/秒值時(shí)降低工作頻率，優(yōu)化不了轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)也帶了較強(qiáng)的電磁干擾。

另外，現(xiàn)有的方案技術(shù)，在輸入輸出相等的情形下，降壓模式和升壓模式交替出現(xiàn)，在輸出端呈現(xiàn)出較大的紋波電壓，如果要減小此紋波電壓，必須要增大輸出電容，不利于實(shí)現(xiàn)成品小型化，也增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種寬范圍輸入輸出的DC-DC變換電源電路，可以大幅降低了成本，擺脫控制器選擇的局限，控制器有多重選擇性。并且，可以根據(jù)不同的輸入、輸出條件給變換器選擇最優(yōu)的工作頻率，提升了變換效率；通過(guò)改變開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)通時(shí)間，解決了目前方案在輸入輸出相等時(shí)，輸出紋波電壓大的缺點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種寬范圍輸入輸出的DC-DC變換電源電路，包括：DC輸入單元、DC輸出單元、儲(chǔ)能元件、第一開(kāi)關(guān)電路、第二開(kāi)關(guān)電路、第一驅(qū)動(dòng)電路、第二驅(qū)動(dòng)電路、方波發(fā)生器、輸入電壓采樣電路、輸出電壓反饋電路；

所述DC輸入單元的輸入正端依次連接所述輸入電壓采樣電路和所述方波發(fā)生器連接，所述DC輸出單元的輸出正端依次連接所述輸出電壓反饋電路和所述方波發(fā)生器，所述方波發(fā)生器的信號(hào)輸出端還分別與所述第一驅(qū)動(dòng)電路的輸入端和所述第二驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接，所述第一驅(qū)動(dòng)電路輸出控制信號(hào)控制所述第一開(kāi)關(guān)電路的通斷，所述第二驅(qū)動(dòng)電路輸出控制信號(hào)控制所述第二開(kāi)關(guān)電路的通斷，所述第一開(kāi)關(guān)電路和所述第二開(kāi)關(guān)電路之間串聯(lián)有儲(chǔ)能元件；所述第一開(kāi)關(guān)電路還與所述DC輸入單元的輸入正端連接，所述第二開(kāi)關(guān)電路還與所述DC輸出單元的輸出正端連接。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述DC輸入單元包括若干個(gè)依次并聯(lián)連接的輸入電容。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述DC輸出單元包括若干個(gè)依次并聯(lián)連接的輸出電容。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述第一開(kāi)關(guān)電路包括第一MOS管、第二MOS管和第一電阻；

所述第一MOS管的D極與所述DC輸入單元的輸入正端連接，S極與所述第二MOS管的D極連接，所述第一MOS管的G極與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述第一驅(qū)動(dòng)電路的一輸出端連接；

所述第二MOS管的G極與所述第一驅(qū)動(dòng)電路的另一輸出端連接，所述第二MOS管的S極接地。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述第二開(kāi)關(guān)電路包括第三MOS管、第四MOS管和第二電阻；

所述第四MOS管的D極與所述DC輸出單元連接，S極與所述第三MOS管的D極連接，所述第四MOS管的G極與所述第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與所述第二驅(qū)動(dòng)電路的一輸出端連接；

所述第三MOS管的G極與所述第二驅(qū)動(dòng)電路的另一輸出端連接，所述第三MOS管的S極接地。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述第一驅(qū)動(dòng)電路包括第一驅(qū)動(dòng)芯片U1、第一二極管、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第三電容；

所述第一二極管的陽(yáng)極與所述第一驅(qū)動(dòng)芯片U1的4腳連接，陰極與所述第一驅(qū)動(dòng)芯片U1的1腳連接；所述第三電容的一端與所述第一驅(qū)動(dòng)芯片U1的1腳連接，另一端與所述第一驅(qū)動(dòng)芯片U1的7腳連接；所述第一驅(qū)動(dòng)芯片U1的4腳接一5V供電電源；

所述第三電阻的一端與所述方波發(fā)生器的一輸出端連接，另一端與所述第一驅(qū)動(dòng)芯片U1的2腳連接，所述第一驅(qū)動(dòng)芯片U1的2腳還與所述第四電阻連接后接地；

所述第五電阻的一端與所述方波發(fā)生器的另一輸出端連接，另一端與所述第一驅(qū)動(dòng)芯片U1的3腳連接，所述第一驅(qū)動(dòng)芯片U1的3腳還與所述第六電阻連接后接地。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述第二驅(qū)動(dòng)電路包括第二驅(qū)動(dòng)芯片U2、第二二極管、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻和第四電容；