CN111277136A - 应用于agv的电源转换电路及电路板、电源转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了应用于AGV的电源转换电路及电路板、电源转换装置。本发明的电源转换电路通过升降压稳压模块将宽范围电压电源输入的任一电压转换成电源转换模块可处理的额定范围电压，避免宽范围电压电源输出的电压超出电源转换模块可适应的输入电压范围，从而防止电源转换模块芯片工作异常或损坏，再通过若干个电源转换模块分别将额定范围电压转换为特定工作电压，以供不同的AGV外接设备使用。与现有技术相比，本发明的电源转换电路通过设置升降压稳压模块使电路可适应的输入电压范围更大、电路性能稳定，能有效降低选材料难度并降低制造、装配成本，从而实现电源电压的一对多转换。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，具体涉及一种应用于AGV的电源转换电路及电路板、电源转换装置。
背景技术
随着工业设备的发展和应用，电源转换电路作为一个关键的电路组成部分，在工业设备的电路设计上显得更加重要，尤其是AGV小车。其中AGV小车所外接的设备繁多(诸如编码器、继电器、电机，激光头等)，而它们的工作电压却各不相同。普通的电源只能通过多次转换或者安装多个不同的电源才能满足上述所有设备的工作电压，这样大大降低了电源转换的效率并且无形当中增加了电源成本。
上述问题可理论上可采用设计具有多路输出的电源转换装置解决，即将若干个输出电压值不同的电源转换器的电源输入端并接在一起，使多个电源转换器可同时与同一供电电源连接，且若干个电源转换器分别输出不同电压值的电源以供AGV上的外接设备使用，从而实现电源的一对多转换。但现有的大部分应用于AGV的电源转换芯片可适应的输入电压范围窄，普遍为10-50V；而现有的供电电源输出并不稳定，很多时候输出的电压会超过10-50V的电压范围，这样会影响普通电源转换器的正常工作，使其输出异常或损坏。在电源一对一转换时，这样的情况处理流程较简单，损坏的器件也容易更换，但多个电源转换芯片并接在一起后会引起更多故障，处理过程繁琐且器件维修成本高。而市场上，适应输入电压值范围大于10-50V的电源转换芯片少，价格相较更高，在这类芯片中选出一批满足AGV外接设备电压需求的芯片难度大，因此，上述一转多的电源转换装置的实现难度大，成本高。
发明内容
本发明的第一个发明目的在于提供一种应用于AGV的电源转换电路，本发明的电源转换电路可将一个电源的电压转换成多个不同的输出电压，以供AGV的多个外接设备使用。
为实现以上发明目的，本发明采取以下技术方案：
应用于AGV的电源转换电路，包括：用于接入宽范围电压电源、并将宽范围电压电源的电压转换成额定范围电压的升降压稳压模块；用于将额定范围电压转换成特定工作电压的若干个电源转换模块；所述升降压稳压模块的输入端用于与宽范围电压电源电连接，所述若干个电源转换模块的输入端与升降压稳压模块的输出端电连接，所述若干个电源转换模块的输出端分别与不同AGV外接设备的输入端电连接。
本发明的电源转换电路通过升降压稳压模块将宽范围电压电源输入的任一电压转换成电源转换模块可处理的额定范围电压，避免宽范围电压电源输出的电压超出电源转换模块可适应的输入电压范围，从而防止电源转换模块芯片工作异常或损坏，再通过若干个电源转换模块分别将额定范围电压转换为特定工作电压，以供不同的AGV外接设备使用。与现有技术相比，本发明的电源转换电路通过设置升降压稳压模块使电路可适应的输入电压范围更大、电路性能稳定，能有效降低选材料难度并降低制造、装配成本，从而实现电源电压的一对多转换。
需要说明的是，本发明的宽范围是指在一个大于额定电压范围的电压变化范围，因此，宽范围电压的电压值即可是额定范围内的电压，也可大于或小于额定范围电压；额定范围电压是指电源转换模块的输入端可适应的电压范围内的电压，特定工作电压是指与各个AGV外接设备对应的工作电压。
优选的，所述升降压稳压模块设有一升降压稳压芯片，若干个电源转换模块设有一电源转换芯片，所述升降压稳压芯片、电源转换芯片均设有电源输入端、电源输出端，所述升降压稳压芯片的电源输入端与所述宽范围电压电源电连接以接入宽范围电压电源并将其电压转换成额定范围电压，所述升降压稳压芯片的电源输出端与所述电源转换芯片的电源输入端电连接以将转换后的电源向电源转换芯片输出，使电源转换芯片将额定范围电压转换成特定工作电压，所述电源转换芯片的电源输出端与AGV外接设备电连接以将转换成特定工作电压的电源向对应的AGV外接设备输出。本方案利用升降压稳压芯片的特性，将超出额定范围电压的电源通过升压或降压的方式进行调整，使调整后的电源的电压值在额定范围电压内。
优选的，所述升降压稳压模块设有第一输入滤波电路和第一输出电源滤波电路，所述升降压稳压芯设有输入接地端和输出接地端；所述第一输入滤波电路的输入端与升降压稳压芯片的电源输入端并联，输出端与升降压稳压芯片的输入接地端并联，从而滤除升降压稳压模块输入端的干扰信号；所述第一电源输出滤波电路的输入端与升降压稳压芯片的电源输出端并联，输出端与升降压稳压芯片的输出接地端并联，从而滤除升降压稳压模块输出端的干扰信号。本方案的升降压稳压模块具有双重滤波功能，可获得更好的滤波效果。
优选的，所述电源转换模块包括电压反馈电路，所述电压反馈电路用于将电源转换模块的输出电压反馈到电源转换芯片中，电源转换芯片根据接收到的反馈电压调整输出电压的大小。
优选的，所述电源转换模块设有第二输入滤波电路、第二输出滤波电路，所述电源转换芯片设有输入接地端和输出接地端，所述第二输入滤波电路的输入端与所述电源转换芯片的电源输入端并联，输出端与电源转换芯片的输入接地端并联，从而滤除电源转换模块输入端的干扰信号；所述第二输入滤波电路的输入端与电源转换芯片的电源输出端并联，输出端与电源转换芯片的输出接地端并联，从而滤除电源转换模块输出端的干扰信号。本方案的电源转换模块具有双重滤波功能，可获得更好的滤波效果。
所述升降压稳压模块的输出端还与一AGV外接设备电连接。当某一AGV外接设备的工作电压与所述升降压稳压模块的输出电压一致，升降压稳压模块的输出端与该AGV外接设备电连接，以向该AGV外接设备直接供电。
优选的，所述宽范围电压电源的电压范围为8-60V，所述额定范围电压的电压范围为10-50V。
优选的，还包括电源模块，所述电源模块包括供电电源、场效应管、过流电子保护器和抗干扰电路，所述场效应管的源极与供电电源的正极电连接，所述场效应管的漏极与所述升降压稳压模块电连接，所述场效应管的栅极与供电电源的负极电连接，以使场效应管起到开关引流的作用；所述过流电子保护器串接于供电电源的正极与场效应管的源极之间，以对整个电源转换电路形成保护，以免输入太高的电压从而烧毁元器件；所述抗干扰电路串接接于场效应管的漏极与升降压稳压模块的输入端之间，起稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。
本发明的第二个发明目的电路板，所述电路板上设有上述方案的应用于AGV的电源转换电路。本发明的电路板由于应用了上述的应用于AGV的电源转换电路，因此，具有上述作用的所有优点。
本发明的第三个发明目的电源转换装置，所述电路板上设有上述方案的应用于AGV的电源转换装置。本发明的电源转换装置由于应用了上述的应用于AGV的电源转换电路，因此，具有上述作用的所有优点。
附图说明
图1是本发明的原理图；
图2是本发明的的整体电路布置图；
图3是电源模块的电路布置图；
图4是升降压稳压模块的电路布置图；
图5是电源转换模块的电路布置图。
具体实施方式
以下根据附图，进一步的说明本发明的技术方案：
如图1-5所示，本发明的应用于AGV的电源转换电路，包括：用于接入宽范围电压电源，并将宽范围电压电源的电压转换成额定范围电压的升降压稳压模块；用于将额定范围电压转换成特定工作电压的若干个电源转换模块；所述升降压稳压模块的输入端用于与宽范围电压电源电连接，所述若干个电源转换模块的输入端与升降压稳压模块的输出端电连接，所述若干个电源转换模块的输出端分别与不同AGV外接设备的输入端电连接。
上述升降压稳压模块的输出端还与一AGV外接设备电连接。当某一AGV外接设备的工作电压与所述升降压稳压模块的输出电压一致，升降压稳压模块的输出端与该AGV外接设备电连接，以向该AGV外接设备直接供电。
上述升降压稳压模块设有一升降压稳压芯片PI1，若干个电源转换模块设有一电源转换芯片U2，所述升降压稳压芯片PI1、电源转换芯片U2均设有电源输入端、电源输出端，所述升降压稳压芯片PI1的电源输入端与所述宽范围电压电源电连接以接入宽范围电压电源并将其电压转换成额定范围电压，所述升降压稳压芯片PI1的电源输出端与所述电源转换芯片U2的电源输入端电连接以将转换后的电源向电源转换芯片U2输出，使电源转换芯片U2将额定范围电压转换成特定工作电压，所述电源转换芯片U2的电源输出端与AGV外接设备电连接以将转换成特定工作电压的电源向对应的AGV外接设备输出。
根据上述升降压稳压模块方案的进一步改进，上述升降压稳压模块设有第一输入滤波电路和第一输出电源滤波电路，所述升降压稳压芯设有输入接地端和输出接地端；所述第一输入滤波电路的输入端与升降压稳压芯片PI1的电源输入端并联，输出端与升降压稳压芯片PI1的输入接地端并联，从而滤除升降压稳压模块输入端的干扰信号；所述第一电源输出滤波电路的输入端与升降压稳压芯片PI1的电源输出端并联，输出端与升降压稳压芯片PI1的输出接地端并联，从而滤除升降压稳压模块输出端的干扰信号。
参见图3进一步的说明上述升降压稳压模块的具体方案：所述升降压稳压芯片PI1的电源输入端由5个相并联的VIN端口组成，所述升降压稳压芯片PI1的电源输出端5个相并联的VOUT端口组成，所述输入接地端、输出接地端均为PGND接口，所述第一输入滤波电路由滤波电容C25、C26、C28、C29、C30组成，所述滤波电容C25、C26、C28、C29、C30的正极与升降压稳压芯片PI1的电源输入端并联，负极与输入接地端的接口PGND并联。所述第一输出滤波电路由滤波电容C31、C32、C34、C35、C36、C37、C38、C21组成，滤波电容C31、C32、C34、C35、C36、C37、C38、C21的正极与升降压稳压芯片PI1的电源输出端并联，负极与与输出接地端的接口PGND并联。
所述升降压稳压芯片PI1包括两个VS1接口、两个VS2接口，所述升降压稳压模块包括一电感LMAG1，所述两个VS2接口与LMAG1电感的第一引脚连接、所述两个VS1接口与LMAG1电感的第二引脚连接，所述LMAG1电感的第三引脚连接地。
所述升降压稳压芯片PI1包括SYNCT接口，所述升降压稳压模块包括电阻RPGD1，SYNCT接口所述与电阻RSYNCI1串联接地。
所述升降压稳压芯片PI1包括EN接口，所述EN接口用于与外部控制系统连接，以接收外部控制系统的启动命令。
所述升降压稳压芯片PI1包括VDR接口、PGD接口，所述升降压稳压模块包括电阻RPGD1和电容CVDR1，所述电阻RPGD1的输入端PGD接口电连接，所述电阻RPGD1的输出端、RPGD1的输出端均与电容CVDR1的输入端电连接，所述电容CVDR1的输入端接地。
所述升降压稳压芯片PI1包括SGND接口，所述输出接地端的PGND接口与SGND接口电连接，并且所述PGND接口接地。
所述升降压稳压芯片PI1包括TRK接口、COMP接口和EAO接口，所述升降压稳压模块包括电容C42、电容CCOMP1、电容C43，所述TRK接口、COMP接口和EAO接口分别与电容C42、电容CCOMP1和电容C43的输入端一一对应地电连接，所述电容C42、电容CCOMP1和电容C43的输出端均接地。
所述升降压稳压芯片PI1包括LGH接口、IS+接口、IS-接口和VSP接口，所述LGH接口、IS+接口、IS-接口和VSP接口均接地。
所述升降压稳压芯片PI1包括VDIFF接口、VSN接口，所述VDIFF接口与VSN接口电连接。
所述升降压稳压芯片PI1包括EAIN接口，所述升降压稳压模块包括电阻R12、R13、R15和R14以及电容C41，所述电阻R12、R13、R15依次串联，且电阻R12的输入端与升降压稳压芯片PI1的电源输出端电连接，所述R15的输出端接地，所述EAIN接口与R13的输出端电连接，所述电容C41与电阻R14依次串联，且C41的输入端与电阻R12的输出端电连接，电阻R14的输出端与EAIN接口电连接。
优选的，所述升降压稳压芯片PI1PI3740-00-LGIZ型芯片。
根据上述电源转换模块方案的进一步改进，上述电源转换模块包括电压反馈电路，所述电压反馈电路用于将电源转换模块的输出电压反馈到电源转换芯片U2中，电源转换芯片U2根据接收到的反馈电压调整输出电压的大小。进一步的，所述反馈电路设有第一反馈电阻R9、第二反馈电阻，所述电源转换芯片U2设有反馈电压接口，所述第一反馈电阻R9的输入端与电源转换芯片U2的输出端电连接，输出端与第二反馈电阻的输入端电连接，所述第二反馈电阻的输出端接地，所述反馈电压接口与所述第二反馈电阻的输入端并联。
上述电源转换模块设有第二输入滤波电路、第二输出滤波电路，所述电源转换芯片U2设有输入接地端和输出接地端，所述第二输入滤波电路的输入端与所述电源转换芯片U2的电源输入端并联，输出端与电源转换芯片U2的输入接地端并联，从而滤除电源转换模块输入端的干扰信号；所述第二输入滤波电路的输入端与电源转换芯片U2的电源输出端并联，输出端与电源转换芯片U2的输出接地端并联，从而滤除电源转换模块输出端的干扰信号。所述电源转换模块设有设有续流二极管D8,所述续流二极管D8串接于升降压稳压模块的输出端与电源转换模块的输入端之间。还包括续流二极管D9，所述续流二极管D9正极与电源转换芯片U2的电源输出端并联，所述续流二极管D9的负极与电源转换芯片U2的输出接地端并联。
参见图4进一步的说明上述升降压稳压模块的具体方案：所述电源转换芯片U2包括VIN接口、GND接口，所述第二输入滤波电路包括电容C22,所述电容C22的输入端与VIN接口电连接，输出端与GND接口并联接地。
所述电源转换芯片U2包括BOOT接口、PH接口，所述第二输出滤波电路包括电容C19、C39、C40以及电感L4,所述电容C19的输入端与BOOT接口电连接，所述C19的输出端与PH接口电连接，所述电感L4的输入端与PH接口电连接，输出端用于与AGV外接设备电连接，所述电容C39、C40的输入端与L4的输出端电连接，所述电容C39、C40的输出端接地。
所述电源转换芯片U2包括FB接口，所述FB接口为电压反馈接口。
根据上述电源模块方案的进一步优化，还包括电源模块，电源模块包括供电电源、场效应管Q2、过流电子保护器F2和抗干扰电路，所述场效应管Q2的源极与供电电源的正极电连接，所述场效应管Q2的漏极与所述升降压稳压模块电连接，所述场效应管Q2的栅极与供电电源的负极电连接，以使场效应管Q2起到开关引流的作用；
所述过流电子保护器F2串接于供电电源的正极与场效应管Q2的源极之间，以对整个电源转换电路形成保护，以免输入太高的电压从而烧毁元器件；所述抗干扰电路串接接于场效应管Q2的漏极与升降压稳压模块的输入端之间，起稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。
优选的，所述宽范围电压电源的电压范围在8-60V之间，所述升降压稳压芯片PI1的输出电压范围在10-50V之间。
参见图5进一步说明电源模块的具体方案：所述场效应管为PNP型场效应管，所述过流电子保护器F2为可恢复保险丝，所述抗干扰电路包括电阻R1N1、电感L3和电容CIN2，所述电阻R1N1、电感L3和CIN2的输入端与场效应管Q2的漏极电连接，所述电阻R1N1和电感L3的输出端与升降压稳压模块的输入端电连接，所述CIN2的输出端与供电电源的负极并联。
还包括辅助电路，所述辅助电路包括静电保护二极管D8和分压电阻R11，所述静电保护二极管D8、分压电阻R11依次串联，且静电保护二极管D8的输入端与场效应管的漏极电连接，所述分压电阻R11的输出端与供电电源的负极电连接，所述场效应管Q2的G极处于低电平时，电源模块的输出端与升降压稳压模块导通，从而使场效应管Q2具有开关引流作用，辅助电路用于辅助场效应管Q2的开关引流工作。
本发明的电源转换电路通过升降压稳压模块将宽范围电压电源输入的任一电压转换成电源转换模块可处理的额定范围电压，避免宽范围电压电源输出的电压超出电源转换模块可适应的输入电压范围，从而防止电源转换模块芯片工作异常或损坏，再通过若干个电源转换模块分别将额定范围电压转换为特定工作电压，以供不同的AGV外接设备使用。与现有技术相比，本发明的电源转换电路通过设置升降压稳压模块模块使电路可适应的输入电压范围更大、电路性能稳定，能有效降低选材料难度并降低制造、装配成本，从而实现电源电压的一对多转换。
本发明还公开一种电路板，所述电路板上设有上述方案的应用于AGV的电源转换电路。本发明的电路板由于应用了上述的应用于AGV的电源转换电路，因此，具有上述作用的所有优点。
本发明还公开了一种电源转换装置，所述电路板上设有上述方案的应用于AGV的电源转换装置。本发明的电源转换装置由于应用了上述的应用于AGV的电源转换电路，因此，具有上述作用的所有优点。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种应用于AGV的电源转换电路，其特征在于，包括：
升降压稳压模块，用于接入宽范围电压电源，并将宽范围电压电源的电压转换成额定范围电压；
若干个电源转换模块，用于将额定范围电压转换成特定工作电压；
所述升降压稳压模块的输入端用于与宽范围电压电源电连接，所述若干个电源转换模块的输入端与升降压稳压模块的输出端电连接，所述若干个电源转换模块的输出端分别与不同AGV外接设备的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的应用于AGV的电源转换电路，其特征在于：所述升降压稳压模块设有一升降压稳压芯片，若干个电源转换模块设有一电源转换芯片，所述升降压稳压芯片、电源转换芯片均设有电源输入端、电源输出端，所述升降压稳压芯片的电源输入端与所述宽范围电压电源电连接，所述升降压稳压芯片的电源输出端与所述电源转换芯片的电源输入端电连接，所述电源转换芯片的电源输出端与AGV外接设备电连接。
3.根据权利要求2所述的应用于AGV的电源转换电路，其特征在于：所述升降压稳压模块设有第一输入滤波电路和第一输出电源滤波电路，所述升降压稳压芯片设有输入接地端和输出接地端；
所述第一输入滤波电路的输入端与升降压稳压芯片的电源输入端并联，输出端与升降压稳压芯片的输入接地端并联；
所述第一电源输出滤波电路的输入端与升降压稳压芯片的电源输出端并联，输出端与升降压稳压芯片的输出接地端并联。
4.根据权利要求2所述的应用于AGV的电源转换电路，其特征在于：所述电源转换模块包括电压反馈电路，所述电压反馈电路用于将电源转换模块的输出电压反馈到电源转换芯片中，电源转换芯片根据接收到的反馈电压调整输出电压的大小。
5.根据权利要求4所述的应用于AGV的电源转换电路，其特征在于：所述电源转换模块设有第二输入滤波电路、第二输出滤波电路，所述电源转换芯片设有输入接地端和输出接地端，所述第二输入滤波电路的输入端与所述电源转换芯片的电源输入端并联，输出端与电源转换芯片的输入接地端并联；
所述第二输入滤波电路的输入端与电源转换芯片的电源输出端并联，输出端与电源转换芯片的输出接地端并联。
6.根据权利要求1所述的应用于AGV的电源转换电路，其特征在于：所述升降压稳压模块的输出端还与一AGV外接设备电连接。
7.根据权利要求1所述的应用于AGV的电源转换电路，其特征在于：所述宽范围电压电源的电压范围为8-60V，所述额定范围电压的电压范围为10-50V。
8.根据权利要求1-7任一项所述的应用于AGV的电源转换电路，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块包括供电电源、场效应管、过流电子保护器和抗干扰电路，所述场效应管的源极与供电电源的正极电连接，所述场效应管的漏极与所述升降压稳压模块电连接，所述场效应管的栅极与供电电源的负极电连接；
所述过流电子保护器串接于供电电源的正极与场效应管的源极之间，
所述抗干扰电路串接接于场效应管的漏极与升降压稳压模块的输入端之间。
9.电路板，其特征在于：所述电路板上设有根据权利要求1-8任一项所述的应用于AGV的电源转换电路。
10.电源转换装置，其特征在于：所述电源转换装置上设有根据权利要求1-8任一项所述的应用于AGV的电源转换电路。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113241949A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-08-10 | 上海芯龙半导体技术股份有限公司南京分公司 | 一种可pwm调压的buck-boost电源系统 |
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2019
- 2019-11-25 CN CN201911164982.7A patent/CN111277136A/zh active Pending
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| CN113241949B (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-01 | 上海芯龙半导体技术股份有限公司南京分公司 | 一种可pwm调压的buck-boost电源系统 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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