[发明专利]无极性输入鲁棒输出式低功耗电源转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种低功耗电源转换电路，属于电源转换技术领域。

背景技术

近年来，光伏发电、风力发电、蓄电池供电等交流低压、直流低压供电的可再生新能源系统被广泛使用，提高低压新能源供电系统的供电效率、供电质量、供电可靠性势在必行。

目前本领域公知电源转换基本采用：

1、交流（AC）输入，采用全波整流器把输入交流（AC）电源整流为直流（DC）电源,再进行DC/DC转换为直流（DC）输出。此种方案解决了较高输入电压交流电源和小功率电源的转换问题。但在低电压交流电源输入和大功率电源转换时，因为AC/DC整流电路的电压降较高，而产生很高的功耗，使电源转换器转换效率很低。

2、直流（DC）输入，直接进行DC/DC转换为直流（DC）输出。此种方案解决了固定设备供电问题。但使用可靠性较低，尤其是在移动性设备，经常需要重新连接输入电源的设备，一旦出现电源极性接反的情况，就会产生输入短路事故。因此一些要求可靠性较高的设备，在转换器输入端加入直流定向整流电路。在低电压直电源输入和大功率电源转换时，因为直流识别定向整流电路的电压降较高，而产生很高的功耗，使电源转换器转换效率很低。

3、为了提高低压供电效率、降低线路电流一般采用升压式（BOOST）直流（DC）供电方式。升压式（BOOST）直流（DC）供电当输出产生短路故障，输出电压低于输入电压时BOOST电路功能失效，输入电源直接对负载短路，大电流（大功率）系统短路保护控制难度很大。

以常规整流（识别定向）电路在输入为低压新能源电源为例进行说明，输入电压Ui=10V(AC、DC），输入电流Ii=20A，输入功率Pi=10×20=200W，整流（识别定向）电路压降Ud=2V，整流（识别定向）电路耗为：Pd=2×20=40W，输出功率Po=200-40=160W，其整流（识别定向）效率为：E=160/200=0.8，由此可见常规整流（识别定向）电路在输入为低压新能源电源时，功耗很大，效率很低。

发明内容

本发明提供一种无极性输入鲁棒输出式低功耗电源转换电路，主要解决了现有低压新能源电源转换器功耗高、效率低、可靠性差的问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

该无极性输入鲁棒输出式低功耗电源转换电路，包括输入电流采样电路和输出电流采样电路，所述输入电流采样电路的输入端与输入电源的输出端连接，输出电流采样电路的输入端与和输出保护电路的输入端连接，输入电流采样电路和输出电流采样电路的输出端均依次通过调宽式脉冲控制电路、驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路与VMOS开关电路的输入端连接，所述VMOS开关电路的输入端还通过续流电感与输入电源的输出端连接，VMOS开关电路的输出端依次通过反向隔离电路、储能滤波电路、输出保护电路与负载连接；VMOS开关电路的输出端还通过续流电压采样电路与驱动信号合成电路的输入端连接；所述调宽式脉冲控制电路、驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路和续流电压采样电路组成控制电路；

所述驱动信号合成电路为标准两输入或门控制芯片，该控制芯片包括四对输入端A1，A2，B1，B2，C1，C2，D1，D2和相应的四个输出端Ao、Bo、Co、Do，其中输入端A1，B1，C1，D1与调宽式脉冲控制电路的两个输出端连接，输入端A2，B2，C2，D2与续流电压采样电路的两个输出端连接，输出端Ao、Bo、Co、Do与VMOS开关驱动电路的输入端连接；所述续流电压采样电路包括由稳压二极管Z3，滤波电容C11，分压电阻R3，R4组成的输出采样电路和由稳压二极管Z4，滤波电容C12，分压电阻R1，R5组成的输入采样电路，所述输出采样电路的输出端为R4与R3之间的节点，该节点与驱动信号合成电路输入端的一个接口连接，输入采样电路的输出端为R1与R5之间的节点，该节点与驱动信号合成电路输入端的另一个接口连接；所述反向隔离电路采用共阴极二极管；所述储能滤波电路采用一个电容，该电容的正端接负载正端，该电容的负端接负载负端；

所述输出保护电路包括基准电压源、比较器A、比较器B、三极管N1和稳压管Z5；该输出安全控制电路的输入端接BOOST直流输出电压，输出端接负载，所述输入端和输出端所在的主回路上串联设置有VMOS管M5和限流电阻R24，其中，VMOS管M5的基极经三极管N1接至所述输出端的负端，三极管N1的基极接至所述基准电压源；所述输出端并联有一个滤波电容和一个反馈支路，该反馈支路上依次串联有分压电阻R14和RC电路；