CN101252313A - 一种自适应电源电压转换器 - Google Patents

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吴允平
李汪彪
蔡声镇
苏伟达
吴进营
卢宇
陈聪慧
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Abstract

本发明涉及一种自适应的电源电压转换装置，更具体地说是涉及一种蓄电池电压在线监测自适应电源电压转换器。其特征是转换器由电源输入端、电压检测器、电子开关、DC－DC升压电路、二极管、低压差电源稳压器及主电路构成，其中电源输入端、电子开关、DC－DC升压电路、主通路二极管、LDO及主电路依次相连并构成主通路；电源通过旁路二极管和LDO相连后构成并联旁路；电源通过电压检测器后与电子开关相连构成检测电路。当输入电压低于阈值电压时，DC－DC升压电路工作，旁路二极管截止，主通路二极管导通，经过LDO稳压后提供给主电路供电。采用本发明技术方案后，可使蓄电池电压监测适应于所有蓄电池，提高了监测通用性，满足了不同额定电压电池监控的具体需求。

Description

一种自适应电源电压转换器
技术领域
本发明涉及一种自适应的电源电压转换装置，更具体地说是涉及一种蓄电池电压自适应的在线监测系统——自适应电源电压转换器。
背景技术
蓄电池是一种能将电能转化为化学能储存起来，使用时再将化学能转变为电能的电源。通常，它是一种供电方便、安全可靠的直流电源，广泛应用于各类电子仪器设备系统中，是系统的重要组成部分，蓄电池性能指标直接影响着系统的可靠性(有时，因其造成的事故或停机的损失往往远比系统本身价值要大得多)。由于蓄电池是一种化学反应装置，其内部的化学反应一般不易及时察觉，日常使用中的缺陷也不会立即反应出来，因此蓄电池的保养维护工作至关重要。
为了确保蓄电池的可靠工作，目前的一般做法是对蓄电池开展在线监测，获得其运行参数如电池实时电压、容量等，以此判断电池的好坏。蓄电池在线监测终端主要实现蓄电池电压等参数的在线监测，实际使用中，此类系统往往都是由被监测的蓄电池直接供电的，因此，该终端的电源系统不仅应有较宽的电压适应范围，而且功耗应该尽可能的低。在实际应用中，常用的蓄电池有2V、6V和12V三种，而蓄电池监测终端的微控制器工作电压一般为5V或者3.3V，目前比较常用的做法就是针对不同额定电压的电池，设计不同的电源模块进行转换以适应系统的需要，即2V电池的监测终端和12V的监测终端是不能通用的。因此，如何提高蓄电池在线监测终端的电源适应性一直是此类系统的热点与研究难点。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点，满足各类电器电源通用性、兼容性和稳定性，本发明提供一种采用DC-DC升压和LDO降压电路，并利用电压检测芯片控制升压电路的工作与否，利用二极管选择输出较高的电压，使得蓄电池在线监测模块可以自动适应2V～12V不同额定电压的电池的需要，提高了电源的兼容性。
为达到上述目的，本发明的技术路线是：自适应电源电压转换器由电源输入端、电压检测器、电子开关、DC-DC升压电路、二极管、低压差电源稳压器(LDO)及电源输入端构成。电源输入端和电子开关、DC-DC升压电路、主通路二极管、LDO及主电路依次相连构成主通路，电源通过电压检测器后与电子开关相连构成检测电路，用于检测系统输入电压的高低；电源输入端的电源通过旁路二极管和LDO相连后构成并联旁路。自适应电源转换器启动后，电压检测器将对输入电源的电压进行检测，当输入电压低于预先设定在电压检测器内的阈值电压时，电子开关导通，DC-DC升压电路工作，此时由于DC-DC升压电路输出的电压高于电源输入电压，旁路二极管截止，主通路二极管导通，使得LDO的输入电压高于主电路的供电电压，经过LDO稳压后提供给主电路供电。
采用本发明技术方案后，可使蓄电池监测模块适应于12V以内的所有蓄电池，提高了监测系统的通用性，满足了不同额定电压电池监控的具体需求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所述的自适应电源电压转换器结构原理图。
图2是本发明所述的自适应电源电压转换器应用原理图。
图3是本发明所述的自适应电源电压转换器中实施例的电路图。
在图1中，1是电源输入端，其电压范围在2～12V之间；2是并联旁路中的旁路二极管，为肖特基二极管；3是低压差电源稳压器LDO；4是为蓄电池监测数据采集的主电路；5是主通路二极管，为肖特基二极管；6是DC-DC升压电路；7是能通过大电流的电子开关；8是电压检测器。
图2中，9是蓄电池，其额定电压在2～12V之间；10是蓄电池原直接供电的对象主电路；11是自适应电源转换器。
图3是本发明所述的自适应电源电压转换器具体电路图。
具体实施方式
为了对本发明有进一步的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
根据图1中的结构，按照图3的设计电路进行连接。其中，BT9的正极输入端和电压检测芯片U9的PIN2、P沟道场效应管Q9的源极、二极管D9相连；U9的PIN3端接地，其输出引脚PIN1 OUT连接到Q9的栅极；Q9的漏极输出端和电感L1、电容C9的正极相连，电容C9的负极端连接地，电感L1的另一端与DC-DC升压电路主控芯片U10的PIN7 LX引脚连接；U10的PIN6端接地，U10的PIN1端连点电阻R9、R10，PIN8输出端和电阻R10的另一端、电容C10的正极、二极管D10相连；U11 LDO的输入端PIN2分别和二极管D9、D10和电容C11的正极相连，C11的另外一段接地，U11的PIN1和地相连，PIN3输出电压，和电容C12相连，C12的另外一段接地。
装置连接后，设定电压检测器的阈值为6V。启动后，电压检测器8完成系统输入电源1电压的检测。
当输入电压仅为2V时，电子开关7导通，DC-DC升压电路6工作，此时由于DC-DC升压电路6输出的电压高于电源输入电压，所以旁路二极管2截止，主通路二极管5导通，使得LDO 3的输入电压高于主电路4的供电电压，经过LDO 3稳压后提供给主电路4供电。
当输入电压为6V以上时，电子开关7断开，DC-DC升压电路6不工作，此时输入电源通过旁路二极管2直接对LDO 3供电，由其完成稳压输出，给主电路4供电。

Claims (1)

1、一种自适应电源电压转换器，其特征是该转换器由电源输入端、电压检测器、电子开关、DC-DC升压电路、二极管、低压差电源稳压器(LDO)及主电路构成，其中电源输入端、电子开关、DC-DC升压电路、主通路二极管、LDO及主电路依次相连并构成主通路，电源通过旁路二极管和LDO相连后构成并联旁路，电源通过电压检测器后与电子开关相连构成检测电路。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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