[發明專利]直流變換電路及其控制方法

在審

• 申請號: 202310207447.5
• 申請日: 2023-03-06
• 公開（公告）號: CN116581983A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 彭孫宏浩;游富淋;廖建軍;李永;羅天柱;徐國英
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M3/158;H02M1/32;H02H7/12
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 張雙鳳

1.一種直流變換電路，其特征在于，包括電源輸入端口、功率模塊、防倒灌模塊、控制模塊及電源輸出端口，所述電源輸入端口、所述功率模塊、所述防倒灌模塊及所述電源輸出端口依次串聯，所述電源輸入端口接輸入電壓，所述功率模塊對所述輸入電壓進行功率變換，得到輸出電壓，所述輸出電壓依次經所述防倒灌模塊及所述電源輸出端口后對外輸出，所述防倒灌模塊用于防止所述輸出電壓的電流倒灌，所述控制模塊與所述功率模塊的控制端連接，所述控制模塊被配置為：實時采集所述輸入電壓、所述輸出電壓、輸出電流及溫度，并根據所述輸入電壓、所述輸出電壓、所述輸出電流及所述溫度切換所述功率模塊的工作模式，所述功率模塊的工作模式包括升壓模式、降壓模式、升降壓模式、限流模式及關斷模式。

2.根據權利要求1所述的直流變換電路，其特征在于，所述功率模塊包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、功率電感、輸入電容及第一輸出電容，所述輸入電容與所述電源輸入端口并聯，所述第一NMOS管的漏極與所述電源輸入端口的正端連接，所述第二NMOS管的漏極與所述第一NMOS管的源極連接，所述第二NMOS管的源極與所述電源輸入端口的負端連接，所述功率電感串聯在所述第一NMOS管的源極與所述第四NMOS管的源極之間，所述第三NMOS管的源極與所述電源輸入端口的負端連接，所述第三NMOS管的漏極與所述第四NMOS管的源極連接，所述第一輸出電容的一端與所述第四NMOS管的漏極連接，所述第一輸出電容的另一端與所述電源輸入端口的負端連接。

3.根據權利要求2所述的直流變換電路，其特征在于，所述控制模塊與所述第一NMOS管的柵極、所述第二NMOS管的柵極、所述第三NMOS管的柵極及所述第四NMOS管的柵極分別連接。

4.根據權利要求2所述的直流變換電路，其特征在于，所述防倒灌模塊包括第五NMOS管、第六NMOS管、第一限流電阻、第二限流電阻、第三限流電阻、運算放大器及第二輸出電容，所述第五NMOS管的源極與所述第四NMOS管的漏極連接，所述第五NMOS管的漏極與所述電源輸出端口的正端連接，所述第二輸出電容與所述電源輸出端口并聯，所述第一限流電阻串聯在所述第五NMOS管的柵極與所述運算放大器的輸出端中間，所述第三限流電阻串聯在所述電源輸出端口的正端與所述第六NMOS管的漏極中間，所述第六NMOS管的源極與所述運算放大器的反相輸入端連接，所述第二限流電阻串聯在所述第六NMOS管的柵極與所述運算放大器的電源正端之間，所述運算放大器的電源負端與所述運算放大器的同相輸入端連接，所述運算放大器的電源負端還與所述第五NMOS管的源極連接。

5.根據權利要求4所述的直流變換電路，其特征在于，所述直流變換電路還包括輔助供電模塊，所述輔助供電模塊的輸入正端與所述電源輸入端口的正端連接，所述輔助供電模塊的輸入負端與所述電源輸入端口的負端連接，所述輔助供電模塊對所述輸入電壓進行功率變換，得到并輸出輔助供電電壓，所述輔助供電模塊的輸出正端與所述運算放大器的電源正端連接，所述輔助供電模塊的輸出負端與所述運算放大器的電源負端連接。

6.一種直流變換電路的控制方法，其特征在于，包括：

提供權利要求1-5中任一項所述的直流變換電路；

通過所述控制模塊實時采集所述輸入電壓、所述輸出電壓、所述輸出電流及所述溫度；

通過所述控制模塊判斷所述輸入電壓、所述輸出電壓、所述輸出電流及所述溫度是否正常；

若所述輸入電壓、所述輸出電壓、所述輸出電流及所述溫度均正常，則根據所述輸出電壓的設定值與所述輸入電壓之比，將所述功率模塊的工作模式切換為所述升壓模式、所述降壓模式及所述升降壓模式中的一種；

若所述輸入電壓、所述輸出電壓、所述輸出電流及所述溫度匯中的至少一個不正常，則通過所述控制模塊將所述功率模塊的工作模式切換為所述限流模式及所述關斷模式中的一種。