CN113328508A - 一种备用电源电路 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种备用电源电路,涉及电动汽车技术领域,包括工作支路、备用支路和控制支路,控制支路用于采集工作支路的电压输出并对其进行分压后与基准电压Vref进行比较得到信号电压Vpwm,控制支路通过将信号电压Vpwm送入调压电路,以在工作支路异常时,控制备用支路输出工作电压Vout。本申请能够以较低成本为常电工作的关键部件提供备用电源保护。
Description
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域,具体涉及一种备用电源电路。
背景技术
汽车控制器类型很多,常见的例如整车控制器(Vehicle control unit,VCU)、混合动力控制器(Hybrid control unit,HCU)、以及自动变速箱控制器(TransmissionControl Unit,TCU)。
VCU是实现整车控制决策的核心电子控制单元,一般仅新能源汽车配备、传统燃油车无需该装置。VCU通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图。通过监测车辆状态(车速、温度等)信息,由VCU判断处理后,向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令,同时控制车载附件电力系统的工作模式;VCU具有整车系统故障诊断保护与存储功能。
HCU主要功能是进行整车功率控制和工作模式的切换控制,整车能量控制系统如同混合动力汽车的大脑,指挥各个子系统协调工作,以达到效率、排放和动力性的最佳匹配,同时兼顾车辆行驶的平顺性。根据驾驶员的操作,如加速踏板、制动踏板、变速杆的操作等,判断驾驶员的意图,在满足驾驶员需求的前提下,分配电动机、发动机、电池等动力部件的功率输出,实现能量利用率的最优管理,使有限的燃油发挥最大的功效。能量控制还需考虑其他车载电气附件和机械附件的能量消耗,如空调、动力转向、制动助力能耗,以综合考虑整车的能量使用。
TCU是由16位或32位处理器、信号处理电路、功率驱动模块等组成,要通过严格的电磁兼容性测试。工作温度取决于安装位置,通常安装在驾驶舱内,要求的温度等级较低,通常为-40~90度。如果安装在发动机舱,温度等级通常为-40~140度。通过CAN总线和ECU、ABS/ESP、BCU等车载电脑通讯,在变速箱出现故障时控制发动机扭矩,限制档位,实现跛行回家功能。
在设计制造时,会在部分控制器或者控制器中的部分电路中保存车辆的关键信息,例如时间信息、防盗信息、以及车型实时状态信息等,这些保存有关键信息的部件需要进行常电工作,即使车辆出于电池异常状态,也不能丢失这些关键信息,并且保存有关键信息的关键部件还需要在多种汽车工作环境下,例如高温环境和低温环境下,长时间地工作。
为了避免关键部件断电,现有技术中通常采用超级电容来作为备用电池,超级电容不仅结构紧凑,而且稳健可靠,可满足备用电源系统的要求,应对短期电源丧失事件。另外,超级电容很容易并联或串联堆叠,甚至采取串并联组合,为最终应用提供必要的电压和电流。然而,超级电容不仅仅是具有非常大容值的电容器。与标准陶瓷电容、钽电容或电解电容相比,同样尺寸和重量的超级电容具有更高的能量密度和更大的电容。虽然在需要高电流/短时备用电源的数据存储应用中,超级电容的性能超越甚至可以替换电池,超级电容需要特殊维护。
并且,超级电容器的正常操作温度是-40℃~70℃,温度与电压的结合是影响超级电容器寿命的重要因素。通常情况下,超级电容器是温度每升高10℃,电容的寿命就将降低30%~50%,也就说,在可能的情况下,尽可以的降低超级电容器的使用温度,以降低电容的衰减与内阻的升高,如果不可能降低使用温度,那么可以降低电压以抵清高温对电容的负面影响。比如,如果电容的工作电压降低为1.8V,那么电容可以工作于65℃高温下。如果在低于室温的条件下使用超级电容器,那么可以使超级电容工作高于指定的电压,而不会加快超级电容器内部的退化并影响超级电容器的寿命,在低温下提高超级电容的工作电压,可有效地抵消超级电容低温下内阻的升高。在高温情况下,电容内阻会升高,此变化是永久的,不可逆转的(电解液已分解),在低温下,电容内阻的升高是暂时现象,因为低温下,电解液是黏輖性升高,降低了离子的运动速度。
因此,超级电容的容量虽大,但是在高温和低温下其性能衰减很大,不能满足汽车对各种驾驶环境的适用要求。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本申请的目的在于提供一种备用电源电路,以较低成本为常电工作的关键部件提供备用电源保护。
为达到以上目的,采取的技术方案是:
本申请第一方面提供一种备用电源电路,包括:包括工作支路、备用支路和控制支路,工作支路和备用支路并联设置在输入电源和负载电路之间,控制支路并联设置在工作支路和备用支路的输出侧,备用电源电路用于对输入电源侧的输入电压Vin+进行处理得到负载电路侧的工作电压Vout;
控制支路用于采集工作支路的电压输出,并对其进行分压后与基准电压Vref进行比较得到信号电压Vpwm,控制支路通过将信号电压Vpwm送入备用支路,以控制备用支路的电压输出;
工作支路正常时,工作电源将输入电压Vin+转换为工作电压Vout并输出,备用支路将输入电压Vin+进行升压后存储;
工作支路异常时,控制支路通过信号电压Vpwm控制备用支路输出工作电压Vout。
一些实施例中,工作支路包括串联设置的工作电源和开关电路;
备用支路包括串联设置的Boost电源、能量储存电路和调压电路;
控制支路包括采样电路、基准电路和控制电路,采样电路和基准电路并联设置后与控制电路串联;
采样电路和基准电路的输入侧均连接工作支路的输出侧,采样电路和基准电路的输出侧均连接控制电路的输入侧,控制电路的输出侧连接调压电路的输入侧;
采样电路用于采集工作支路的电路输出,并在对其进行分压得到采样电压Vfeed后,将采样电压Vfeed送入控制电路;
基准电路用于将基准电压Vref送入控制电路;
控制电路用于在对采样电压Vfeed和基准电压Vref进行比较得到信号电压Vpwm后,将信号电压Vpwm送入调压电路进行调压。
一些实施例中,工作电源的输入侧连接输入电源,输出侧连接开关电路的输入侧;开关电路的输出侧连接负载电路;
Boost电源的输入侧连接输入电源,输出侧连接能量储存电路的输入侧;能量储存电路的输出侧连接调压电路的输入侧;调压电路的输出测出连接负载电路;
采样电路的输入侧连接开关电路和调压电路的输出侧;
基准电路的输入侧连接开关电路和调压电路的输出侧。
一些实施例中,所述开关电路包括:
第一NPN型三极管Q1,其基极通过第一电阻R1连接输入电源,集电极连接第二P沟道MOS管Q2的栅极,发射极接地;
第二P沟道MOS管Q2,其漏极连接工作电源的输出侧,源极连接负载电路,栅极和源极之间并联第二电阻R2;
输入电源的输入电压Vin+正常时,第一NPN型三极管Q1和第二P沟道MOS管Q2导通,工作支路正常工作输出工作电压Vout;
输入电源的输入电压Vin+异常时,第一NPN型三极管Q1和第二P沟道MOS管Q2截止,工作支路停止工作不输出工作电压Vout。
一些实施例中,所述Boost电源包括:
升压控制芯片IC1,其电流检测负极引脚和电流检测正极引脚之间连接电流检测电路,晶体振荡器引脚连接振荡器,高边驱动输出引脚控制同步整流电路,低边驱动输出引脚进行电感蓄能控制。
电流检测电路和储能控制电路之间还串联有功率电感L1;
电流检测电路的输入侧连接所述输入电源,整流滤波电路的输出侧连接所述能量储存电路。
一些实施例中,所述能量储存电路包括:
并联设置第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5;
第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4均为有极性电容,三者的正极均连接Boost电源的输出侧,负极均接地。
一些实施例中,所述调压电路包括:
第三P沟道MOS管Q3,其源极连接Boost电源的输出侧,漏极通过第一电容C1接地,栅极通过第五电阻R5连接控制电路的输出侧,源极和栅极之间连接有第四电阻R4。
一些实施例中,所述采样电路包括:
串联设置的第三电阻R3和第六电阻R6,第三电阻R3和第六电阻R6的连接点处连接控制电路的输入侧;
第三电阻R3的另一端连接开关电路和调压电路的输出侧,第六电阻R6的另一端接地。
一些实施例中,所述基准电路包括:
串联设置的第八电阻R8和第二二级管D2,第二二级管D2的两端并联第十电容;
第八电阻R8的另一端连接开关电路的输出侧;第二二级管D2的负极连接第八电阻R8,正极接地。
一些实施例中,所述控制电路包括:
串联设置的第一运算放大器U1B、第一二级管D1和第二运算放大器U1A;
第一运算放大器U1B的反向输入端连接第八电阻R8和第二二级管D2的连接点处,同相输入端通过连接第三电阻R3和第六电阻R6的连接点处,输出端通过第十电阻R10连接开关电路的输出侧,同相输入端和输出端之间并联第七电阻R7;
第一二级管D1的正极连接第一运算放大器U1B的输出端,负极依次串联第三二级管D3和第十二电阻R12后接地,第一二级管D1的负极和第三二级管D3的负极连接;
第三二级管D3和第十二电阻R12的连接点处通过第十一电阻R11连接输入电源;
第二运算放大器U1A的反向输入端连接第一运算放大器U1B的反向输入端,同相输出端连接第一二级管D1的负极,输出端连接调压电路的输入侧。
Boost电源将输入电压Vin+升压后储存到能量存储电路中的电解电容中。控制电路在检测到工作支路正常工作时,控制工作支路输出工作电压Vout,控制电路在检测到工作支路异常时,控制备用支路输出工作电压Vout。能量存储电路中储存的能量与其输出的工作电压Vout的平方成正比,可以通过成倍的增大能量储存电路中储存的能量来满足工作电压Vout增高需求。
利用电解电容优异的高低温的特性,满足汽车在恶劣的工作环境中的备用电源需求,且电解电容的使用广泛,成本低廉,作为备用电源使用,降低了备用电源的成本。
附图说明
图1为本发明实施例中,备用电源电路的电路示意图。
图2为本发明实施例中,工作电源及开关电路的电路示意图。
图3为本发明实施例中,Boost电源的电路示意图。
图4为本发明实施例中,能量储存电路及采样电路的电路示意图。
图5为本发明实施例中,基准电路及控制电路的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本申请作进一步详细说明。
参见图1所示,本发明实施例提供一种备用电源电路,包括工作支路、备用支路和控制支路,工作支路和备用支路并联设置在输入电源和负载电路之间,控制支路并联设置在工作支路和备用支路的输出侧。备用电源电路用于对输入电源侧的输入电压Vin+进行处理得到负载电路侧的工作电压Vout,即接收输入电压Vin+并进行处理后将工作电压Vout送入负载电路。
其中,工作支路包括串联设置的工作电源(其输出为Vwork)和开关电路(其输出为Vout)。工作电源的输入侧连接输入电源以接收输入电压Vin+,输出侧连接开关电路的输入侧以输出工作电压Vout。开关电路的输出侧连接负载电路,开关电路用于将工作电压Vout输送至负载电路。
备用支路包括串联设置的Boost电源(其输出为Vbst)、能量储存电路和调压电路(其输出为Vpwm)。Boost电源的输入侧连接输入电源以接收输入电压Vin+,输出侧连接能量储存电路的输入侧以将输入电压Vin+升压后存储至能量储存电路中。
控制支路包括采样电路(其输出为Vfeed)、基准电路(其输出为Vref)和控制电路(其输出为Vpwm),采样电路和基准电路并联设置后与控制电路串联,采样电路和基准电路的输入侧均连接工作支路的输出侧,采样电路和基准电路的输出侧均连接控制电路的输入侧,控制电路的输出侧连接调压电路的输入侧。能量储存电路的输出侧连接调压电路的输入侧,调压电路的输出测出连接负载电路,调压电路用于将能量储存电路的输出调压后得到工作电压Vout,并将工作电压输送至负载电路。控制支路用于采集工作支路的电压输出,并对其进行分压后与基准电压Vref进行比较得到信号电压Vpwm,控制支路通过将信号电压Vpwm送入调压电路,以控制能量储存电路的电压输出。
工作支路正常时,工作电源将输入电压Vin+转换为工作电压Vout并输出,Boost电源将输入电压Vin+进行升压后存储至能量储存电路。
工作支路异常时,控制支路通过信号电压Vpwm控制备用支路输出工作电压Vout。
本实施例中,控制电路实时检测工作支路的输出,在工作电源能够正常工作,工作支路能够正常输出工作电压Vout时,备用支路处于充电状态。在工作电源无法正常工作,工作支路无法正常输出工作电压Vout时,启动备用支路放电。
具体的,Boost电源可以将输入电压Vin+升压后储存到能量存储电路中的电解电容中。控制电路在检测到工作支路正常工作时,控制工作支路输出工作电压Vout,控制电路在检测到工作支路异常时,控制备用支路输出工作电压Vout。能够在恶劣的环境下(高温和低温),长时间提供电源而不用担心极端环境下的电源安全或者电源能量的严重衰减问题。能量存储电路中储存的能量与Boost电源输出的工作电压Vbst的平方成正比,可以通过成倍的增大能量储存电路中储存的能量来满足工作电压Vout增高需求。
利用电解电容优异的高低温的特性,满足汽车在恶劣的工作环境中的备用电源需求,其储存的能量与Boost电源工作电压Vbst的平方成正比,可以通过成倍的增大其储存的能量,增加其能够输出的工作电压Vout,且电解电容的使用广泛,成本低廉,作为备用电源使用,能够有效降低备用电源的成本。
综上,该备用电源电路具有电路简单,成本低廉,不需要外部电路干涉,通用性强,适配多种环境的优点。
在较佳的实施例中,参见图2所示,工作电源在输入电压Vin+正常时,其输出Vwork即为工作电压Vout,工作支路输出稳定的工作电压Vout为负载电路(例如计时电路或存储电路等需要常态工作的电路)提供电源。其中,工作电源可以为不同负载电路选择不同的型式,其可以具有不同的电源轨和不同的负载能力。
开关电路包括第一NPN型三极管Q1、第二P沟道MOS管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2。
第一NPN型三极管Q1的基极通过第一电阻R1连接输入电源,集电极连接第二P沟道MOS管Q2的栅极,发射极接地。
第二P沟道MOS管Q2的漏极连接工作电源的输出侧,源极连接负载电路,栅极和源极之间并联第二电阻R2。
在输入电压Vin+正常时,第一NPN型三极管Q1饱和导通,把第二P沟道MOS管Q2的栅极拉至地,第二P沟道MOS管Q2导通,此时工作支路正常工作,工作电源为负载电路提供工作电压Vout。在输入电压Vin+异常时,工作支路停止工作,工作电源停止输出,第一NPN型三极管Q1处于截止状态,第二P沟道MOS管Q2关闭,此时备用支路上的能量储存电路中的多个电解电容能够为负载电路提供电源。此时,第二P沟道MOS管Q2的体内二极管防止电解电容的输出电压反灌至工作支路。
开关电路在外部输入正常时导通,第二P沟道MOS管Q2体内二级管导通,在外部输入异常时截止,第二P沟道MOS管Q2体内二级管承受反压截止。即在输入电源正常时备用支路不工作,并利用第二P沟道MOS管Q2隔离高压和工作电源。利用施密特触发器控制第一NPN型三极管Q1和第二P沟道MOS管Q2使输出工作电压Vout稳定,为负载电路提供能量。
在较佳的实施例中,参见图3所示,上述Boost电源包括升压控制芯片IC1和连接在升压控制芯片IC1多个引脚上的多个相关电路。
升压控制芯片IC1的电流检测负极(Current Sensing Negative,CSN)引脚和电流检测正极(Current Sensing Positive,CSP)引脚之间连接电流检测电路,晶体振荡器(Oscillator,OSC)引脚连接振荡器,高边驱动输出(High Side Driver,HSD)引脚控制同步整流电路,低边驱动输出(Low Side Driver,LSD)引脚进行蓄能控制。电流检测电路和同步整流电路之间还串联有功率电感L1。电流检测电路的输入侧连接上述输入电源,同步整流电路的输出侧连接上述能量储存电路。
电流检测电路包括连接CSN引脚的第十六电阻R16和连接CSP引脚的第十五电阻R15,CSN引脚和CSP引脚之间并联有第八电容C8,第十六电阻R16和第十五电阻R15远离第八电容C8的一侧并联有第十三电阻R13,第十三电阻R13连接输入电源且分别连接第七电容C7和第六电容C6,第七电容C7和第六电容C6并联,第七电容C7为极性电容,第七电容C7的阴极接地。
同步整流电路包括连接HSD引脚的第十四电阻R14,第十四电阻R14的另一端连接第四N沟道MOS管Q4的栅极,第四N沟道MOS管Q4的源极和第十三电阻R13之间串联有功率电感L1,第四N沟道MOS管Q4的漏极连接能量储存电路。
储能控制电路包括连接LSD引脚的第十九电阻R19,第十九电阻R19的另一端连接第五N沟道MOS管Q5的栅极,第五N沟道MOS管Q5的漏极连接第四N沟道MOS管Q4的源极。
电压反馈电路包括串联设置的第十七电阻R17和第十八电阻R18,第十七电阻R17和第十八电阻R18的连接点处连接FB引脚,第十七电阻R17和第十八电阻R18串联后与第十三电容C13并联,第十三电容C13的一端连接第四N沟道MOS管Q4的漏极,另一端连接第五N沟道MOS管Q5的源极。
Boost电源把输入电压Vin+泵到一个很高的电压,可以根据反馈配比R18/(R18+R17)来调节其输出电压Vbst,Vbst=Vref*(1+R18/(R18+R17)),其中,Vref为Boost电源的基准电压1.2V。
在较佳的实施例中,参见图4所示,上述能量储存电路包括并联设置第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5。第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4均为有极性电容,三者的正极均连接Boost电源的输出侧,负极均接地。
上述调压电路包括第三P沟道MOS管Q3,其源极连接Boost电源的输出侧,漏极通过第一电容C1接地,栅极通过第五电阻R5连接控制电路的输出侧,源极和栅极之间连接有第四电阻R4。
上述采样电路包括串联设置的第三电阻R3和第六电阻R6,第三电阻R3和第六电阻R6的连接点处连接控制电路的输入侧,用于向控制电路输入采样电压Vfeed。第三电阻R3的另一端连接开关电路和调压电路的输出侧,第六电阻R6的另一端接地。
备用支路包含第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5,多个电解电容可以并联使用,以增大储存的能量,以多个电解电容作为能量储存的关键器件,可以降低成本,提高稳定性。
在输入电压Vin+正常时,Boost电路正常工作,为电解电容充电,电解电容储存能量E1=1/2*C*Vbst2,其中,C为电解电容的容量,V是电解电容的电压。
提高E1的方法有两种,一是增大电容容量,电容储存能量E1与电容的容量成正比,二是提高电解电容的电压,电容储存能量E1与电容的电压的平方成正比,如果电压提高一倍,储存的能量提高4倍。所以价格变动不大的情况下,优先提高Vbst来储存能量。如果从电容电压从12V提高到50V,能量为(50/12)2=17.36倍,如果电容本来容量为2000uF,现在相当于2000uF*17.36=34720uF的容量。
在较佳的实施例中,参见图5所示,控制支路包括采样电路、基准电路和控制电路,采样电路和基准电路并联设置后与控制电路串联。
采样电路和基准电路的输入侧均连接工作支路的输出侧,采样电路和基准电路的输出侧均连接控制电路的输入侧,控制电路的输出侧连接调压电路的输入侧。采样电路的输入侧连接开关电路和调压电路的输出侧,基准电路的输入侧也连接开关电路和调压电路的输出侧。
采样电路用于采集工作支路的电路输出,并在对其进行分压得到采样电压Vfeed后,将采样电压Vfeed送入控制电路,基准电路用于将基准电压Vref送入控制电路,控制电路用于在对采样电压Vfeed和基准电压Vref进行比较得到信号电压Vpwm后,将信号电压Vpwm送入调压电路进行调压。
在较佳的实施例中,上述基准电路包括串联设置的第八电阻R8和第二二级管D2,第二二级管D2的两端并联第十电容。第八电阻R8的另一端连接开关电路的输出侧并作为限流电阻使用。第二二级管D2的负极连接第八电阻R8,正极接地。第八电阻R8和第二二级管D2为比较器提供基准电压,其工作电流为1~2个uA,功耗很小。
在较佳的实施例中,上述控制电路包括串联设置的第一运算放大器U1B(其输出为Vcmp)、第一二级管D1和第二运算放大器U1A(其输出为Vpwm)。
第一运算放大器U1B的反向输入端连接第八电阻R8和第二二级管D2的连接点处,同相输入端通过连接第三电阻R3和第六电阻R6的连接点处,输出端通过第十电阻R10连接开关电路的输出侧。第一运算放大器U1B的同相输入端通过第七电阻R7与输出端相连,形成一个正反馈迟滞比较器。
第一二级管D1的正极连接第一运算放大器U1B的输出端,负极依次串联第三二级管D3和第十二电阻R12后接地,第一二级管D1的负极和第三二级管D3的负极连接。
第三二级管D3和第十二电阻R12的连接点处通过第十一电阻R11连接开关电路的输入电源。
第二运算放大器U1A的反向输入端连接第一运算放大器U1B的反向输入端,同相输出端连接第一二级管D1的负极,输出端连接调压电路的输入侧。
开关电路的输出经过电阻分压后得到采样电压Vfeed,将采样电压Vfeed与基准电压Vref进行比较后输出信号电压Vpwm,将信号电压Vpwm送入调压电路进行调压可控制备用支路的电压输出。Vfeed大于Vfeed+ΔV/2时输出高电平,Vfeed小于Vref-ΔV/2时输出低电平,其中ΔV为门限宽度,防止比较器高速的抖动,增加损耗。这里R1可取值1000Ω,R2可取值10000Ω,ΔVT=(R1/R2)×(VOH-VOL)=(1000/10000)×12=1.2(V),其中,VOH表示比较器输出高电平,VOL表示比较器输出低电平。可以根据负载电路的特性来选择门限宽度ΔV。
其中一个比较器(第一运算放大器U1B)的输出Vcmp通过二极管D1连接至另一个比较器(第二运算放大器U1A)的同相输入端,同时输入电压Vin+通过第十一电阻R11和第二电阻R12分压也连接至第二运算放大器U1A的同相输入端。当输入电压Vin+正常时,Vs比较高,高于第一运算放大器U1B的输出Vcmp,也高于第二运算放大器U1A的反相输入端电压Vref,使第二运算放大器U1A输出是高阻态,Vpwm的电压等于Vbst,使第三P沟道MOS管Q3关闭,此时Boost电源工作,给电解电容充电。当输入电压Vin+异常时,电压Vs低于Vcmp-VD1,Vpwm与Vcmp波形相同,当第二运算放大器U1A输出是高阻态时,第三P沟道MOS管Q3关闭,当第二运算放大器U1A输出是低阻态时,第三P沟道MOS管Q3打开,为负载电路提供电源。
本申请不局限于上述实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种备用电源电路,其特征在于,包括工作支路、备用支路和控制支路,工作支路和备用支路并联设置在输入电源和负载电路之间,控制支路并联设置在工作支路和备用支路的输出侧,备用电源电路用于对输入电源侧的输入电压Vin+进行处理得到负载电路侧的工作电压Vout;
控制支路用于采集工作支路的电压输出,并对其进行分压后与基准电压Vref进行比较得到信号电压Vpwm,控制支路通过将信号电压Vpwm送入备用支路,以控制备用支路的电压输出;
工作支路正常时,工作电源将输入电压Vin+转换为工作电压Vout并输出,备用支路将输入电压Vin+进行升压后存储;
工作支路异常时,控制支路通过信号电压Vpwm控制备用支路输出工作电压Vout。
2.如权利要求1所述的备用电源电路,其特征在于,工作支路包括串联设置的工作电源和开关电路;
备用支路包括串联设置的Boost电源、能量储存电路和调压电路;
控制支路包括采样电路、基准电路和控制电路,采样电路和基准电路并联设置后与控制电路串联;
采样电路和基准电路的输入侧均连接工作支路的输出侧,采样电路和基准电路的输出侧均连接控制电路的输入侧,控制电路的输出侧连接调压电路的输入侧;
采样电路用于采集工作支路的电路输出,并在对其进行分压得到采样电压Vfeed后,将采样电压Vfeed送入控制电路;
基准电路用于将基准电压Vref送入控制电路;
控制电路用于在对采样电压Vfeed和基准电压Vref进行比较得到信号电压Vpwm后,将信号电压Vpwm送入调压电路进行调压。
3.如权利要求2所述的备用电源电路,其特征在于,工作电源的输入侧连接输入电源,输出侧连接开关电路的输入侧;开关电路的输出侧连接负载电路;
Boost电源的输入侧连接输入电源,输出侧连接能量储存电路的输入侧;能量储存电路的输出侧连接调压电路的输入侧;调压电路的输出测出连接负载电路;
采样电路的输入侧连接开关电路和调压电路的输出侧;
基准电路的输入侧连接开关电路和调压电路的输出侧。
4.如权利要求2所述的备用电源电路,其特征在于,所述开关电路包括:
第一NPN型三极管Q1,其基极通过第一电阻R1连接输入电源,集电极连接第二P沟道MOS管Q2的栅极,发射极接地;
第二P沟道MOS管Q2,其漏极连接工作电源的输出侧,源极连接负载电路,栅极和源极之间并联第二电阻R2;
输入电源的输入电压Vin+正常时,第一NPN型三极管Q1和第二P沟道MOS管Q2导通,工作支路正常工作输出工作电压Vout;
输入电源的输入电压Vin+异常时,第一NPN型三极管Q1和第二P沟道MOS管Q2截止,工作支路停止工作不输出工作电压Vout。
5.如权利要求2所述的备用电源电路,其特征在于,所述Boost电源包括:
升压控制芯片IC1,其电流检测负极引脚和电流检测正极引脚之间连接电流检测电路,晶体振荡器引脚连接振荡器,高边驱动输出引脚控制同步整流电路,低边驱动输出引脚进行电感蓄能控制。
电流检测电路和储能控制电路之间还串联有功率电感L1;
电流检测电路的输入侧连接所述输入电源,整流滤波电路的输出侧连接所述能量储存电路。
6.如权利要求2所述的备用电源电路,其特征在于,所述能量储存电路包括:
并联设置第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5;
第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4均为有极性电容,三者的正极均连接Boost电源的输出侧,负极均接地。
7.如权利要求2所述的备用电源电路,其特征在于,所述调压电路包括:
第三P沟道MOS管Q3,其源极连接Boost电源的输出侧,漏极通过第一电容C1接地,栅极通过第五电阻R5连接控制电路的输出侧,源极和栅极之间连接有第四电阻R4。
8.如权利要求2所述的备用电源电路,其特征在于,所述采样电路包括:
串联设置的第三电阻R3和第六电阻R6,第三电阻R3和第六电阻R6的连接点处连接控制电路的输入侧;
第三电阻R3的另一端连接开关电路和调压电路的输出侧,第六电阻R6的另一端接地。
9.如权利要求9所述的备用电源电路,其特征在于,所述基准电路包括:
串联设置的第八电阻R8和第二二级管D2,第二二级管D2的两端并联第十电容;
第八电阻R8的另一端连接开关电路的输出侧;第二二级管D2的负极连接第八电阻R8,正极接地。
10.如权利要求9所述的备用电源电路,其特征在于,所述控制电路包括:
串联设置的第一运算放大器U1B、第一二级管D1和第二运算放大器U1A;
第一运算放大器U1B的反向输入端连接第八电阻R8和第二二级管D2的连接点处,同相输入端通过连接第三电阻R3和第六电阻R6的连接点处,输出端通过第十电阻R10连接开关电路的输出侧,同相输入端和输出端之间并联第七电阻R7;
第一二级管D1的正极连接第一运算放大器U1B的输出端,负极依次串联第三二级管D3和第十二电阻R12后接地,第一二级管D1的负极和第三二级管D3的负极连接;
第三二级管D3和第十二电阻R12的连接点处通过第十一电阻R11连接输入电源;
第二运算放大器U1A的反向输入端连接第一运算放大器U1B的反向输入端,同相输出端连接第一二级管D1的负极,输出端连接调压电路的输入侧。
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