CN216751539U - 一种同步buck-boost双向变换电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种同步BUCK‑BOOST双向变换电源电路，包括输入检测滤波电路、同步BUCK‑BOOST变换电路、输出检测滤波电路、主控制电路和辅助电源电路，输入检测滤波电路与外部直流48V电源电连接，输入检测滤波电路、同步BUCK‑BOOST变换电路和输出检测滤波电路顺次电连接，输出检测滤波电路电连接24V电池组，同步BUCK‑BOOST变换电路与主控制电路电连接，输入检测滤波电路和输出检测滤波电路分别与主控制电路电连接，辅助电源电路分别与输入检测滤波电路、输出检测滤波电路、同步BUCK‑BOOST变换电路和主控制电路电连接。电池组充电时由同步BUCK‑BOOST变换电路的输入至输出进行同步BUCK降压变换成24V直流电,电池组放电时由同步BUCK‑BOOST变换电路的输出至输入进行同步BOOST升压成48V，电路成本低，且降压升压幅度达，整个电路结构简洁，可靠性高。

Description

一种同步BUCK-BOOST双向变换电源电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种同步BUCK-BOOST双向变换电源电路。

背景技术

整流柜与电池组是通信电源系统重要组成部分，其中电池组价格比较贵，更换费用高。供应商为了降低运维成本，将留存很多有问题的48V电池组拆解重新组成24V电池组，而通信整流柜输出电压是额定48V，为了利用这些拆解重组的24V电池组从而降低成本，这要求整流柜与电池组之间安装一个BUCK-BOOST双向变换电源设备进行衔接，对24V电池组充电时BUCK-BOOST双向变换电源输入至输出进行同步BUCK降压DC-DC变换，24V电池组放电时输出至输入进行同步BOOST升压DC-DC变换,达到利用重组后的24V电池替换原来48V电池组的作用。现有技术中通常采用变压器来进行电压转换，并实现电气隔离，成本高，并且不能实现双向变压，电路复杂。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种同步BUCK-BOOST双向变换电源电路。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，包括输入检测滤波电路、同步BUCK-BOOST变换电路、输出检测滤波电路、主控制电路和辅助电源电路，所述输入检测滤波电路与外部直流48V电源电连接，所述输入检测滤波电路、BUCK-BOOST变换电路和输出检测滤波电路顺次电连接，所述输出检测滤波电路电连接24V电池组，所述同步BUCK-BOOST变换电路的控制信号输入端与所述主控制电路的控制信号输出端电连接，所述输入检测滤波电路和输出检测滤波电路分别与所述主控制电路电连接，所述辅助电源电路输入端分别与外部直流48V电源和电池组电连接，所述辅助电源电路输出端分别与所述输入检测滤波电路、同步BUCK-BOOST变换电路、输出检测滤波电路和主控制电路的电源输入端电连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，通过所述主控制电路对所述同步BUCK-BOOST变换电路的控制，对电池组充电时由所述同步BUCK-BOOST变换电路的输入至输出进行同步BUCK降压变换成24V直流电,电池组放电时由所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出至输入进行同步BOOST升压变换成48V直流电，所述输入检测滤波电路和输出检测滤波电路分别对输入和输出的直流电进行检测和滤波，不采用变压器可大大降低电路成本，且降压升压幅度大，输入输出电压跟随性强，整个电路结构简洁，可靠性高，实用性强。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述辅助电源电路包括电阻R27、电阻R32、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电容C40、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电感L4、电源芯片U6与电源芯片U5，所述二极管D4的正极与所述输入检测滤波电路的输入端电连接，所述二极管D5的正极与所述输出检测滤波电路的输出端电连接，所述二极管D4的负极二极管D5的负极分别与所述电源芯片U6的电源输入端电连接，所述电源芯片U6的电源输入端通过所述电容C40接地，所述电源芯片U6的接地端接地，所述电源芯片U6的功率开关输出端通过所述电感L4与所述电源芯片U5的输入端电连接，所述电源芯片U5的输入端与地之间顺次串联有所述电阻R27和电阻R32，且所述电阻R27和电阻R32的公共端与所述电源芯片U6的反馈端电连接，所述电阻R27和电阻R32的公共端与所述电源芯片U5的输入端之间电连接有所述电容C36，所述电源芯片U5的输入端与地之间并联有所述电容C37和电容C35，所述电源芯片U5的输入端作为第一电源输出端与所述同步BUCK-BOOST变换电路的电源输入端电连接，所述电源芯片U5的接地端接地，所述电源芯片U5的输出端与地之间并联有所述电容C38和电容C39，所述电源芯片U5的输出端作为第二电源输出端与所述输入检测滤波电路、输出检测滤波电路和主控制电路的电源输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述电阻R27、电阻R32、电容C36、电容C40、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电感L4与电源芯片U6组成的降压型稳压电源电路将输入输出端双向供电电压转变成12V电源输出，再通过电容C35、电容C37、电容C38、电容C39和电源芯片U5组成的稳压电源电路为输入检测滤波电路、输出检测滤波电路与所述主控制电路提供3.3V电源。

进一步：所述输入检测滤波电路包括电阻RS2、电阻R9、电阻R11、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R19、电阻R21、电阻R25、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C11、电容C12、电容C21、电容C25、电容C31、运算放大器U3，所述电容C2电连接在外部直流48V电源的正负极之间，所述电阻RS2和电容C11串联后并联在所述电容C2的两端之间，所述电阻RS2和电容C11公共端接地，所述电容C12、电容C4、电容C5和电容C6并联在所述电容C11的两端，所述电容C6的一端作为输入检测滤波电路功率输出端与所述同步BUCK-BOOST变换电路的输入端电连接；所述外部直流48V电源的负极通过所述电阻R9与所述运算放大器U3的一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U3的一个通道的反相输入端与地之间电连接有所述电阻R13，所述运算放大器U3的正电源输入端与所述辅助电源电路的第二电源输出端电连接，所述运算放大器U3的正电源输入端通过所述电容C21接地，所述运算放大器U3的负电源输入端接地，所述运算放大器U3的一个通道的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R15，所述运算放大器U3的一个通道的输出端与地之间串联有所述电阻R11和电容C25，所述电阻R11和电容C25的公共端作为第一信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接，外部直流48V电源的正极通过所述电阻R19接入所述运算放大器U3的另一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U3的另一个通道的同相输入端通过所述电阻R16接地，所述运算放大器U3的另一个通道的反相输入端和输出端之间电连接有所述电阻R25，所述运算放大器U3的另一个通道的输出端与地之间串联有所述电阻R21和电容C31，且所述电阻R21和电容C31的公共端作为第二信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C11和电容C12起储能与过滤杂波的作用，通过所述电阻RS2起检测主回路输入端BOOST工作电流的作用，通过所述电阻R9、电阻R11、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R19、电阻R21、电阻R25、电容C21、电容C25、电容C31和运算放大器U3组成的电路将主回路输入端BOOST工作电压电流信号处理后送到主控制电路进行计算，以便对所述同步BUCK-BOOST变换电路进行精准控制。

进一步：所述输出检测滤波电路包括电阻RS1、电阻R8、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R17、电阻R20、电阻R22、电阻R26、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C13、电容C14、电容C20、电容C24、电容C27、电容C32和运算放大器U4，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端与地之间并联所述电容C7、电容C8、电容C13、电容C14、电容C9和电容C10，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端与地之间顺次串联有所述电容C20和电阻RS1，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端与电池组的正极电连接，所述电容C20和电阻RS1公共端与电池组的负极电连接，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端通过所述电阻R20与所述运算放大器U4的一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U4的一个通道的同相输入端通过所述电阻R17接地，所述运算放大器U4的正电源输入端与所述第二电源输出端电连接，所述运算放大器U4的正电源输入端通过所述电容C27接地，所述运算放大器U4的负电源输入端接地，所述运算放大器U4的一个通道的反相输入端和输出端之间电连接有所述电阻R26，所述运算放大器U4的一个通道的输出端与地之间串联有所述电阻R22和电容C32，所述电阻R22和电容C32的公共端作为第三信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接，所述电容C20和电阻RS1的公共端与所述通过所述电阻R8与所述运算放大器U4的另一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U4的另一个通道的反相输入端通过所述电阻R12接地，所述运算放大器U4的另一个通道的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R14，所述运算放大器U4的输出端与地之间顺次电连接有所述电阻R10和电容C24，所述电阻R10和电容C24的公共端作为第四信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C13、电容C14和电容C20组成的电路，起储能与过滤杂波的作用，所述电阻RS1起检测主回路输出端BUCK工作电流的作用，所述电阻R8、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R17、电阻R20、电阻R22、电阻R26、电容C24、电容C27、电容C32和运算放大器U4组成的电路将主回路输出端BUCK工作电压电流信号处理后送到主控制电路进行计算，以便对所述同步BUCK-BOOST变换电路进行精准控制。

进一步：所述同步BUCK-BOOST变换电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、电感L2和MOS管驱动电路，所述输入检测滤波电路的输出端与所述MOS管Q1的漏极电连接，所述MOS管Q1的栅极与所MOS管驱动电路的一个输出端电连接，所述MOS管Q1的源极与所述MOS管Q2的漏极电连接，所述MOS管Q2的源极接地，所述MOS管Q2的栅极与所MOS管驱动电路的另一个输出端电连接，所述MOS管Q1的源极通过所述电感L2与所述输出检测滤波电路的输入端电连接，所述MOS管Q1的源极与所述MOS管驱动电路的低端悬浮电源端电连接，所述MOS管驱动电路的电源输入端与所述第一电源输出端电连接，所述MOS管驱动电路的控制信号输入端与所述主控制电路的控制信号输出端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：对电池组进行充电时，所述同步BUCK-BOOST变换电路输入至输出进行同步BUCK降压变换，所述MOS管Q1和MOS管Q2交错导通与关断，与电感L2串联组成同步BUCK降压变换电路，将48V输入变换成24V输出；电池组放电时，同步BUCK-BOOST双向变换电路输出至输入进行同步BOOST升压变换，MOS管Q2和MOS管Q1交错导通与关断，与电感L2并联组成同步BOOST升压变换电路，将24V直流电变换成48V输出到直流负载。

进一步：所述MOS管驱动电路包括电阻R2、电阻R3、电容C23、电容C26、二极管D3、二极管D7、二极管D8与半桥驱动芯片U2，所述MOS管Q1的栅极通过所述电阻R3与所述半桥驱动芯片U2的高端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q1的栅极与所述二极管D8的正极电连接，所述二极管D8的负极与所述半桥驱动芯片U2的高端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q2的栅极通过所述电阻R2与所述半桥驱动芯片U2的低端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q2的栅极与所述二极管D7的正极电连接，所述二极管D7的负极与所述半桥驱动芯片U2的低端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q1的源极与所述半桥驱动芯片U2的高端悬浮电源端通过所述电容C23电连接，所述MOS管Q1的源极与所述半桥驱动芯片U2的低端悬浮电源端电连接，所述半桥驱动芯片U2的高端悬浮电源端与所述二极管D3的负极电连接，所述二极管D3的正极和所述半桥驱动芯片U2的电源输入端分别与所述第一电源输出端电连接，所述半桥驱动芯片U2的电源输入端与地之间电连接有所述电容C26，所述半桥驱动芯片U2的高电平逻辑控制端和低电平逻辑控制端分别与所述主控制电路对应的控制信号输出端电连接，所述半桥驱动芯片U2的接地端接地。

上述进一步方案的有益效果是：所述电阻R2、电阻R3、电容C23、电容C26、二极管D3、二极管D7、二极管D8与半桥驱动芯片U2组成MOS管驱动电路，将主控制电路送来的PWM信号处理后分别控制2个MOS管工作状态，整个所述同步BUCK-BOOST变换电路具有同步BUCK与同步BOOST变换2个常用工作模式，组成双向DC-DC同步变换拓扑结构。电路具有先进的双向DC-DC同步变换、效率高、功能强大等特点。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的同步BUCK-BOOST双向变换电源电路的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的辅助电源电路的电路示意图；

图3为本实用新型一实施例的输入检测滤波电路的电路示意图；

图4为本实用新型一实施例的输出检测滤波电路的电路示意图；

图5为本实用新型一实施例的同步BUCK-BOOST变换电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，包括输入检测滤波电路、同步BUCK-BOOST变换电路、输出检测滤波电路、主控制电路和辅助电源电路，所述输入检测滤波电路与外部直流48V电源电连接，所述输入检测滤波电路、同步BUCK-BOOST变换电路和输出检测滤波电路顺次电连接，所述输出检测滤波电路电连接24V电池组，所述同步BUCK-BOOST变换电路的控制信号输入端与所述主控制电路的控制信号输出端电连接，所述输入检测滤波电路和输出检测滤波电路分别与所述主控制电路电连接，所述辅助电源电路输入端分别与外部直流48V电源和电池组电连接，所述辅助电源电路输出端分别与所述输入检测滤波电路、同步BUCK-BOOST变换电路、输出检测滤波电路和主控制电路的电源输入端电连接。

本实用新型的同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，通过所述主控制电路对所述同步BUCK-BOOST变换电路的控制，对电池组充电时由所述同步BUCK-BOOST变换电路的输入至输出进行同步BUCK降压变换成24V直流电,电池组放电时由所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出至输入进行同步BOOST升压变换成48V直流电，所述输入检测滤波电路和输出检测滤波电路分别对输入和输出的直流电进行检测和滤波，不采用变压器可大大降低电路成本，且降压升压幅度大，输入输出电压跟随性强，整个电路结构简洁，可靠性高，实用性强。

如图2所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述辅助电源电路包括电阻R27、电阻R32、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电容C40、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电感L4、电源芯片U6与电源芯片U5，所述二极管D4的正极与所述输入检测滤波电路的输入端电连接，所述二极管D5的正极与所述输出检测滤波电路的输出端电连接，所述二极管D4的负极二极管D5的负极分别与所述电源芯片U6的电源输入端电连接，所述电源芯片U6的电源输入端通过所述电容C40接地，所述电源芯片U6的接地端接地，所述电源芯片U6的功率开关输出端通过所述电感L4与所述电源芯片U5的输入端电连接，所述电源芯片U5的输入端与地之间顺次串联有所述电阻R27和电阻R32，且所述电阻R27和电阻R32的公共端与所述电源芯片U6的反馈端电连接，所述电阻R27和电阻R32的公共端与所述电源芯片U5的输入端之间电连接有所述电容C36，所述电源芯片U5的输入端与地之间并联有所述电容C37和电容C35，所述电源芯片U5的输入端作为第一电源输出端与所述同步BUCK-BOOST变换电路的电源输入端电连接，所述电源芯片U5的接地端接地，所述电源芯片U5的输出端与地之间并联有所述电容C38和电容C39，所述电源芯片U5的输出端作为第二电源输出端与所述输入检测滤波电路、输出检测滤波电路和主控制电路的电源输入端电连接。通过所述电阻R27、电阻R32、电容C36、电容C40、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电感L4与电源芯片U6组成的降压型稳压电源电路将输入输出端双向供电电压转变成12V电源输出，再通过电容C35、电容C37、电容C38、电容C39和电源芯片U5组成的稳压电源电路为输入检测滤波电路、输出检测滤波电路与所述主控制电路提供3.3V电源。这里，电源芯片U5采用型号为AMS1117-3.3V的现有电源芯片，电源芯片U6采用型号为XL7005A的现有电源芯片。

如图3所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述输入检测滤波电路包括电阻RS2、电阻R9、电阻R11、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R19、电阻R21、电阻R25、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C11、电容C12、电容C21、电容C25、电容C31、运算放大器U3，所述电容C2电连接在外部直流48V电源的正负极之间，所述电阻RS2和电容C11串联后并联在所述电容C2的两端之间，所述电阻RS2和电容C11公共端接地，所述电容C12、电容C4、电容C5和电容C6并联在所述电容C11的两端，所述电容C6的一端作为输入检测滤波电路功率输出端与所述同步BUCK-BOOST变换电路的输入端电连接；所述外部直流48V电源的负极通过所述电阻R9与所述运算放大器U3的一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U3的一个通道的反相输入端与地之间电连接有所述电阻R13，所述运算放大器U3的正电源输入端与所述辅助电源电路的第二电源输出端电连接，所述运算放大器U3的正电源输入端通过所述电容C21接地，所述运算放大器U3的负电源输入端接地，所述运算放大器U3的一个通道的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R15，所述运算放大器U3的一个通道的输出端与地之间串联有所述电阻R11和电容C25，所述电阻R11和电容C25的公共端作为第一信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接，外部直流48V电源的正极通过所述电阻R19接入所述运算放大器U3的另一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U3的另一个通道的同相输入端通过所述电阻R16接地，所述运算放大器U3的另一个通道的反相输入端和输出端之间电连接有所述电阻R25，所述运算放大器U3的另一个通道的输出端与地之间串联有所述电阻R21和电容C31，且所述电阻R21和电容C31的公共端作为第二信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接。通过所述电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C11和电容C12起储能与过滤杂波的作用，通过所述电阻RS2起检测主回路输入端BOOST工作电流的作用，通过所述电阻R9、电阻R11、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R19、电阻R21、电阻R25、电容C21、电容C25、电容C31和运算放大器U3组成的电路将主回路输入端BOOST工作电压电流信号处理后送到主控制电路进行计算，以便对所述同步BUCK-BOOST变换电路进行精准控制。

如图4所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述输出检测滤波电路包括电阻RS1、电阻R8、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R17、电阻R20、电阻R22、电阻R26、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C13、电容C14、电容C20、电容C24、电容C27、电容C32和运算放大器U4，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端与地之间并联所述电容C7、电容C8、电容C13、电容C14、电容C9和电容C10，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端与地之间顺次串联有所述电容C20和电阻RS1，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端与电池组的正极电连接，所述电容C20和电阻RS1公共端与电池组的负极电连接，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端通过所述电阻R20与所述运算放大器U4的一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U4的一个通道的同相输入端通过所述电阻R17接地，所述运算放大器U4的正电源输入端与所述第二电源输出端电连接，所述运算放大器U4的正电源输入端通过所述电容C27接地，所述运算放大器U4的负电源输入端接地，所述运算放大器U4的一个通道的反相输入端和输出端之间电连接有所述电阻R26，所述运算放大器U4的一个通道的输出端与地之间串联有所述电阻R22和电容C32，所述电阻R22和电容C32的公共端作为第三信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接，所述电容C20和电阻RS1的公共端与所述通过所述电阻R8与所述运算放大器U4的另一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U4的另一个通道的反相输入端通过所述电阻R12接地，所述运算放大器U4的另一个通道的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R14，所述运算放大器U4的输出端与地之间顺次电连接有所述电阻R10和电容C24，所述电阻R10和电容C24的公共端作为第四信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接。通过所述电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C13、电容C14和电容C20组成的电路，起储能与过滤杂波的作用，所述电阻RS1起检测主回路输出端BUCK工作电流的作用，所述电阻R8、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R17、电阻R20、电阻R22、电阻R26、电容C24、电容C27、电容C32和运算放大器U4组成的电路将主回路输出端BUCK工作电压电流信号处理后送到主控制电路进行计算，以便对所述同步BUCK-BOOST变换电路进行精准控制。

如图5所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述同步BUCK-BOOST变换电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、电感L2和MOS管驱动电路，所述输入检测滤波电路的输出端与所述MOS管Q1的漏极电连接，所述MOS管Q1的栅极与所MOS管驱动电路的一个输出端电连接，所述MOS管Q1的源极与所述MOS管Q2的漏极电连接，所述MOS管Q2的源极接地，所述MOS管Q2的栅极与所MOS管驱动电路的另一个输出端电连接，所述MOS管Q1的源极通过所述电感L2与所述输出检测滤波电路的输入端电连接，所述MOS管Q1的源极与所述MOS管驱动电路的低端悬浮电源端电连接，所述MOS管驱动电路的电源输入端与所述第一电源输出端电连接，所述MOS管驱动电路的控制信号输入端与所述主控制电路的控制信号输出端电连接。对电池组进行充电时，所述同步BUCK-BOOST变换电路输入至输出进行同步BUCK降压变换，所述MOS管Q1和MOS管Q2交错导通与关断，与电感L2串联组成同步BUCK降压变换电路，将48V输入变换成24V输出；电池组放电时，同步BUCK-BOOST双向变换电路输出至输入进行同步BOOST升压变换，MOS管Q2和MOS管Q1交错导通与关断，与电感L2并联组成同步BOOST升压变换电路，将24V直流电变换成48V输出到直流负载。

具体地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述MOS管驱动电路包括电阻R2、电阻R3、电容C23、电容C26、二极管D3、二极管D7、二极管D8与半桥驱动芯片U2，所述MOS管Q1的栅极通过所述电阻R3与所述半桥驱动芯片U2的高端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q1的栅极与所述二极管D8的正极电连接，所述二极管D8的负极与所述半桥驱动芯片U2的高端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q2的栅极通过所述电阻R2与所述半桥驱动芯片U2的低端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q2的栅极与所述二极管D7的正极电连接，所述二极管D7的负极与所述半桥驱动芯片U2的低端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q1的源极与所述半桥驱动芯片U2的高端悬浮电源端通过所述电容C23电连接，所述MOS管Q1的源极与所述半桥驱动芯片U2的低端悬浮电源端电连接，所述半桥驱动芯片U2的高端悬浮电源端与所述二极管D3的负极电连接，所述二极管D3的正极和所述半桥驱动芯片U2的电源输入端分别与所述第一电源输出端电连接，所述半桥驱动芯片U2的电源输入端与地之间电连接有所述电容C26，所述半桥驱动芯片U2的高电平逻辑控制端和低电平逻辑控制端分别与所述主控制电路对应的控制信号输出端电连接，所述半桥驱动芯片U2的接地端接地。所述电阻R2、电阻R3、电容C23、电容C26、二极管D3、二极管D7、二极管D8与半桥驱动芯片U2组成MOS管驱动电路，将主控制电路送来的PWM信号处理后分别控制2个MOS管工作状态，整个所述同步BUCK-BOOST变换电路具有同步BUCK与同步BOOST变换2个常用工作模式，组成双向DC-DC同步变换拓扑结构。电路具有先进的双向DC-DC同步变换、效率高、功能强大等特点。这里，所述半桥驱动芯片U2采用型号为EG3013的现有驱动芯片。

本实用新型的一个或多个实施例中，所述主控制电路采用型号为STM32F030K6T6的单片机及其外围电路，STM32F030K6T6单片机集成了高性能ARM

32位RISC内核,最高运行频率可达48MHz,高速内嵌内存(高达256kb闪存和高达32kb SRAM),以及一个增强型外设和宽范围输入电源单元，提供标准通讯接口(高达两个I²C,高达两个SPI和高达六个USART),一个12位模数转换器,7个通用16位计时器和一个高级控制的PWM计时器，省电模式管理单元与可设计低功率应用模式等特点。通过编程后的微处理器芯片U1可以根据电池充放电状态自动设置BUCK、BOOST两种双向DC-DC同步变换工作模式,并且通过检测的输入输出电压电流信号精确计算和调整BUCK与BOOST变换输出电压与功率等参数，建立RS485通信将报警信号与实时数据送到FSU外设。外接液晶显示屏与按键，使变换电源参数显示与设置更简单明了。

本实用新型的同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，不用变压器隔离降低电路成本，降压或升压幅度大，输入输出电压跟随性强，输入电压达到44V-56V，输出电压达到22V-28V；双向变换输出功率最高可以限定到1500W；可以根据电池充放电状态自动设置BUCK、BOOST两种双向DC-DC同步变换工作模式，使DC-DC变换效率高达到97％，整个电路结构简洁，具有先进的同步BUCK-BOOST双向变换技术，智能化高，可靠性高，成本低，实用性强的特点，电路技术指标达到国家规定的此类同步BUCK-BOOST双向变换电源的技术要求，并且广泛应用于中国铁塔基站通信电源系统中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，其特征在于：包括输入检测滤波电路、同步BUCK-BOOST变换电路、输出检测滤波电路、主控制电路和辅助电源电路，所述输入检测滤波电路与外部直流48V电源电连接，所述输入检测滤波电路、同步BUCK-BOOST变换电路和输出检测滤波电路顺次电连接，所述输出检测滤波电路电连接24V电池组，所述同步BUCK-BOOST变换电路的控制信号输入端与所述主控制电路的控制信号输出端电连接，所述输入检测滤波电路和输出检测滤波电路分别与所述主控制电路电连接，所述辅助电源电路输入端分别与外部直流48V电源和电池组电连接，所述辅助电源电路输出端分别与所述输入检测滤波电路、同步BUCK-BOOST变换电路、输出检测滤波电路和主控制电路的电源输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，其特征在于：所述辅助电源电路包括电阻R27、电阻R32、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电容C40、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电感L4、电源芯片U6与电源芯片U5，所述二极管D4的正极与所述输入检测滤波电路的输入端电连接，所述二极管D5的正极与所述输出检测滤波电路的输出端电连接，所述二极管D4的负极二极管D5的负极分别与所述电源芯片U6的电源输入端电连接，所述电源芯片U6的电源输入端通过所述电容C40接地，所述电源芯片U6的接地端接地，所述电源芯片U6的功率开关输出端通过所述电感L4与所述电源芯片U5的输入端电连接，所述电源芯片U5的输入端与地之间顺次串联有所述电阻R27和电阻R32，且所述电阻R27和电阻R32的公共端与所述电源芯片U6的反馈端电连接，所述电阻R27和电阻R32的公共端与所述电源芯片U5的输入端之间电连接有所述电容C36，所述电源芯片U5的输入端与地之间并联有所述电容C37和电容C35，所述电源芯片U5的输入端作为第一电源输出端与所述同步BUCK-BOOST变换电路的电源输入端电连接，所述电源芯片U5的接地端接地，所述电源芯片U5的输出端与地之间并联有所述电容C38和电容C39，所述电源芯片U5的输出端作为第二电源输出端与所述输入检测滤波电路、输出检测滤波电路和主控制电路的电源输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，其特征在于：所述输入检测滤波电路包括电阻RS2、电阻R9、电阻R11、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R19、电阻R21、电阻R25、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C11、电容C12、电容C21、电容C25、电容C31、运算放大器U3，所述电容C2电连接在外部直流48V电源的正负极之间，所述电阻RS2和电容C11串联后并联在所述电容C2的两端之间，所述电阻RS2和电容C11公共端接地，所述电容C12、电容C4、电容C5和电容C6并联在所述电容C11的两端，所述电容C6的一端作为输入检测滤波电路功率输出端与所述同步BUCK-BOOST变换电路的输入端电连接；所述外部直流48V电源的负极通过所述电阻R9与所述运算放大器U3的一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U3的一个通道的反相输入端与地之间电连接有所述电阻R13，所述运算放大器U3的正电源输入端与所述辅助电源电路的第二电源输出端电连接，所述运算放大器U3的正电源输入端通过所述电容C21接地，所述运算放大器U3的负电源输入端接地，所述运算放大器U3的一个通道的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R15，所述运算放大器U3的一个通道的输出端与地之间串联有所述电阻R11和电容C25，所述电阻R11和电容C25的公共端作为第一信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接，外部直流48V电源的正极通过所述电阻R19接入所述运算放大器U3的另一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U3的另一个通道的同相输入端通过所述电阻R16接地，所述运算放大器U3的另一个通道的反相输入端和输出端之间电连接有所述电阻R25，所述运算放大器U3的另一个通道的输出端与地之间串联有所述电阻R21和电容C31，且所述电阻R21和电容C31的公共端作为第二信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接。

4.根据权利要求2所述的同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，其特征在于：所述输出检测滤波电路包括电阻RS1、电阻R8、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R17、电阻R20、电阻R22、电阻R26、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C13、电容C14、电容C20、电容C24、电容C27、电容C32和运算放大器U4，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端与地之间并联所述电容C7、电容C8、电容C13、电容C14、电容C9和电容C10，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端与地之间顺次串联有所述电容C20和电阻RS1，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端与电池组的正极电连接，所述电容C20和电阻RS1公共端与电池组的负极电连接，所述同步BUCK-BOOST变换电路的输出端通过所述电阻R20与所述运算放大器U4的一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U4的一个通道的同相输入端通过所述电阻R17接地，所述运算放大器U4的正电源输入端与所述第二电源输出端电连接，所述运算放大器U4的正电源输入端通过所述电容C27接地，所述运算放大器U4的负电源输入端接地，所述运算放大器U4的一个通道的反相输入端和输出端之间电连接有所述电阻R26，所述运算放大器U4的一个通道的输出端与地之间串联有所述电阻R22和电容C32，所述电阻R22和电容C32的公共端作为第三信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接，所述电容C20和电阻RS1的公共端与所述通过所述电阻R8与所述运算放大器U4的另一个通道的同相输入端电连接，所述运算放大器U4的另一个通道的反相输入端通过所述电阻R12接地，所述运算放大器U4的另一个通道的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R14，所述运算放大器U4的输出端与地之间顺次电连接有所述电阻R10和电容C24，所述电阻R10和电容C24的公共端作为第四信号输出端与所述主控制电路对应的信号输入端电连接。

5.根据权利要求2所述的同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，其特征在于：所述同步BUCK-BOOST变换电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、电感L2和MOS管驱动电路，所述输入检测滤波电路的输出端与所述MOS管Q1的漏极电连接，所述MOS管Q1的栅极与所MOS管驱动电路的一个输出端电连接，所述MOS管Q1的源极与所述MOS管Q2的漏极电连接，所述MOS管Q2的源极接地，所述MOS管Q2的栅极与所MOS管驱动电路的另一个输出端电连接，所述MOS管Q1的源极通过所述电感L2与所述输出检测滤波电路的输入端电连接，所述MOS管Q1的源极与所述MOS管驱动电路的低端悬浮电源端电连接，所述MOS管驱动电路的电源输入端与所述第一电源输出端电连接，所述MOS管驱动电路的控制信号输入端与所述主控制电路的控制信号输出端电连接。

6.根据权利要求5所述的同步BUCK-BOOST双向变换电源电路，其特征在于：所述MOS管驱动电路包括电阻R2、电阻R3、电容C23、电容C26、二极管D3、二极管D7、二极管D8与半桥驱动芯片U2，所述MOS管Q1的栅极通过所述电阻R3与所述半桥驱动芯片U2的高端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q1的栅极与所述二极管D8的正极电连接，所述二极管D8的负极与所述半桥驱动芯片U2的高端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q2的栅极通过所述电阻R2与所述半桥驱动芯片U2的低端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q2的栅极与所述二极管D7的正极电连接，所述二极管D7的负极与所述半桥驱动芯片U2的低端MOS管输出控制端电连接，所述MOS管Q1的源极与所述半桥驱动芯片U2的高端悬浮电源端通过所述电容C23电连接，所述MOS管Q1的源极与所述半桥驱动芯片U2的低端悬浮电源端电连接，所述半桥驱动芯片U2的高端悬浮电源端与所述二极管D3的负极电连接，所述二极管D3的正极和所述半桥驱动芯片U2的电源输入端分别与所述第一电源输出端电连接，所述半桥驱动芯片U2的电源输入端与地之间电连接有所述电容C26，所述半桥驱动芯片U2的高电平逻辑控制端和低电平逻辑控制端分别与所述主控制电路对应的控制信号输出端电连接，所述半桥驱动芯片U2的接地端接地。

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