一種交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，包括Buck電路，所述Buck電路為兩路并聯(lián)，Buck電路輸入端連接到輸入電源電壓檢測電路，輸入電源與輸入電源電壓檢測電路并聯(lián)，Buck電路輸出端通過繼電器控制電路連接到輸出電源電壓檢測電路；還包括單片機，單片機的五個端口分別與兩路Buck電路、繼電器控制電路、輸入電源電壓檢測電路及輸出電源電壓檢測電路相連接；還包括輔助直流電源轉(zhuǎn)換電路，為兩路Buck電路、繼電器控制電路和單片機供電。通過兩路Buck電路交錯并聯(lián)工作，散熱更容易，有效降低了電路電磁傳導干擾，減小了續(xù)流工作階段的功率損耗系統(tǒng)效率更高。
【專利說明】一種交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種DC-DC變換電路，具體涉及一種交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路?！颈尘凹夹g】
[0002]低壓直流轉(zhuǎn)直流降壓電路，一般都采用Buck電路，只設計一路主電路，結構簡單，因此使用很普及。但是一路主電路在輸出電流較大時存在一些不足，如整流二極管損耗較大，對散熱設計要求較高，同時二極管的損耗也影響整機效率。由于只有一個開關管工作，開關管在導通和截止過程中產(chǎn)生電路EMI干擾也比較大，對電動汽車中其它電子控制模塊帶來不必要的電磁傳導干擾，因此在實際應用中，如何降低電源模塊中整流二極管發(fā)熱、減小開關管在導通和截止期間產(chǎn)生的電磁傳導干擾，讓電動汽車中使用的Buck電路提供更好的電氣特性和功能，是一項非常值得探索研究的技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服上述直流降壓電路的缺點。
[0004]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，包括Buck電路，所述Buck電路為兩路并聯(lián)，Buck電路輸入端連接到輸入電源電壓檢測電路，輸入電源與輸入電源電壓檢測電路并聯(lián)，Buck電路輸出端通過繼電器控制電路連接到輸出電源電壓檢測電路；還包括單片機，單片機的五個端口分別與兩路Buck電路、繼電器控制電路、輸入電源電壓檢測電路及輸出電源電壓檢測電路相連接；還包括輔助直流電源轉(zhuǎn)換電路，為兩路Buck電路、繼電器控制電路和單片機供電。
所述輔助直流電源轉(zhuǎn)換電路由兩級直流穩(wěn)壓電路串聯(lián)組成，第一級直流穩(wěn)壓電路輸出電壓為+12V，第二級直流穩(wěn)壓電路輸出電壓為+5V。
[0005]所述輸出電源電壓檢測電路的兩端并接于+13.8V電源，+13.8V電源通過一只二極管連接到所述第一級直流穩(wěn)壓電路的輸出端。
[0006]所述兩路Buck電路中的每一路均由兩個MOS管、一只同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片、一只電感及一只電容連接而成，兩個MOS管中一只為上管，另一只為下管，上管的源極與下管的漏極相連并連接于電感的一端，電感的另一端通過電容接地，上管的漏極接輸入電源，下管的源極接地，上管和下管的柵極分別接于同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片的上管驅(qū)動端口和下管驅(qū)動端口，同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片的時鐘同步端口接于所述單片機的一個端口。
[0007]所述繼電器控制電路由繼電器與三極管串聯(lián)而成，三極管的基極與所述單片機的一個端口連接，三極管的集電極接于繼電器線圈的一端，繼電器線圈另一端接于+12V電源，繼電器的一組常開觸點一端接于所述Buck電路，另一端為輸出電源端。
[0008]所述輸入電源電壓檢測電路由兩只電阻串聯(lián)而成，一端接輸入電源，一端接地；兩只電阻連接線上一點接于所述單片機的一個端口。[0009]所述輸出電源電壓檢測電路由兩只電阻串聯(lián)而成，一端接輸出電源，一端接地；兩只電阻連接線上一點接于所述單片機的一個端口。
[0010]當所述輸入電源電壓檢測電路檢測到輸入電源電壓等于設定值時，所述單片機中與所述同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片的時鐘同步端口連接的兩個端口輸出占空比50%、相位相差180°、頻率120kHZ的脈寬調(diào)制脈沖，驅(qū)動所述的兩只同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片交錯并聯(lián)工作。
[0011]當所述輸入電源電壓檢測電路檢測到輸入電源電壓不等于設定值時，所述單片機控制所述繼電器斷電。
[0012]當所述輸入電源電壓檢測電路檢測到輸入電源電壓為0V，所述輸出電源電壓檢測電路檢測到輸出電源電壓為大于0V，所述單片機控制所述繼電器斷電。
[0013]本發(fā)明通過兩路Buck電路交錯并聯(lián)工作，兩只上管每個周期只需分別工作半個周期，承受的電應力各自分擔一半，同時兩個管子的散熱面積比單管增加一倍，因此散熱更容易；兩路Buck電路交錯并聯(lián)工作，兩只上管以相位相反的方式工作，有效降低了電路電磁傳導干擾；利用同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片自帶的同步整流功能，在兩只下管處于續(xù)流期間，通過控制兩只下管導通，有效減小了下管續(xù)流工作階段的功率損耗，因此系統(tǒng)效率更高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0016]如圖1所示，MOS管Q1、Q2，電感LI，電容Cl和型號為NCP1034的同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片Ul連成一路Buck電路，MOS管Q4、Q5，電感L2，電容C2和型號為NCP1034的同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片U2連成另一路Buck電路，其中Ql和Q4為上管，Q2和Q5為下管，Ul的時鐘同步端口 VSYNC連接到型號為MC9S08SG4的單片機U3的PTAO端口，U2的時鐘同步端口 VSYNC連接到單片機U3的PTAl端口 ；兩路Buck電路并聯(lián)，即Ql的漏極和Q4的漏極相連，LI和L2有一端相連。Ql的漏極連接到輸入電源正極性端Jl-1，輸入電源負極性端J1-2接地。
[0017]輸入電源電壓檢測電路由兩只電阻R3和R4串聯(lián)而成，R3的一端接Jl_l，R4—端接地，R3和R4連接線上一點接于單片機U3的PTA2端口，利用電阻分壓，將輸入電源電壓分壓成單片機U3可接受的電壓范圍，用單片機U3的A/D模塊進行量化處理后測得輸出入源電壓。
[0018]繼電器控制電路由繼電器Kl與三極管Q3串聯(lián)而成，Q3的集電極接于繼電器Kl的線圈一端，Kl的另一端接輔助直流電源轉(zhuǎn)換電路中第一級直流穩(wěn)壓電路U5輸出端的+12V，Kl的一組常開觸點的一端3接并聯(lián)Buck電路，即接于LI和L2的公共點，Kl常開觸點的另一端4連接到輸出電源正極性端J2-1，輸出電源負極性端J2-2接地，Q3的基極接于單片機U3的BKGD端口，通過RELAY_C0N信號控制三極管Q3繼而控制繼電器Kl的通斷。
[0019]輸出電源電壓檢測電路由兩只電阻Rl和R2串聯(lián)而成，Rl的一端接J2_1，R2—端接地，Rl和R2連接線上一點接于單片機U3的PTA3端口，利用電阻分壓，將輸出電源電壓分壓成單片機U3可接受的電壓范圍，用單片機U3的A/D模塊進行量化處理后測得輸出電源電壓。
[0020]輔助直流電源轉(zhuǎn)換電路由U5和U4兩極直流穩(wěn)壓電路串聯(lián)而成，U5的輸出電壓作為U4的輸入電壓，U5的輸出電壓為+12V，為U1、U2和Kl供電，U4的輸出電壓為+5V，為單片機U3供電。為了能在輸入電源端Jl-1無電壓情況下，單片機U3依然能夠檢測輸出電源和輸入電源電壓并控制繼電器Kl，將輸出電源端J2-1通過二極管Dl形成連接到U5輸出端，這樣，單片機U3可以在輸出電源端J2-1接諸如+13.8V電池等電源的情況下也能正常工作，并實現(xiàn)系統(tǒng)正常的上電順序。
[0021]單片機U3主要實現(xiàn)以下功能:1.檢測電源輸入端Jl電壓，如果Jl電壓低于設計特定值或者高于設計特定值，則斷開繼電器Kl，避免MOS管Ql、Q4損壞，進而將Jl輸入電壓施加到輸出電源端J2而損壞輸出電源端J2連接的負載；2.檢測輸入電源端Jl電壓和輸出電源端J2電壓，如果輸出電源端J2電壓先于輸入電源端Jl電壓提供，即檢測到輸入電源端Jl電壓為0V，輸出電源端J2電壓為大于0V，則斷開繼電器K1，以防電路變成反向升壓電路，損壞輸入電源；3.當檢測到輸入電源端Jl電壓在設計范圍內(nèi)時，通過單片機U3的PTAO和PTAl端口分別輸出占空比是50%、相位相差180°、頻率120kHZ的脈寬調(diào)制脈沖PWMl和PWM2，驅(qū)動兩只同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片Ul和U2交錯并聯(lián)工作，從而實現(xiàn)兩路Buck電路交錯并聯(lián)工作。
【權利要求】
1.一種交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，包括Buck電路，其特征在于:所述Buck電路為兩路并聯(lián)，Buck電路輸入端連接到輸入電源電壓檢測電路，輸入電源與輸入電源電壓檢測電路并聯(lián)，Buck電路輸出端通過繼電器控制電路連接到輸出電源電壓檢測電路；還包括單片機，單片機的五個端口分別與兩路Buck電路、繼電器控制電路、輸入電源電壓檢測電路及輸出電源電壓檢測電路相連接；還包括輔助直流電源轉(zhuǎn)換電路，為兩路Buck電路、繼電器控制電路和單片機供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，其特征在于:所述輔助直流電源轉(zhuǎn)換電路由兩級直流穩(wěn)壓電路串聯(lián)組成，第一級直流穩(wěn)壓電路輸出電壓為+12V，第二級直流穩(wěn)壓電路輸出電壓為+5V。
3.根據(jù)權利要求2所述的交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，其特征在于:所述輸出電源電壓檢測電路的兩端并接于+13.8V電源，+13.8V電源通過一只二極管連接到所述第一級直流穩(wěn)壓電路的輸出端。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，其特征在于:所述兩路Buck電路中的每一路均由兩個MOS管、一只同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片、一只電感及一只電容連接而成，兩個MOS管中一只為上管，另一只為下管，上管的源極與下管的漏極相連并連接于電感的一端，電感的另一端通過電容接地，上管的漏極接輸入電源，下管的源極接地，上管和下管的柵極分別接于同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片的上管驅(qū)動端口和下管驅(qū)動端口，同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片的時鐘同步端口接于所述單片機的一個端口。
5.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，其特征在于:所述繼電器控制電路由繼電器與三極管串聯(lián)而成，三極管的基極與所述單片機的一個端口連接，三極管的集電極接于繼電器線圈的一端，繼電器線圈另一端接于+12V電源，繼電器的一組常開觸點一端接于所述Buck電路，另一端為輸出電源端。
6.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，其特征在于:所述輸入電源電壓檢測電路由兩只電阻串聯(lián)而成，一端接輸入電源，一端接地；兩只電阻連接線上一點接于所述單片機的一個端口。
7.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，其特征在于:所述輸出電源電壓檢測電路由兩只電阻串聯(lián)而成，一端接輸出電源，一端接地；兩只電阻連接線上一點接于所述單片機的一個端口。
8.根據(jù)權利要求4所述的交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，其特征在于:當所述輸入電源電壓檢測電路檢測到輸入電源電壓等于設定值時，所述單片機中與所述同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片的時鐘同步端口連接的兩個端口輸出占空比50%、相位相差180°、頻率120kHZ的脈寬調(diào)制脈沖，驅(qū)動所述的兩只同步脈寬調(diào)制Buck控制器芯片交錯并聯(lián)工作。
9.根據(jù)權利要求5所述的交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，其特征在于:當所述輸入電源電壓檢測電路檢測到輸入電源電壓不等于設定值時，所述單片機控制所述繼電器斷電。
10.根據(jù)權利要求5所述的交錯并聯(lián)工作的直流降壓電路，其特征在于:當所述輸入電源電壓檢測電路檢測到輸入電源電壓為0V，所述輸出電源電壓檢測電路檢測到輸出電源電壓為大于0V，所述單片機控制所述繼電器斷電。
【文檔編號】H02M3/44GK103501115SQ201310481163
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權日:2013年10月15日
【發(fā)明者】陳軍 申請人:揚州瑞控汽車電子有限公司