[发明专利]一种基于BUCK电路的宽范围可调自通断电压源

说明书

一种基于BUCK电路的宽范围可调自通断电压源，包括PWM控制电路、高速光耦隔离电路、图腾柱电路、BUCK主电路，通过CPLD芯片产生PWM脉冲信号进行输出，经过高速光耦进行输入输出隔离，再经图腾柱电路来为MOS管的结电容提供放电回路，增大驱动能力，最后通过BUCK主电路来形成谐振回路开关结构，判断电平信号高低控制整个电路的充放电及电压的稳定输出，最终输出可调的直流电压，可靠性高，稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种基于BUCK电路的宽范围可调自通断电压源，属于电源控制电路领域。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制功率半导体器件开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻、更小、效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、工控设备、数码产品等领域。从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。

开关电源最早起源于上世纪50年代初，美国宇航局以小型化、轻量化、为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。

20世纪80年代，计算机全面实现了电源化，率先完成计算机的电源时代。20世纪90年代，开关电源在电子、电气设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展时期。

经过几十年的不断发展，现代开关电源技术有了重大的进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT可是中小型开关电源的工作频率达到400kHz(AC/DC)或1MHz(DC/DC)；软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减小电源的体积和重量，而且提高了电源的效率；控制技术的发展和专用芯片的生产，使电源开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正(APFC)技术的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，及开关电源的整体效率。

开关电源向集成化方向发展是未来的主要趋势，功率密度将越来越大，对工艺的要求也会越来越高。在半导体器件和磁性材料没有新的突破之前，吸纳有技术多采用功率MOSFET和IGBT可是中小型开关电源，但现有技术中的电源模式多采用人工通断及信号通断等方式，不能根据信号自身特性进行电路的通断，同时市面现有开关的体积偏大，因电路设计导致的功率下降也不容忽视。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术中开关电源难以实现对接收信号特性进行识别并以此控制电路通断的问题，提出了一种基于BUCK电路的宽范围可调自通断电压源，克服了现有中小型开关电源因内部电路设计造成的功率下降的问题。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种基于BUCK电路的宽范围可调自通断电压源，包括PWM控制电路、高速光耦隔离电路、图腾柱电路、BUCK主电路，其中：

PWM控制电路：通过CPLD芯片产生PWM脉冲信号并作为高速光耦隔离电路的输入；

高速光耦隔离电路：接收来自PWM控制电路发送的PWM脉冲信号并转化为光信号进行内部传输，再将内部传输后得到的光信号转化为PWM脉冲信号作为图腾柱电路的输入；

图腾柱电路：接收来自高速光耦隔离电路发送的PWM脉冲信号，根据PWM脉冲信号的电平高低通过内部晶体管进行推挽输出，并将输出的PWM脉冲信号作为BUCK主电路的输入；