CN218976562U - 一种基于bldcm控制器的自适应降压型dc-dc电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC‑DC电路，属于DC‑DC降压电路领域，所述自适应降压型DC‑DC电路包括自适应降压主电路、BLDCM控制器接口电路和主电源接口电路；自适应降压主电路使主电源BAT降压到使旁路恒压负载正常工作的电压；BLDCM控制器接口电路提供与BLDCM控制器连接接口，同时提供电压使所述自适应降压主电路的N沟道MOS管工作；主电源接口电路与BLDCM控制器的主电源BAT连接，并为所述自适应降压主电路提供工作电源。本实用新型根据BLDCM控制器供电电压实时调整输出至旁路恒压负载端的电压，使旁路恒压负载在额定电压内正常工作。

Description

一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路

技术领域

本实用新型涉及DC-DC降压电路技术领域，特别涉及一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路。

背景技术

随着科技的发展，BLDCM控制器由传统的燃油驱动逐渐转向锂电池供电。锂电池是一种新型能源，其支持高倍率电流放电，且循环次数多，稳定性好，应用领域越来越广。电源是电子产品的一个重要组成部分，其性能的优劣会直接影响到整个产品的使用周期。当前市场上的基于锂电池供电的BLDCM控制器产品与旁路恒压负载无法共用电源或需要经过复杂的降压电路实现恒压负载，导致电路结构复杂，制造成本高且工艺复杂等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，以解决当前的DC-DC降压电路需额外使用运算放大器导致的结构复杂，成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，根据BLDCM控制器供电电压实时调整输出至旁路恒压负载端的电压，使旁路恒压负载在额定电压内正常工作；所述自适应降压型DC-DC电路包括：

自适应降压主电路，使主电源BAT降压到使旁路恒压负载正常工作的电压；

BLDCM控制器接口电路，提供与BLDCM控制器连接接口，同时提供电压使所述自适应降压主电路的N沟道MOS管工作；

主电源接口电路，与BLDCM控制器的主电源BAT连接，并为所述自适应降压主电路提供工作电源。

在一种实施方式中，所述自适应降压主电路包括主电源BAT、二极管D1、旁路恒压负载M1、N沟道MOS管Q1、电阻R1、电阻R2、电容C1以及电源VCC；N沟道MOS管Q1的漏端连接二极管D1的正极，栅端通过电阻R1连接电源VCC，源端接地；电阻R2的一端连接N沟道MOS管Q1的栅端，另一端接地；电容C1的一端连接N沟道MOS管Q1，另一端接地；二极管D1的负极接主电源BAT；旁路恒压负载M1并联在二极管D1的两端。

在一种实施方式中，所述二极管D1是为了在断电时为旁路恒压负载M1提供电流泄放通道，防止瞬时高压损坏电路中其他元器件；所述N沟道MOS管Q1，电阻R1，电阻R2，电容C1组成MOS管开关控制电路，其中电阻R1是MOS管栅极驱动电阻，用于控制MOS管开启速度。

在一种实施方式中，所述BLDCM控制器接口电路由3PIN接插件和电源VCC组成。

在一种实施方式中，所述电源VCC由BLDCM控制器内部电路提供。

在一种实施方式中，所述BLDCM控制器内部电路包括电阻R3～R6和NPN三极管Q2；NPN三极管Q2的集电极通过电阻R6连接13V电压，发射极通过电阻R5接地，基极通过电阻R3连接MCU-I/O端；电阻R4一端连接NPN三极管Q2的基极，另一端连接NPN三极管Q2的发射极；电源VCC连接NPN三极管Q2的集电极。

在一种实施方式中，所述主电源接口电路由主电源BAT和2PIN接插件组成。

在本实用新型提供的一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路中，能够自适应调节降压过程，实现了基于BLDCM控制器产品与旁路恒压负载共用电源功能。本实用新型无需使用运算放大器，结构简单，工作可靠且制造成本低，大大地扩展了基于BLDCM控制器产品的使用范围，提高了产品的使用寿命，解决了传统市场上基于BLDCM控制器产品无法同时实现散热，照明等旁路功能共用电源问题，降低了产品成本，丰富产品功能。

附图说明

图1是本实用新型提出的一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路连接示意图；

图2是自适应降压主电路结构示意图；

图3是BLDCM控制器接口电路结构示意图；

图4是电源VCC来源于BLDCM控制器内部电路结构示意图；

图5是主电源接口电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型提供了一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，根据BLDCM控制器供电电压实时调整输出至旁路恒压负载端的电压，使旁路恒压负载在额定电压内正常工作。所述自适应降压型DC-DC电路包括：自适应降压主电路、BLDCM控制器接口电路和主电源接口电路三部分。所述自适应降压主电路使主电源BAT降压到使旁路恒压负载正常工作的电压；所述BLDCM控制器接口电路提供与BLDCM控制器连接接口，同时提供电压使所述自适应降压主电路的N沟道MOS管工作；所述主电源接口电路与BLDCM控制器的主电源BAT连接，并为所述自适应降压主电路提供工作电源；其中主电源BAT是BLDCM控制器的输入电压，输入电压在直流电压80V及以下。本实用新型的基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路连接示意图如图1所示。

所述自适应降压主电路的结构如图2所示，包括主电源BAT、二极管D1、旁路恒压负载M1、N沟道MOS管Q1、电阻R1、电阻R2、电容C1以及电源VCC；N沟道MOS管Q1的漏端连接二极管D1的正极，栅端通过电阻R1连接电源VCC，源端接地；电阻R2的一端连接N沟道MOS管Q1的栅端，另一端接地；电容C1的一端连接N沟道MOS管Q1，另一端接地；二极管D1的负极接主电源BAT；旁路恒压负载M1并联在二极管D1的两端。电源VCC是来自BLDCM控制器接口电路；二极管D1主要是为了在断电时为旁路恒压负载M1提供电流泄放通道，防止瞬时高压损坏电路中其他元器件；N沟道MOS管Q1，电阻R1，电阻R2，电容C1组成MOS管开关控制电路，其中电阻R1是MOS管栅极驱动电阻，主要是控制MOS管开启速度；当电源VCC输入电压时，经过电阻R1到N沟道MOS管Q1，这时N沟道MOS管Q1导通，进而主电源BAT经过旁路恒压负载M1、N沟道MOS管Q1到GND。其中N沟道MOS管Q1的电压波形与电源VCC的电压波形保持一致；所述自适应降压主电路的N沟道MOS管Q1的工作周期与电源VCC的工作周期一致且占空比D＝(Ton)/(Ts)，此时旁路恒压负载M1的电压＝D*V_BAT；其中，Ton为PWM波的高电平持续时间，Ts为PWM波的工作周期，V_BAT为主电源BAT的电压。

所述BLDCM控制器接口电路的结构如图3所示，由3PIN接插件和电源VCC组成。所述电源VCC由BLDCM控制器内部电路提供，如图4所示的电路，包括电阻R3～R6和NPN三极管Q2；NPN三极管Q2的集电极通过电阻R6连接13V电压，发射极通过电阻R5接地，基极通过电阻R3连接MCU-I/O端；电阻R4一端连接NPN三极管Q2的基极，另一端连接NPN三极管Q2的发射极；电源VCC连接NPN三极管Q2的集电极。当MCU-I/O端输出工作周期为Ts的PWM(脉冲宽度调制)波在3.3V时，NPN三极管Q2导通且导通时间为Ton，此时电源VCC＝13V*(R5)/(R5+R6)；当MCU-I/O端输出的PWM(脉冲宽度调制)波在0V时，NPN三极管Q2截止且截止时间为Ts-Ton，此时电源VCC＝13V，即电源VCC的工作周期与MCU-I/O端输出的PWM工作周期一致且占空比D＝(Ton)/(Ts)。所述主电源接口电路的结构如图5所示，由主电源BAT和2PIN接插件组成。

实施例一

本实用新型提出一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，主要包含三部分：自适应降压主电路、BLDCM控制器接口电路和主电源接口电路。当BLDCM控制器通电时，基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路通过主电源接口电路接入电源；同时电源VCC通过BLDCM控制器接口电路输入到自适应降压主电路，而电源VCC通过BLDCM控制器内部电路的MCU-I/O端控制输出到自适应降压主电路，进而控制N沟道MOS管Q1的导通与关断；其中，旁路恒压负载M1两端的电压是BAT(主电源)*D(占空比)，随着主电源BAT的变化，只需调整占空比，即可输出所需电压。

使用一个40V锂电池包为BLDCM控制器供电且旁路恒压负载的工作电压是12V时，自适应降压主电路由主电源BAT、二极管D1、旁路恒压负载M1、N沟道MOS管Q1、电阻R1(51RΩ5％)、电阻R2(51RΩ5％)、电容C1(10nF 50V)以及电源VCC组成；其中，当BLDCM控制器内部电路的MCU-I/O端输出3.3V的工作周期是1秒时，NPN三极管Q1导通且导通时间Ton是0.3秒，电源VCC＝13V*(33RΩ)/(1KΩ+33RΩ)＝0.415V；当BLDCM控制器内部电路的MCU-I/O端输出0V的工作周期是0.7秒时，NPN三极管Q1截止且截止时间是Ts-Ton＝0.7秒，电源VCC＝13V。电源VCC输入到自适应降压主电路控制N沟道MOS管Q1的导通与关断：当电源VCC是0.415V时，NPN三极管Q1关断；当电源VCC是13V时，NPN三极管Q1导通，旁路恒压负载M1的电压此时＝40V*(0.3/1)＝12V，满足旁路恒压负载M1的工作电压。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，其特征在于，根据BLDCM控制器供电电压实时调整输出至旁路恒压负载端的电压，使旁路恒压负载在额定电压内正常工作；所述自适应降压型DC-DC电路包括：

自适应降压主电路，使主电源BAT降压到使旁路恒压负载正常工作的电压；

BLDCM控制器接口电路，提供与BLDCM控制器连接接口，同时提供电压使所述自适应降压主电路的N沟道MOS管工作；

主电源接口电路，与BLDCM控制器的主电源BAT连接，并为所述自适应降压主电路提供工作电源。

2.如权利要求1所述的基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，其特征在于，所述自适应降压主电路包括主电源BAT、二极管D1、旁路恒压负载M1、N沟道MOS管Q1、电阻R1、电阻R2、电容C1以及电源VCC；N沟道MOS管Q1的漏端连接二极管D1的正极，栅端通过电阻R1连接电源VCC，源端接地；电阻R2的一端连接N沟道MOS管Q1的栅端，另一端接地；电容C1的一端连接N沟道MOS管Q1，另一端接地；二极管D1的负极接主电源BAT；旁路恒压负载M1并联在二极管D1的两端。

3.如权利要求2所述的基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，其特征在于，所述N沟道MOS管Q1，电阻R1，电阻R2，电容C1组成MOS管开关控制电路，其中电阻R1是MOS管栅极驱动电阻，用于控制MOS管开启速度。

4.如权利要求1所述的基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，其特征在于，所述BLDCM控制器接口电路由3PIN接插件和电源VCC组成。

5.如权利要求2或4所述的基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，其特征在于，所述电源VCC由BLDCM控制器内部电路提供。

6.如权利要求5所述的基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，其特征在于，所述BLDCM控制器内部电路包括电阻R3～R6和NPN三极管Q2；NPN三极管Q2的集电极通过电阻R6连接13V电压，发射极通过电阻R5接地，基极通过电阻R3连接MCU-I/O端；电阻R4一端连接NPN三极管Q2的基极，另一端连接NPN三极管Q2的发射极；电源VCC连接NPN三极管Q2的集电极。

7.如权利要求1所述的基于BLDCM控制器的自适应降压型DC-DC电路，其特征在于，所述主电源接口电路由主电源BAT和2PIN接插件组成。

Images