[发明专利]用电子开关代替续流二极管的车用DC-DC转换电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种DC-DC转换电源。

背景技术

目前国内常见的DC-DC转换电源的电路采用大多BUCK与BOOST电路。其中的续流电路多为大功率二极管，二极管的功耗为P＝1/2×0.8×I，其中：0.8为管压降，I为电源输出电流；二极管的功耗影响了电源的工作效率。

另外，电源的电子开关开通时续流二极管关断，当电子开关关断时电感上储存的电能通过续流二极管流向负载。因此二极管的的导通的时间直接关系到电感两端的伏秒积，只有电感两端的伏秒积在一个开关周期内完全平衡，才能使电源工作效率达到最高。但是现有的转换电源无法达到这一要求。

发明内容

本发明目的是提供一种用电子开关代替续流二极管的车用DC-DC转换电源，其解决了现有车用DC-DC转换电源的工作效率低、调试复杂的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种用电子开关代替续流二极管的车用DC-DC转换电源，包括输入电路、电子开关D、电压调整稳压电路、输出电路，所述电压调整稳压电路包括LC单元；其特殊之处在于：

所述转换电源还包括电压传感器A、电流传感器B和可编程单片机S；

所述电压调整稳压电路还包括至少一个VMOS管(M1～MN)；

所述电压传感器A和电流传感器B的电压和电流信号送入可编程单片机S，所述可编程单片机S可根据电压传感器A和电流传感器B的电压和电流信号分别控制VMOS管(M1～MN)及电子开关D的导通与关断时间；

所述每个VMOS管的源极和漏极分别接LC单元的两端；所述可编程单片机S的输出的控制信号分别送入每个VMOS管的栅极和电子开关。

上述电压调整稳压电路包括10个并联的VMOS管。

上述电子开关是VMOS管，所述可编程单片机S的输出的控制信号送入电子开关的栅极。

本发明具有的优点是：

1、本发明采用单片机控制电子开关，用多个并联的VMOS管代替整流二级管，使得DC-DC转换电源能够根据车辆负载变化的特点进行续流状态选择，提高了电源的工作效率高。

2、本发明控制系统采用数字电路，具有调整方便，电路简单的特点。

附图说明

图1是本发明整流可控的车用DC-DC转换电源的原理框图；

图2是本发明整流可控的车用DC-DC转换电源的电压调整稳压电路的电路原理图。

具体实施方式

一种用电子开关代替续流二极管的车用DC-DC转换电源，包括输入电路、电子开关、电压调整稳压电路、电压传感器A、电流传感器B、输出电路和可编程单片机S，电压调整稳压电路包括10个并联的VMOS管和LC单元；电子开关是VMOS管；电压传感器A和电流传感器B的电压和电流信号送入可编程单片机S，可编程单片机S可根据电压传感器A和电流传感器B(必要时还可根据当前脉冲宽度与脉动频率信号F、时间信号)输出相应的控制信号，用于控制VMOS管(M1～MN)及电子开关D的导通与关断时间；每个VMOS管的源极和漏极分别接LC单元的两端；可编程单片机S的输出的多路控制信号分别送入电子开关的栅极和每个VMOS管的栅极。

本发明可根据负载功率与当前脉冲宽度与脉动频率信号F控制电子开关脉冲宽度变化，用VMOS管代替整流二级管，用可编程单片机控制VMOS管的开关数量和开关时间，开关的时间由电源主回路电子开关脉冲宽度与负载和LC电路中的电感量来决定代替续流二极管和电子开关的通断，从而达到电感两端的伏秒积在一个开关周期内完全平衡来决定。

本发明原理：

当电源代替续流二极管的电子开关电路根据负载与电源系统电子开关脉冲宽度进行调节导通与截止时，系统电路中的电感两端的伏秒积就可以在一个开关周期内完全平衡。

本发明电源采用多个VMOS管代替整流二级管，可根据负载功率情况由可编程单片机控制电子开关脉冲宽度变化，使电源系统电路中的电感两端的伏秒积在一个开关周期内完全平衡，同时通过控制VMOS管的通断使电源始终工作在最佳的工作效率区域。此时多个VMOS管的功耗为：P＝1/2×0.001×I²，远小于整流二极管的功耗；其中：0.001为十组并联VMOS管的全导通电阻(导通电阻为一个VMOS管导通电阻的1/n，n为VMOS管的个数)，I为电源输出电流。