双向dc/dc直流电源的制作方法

文档序号:7343875
专利名称:双向dc/dc直流电源的制作方法
技术领域
本实用新型属于一种直流电源。
背景技术
DC/DC直流电源变换器作为开关电源的一个重要组成部分,广泛应用于工业生产、 家用电器、办公室计算机、航天卫星、军事科研等领域中,用于对电能进行转变、加工和调节.近年来,双向DC/DC直流电源变换器已经被广泛应用于蓄电池充放电、电动汽车车载电源、直流不停电电源系统、航空能源、太阳能光伏独立发电系统等领域中.因此,双向DC/DC 直流电源变换器的研究倍受关注。新颖电路拓扑的不断提出,新颖的控制方法的不断采用, 同步整流技术的发展,双向DC/DC直流电源变换器也不断的朝向高功率密度、高效率、高可靠性的模块化开关电源方向发展。
发明内容为了克服现有的双向DC/DC直流电源变换器的效率较低、可靠性较差的不足,本实用新型提供一种提高效率、增强可靠性的双向DC/DC直流电源。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种双向DC/DC直流电源,包括供电电源,所述双向DC/DC直流电源还包括升压变压器、第一 CMOS管、第二 CMOS管、第三CMOS管、电感、PWM发生器、A/D转换器和控制器, 所述供电电源的正极与所述升压变压器的输入侧的一端连接,所述供电电源的负极与第一 CMOS管的门极连接,所述第一 CMOS管的源极与所述升压变压器输入侧的另一端连接,所述升压变压器输出侧的一端同时与电感、第三CMOS管的源极连接,所述电感与负载端的一端连接,所述升压变压器输出侧的另一端与第二 CMOS管的源极连接,所述第二 CMOS管的门极同时与所述第三CMOS管的门极、负载端的另一端连接,所述第二 CMOS管的漏极悬空,所述负载端的两端与所述A/D转换器连接,所述A/D转换器与控制器连接,所述控制器与所述 PWM发生器连接,所述PWM发生器同时与所述第一 CMOS管的漏极和第二 CMOS管的漏极连接。进一步,所述供电电源与第一电容并联,所述负载端与第二电容并联。本实用新型的有益效果主要表现在提高效率、增强可靠性。

图1是双向DC/DC直流电源的电路图。图2是电源工作在充电状态的示意图。图3是升压电路的示意图。图4是电源工作在放电状态的示意图。图5是双向DC/DC直流电源的控制流程图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。参照图1 图5,一种双向DC/DC直流电源,包括供电电源Vi,所述双向DC/DC直流电源还包括升压变压器T、第一 CMOS管Q1、第二 CMOS管Q2、第三CMOS管Q3、电感L、PWM 发生器、A/D转换器和控制器,所述供电电源Vi的正极与所述升压变压器T的输入侧的一端连接,所述供电电源Vi的负极与第一 CMOS管Ql的门极连接,所述第一 CMOS管Ql的源极与所述升压变压器T输入侧的另一端连接,所述升压变压器T输出侧的一端同时与电感L、 第三CMOS管Q3的源极连接,所述电感L与负载端LOAD的一端连接,所述升压变压器T输出侧的另一端与第二 CMOS管Q2的源极连接,所述第二 CMOS管Q2的门极同时与所述第三 CMOS管Q3的门极、负载端LOAD的另一端连接,所述第二 CMOS管Q2的漏极悬空,所述负载端LOAD的两端与所述A/D转换器连接,所述A/D转换器与控制器连接,所述控制器与所述 PWM发生器连接,所述PWM发生器同时与所述第一 CMOS管Ql的漏极和第二 CMOS管Q2的漏极连接。所述供电电源Vi与第一电容Cl并联,所述负载端LOAD与第二电容C2并联。本实施例中,通过D/A来选择电源工作状态,设置充放电电压、过充过放电压、过充过放电流。当电池电压低于最高电池电压设定值时,电源主要作用是稳定电池电流进行恒流充电或放电;当电池电压高于最高电池电压设定值时,电源的主要作用是稳定电池电压进行恒压充电或放电,电源的总体框图如图1。电源的具体工作情况是当电源工作在充电状态时,电源相当于一个正激变换器如图2,此时PWM控制Ql的通断,Q2、Q3组成半同步整流工作方式,Q3的体二极管续流,故 Q3的导通电阻必须选择很小的。以减少损耗。设置的充电电压要比电池电压高,则电源首先工作在恒流充电状态,稳定电池电流。当随着充电的进行,电池电压逐渐升高,当电池电压接近或达到设定电压时,电源转为恒压充电状态,充电电流又逐渐减小直至为0,以保持充电电压不变。当电源工作在放电状态时,负载电池向电源提供能量,能量反向流动,先经过 BOOST升压,如图3,然后再经过变换器升压给下一级,如图4。此时PWM控制Q3的通断,Ql 的体二极管起整流作用,把电池电压升高以提供给下一级。以上是时电源工作的主体结构,实际应用在充放电管理系统时,是通过CAN总线来控制整个工作状态,控制流程图如图5。为满足锂电池较高的充放电要求,通过外部总线CAN设置控制及PWM的循环控制来实时跟踪电池的状态,当电池电压还没有达到设定值时,电池恒流充放电,当电池电压达到设定值时,电池恒压充放电。在更复杂的锂电池充放电管理系统中,允许的充放电电流最大值会根据电池的温度、寿命等因素由控制计算输出,来实时动态调节充放电电流。实际应用中的锂电池充放电管理系统,由于通道很多,而且对每个通道都要进行取样控制,这就对整个电源的效率与成本提出的很高的要求,本发明设计正是基于这一点 由于是双方向DC/DC,共用一个隔离变压器和其它元件,减少了分立元件数量,节省了成本。 而放电时经过升压给下一级,进行能量回收,提高了整这个系统的效率。此发明设计也正是为了响应绿色环保的概念,提倡节能高效。
权利要求1.一种双向DC/DC直流电源,包括供电电源,其特征在于所述双向DC/DC直流电源还包括升压变压器、第一 CMOS管、第二 CMOS管、第三CMOS管、电感、PWM发生器、A/D转换器和控制器,所述供电电源的正极与所述升压变压器的输入侧的一端连接,所述供电电源的负极与第一 CMOS管的门极连接,所述第一 CMOS管的源极与所述升压变压器输入侧的另一端连接,所述升压变压器输出侧的一端同时与电感、第三CMOS管的源极连接,所述电感与负载端的一端连接,所述升压变压器输出侧的另一端与第二 CMOS管的源极连接,所述第二 CMOS管的门极同时与所述第三CMOS管的门极、负载端的另一端连接,所述第二 CMOS管的漏极悬空,所述负载端的两端与所述A/D转换器连接,所述A/D转换器与控制器连接,所述控制器与所述PWM发生器连接,所述PWM发生器同时与所述第一 CMOS管的漏极和第二 CMOS 管的漏极连接。
2.如权利要求1所述的双向DC/DC直流电源,其特征在于所述供电电源与第一电容并联,所述负载端与第二电容并联。
专利摘要一种双向DC/DC直流电源,包括供电电源,供电电源的正极与升压变压器的输入侧的一端连接,供电电源的负极与第一CMOS管的门极连接,第一CMOS管的源极与升压变压器输入侧的另一端连接,升压变压器输出侧的一端同时与电感、第三CMOS管的源极连接,电感与负载端的一端连接,升压变压器输出侧的另一端与第二CMOS管的源极连接,第二CMOS管的门极同时与第三CMOS管的门极、负载端的另一端连接,第二CMOS管的漏极悬空,负载端的两端与A/D转换器连接,A/D转换器与控制器连接,控制器与PWM发生器连接,PWM发生器同时与第一CMOS管的漏极和第二CMOS管的漏极连接。本实用新型能提高效率、增强可靠性。
文档编号H02M3/335GK201947182SQ20112001984
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者曹骥, 李智勇 申请人:杭州通测微电子有限公司
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