CN115733369A - 一种高压dcdc电源 - Google Patents

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    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

本发明涉及一种高压DCDC电源，属于电子器件领域。包括输入端、变压器和输出端；所述输入端中，输入光伏或者高压直流，经过变压器T1，在变压器高侧，通过功率MOS管BJ1，对变压器高侧回路进行开关，实现电磁变换，进一步实现电能的非接触式转换，保证高侧与低侧的彻底隔离；所述输出端中，通过反馈网络，利用光耦的光电特性，使输出端的电压变化，通过光耦合器IC1返回到PWM控制器的反馈端口，调节输出端口的电压，稳定在固定值。本发明提高了效率，因为使用了PWM控制技术，得益于UC3844内部的栅极驱动，可以有效的避免MOS管的开关损耗，从而降低发热，进而提高效率。

Description

一种高压DCDC电源
技术领域
本发明属于电子器件领域，涉及一种高压DCDC电源。
背景技术
目前，现有DCDC电源存在发热量很大的问题，因为大多数是针对低电压的DC转DC，高压DCDC使用相对较少，电压值过大时，容易导致电子元器件严重发热，尤其是对于线性电源。而且，现有DCDC电源在使用时，需要使用大功率的开关器件，即MOS管，导致体积过大，功率密度过高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高压DCDC电源。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高压DCDC电源，其特征在于：包括输入端、变压器和输出端；
所述输入端连接至变压器，变压器的副边绕组端连接在PWM控制芯片的VCC，输出端连接至变压器的次边绕组；
所述输入端中，输入光伏或者高压直流，经过变压器T1，在变压器高侧，通过功率MOS管BJ1，对变压器高侧回路进行开关，实现电磁变换，进一步实现电能的非接触式转换，保证高侧与低侧的彻底隔离；
所述变压器的副绕组端中，通过一定匝数比，向副边提供能量，经过单向二极管D7，以及滤波电容C11和C13，得到平滑的直流电源，再通过LDO芯片和光耦合器IC5，经过稳压，以及输出电容C21和C20的滤波处理，得到稳定的12V电源；
所述输出端中，通过反馈网络，利用光耦的光电特性，使输出端的电压变化，通过光耦合器IC1返回到PWM控制器的反馈端口，调节输出端口的电压，稳定在固定值。
可选的，所述输入光伏或者高压直流范围为300～1500VDC，具有输入端欠压保护，和输出端过流保护，所述输出端的固定值为12VDC、24VDC和32VDC。
可选的，所述调节输出端口的电压是使用IC2作为电压基准芯片来调节电压的最终输出值：
Vout＝R10/R25*R11/(R25+R11)*2.5。
可选的，所述PWM控制芯片对高功率的MOS管BJ1进行脉宽调制，得到需要的低压直流电源输出，R12和R17为反馈网络，RT/CT端为频率的设定引脚，DRV引脚为栅极驱动引脚，具备1A的拉罐电流能力，为BJ1功率开关提供足够的栅极驱动能力，避开米勒平台区域；
所述输出端过流保护为：通过500m欧姆的采样电阻RS1，串联在输出端，配合光耦合器IC4，当电流超过一定值，则在光耦合器IC4的引脚1和引脚2产生压差，使光耦合器开合，再通过光耦合器IC4的引脚4将过流信号输入到光耦合器IC3的ISENSE引脚，切断PWM输出，保护电路。
本发明的有益效果在于：本发明提高了效率，因为使用了PWM控制技术，得益于UC3844内部的栅极驱动，可以有效的避免MOS管的开关损耗，从而降低发热，进而提高效率，还实现了过流保护。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为高侧绕组电路图；
图2为12V副电源电路图；
图3为输出反馈电路图；
图4为PWM控制器件电路图；
图5为过流保护电路图；
图6为电路整体框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1～图6，为一种高压DCDC电源(输入可高达1500VDC)，具有输入端欠压保护，和输出端过流保护，输出可选(12VDC，24VDC，32VDC)。
首先，从输入端，输入光伏或者其他来源的高压直流，可能高达1000V以上，经过一个变压器T1，在变压器高侧，通过一个功率MOS管BJ1，对高侧回路进行开关，以实现电磁变换，来实现电能的非接触式转换，保证高侧与低侧的彻底隔离，如图1所示。
其次，在变压器的副绕组端，通过一定匝数比，向副边提供能量，如图2所示，经过单向二极管D7，以及滤波电容C11,和C13，得到一个相对平滑的直流电源，再通过LDO芯片，IC5，经过稳压，以及输出电容C21，C20的滤波处理，得到一个相对稳定的12V电源，从而节省一个单独电源的需求，以此来减少外围元件的数量，简化设计。
最后，在输出端，通过反馈网络，利用光耦的光电特性，使输出端的电压变化，通过IC1返回到PWM控制器的反馈端口，实时调节输出端口的电压，使稳定在一个固定的值。
图3中使用IC2作为电压基准芯片来调节电压的最终输出值：
Vout＝R10/R25*R11/(R25+R11)*2.5
(1)PWM控制技术
通过PWM控制芯片，对高功率的MOS管(如图1中BJ1)进行脉宽调制，以得到需要的低压直流电源输出，R12和R17为反馈网络，RT/CT端为频率的设定引脚，DRV引脚为栅极驱动引脚，具备1A左右的拉罐电流能力，为BJ1功率开关提供足够的栅极驱动能力，有效避开米勒平台区域，避免开关损耗，减少发热。
(2)过流保护技术
采用过流保护技术，更好的保证整个电路工作的安全，通过一个500m欧姆的采样电阻(图3中RS1)，串联在输出端，配合光耦IC4，一旦电流过大，会在IC4的1.2引脚产生压差，使光耦开合，再通过IC4的引脚4将过流信号输入到IC3的ISENSE引脚，及时切断PWM输出，有效保护电路。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种高压DCDC电源，其特征在于：包括输入端、变压器和输出端；
所述输入端连接至变压器，变压器的副边绕组端连接在PWM控制芯片的VCC，输出端连接至变压器的次边绕组；
所述输入端中，输入光伏或者高压直流，经过变压器T1，在变压器高侧，通过功率MOS管BJ1，对变压器高侧回路进行开关，实现电磁变换，进一步实现电能的非接触式转换，保证高侧与低侧的彻底隔离；
所述变压器的副绕组端中，通过一定匝数比，向副边提供能量，经过单向二极管D7，以及滤波电容C11和C13，得到平滑的直流电源，再通过LDO芯片和光耦合器IC5，经过稳压，以及输出电容C21和C20的滤波处理，得到稳定的12V电源；
所述输出端中，通过反馈网络，利用光耦的光电特性，使输出端的电压变化，通过光耦合器IC1返回到PWM控制器的反馈端口，调节输出端口的电压，稳定在固定值。
2.根据权利要求1所述的一种高压DCDC电源，其特征在于：所述输入光伏或者高压直流范围为300～1500VDC，具有输入端欠压保护，和输出端过流保护，所述输出端的固定值为12VDC、24VDC和32VDC。
3.根据权利要求2所述的一种高压DCDC电源，其特征在于：所述调节输出端口的电压是使用IC2作为电压基准芯片来调节电压的最终输出值：
Vout＝R10/R25*R11/(R25+R11)*2.5。
4.根据权利要求3所述的一种高压DCDC电源，其特征在于：所述PWM控制芯片对高功率的MOS管BJ1进行脉宽调制，得到需要的低压直流电源输出，R12和R17为反馈网络，RT/CT端为频率的设定引脚，DRV引脚为栅极驱动引脚，具备1A的拉罐电流能力，为BJ1功率开关提供足够的栅极驱动能力，避开米勒平台区域；
所述输出端过流保护为：通过500m欧姆的采样电阻RS1，串联在输出端，配合光耦合器IC4，当电流超过一定值，则在光耦合器IC4的引脚1和引脚2产生压差，使光耦合器开合，再通过光耦合器IC4的引脚4将过流信号输入到光耦合器IC3的ISENSE引脚，切断PWM输出，保护电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102315786A (zh) * 2011-09-15 2012-01-11 北京国网普瑞特高压输电技术有限公司 一种电流型控制的单路输出反激式变换器
CN111929609A (zh) * 2019-04-25 2020-11-13 株洲中车时代电气股份有限公司 一种用于数字输出通道的短路检测装置

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