CN113965076A - 一种低压自适应切换dc/dc多路变换器及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种低压自适应切换DC/DC多路变换器及控制方法，将输入电压与预设的阈值进行比较，当输入电压低于阈值电压时，boost电路开始工作，保证第一级母线输出电压稳定，当输入电压高于阈值电压时，boost电路停止工作，保证第一级电路无额外功率损耗，通过检测输入电压值电路进行自适应调整，保证第一级输出电压稳定。克服现有技术在低压保持时间较长时，DC/DC变换器均无法实现正常工作且需要占用较大空间的不足，本设计可以实现输入电压小于9V时自适应工作，在输入电压为6V‑9V时可长时间稳定工作且占用空间较小，能够适应转电切换时更加恶劣的供电系统，确保电源在更恶劣供电环境下正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及变换器设计技术领域，具体为一种低压自适应切换DC/DC多路变换器。
背景技术
DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类:升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。在低压保持时间较长时，在DC/DC设计时通常采用前端加储能电容或浪涌抑制模块的方案实现，但是DC/DC变换器无法实现正常工作且需要占用较大空间的不足。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供，实现输入电压小于9V时自适应工作，在输入电压为6V-9V时可长时间稳定工作且占用空间较小，能够适应转电切换时更加恶劣的供电系统，确保电源在更恶劣供电环境下正常工作。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种低压自适应切换DC/DC多路变换器，包括电压采样电路，所述电压采样电路与自适应比较电路的输入端连接，自适应比较电路的输出端与boost切换电路连接，boost切换电路的输出端接boost电路；
电压采样电路，用于采集输入电压，并将采集的电压发送至自适应比较电路；
自适应比较电路，用于将接收的输入电压与设定的电压阈值进行比较，并根据比较结果输出控制信号；
boost切换电路，用于根据接收的控制信号控制boost电路的工作状态，
当输入电压高于阈值电压时，使boost电路停止工作，第一级电路无额外功率损耗；当输入电压低于阈值电压时，使boost电路工作，第一级母线输出电压稳定。
优选的，还包括与自适应比较电路输入端连接的电压基准电路，其中用于设定电压阈值。
优选的，所述电压基准电路包括电阻R2、电阻R14、电阻21和电路调整器U3，电阻R2的一端接电压输入端，另一端接电路调整器U3的阴极，电路调整器U3的阳极接地，电阻R14和电阻21串接，电路调整器U3的控制端接电阻R14和电阻21，电阻R14接二极管U3的阴极，电阻21的另一端接地。
优选的，所述电压采样电路包括电容C4，以及串联电阻R3和电阻R10，电阻R3的一端接电压输入端，电阻R10的一端接地，电容C4的一端连接在电阻R3和电阻R10之间，电容C4的另一端接地。
优选的，所述自适应比较电路包括电阻R6、电阻R11、电阻R15及比较器U2A；
电阻R11的一端接比较器U2A的输入端正极，另一端接电压采样电路，电阻R15的一端接比较器U2A的输入端负极，另一端接电压基准电路，电阻R6的一端接比较器U2A的输入端正极，另一端接比较器U2A的输出端，比较器U2A的输出端接boost切换电路。
优选的，所述boost切换电路包括电阻R13、电阻R17和三极管V5；
电阻R13的一端接自适应比较电路的输出端，另一端接三极管V5的基集，三极管V5的发射极接地，三极管V5的集电极接boost电路，电阻R17的两端分别接三极管V5的基集和接地。
一种低压自适应切换DC/DC多路变换器的控制方法，采集输入电压信号，将输入电压信号与设定的阈值进行比较，根据比较结果控制boost电路的工作状态。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种低压自适应切换DC/DC多路变换器，将输入电压与预设的阈值进行比较，当输入电压低于阈值电压时，boost电路开始工作，保证第一级母线输出电压稳定，当输入电压高于阈值电压时，boost电路停止工作，保证第一级电路无额外功率损耗，通过检测输入电压值电路进行自适应调整，保证第一级输出电压稳定。克服现有技术在低压保持时间较长时，DC/DC变换器均无法实现正常工作且需要占用较大空间的不足，本设计可以实现输入电压小于9V时自适应工作，在输入电压为6V-9V时可长时间稳定工作且占用空间较小，能够适应转电切换时更加恶劣的供电系统，确保电源在更恶劣供电环境下正常工作。
附图说明
图1为本发明低压自适应切换DC/DC多路变换器的电路图。
图2为本发明低压自适应切换DC/DC多路变换器的前级电路。
图3为本发明低压自适应切换DC/DC多路变换器的后级电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参阅图1-3，一种低压自适应切换DC/DC多路变换器，包括电压采样电路、电压基准电路、自适应比较电路和boost切换电路。
电压采样电路和电压基准电路与自适应比较电路的输入端连接，自适应比较电路的输出端与boost切换电路连接，boost切换电路的输端与boost电路连接；
电压采样电路，用于采集输入电压，并将采集的电压发送至自适应比较电路；
电压基准电路，用于设定电压阈值；
自适应比较电路，用于将接收的输入电压与设定的电压阈值进行比较，并根据比较结果输出控制信号；
boost切换电路，用于根据接收的控制信号控制boost电路的工作状态，
当输入电压高于阈值电压时，使boost电路停止工作，第一级电路无额外功率损耗；当输入电压低于阈值电压时，使boost电路工作，第一级母线输出电压稳定。
所述电压采样电路包括电容C4，以及串联电阻R3和电阻R10，电阻R3的一端接电压输入端，电阻R10的一端接地，电容C4的一端连接在电阻R3和电阻R10之间，电容C4的另一端接地。
所述电压基准电路包括电阻R2、电阻R14、电阻21和电路调整器U3，电阻R2的一端接电压输入端，另一端接电路调整器U3的阴极，电路调整器U3的阳极接地，电阻R14和电阻21串接，电路调整器U3的控制端接电阻R14和电阻21，电阻R14接二极管U3的阴极，电阻21的另一端接地。
自适应比较电路包括电阻R6、电阻R11、电阻R15及比较器U2A，电阻R11的一端接比较器U2A的输入端正极，另一端接电压采样电路，电阻R15的一端接比较器U2A的输入端负极，另一端接电压基准电路，电阻R6的一端接比较器U2A的输入端正极，另一端接比较器U2A的输出端，比较器U2A的输出端接boost切换电路。
boost切换电路包括电阻R13、电阻R17和三极管V5，电阻R13的一端接比较器U2A的输出端，另一端接三极管V5的基集，三极管V5的发射极接地，三极管V5的集电极接boost电路，电阻R17的两端分别接三极管V5的基集和接地。
一种低压自适应切换DC/DC多路变换器的控制方法，采集输入电压信号，将输入电压信号与设定的阈值进行比较，根据比较结果通过boost电路的工作状态。
当输入电压采样信号从R3与R10处采集到后，与运放进行比较，当输入电压低于阈值电压时，boost电路开始工作，保证第一级母线输出电压稳定，当输入电压高于阈值电压时，boost电路停止工作，保证第一级电路无额外功率损耗，通过检测输入电压值电路进行自适应调整，保证第一级输出电压稳定。
该低压自适应切换DC/DC多路变换器电路结构简单，在供电系统较复杂且在6V输入电压下，该低压自适应切换DC/DC多路变换器能够保证产品正常工作；其次，该电路对产品适应复查供电环境及产品安全生产提供解决方案，节省产品成本，为功率变换实现高功率密度提供了有力的保证。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种低压自适应切换DC/DC多路变换器，其特征在于，包括电压采样电路，所述电压采样电路与自适应比较电路的输入端连接，自适应比较电路的输出端与boost切换电路连接，boost切换电路的输出端接boost电路；
电压采样电路，用于采集输入电压，并将采集的电压发送至自适应比较电路；
自适应比较电路，用于将接收的输入电压与设定的电压阈值进行比较，并根据比较结果输出控制信号；
boost切换电路，用于根据接收的控制信号控制boost电路的工作状态，
当输入电压高于阈值电压时，使boost电路停止工作，第一级电路无额外功率损耗；当输入电压低于阈值电压时，使boost电路工作，第一级母线输出电压稳定。
2.根据权利要求1所述的一种低压自适应切换DC/DC多路变换器，其特征在于，还包括与自适应比较电路输入端连接的电压基准电路，其中用于设定电压阈值。
3.根据权利要求2所述的一种低压自适应切换DC/DC多路变换器，其特征在于，所述电压基准电路包括电阻R2、电阻R14、电阻21和电路调整器U3，电阻R2的一端接电压输入端，另一端接电路调整器U3的阴极，电路调整器U3的阳极接地，电阻R14和电阻21串接，电路调整器U3的控制端接电阻R14和电阻21，电阻R14接二极管U3的阴极，电阻21的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的一种低压自适应切换DC/DC多路变换器，其特征在于，所述电压采样电路包括电容C4，以及串联电阻R3和电阻R10，电阻R3的一端接电压输入端，电阻R10的一端接地，电容C4的一端连接在电阻R3和电阻R10之间，电容C4的另一端接地。
5.根据权利要求2所述的一种低压自适应切换DC/DC多路变换器，其特征在于，所述自适应比较电路包括电阻R6、电阻R11、电阻R15及比较器U2A；
电阻R11的一端接比较器U2A的输入端正极，另一端接电压采样电路，电阻R15的一端接比较器U2A的输入端负极，另一端接电压基准电路，电阻R6的一端接比较器U2A的输入端正极，另一端接比较器U2A的输出端，比较器U2A的输出端接boost切换电路。
6.根据权利要求1所述的一种低压自适应切换DC/DC多路变换器，其特征在于，所述boost切换电路包括电阻R13、电阻R17和三极管V5；
电阻R13的一端接自适应比较电路的输出端，另一端接三极管V5的基集，三极管V5的发射极接地，三极管V5的集电极接boost电路，电阻R17的两端分别接三极管V5的基集和接地。
7.权利要求1-6任一项所述的一种低压自适应切换DC/DC多路变换器的控制方法，其特征在于，采集输入电压信号，将输入电压信号与设定的阈值进行比较，根据比较结果控制boost电路的工作状态。
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