一种宽输入稳压转换电路的制作方法

本实用新型涉及电源领域，具体的，涉及电源中的宽输入稳压转换电路。

背景技术：

在开关电源领域中，输入的电压范围越大，电源设计的难度越高，输入电压越高则需要更高的耐压的元件，这样会大幅提升产品成本、同时由于需要考虑各种输入的环境，在设计时不可避免会导致这些高耐压元器件的效率很低。

为增大效率，现常使用交流稳压器来使得电源产品的实际输入电压稳定在某个范围，但稳压器体积庞大、价格昂贵，在较小功率的电源无法使用该方法，现急需一种能控制电源产品的实际输入电压范围的宽输入稳压转换电路。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种宽输入稳压转换电路，能够在不使用结构复杂稳压器的前提下，更精确的调整输出电压，并且减小电源产品的体积。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种宽输入稳压转换电路，包括输入转换模块、第一电容、电压采集模块、第二电容、处理控制模块和N个电压转换模块，N为大于等于1的自然数；

所述输入转换模块的输入端作为所述宽输入稳压转换电路的输入端连接输入电压，所述输入转换模块的输出负极作为所述宽输入稳压转换电路的内部参考地，所述输入转换模块的输出正极与所述第一电容的正极、所述电压转换模块的输入端连接，所述电压转换模块的输出端与所述电压采集模块的正输入端、第二电容的正极连接；所述第一电容的负极与所述电压采集模块的负输入端、所述第二电容的负极、所述宽输入稳压转换电路的内部参考地连接，所述处理控制模块的第一输入端与所述电压采集模块的输出端连接，所述处理控制模块的输出端输出N路控制信号分别与所述N个电压转换模块控制端连接；

所述电压转换模块可为升压电压转换或降压电压转换，且N个电压转换模块之间的升压比和降压比均不相同，适用于不同的输入电压。

优选地，所述输入转换模块包括整流桥，所述整流桥的交流输入端为所述输入转换模块的输入端，所述整流桥的输出正极为所述输入转换模块的输出正极，所述整流桥的输出负极为所述输入转换模块的输出负极。

优选地，所述电压转换模块包括可关断晶闸管GTO、电压处理模块和单向防干扰模块，所述可关断晶闸管GTO的阳极为所述电压转换模块的输入端，所述可关断晶闸管GTO的门极为所述电压转换模块控制端，所述可关断晶闸管GTO的阴极与所述电压处理模块的输入端连接，所述电压处理模块的输出端与所述单向防干扰模块的输入端连接，所述单向防干扰模块的输出端为所述电压转换模块的输出端。

优选地，作为上述方案的同等替换，所述电压转换模块包括普通晶闸管SCR、电压处理模块和单向防干扰模块，所述普通晶闸管SCR的阳极为所述电压转换模块的输入端，所述普通晶闸管SCR的门极为所述电压转换模块的控制端，所述普通晶闸管SCR的阴极与所述电压处理模块的输入端连接，所述电压处理模块的输出端与所述单向防干扰模块的输入端连接，所述单向防干扰模块的输出端为所述电压转换模块的输出端。

优选地，所述处理控制模块的每个输出端包含输出门级端、输出阴极端，所述电压转换模块的控制端包含控制门级端、控制阴极端，所述普通晶闸管SCR的门级作为电压转换器的控制门级端连接所述处理控制模块的输出门级端，所述普通晶闸管SCR的阴级作为电压转换器的控制阴级端连接所述处理控制模块的输出阴级端。

优选地，所述单向防干扰模块包括一个二极管，所述二极管的阳极为所述单向防干扰模块的输入端，所述二极管的阴极为所述单向防干扰模块的输出端。

本实用新型的有益效果如下：

1、拥有多个电压转换模块能够根据成本与体积更精准的调整输出电压；

2、拥有单向防干扰模块，能够适用于不同结构的电压转换模块；

3、电压转换模块可以不要，可以为升压模块，可以为降压模块，拥有多个选择；

4、输入转换模块选用整流桥，可实现交直流输入。

5、相比于将电压采集模块放在前级的方案、将电压采集模块放在后极能拥有更精确的电压范围，并且有效减少电压转换模块的数量。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例电路原理图；

图2为本实用新型第二实施例电路原理图。

具体实施方式

第一实施例

一种宽输入稳压转换电路，其包括：输入转换模块、第一电容C1、电压采集模块、第二电容C2、处理控制模块、N个电压转换模块，N为大于等于1的自然数；

其连接关系为：所述输入转换模块的输入端作为所述一种宽输入稳压转换电路的输入端连接输入电压Vin，所述输入转换模块的输出负极为所述一种宽输入稳压转换电路的内部参考地，所述输入转换模块的输出正极与所述第一电容的正极、所述N个电压转换模块的输入端连接，所述N个电压转换模块的输出端与所述第二电容的正极、所述电压采集模块的正输入端连接，所述第一电容的负极与所述电压采集模块的负输入端、所述第二电容的负极、所述一种宽输入稳压转换电路的内部参考地连接，所述处理控制模块的第一输入端与所述电压采集模块的输出端连接，所述处理控制模块的输出端输出N路控制信号分别与所述N个电压转换模块控制端连接，所述处理控制模块与所述电压转换模块对应可有多个输出端；

所述电压转换模块可为升压电压转换或降压电压转换，且N个电压转换模块之间的升压比和降压比均不相同，适用于不同的输入电压。

输入转换模块包括整流桥，所述整流桥的交流输入端为所述输入转换模块的输入端，所述整流桥的输出正极为所述输入转换模块的输出正极，所述整流桥的输出负极为所述输入转换模块的输出负极。

整流桥可实现将输入的交流信号转化为直流信号，且能够将任意方向输入的直流信号转变为一个特定方向的直流信号，满足后续电路的使用可处理，该实施例拥有可靠性高、成本低的优点。

电压转换模块包括可关断晶闸管GTO、电压处理模块、单向防干扰模块，所述可关断晶闸管GTO的阳极为所述电压转换模块的输入端，所述可关断晶闸管GTO的门极为所述电压转换模块控制端，所述可关断晶闸管GTO的阴极与所述电压处理模块的输入端连接，所述电压处理模块的输出端与所述单向防干扰模块的输入端连接，所述单向防干扰模块的输出端为所述电压转换模块的输出端。

当可关断晶闸管GTO的阳极电压高于可关断晶闸管GTO的阴极电压时，给于可关断晶闸管GTO的门级端输入开启信号，可关断晶闸管GTO会导通，而关断可关断闸管GTO只需要给关断晶闸管GTO输入关断信号即可。相比与普通晶闸管，可关断晶闸管GTO的控制电路更加简单可靠性也更高，可控制的频率也更高，电压处理模块用来升降通过关断晶闸管GTO的电信号，多个电压转换模块都具有升压比或降压比，而且每个电压转换模块的升压比或降压比均不同，适用于不同的输入电压的选择。本实施例中，可关断晶闸管GTO的导通和断开受处理控制模块控制，从而控制电压转换模块的导通和关断。

单向防干扰模块包括二极管，所述二极管的阳极为所述单向防干扰模块的输入端，所述二极管的阴极为所述单向防干扰模块的输出端，利用二极管的单向导通特性实现单向防干扰的功能。

本实用新型的工作原理为：

一个宽输入稳压转换电路有N个电压转换模块，从1到N升压比依次降低，处理控制模块中设置有两个阈值，分别为输出电压上限电压、输出电压下限电压。当宽输入稳压转换电路输入通电时，交流电输入通过整流桥转化为直流电，对第一电容充电，电压采集模块采集第二电容上的电压，即采集当输入稳压转换电路的输出电压：当电压采集模块采集到第二电容上的电压小于输出电压下限电压，处理控制模块控制升压比最大的电压转换模块导通，即第一电压转换模块导通；当第二电容上的电压刚好在输出电压上限电压和输出电压下限电压之间时，处理控制模块不做任何动作；当电压采集模块采集的第二电容上的电压大于输出电压上限电压时，处理控制模块控制升压比第2大的电压转换模块导通，即第二电压转换模块导通，并关断之前导通的第一电压转换模块，以控制采集到的第二电容上的电压符合处理控制模块的阈值电压要求；在第二电压转换模块导通的情况下，可能会出现以下情况：

(1)电压采集模块采集到第二电容上的电压小于输出电压下限电压；此时，处理控制模块控制升压比较大的上一级电压转换模块导通，即重新控制第一电压转换模块导通，并关断第二电压转换模块，使采集到第二电容上的电压回升；

(2)电压采集模块采集到第二电容上的电压仍大于输出电压上限电压；此时，处理控制模块控制升压比较小的下一级的电压转换模块导通，即第三电压转换模块导通，并关断之前导通的第二电压转换模块，再次驱动采集到第二电容上的电压降低；

同理的，当第N-1电压转换模块导通，判断电压采集模块采集到第二电容上的电压是否介于输出电压下限电压与输出电压上限电压之间，当电压采集模块采集到第二电容上的电压仍大于输出电压上限电压，处理控制模块控制升压比更小的第N电压转换模块导通，并同时关断第N-1电压转换模块；当电压采集模块采集到第二电容上的电压小于输出电压下限电压，处理控制模块控制升压比较第N-1电压转换模块更高的第N-2电压转换模块导通，同时关断第N-1电压转换模块；经过N级电压转换模块的处理，实现电压采集模块采集到第二电容上的电压满足处理控制模块设置的输出电压的阈值标准，在输出电压范围内实现平衡控制，保证宽输入稳压转换电路的输出电压较为稳定。

单向防干扰电路是为了防止第二电容电压的不同影响到电压处理模块导致系统故障。

同时本宽输入稳压转换电路输入也可使用直流电，工作方式与交流输入时相同，且输入不分正负。

第二实施例

与第一实施例不同的是，将电压转换模块中的可关断晶闸管GTO更换为普通晶闸管SCR。

电压转换模块包括普通晶闸管SCR、电压处理模块、单向防干扰模块，所述普通晶闸管SCR的门极为所述电压转换模块的控制门级端，所述普通晶闸管SCR的阴极与所述电压转换模块的控制阴级端、所述电压处理模块的输入端连接，所述普通晶闸管SCR的阳极为所述电压转换模块的输入端，所述电压处理模块的输出端与所述单向防干扰模块的输入端连接，所述单向防干扰模块的输出端为所述电压转换模块的输出端。

所述处理控制模块的每个输出端包含输出门级端、输出阴极端，所述电压转换模块的控制端包含控制门级端、控制阴极端，所述处理控制模块的输出门级端与所述电压转换模块的控制门级端连接，所述处理控制模块的输出阴级端与所述电压转换模块的控制阴级端连接。

由可关断晶闸管GTO更换为普通晶闸管SCR，虽然控制上会稍许复杂，但普通晶闸管SCR相比于关断晶闸管GTO拥有成本的优点，当普通晶闸管SCR的阳极上电压大于普通晶闸管SCR的阴极上电压，给于普通晶闸管SCR的门级端输入开启信号，普通晶闸管SCR导通，当普通晶闸管SCR阴极上电压高于普通晶闸管SCR阳极上的电压小于或等于普通晶闸管SCR阴极上的电压时普通晶闸管SCR才能关断，使用关断晶闸管GTO需要处理控制模块中增加驱动关断晶闸管GTO的电路。

以上实施例只是用于帮助理解本实用新型的方法及核心思想，对本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理的前提下，通过以上描述与举例能自然联想到的其他等同应用方案，以及对本实用新型进行若干的改进和修饰，均落入本实用新型的权利要求书的保护范围。