本實(shí)用新型涉及直流功率輸入變換為直流功率輸出，尤指一種寬范圍直流輸入電路。

背景技術(shù)：

公知的直流功率輸入變換為直流功率輸出電路如圖6所示，只能用于低壓輸入，一般的最高電壓不能超過60V。當(dāng)輸入與輸出要求隔離且最高輸入電壓大于100V時(shí)，一般采用正激或者反激變換電路，但開關(guān)管的電壓應(yīng)力都必須按照最高輸入電壓來考慮，開關(guān)管的電壓應(yīng)力不好處理，且在全電壓輸入范圍的轉(zhuǎn)換效率都非常低,不合適于輸出功率較大的場(chǎng)合，這是其缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種寬范圍直流輸入電路。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種寬范圍直流輸入電路，包括PWM電路、邏輯處理電路、BUCK PWM電路、BOOST PWM電路、隔離放大驅(qū)動(dòng)電路、放大驅(qū)動(dòng)電路、輸出穩(wěn)壓電路、電流檢測(cè)電路、軟啟動(dòng)電路、故障處理電路和輸入電壓檢測(cè)電路，PWM電路連接邏輯處理電路、輸出穩(wěn)壓電路、電流檢測(cè)電路、軟啟動(dòng)電路和故障處理電路，邏輯處理電路連接輸入電壓檢測(cè)電路、BUCK PWM電路和BOOST PWM電路，BUCK PWM電路和BOOST PWM電路分別連接隔離放大驅(qū)動(dòng)電路和放大驅(qū)動(dòng)電路，其中：

PWM電路的作用是：通過調(diào)整占空比來保持輸出電壓穩(wěn)定；

邏輯處理電路的作用是：根據(jù)輸入電壓檢測(cè)電路的指令來選擇主電路工作于升壓、降壓或直通三種模式之一；

BUCK PWM電路的作用是：工作于降壓模式時(shí)PWM信號(hào)；

BOOST PWM電路的作用是：工作于升壓模式時(shí)PWM信號(hào)；

隔離放大驅(qū)動(dòng)電路的作用是：對(duì)降壓電路的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行隔離放大；

放大驅(qū)動(dòng)電路的作用是：對(duì)升壓電路的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大；

輸出穩(wěn)壓電路的作用是調(diào)節(jié)輸出電壓保持穩(wěn)定；

電流檢測(cè)電路的作用是檢測(cè)半導(dǎo)體電子開關(guān)峰值電流；

軟啟動(dòng)電路的作用是：電源開始工作時(shí)占空比逐步打開；

故障處理電路的作用是:是對(duì)電源系統(tǒng)里面的電路進(jìn)行保護(hù)和處理；

輸入電壓檢測(cè)電路的作用是：采樣輸入電壓的數(shù)值并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)開關(guān)量。

工作時(shí)：首先PWM電路進(jìn)行故障檢測(cè)，然后軟啟動(dòng)電路開始工作，再根據(jù)輸入電壓檢測(cè)電路的指令決定是工作于升壓，直通或降壓模式。

進(jìn)一步地，為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，可以有如下第二種方案，所述一種寬范圍直流輸入電路，其特征在于：包括MCU電路模塊以及與該模塊連接的故障信號(hào)電路、輸入電壓檢測(cè)電路、電流信號(hào)檢測(cè)電路、輸出電壓檢測(cè)電路、BUCK PWM電路和BOOST PWM 電路，BUCK PWM電路和BOOST PWM電路分別連接隔離放大驅(qū)動(dòng)電路和放大驅(qū)動(dòng)電路，其中：

MCU電路模塊的作用是：對(duì)整個(gè)電源進(jìn)行控制；

故障信號(hào)電路的作用是：當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)電源關(guān)閉輸出；

輸入電壓檢測(cè)電路的作用是：采樣輸入電壓的數(shù)值并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)開關(guān)量；

電流檢測(cè)電路的作用是檢測(cè)半導(dǎo)體電子開關(guān)峰值電流；

輸出電壓檢測(cè)電路的作用是：采樣輸出電壓的數(shù)值給到MCU用來調(diào)節(jié)PWM保持輸出電壓穩(wěn)定；

BUCK PWM電路的作用是：工作于降壓模式時(shí)PWM信號(hào)；

BOOST PWM電路的作用是：工作于升壓模式時(shí)PWM信號(hào)；

隔離放大驅(qū)動(dòng)電路的作用是：對(duì)降壓電路的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行隔離與信號(hào)放大；

放大驅(qū)動(dòng)電路的作用是：對(duì)升壓電路的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大。

其中MCU電路模塊可以用DSP電路模塊等效替換。

其工作原理如下：MCU電路模塊(或者DSP電路模塊)初始化后，首先檢測(cè)各種故障信號(hào)，后開始PWM的軟啟動(dòng)輸出，根據(jù)輸入電壓檢測(cè)電路的指令決定是工作于升壓、降壓、直通模式。

本實(shí)用新型還可以有如下第三種方案：所述一種寬范圍直流輸入電路，其特征在于：第一開關(guān)管漏極和第二開關(guān)管漏極相接并與第二電容第一端連接作為直流輸入正端；第一開關(guān)管源極、第二開關(guān)管源極、電感線圈L的第一端及第一二極管的負(fù)極連接；電感線圈 L的第二端與第三開關(guān)管漏極、第四開關(guān)管漏極及第二二極管正極連接；第二二極管負(fù)極連接第一電容第一端作為輸出正端；第三開關(guān)管源極、第四開關(guān)管源極、第一電容第二端、第一二極管正極與第一電阻第一端連接作為輸出負(fù)端，第一電阻第二端連接第二電容第二端作為直流輸入負(fù)端。

本實(shí)用新型的有益效果是：能控制半導(dǎo)體電子開關(guān)工作于高頻開關(guān)狀態(tài)，利用升降壓電路能穩(wěn)定可靠地工作于升壓、降壓、直通三種開關(guān)模式且自動(dòng)切換，能把輸入很寬范圍的高壓直流電壓，變成一穩(wěn)定的直流電壓輸出。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

圖1是本實(shí)用新型的應(yīng)用電氣示意圖。

圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)例例的電路方框圖。

圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電氣方框圖。

圖4是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的升降壓電路圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例第四實(shí)施例的升降壓電路圖。

圖6是傳統(tǒng)的低壓輸入升降壓電路圖。

具體實(shí)施方式

參見附圖，本實(shí)用新型一種寬范圍直流輸入電路，其特征在于：包括PWM電路 11、邏輯處理電路12、BUCK PWM電路13、BOOST PWM電路14、隔離放大驅(qū)動(dòng)電路 15、放大驅(qū)動(dòng)電路16、輸出穩(wěn)壓電路17、電流檢測(cè)電路18、軟啟動(dòng)電路、故障處理電路19 和輸入電壓檢測(cè)電路20，PWM電路11連接邏輯處理電路12、輸出穩(wěn)壓電路17、電流檢測(cè)電路18、軟啟動(dòng)電路和故障處理電路19，邏輯處理電路12連接輸入電壓檢測(cè)電路20、 BUCK PWM電路13和BOOST PWM電路14，BUCK PWM電路13和BOOST PWM電路 14分別連接隔離放大驅(qū)動(dòng)電路15和放大驅(qū)動(dòng)電路16，其中：

PWM電路11的作用是：通過調(diào)整占空比來保持輸出電壓穩(wěn)定；

邏輯處理電路12的作用是：根據(jù)輸入電壓檢測(cè)電路的指令來選擇主電路工作于升壓、降壓或直通三種模式之一；

BUCK PWM電路13的作用是：工作于降壓模式時(shí)PWM信號(hào)；

BOOST PWM電路14的作用是：工作于升壓模式時(shí)PWM信號(hào)；

隔離放大驅(qū)動(dòng)電路15的作用是：對(duì)降壓電路的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行隔離放大；

放大驅(qū)動(dòng)電路16的作用是：對(duì)升壓電路的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大；

輸出穩(wěn)壓電路17的作用是調(diào)節(jié)輸出電壓保持穩(wěn)定；

電流檢測(cè)電路18的作用是檢測(cè)半導(dǎo)體電子開關(guān)峰值電流；

軟啟動(dòng)和故障處理電路19的作用是：軟啟動(dòng)電路在電源開始工作時(shí)占空比逐步打開；故障處理電路作用是:是對(duì)電源系統(tǒng)里面的電路進(jìn)行保護(hù)和處理；

輸入電壓檢測(cè)電路20的作用是：采樣輸入電壓的數(shù)值并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)開關(guān)量。

工作時(shí)：首先PWM電路11進(jìn)行故障檢測(cè)，然后軟啟動(dòng)電路、故障處理電路19開始工作，再根據(jù)輸入電壓檢測(cè)電路20的指令決定是工作于升壓，直通或降壓模式。

在本實(shí)用新型的第二實(shí)施例中，所述一種寬范圍直流輸入電路，其特征在于：包括MCU電路模塊21以及與該模塊連接的故障信號(hào)電路22、輸入電壓檢測(cè)電路23、電流信號(hào)檢測(cè)電路24、輸出電壓檢測(cè)電路25、BUCK PWM電路26和BOOST PWM電路27， BUCK PWM電路26和BOOST PWM27電路分別連接隔離放大驅(qū)動(dòng)電路28和放大驅(qū)動(dòng)電路 29，其中：

MCU電路模塊21的作用是：對(duì)整個(gè)電源進(jìn)行控制；

故障信號(hào)電路22的作用是：當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)電源關(guān)閉輸出；

輸入電壓檢測(cè)電路23的作用是：采樣輸入電壓的數(shù)值并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)開關(guān)量；

電流檢測(cè)電路24的作用是檢測(cè)半導(dǎo)體電子開關(guān)峰值電流；

輸出電壓檢測(cè)電路的作用是：采樣輸出電壓的數(shù)值給到MCU用來調(diào)節(jié)PWM保持輸出電壓穩(wěn)定；

BUCK PWM電路25的作用是：工作于降壓模式時(shí)PWM信號(hào)；

BOOST PWM電路26的作用是：工作于升壓模式時(shí)PWM信號(hào)；

隔離放大驅(qū)動(dòng)電路27的作用是：對(duì)降壓電路的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行隔離與信號(hào)放大；

放大驅(qū)動(dòng)電路28的作用是：對(duì)升壓電路的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大。

其中MCU電路模塊21可以用DSP電路模塊等效替換。

其工作原理如下：MCU電路模塊21(或者DSP電路模塊)初始化后，首先檢測(cè)各種故障信號(hào)，后開始PWM的軟啟動(dòng)輸出，根據(jù)輸入電壓檢測(cè)電路的指令決定是工作于升壓、降壓、直通模式。

在本實(shí)用新型的第三實(shí)施例中：所述一種寬范圍直流輸入電路，其特征在于：第一開關(guān)管Q1A漏極和第二開關(guān)管Q1B漏極相接并與第二電容C2第一端連接作為直流輸入正端；第一開關(guān)管Q1A源極、第二開關(guān)管Q1B源極、電感線圈L1的第一端及第一二極管D1 的負(fù)極連接；電感線圈L1的第二端與第三開關(guān)管Q2A漏極、第四開關(guān)管Q2B漏極及第二二極管D2正極連接；第二二極管D2負(fù)極連接第一電容C1第一端作為輸出正端；第三開關(guān)管Q2A源極、第四開關(guān)管Q2B源極、第一電容C1第二端、第一二極管D1正極與第一電阻R1第一端連接作為輸出負(fù)端，第一電阻R1第二端連接第二電容第二端作為直流輸入負(fù)端。

a.當(dāng)輸入電壓INPUT小于輸出電壓OUTPUT時(shí)，Q1A、Q1B常態(tài)導(dǎo)通，Q2A、Q2B 工作于開關(guān)狀態(tài)，整個(gè)電路工作于升壓模式。Q2A、Q2B可以是相同的開關(guān)時(shí)序，也可以是相差某一角度，工作于交錯(cuò)模式。

b.當(dāng)INPUT電壓等于OUTPUT電壓時(shí)，Q1A、Q1B常態(tài)導(dǎo)通，Q2A、Q2B不工作，整個(gè)電路工作于直通狀態(tài)。

c.當(dāng)INPUT電壓大于OUTPUT電壓時(shí)，Q1A、Q1B工作于開關(guān)狀態(tài)，Q2A、Q2B 不工作，整個(gè)電路工作于降壓模式。Q1A、Q1B可以是相同的開關(guān)時(shí)序，也可以是相差某一角度，工作于交錯(cuò)模式。

d.不管是升壓模式還是降壓模式，如果開關(guān)管工作于相同的時(shí)序，Q1A、Q1B可以合并為一個(gè)半導(dǎo)體電子開關(guān)，也可以是N個(gè)半導(dǎo)體電子開關(guān)并聯(lián)；如果是工作于交錯(cuò)模式，那么Q1A可以是一個(gè)半導(dǎo)體電子開關(guān)，也可以是N個(gè)半導(dǎo)體電子開關(guān)并聯(lián)；Q1B可以是一個(gè)半導(dǎo)體電子開關(guān)，也可以是N個(gè)半導(dǎo)體電子開關(guān)并聯(lián)。Q2A、Q2B和Q1A、Q1B一樣。

e.R1是一個(gè)電流檢測(cè)電阻，在某種合適的條件下可以短路去除。R1在圖中只表示意義，不定義具體位置。R1可以定義為串入BUCK回路中的任一位置，且可以用電流互感器替代。

f.輸入電壓檢測(cè)電路需考慮回差。

g.如圖1，利用本實(shí)用新型把很寬范圍的高壓輸入電源變成一穩(wěn)定的直流源，然后利用傳統(tǒng)的隔離DC-DC變換技術(shù),輸出穩(wěn)定可靠且高效率的直流電壓。

在本實(shí)用新型的第四實(shí)施例中：工作原理同第三實(shí)施例，在PWM工作模式，Q1A 與Q1B工作于交錯(cuò)的模式，Q2A與Q2B工作于交錯(cuò)模式。