CN207283403U - 一种具有自保护功能的400w直流-直流变换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有自保护功能的400W直流‑直流变换器，该变换器连接蓄电池，所述的变换器包括输入防反电路(1)、同步Boost电路(2)、保护检测单元(3)和控制器(4)，同步Boost电路(2)输入端通过输入防反电路(1)连接蓄电池，同步Boost电路(2)输出端为12V电压输出端，该同步Boost电路(2)输出功率为400W，所述的保护检测单元(3)连接同步Boost电路(2)，所述的同步Boost电路(2)和保护检测单元(3)均连接至所述的控制器(4)。与现有技术相比，本实用新型结构简单、安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力电子变换器，尤其是涉及一种具有自保护功能的400W直流-直流变换器。
背景技术
汽车在启动过程中，车身上12V电池的负载，在短时间内有较大的变化，有可能从空载到满载的切换过程，在这瞬态过程中，12V电池的电压会跌落到6V甚至更低，导致车身12V供电的设备停止运行，比如空调，娱乐音响等停止工作。为了避免这个现象，需要一个这样的直流-直流变换器，保证在启动过程中，虽然电池电压跌落，但仍然保证12V系统的设备供电正常，不会给使用者带来不适应感。
目前市面上应用最多的直流-直流变换器由两大部分组成，一部分是Boost升压电路，在启动瞬态过程中，将电池电压抬高保持在12V供给负载；另一部分是bypass电路，当汽车正常行驶过程中，12V电池电压正常情况下，负载直接由12V电池供电，Boost电路不工作。
针对Boost升压部分，为了满足系统的效率、输出电压纹波以及静态功耗等要求，现存方案采用两路交错方案，成本高，尺寸大，设计较为复杂；其次，单独增加一个继电器电路，实现bypass工作模式，大大增加成本，扩大尺寸；另外，目前市面上的直流-直流变换器没有保护装置，当变换器工作异常时不能及时切断变换器工作，带来较大的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有自保护功能的400W直流-直流变换器。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种具有自保护功能的400W直流-直流变换器，该变换器连接蓄电池，所述的变换器包括输入防反电路、同步Boost电路、保护检测单元和控制器，同步Boost电路输入端通过输入防反电路连接蓄电池，同步Boost电路输出端为12V电压输出端，该同步Boost电路输出功率为400W，所述的保护检测单元连接同步Boost电路，所述的同步Boost电路和保护检测单元均连接至所述的控制器。
所述的输入防反电路包括开关管SW1，所述的开关管SW1设置在蓄电池负极与同步Boost电路连接的支路上。
所述的同步Boost电路包括电感L1、开关管SW2和开关管SW3，电感L1一端连接蓄电池正极，电感L1另一端连接开关管SW2源极，电感L1另一端还连接开关管SW3漏极，开关管SW2漏极为12V电压输出端的正极，开关管SW3源极连接SW1源极，开关管SW3源极还连接12V电压输出端的负极。
所述的保护检测单元包括用于检测同步Boost电路输出电压的电压传感器、用于检测同步Boost电路输出电流的电流传感器以及用于检测同步Boost电路中开关管温度的温度传感器，所述的电压传感器、电流传感器和温度传感器均连接至所述的控制器。
该变换器还包括用于在蓄电池输出电压高于12V时控制同步Boost电路直通的直通控制电路，所述的直通控制电路包括蓄电池电压检测电路，所述的蓄电池电压检测电路连接蓄电池正负极，所述的蓄电池电压检测电路连接所述的控制器。
所述的开关管SW1为N型功率半导体开关。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
(1)本实用新型采用同步Boost电路，将两路集成为一路，所用器件在数量上少了一倍，在尺寸上减小很多，同等输出功率下，器件成本有所降低；
(2)本实用新型变换器中设置保护检测单元，在同步Boost电路输出电压超限、同步Boost电路输出电流超限或同步Boost电路发热过量时，均通过控制器控制同步Boost电路停止工作，第一时间避免安全隐患发生；
(3)本实用新型同步Boost电路采用开关管SW2替代传统二极管作为同步整流方案，大大提高系统的效率；
(4)本实用新型设置直通控制电路，当蓄电池输出电压高于12V时，开关管SW2直通，当蓄电池输出电压低于12V时启动同步Boost电路升压，取消原先继电器旁路直通控制电路，大大节省功率继电器，以及驱动电路带来的成本，系统成本降低。
附图说明
图1为本实用新型具有自保护功能的400W直流-直流变换器的电路结构示意图。
图中，1为输入防反电路，2为同步Boost电路，3为保护检测单元，4为控制器，5为滤波器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种具有自保护功能的400W直流-直流变换器，该变换器连接蓄电池，变换器包括输入防反电路1、同步Boost电路2、保护检测单元3和控制器4，同步Boost电路2输入端通过输入防反电路1连接蓄电池，同步Boost电路2输出端为12V电压输出端，该同步Boost电路2输出功率为400W，保护检测单元3连接同步Boost电路2，同步Boost电路2和保护检测单元3均连接至控制器4。
输入防反电路1包括开关管SW1，开关管SW1设置在蓄电池负极与同步Boost电路2连接的支路上，开关管SW1为N型功率半导体开关。将N型功率半导体开关SW1放在蓄电池负极，简化驱动电路的设计，当检测到蓄电池负极接反，此N型功率半导体开关断开，保护后级的电路元件不被反向击穿。
同步Boost电路2包括电感L1、开关管SW2和开关管SW3，电感L1一端连接蓄电池正极，电感L1另一端连接开关管SW2源极，电感L1另一端还连接开关管SW3漏极，开关管SW2漏极为12V电压输出端的正极，开关管SW3源极连接SW1源极，开关管SW3源极还连接12V电压输出端的负极。采用开关管SW2替代传统二极管作为同步整流方案，大大提高系统的效率。同步Boost电路2替代了原有两路Boost，同等输出功率下，器件成本有所降低。
保护检测单元3包括用于检测同步Boost电路2输出电压的电压传感器、用于检测同步Boost电路2输出电流的电流传感器以及用于检测同步Boost电路2中开关管温度的温度传感器，电压传感器、电流传感器和温度传感器均连接至控制器4。当同步Boost电路2输出电压超限、同步Boost电路2输出电流超限或同步Boost电路2发热过量时，均通过控制器4控制同步Boost电路2停止工作，第一时间避免安全隐患发生。
该变换器还包括用于在蓄电池输出电压高于12V时控制同步Boost电路2直通的直通控制电路，直通控制电路包括蓄电池电压检测电路，蓄电池电压检测电路连接蓄电池正负极，蓄电池电压检测电路连接控制器4。当蓄电池输出电压高于12V时，开关管SW2直通，当蓄电池输出电压低于12V时启动同步Boost电路2升压，取消原先继电器旁路直通控制电路，大大节省功率继电器，以及驱动电路带来的成本，系统成本降低。
同步Boost电路2输出端还连接有滤波器5，滤波器5输出端为12V电压输出端，滤波器5实现输出低纹波电压的要求。
Claims (6)
1.一种具有自保护功能的400W直流-直流变换器，该变换器连接蓄电池，其特征在于，所述的变换器包括输入防反电路(1)、同步Boost电路(2)、保护检测单元(3)和控制器(4)，同步Boost电路(2)输入端通过输入防反电路(1)连接蓄电池，同步Boost电路(2)输出端为12V电压输出端，该同步Boost电路(2)输出功率为400W，所述的保护检测单元(3)连接同步Boost电路(2)，所述的同步Boost电路(2)和保护检测单元(3)均连接至所述的控制器(4)。
2.根据权利要求1所述的一种具有自保护功能的400W直流-直流变换器，其特征在于，所述的输入防反电路(1)包括开关管SW1，所述的开关管SW1设置在蓄电池负极与同步Boost电路(2)连接的支路上。
3.根据权利要求1所述的一种具有自保护功能的400W直流-直流变换器，其特征在于，所述的同步Boost电路(2)包括电感L1、开关管SW2和开关管SW3，电感L1一端连接蓄电池正极，电感L1另一端连接开关管SW2源极，电感L1另一端还连接开关管SW3漏极，开关管SW2漏极为12V电压输出端的正极，开关管SW3源极连接SW1源极，开关管SW3源极还连接12V电压输出端的负极。
4.根据权利要求1所述的一种具有自保护功能的400W直流-直流变换器，其特征在于，所述的保护检测单元(3)包括用于检测同步Boost电路(2)输出电压的电压传感器、用于检测同步Boost电路(2)输出电流的电流传感器以及用于检测同步Boost电路(2)中开关管温度的温度传感器，所述的电压传感器、电流传感器和温度传感器均连接至所述的控制器(4)。
5.根据权利要求1所述的一种具有自保护功能的400W直流-直流变换器，其特征在于，该变换器还包括用于在蓄电池输出电压高于12V时控制同步Boost电路(2)直通的直通控制电路，所述的直通控制电路包括蓄电池电压检测电路，所述的蓄电池电压检测电路连接蓄电池正负极，所述的蓄电池电压检测电路连接所述的控制器(4)。
6.根据权利要求2所述的一种具有自保护功能的400W直流-直流变换器，其特征在于，所述的开关管SW1为N型功率半导体开关。
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