基于斩波降压电路的稳压保护控制方法和斩波降压电路技术

本发明专利技术公开了基于斩波降压电路的稳压保护控制方法和斩波降压电路，依据采集输入电压值与目标电压比较，通过对开关管的G极输出PWM波形占空比控制，实现MOSFET管的通断频率控制，从而实现输出电压的调压作用；对输出电压进行采集，在负载发生变化的时候及时调整，始终保持稳定输出目标电压；同时在输入电压超出目标电压的情况下，及时关断MOSFET管，起到保护电路的作用。该电路及其控制方法能够实现低成本，高可靠性的电源保护功能，通过精准采样及合理控制，配套合适的电感电容，达到实现电源调整及安全保护的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车电控
，具体涉及基于斩波降压电路的稳压保护控制方法和斩波降压电路。
技术介绍
新能源电动汽车由于有直流高压以及相关的高压器件，电磁环境恶劣，会有很多干扰，在控制干扰源，截断途径的方法之外，还应该在各部件处加强抗干扰能力，其中电源的抗瞬态冲击能力是非常重要的一项。BUCK电路是较常用的防止瞬态冲击及大电压的电源处理方式，BUCK电路是一种降压斩波器，如图1所示为BUCK电路的闭环控制原理图，降压变换器输出电压平均值总是小于输入电压，通常电感中的电流是否连续取决于开关频率、滤波电感L和电容的数值，简单地BUCK电路输出的电压不稳定，会受到负载和外部的干扰，而加入控制器可以实现闭环控制，可通过输出采样环节得到输出电压的采样值，再将输出电压采样与电压基准送到误差放大器，其输出经过一定的补偿再与PWM调制，得到调制后的开关波形，将其作为开关信号控制开关管Q的通断，控制输出电压的稳定，同时还具有一定的抑制输入和负载扰动的能力。但是对于电动汽车的电源来说，其输出一般要求为24V，但电源的输入电压一般较高，这就要求在现有BUCK电路闭环控制的基础上增加在输入电压变化时还能保持电源稳定和安全的控制功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于斩波降压电路的稳压保护控制方法，以实现在不同的输入电压变化及输出负载变化的情况下保持电源的稳定和安全。本专利技术同时提供一种斩波降压电路。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于斩波降压电路的稳压保护控制方法，该方法的步骤如下：(1)对电路的输入电压进行采样，并将该输入采样电压与输出端的目标电压进行对比，若输入采样电压不大于目标电压，则控制开关管常有效输出，反之则根据输入电压与目标电压的差值，对开关管的控制极输出PWM波形，控制开关管按照相应比例输出，以将输出电压控制至目标电压；(2)对电路的输出电压进行采样，并将该输出采样电压与输出端的目标电压进行对比，若输出采样电压不小于目标电压，则根据输入电压与目标电压的差值，对开关管的控制极输出PWM波形，控制开关管按照相应比例输出，以使输出电压小于目标电压。斩波降压电路分别通过输入电压采样电路和输出电压采样电路对输入电压、输出电压进行采样。输入电压采样电路和输出电压采样电路均与主控芯片连接，所述主控芯片的输出端通过PWM输出控制电路和开关管驱动电路与开关管的控制端连接。所述主控芯片为SG3525，驱动电路采用TLP250驱动芯片。一种实施上述控制方法的斩波降压电路，包括输入端口、开关管、PWM波形输出模块和输出端口，所述输入端口用于将输入电压输入到该斩波降压电路中，所述输入端口通过所述开关管连接所述输出端口，所述PWM波形输出模块控制连接所述开关管。还包括控制模块、设置在所述输入端口处的输入电压采样模块和设置在所述输出端口处的输出电压采样模块，所述控制模块采样连接所述输入电压采样模块和输出电压采样模块，控制连接所述PWM波形输出模块。所述开关管与所述输出端口之间的连接线路上串接有一个电感。所述输入端口与GND端之间连接有一个由第一二极管和第二二极管反向串联构成的串联支路。所述输入端口与所述PWM波形输出模块的输出端之间连接有一个电阻，该电阻与第三二极管并联。所述开关管与所述电感的连接点与GND端之间连接有第四二极管，所述输出端口与GND端之间连接有一个并联支路，该并联支路由两个电容并联构成。本专利技术基于斩波降压电路的稳压保护控制方法，依据采集输入电压值与目标电压比较，通过对开关管的G极输出PWM波形占空比控制，实现MOSFET管的通断频率控制，从而实现输出电压的调压作用；对输出电压进行采集，在负载发生变化的时候及时调整，始终保持稳定输出目标电压；同时在输入电压超出目标电压的情况下，及时关断MOSFET管，起到保护电路的作用。该电路及其控制方法能够实现低成本，高可靠性的电源保护功能，通过精准采样及合理控制，配套合适的电感电容，达到实现电源调整及安全保护的目的。附图说明图1为现有BUCK电路的闭环控制原理图；图2为本专利技术的斩波降压电路；图3为本专利技术稳压保护控制方法的控制逻辑图；图4为控制端口采集的电压波形图。具体实施方式下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。如图2所示为本专利技术斩波降压电路实施例的电路原理图，由图可知，该主电路主要由功率开关管Q2、PWM输出控制电路、控制芯片、输入电压采样电路、输出电压采样电路、肖特基二极管D1～D5、滤波电容C1～C2、电感L、电阻R组成。输入电压由输入端口输入到该斩波降压电路中，输入端口连接开关管Q2的D极，开关管Q2的S极连接到输出端口，该PWM输出控制电路控制连接开关管Q2。输入电压采样模块设置在输入端口处，输出电压采样模块设置在输出端口处，控制芯片采样连接该输入电压采样模块和输出电压采样模块，控制连接PWM输出控制电路。另外，输入端口与GND端之间连接有一个串联支路，该串联支路由二极管D1和二极管D2反向串联构成；输入端口与PWM输出控制电路的输出端之间连接电阻R，电阻R与二极管D5并联。开关管Q2的S极与输出端口之间的连接线路上串接电感L，开关管Q2的S极与GND端之间连接有二极管D4，电感L与输出端口之间串接二极管D3，电感L与二极管D3之间的连接点与GND端之间连接有一个并联支路，该并联支路由电容C1和C2并联构成。此电路的基本参数是输入端为36V铅酸蓄电池，输出要求为10A恒流，开关频率为50kHz；控制芯片采用SG3525，驱动芯片采用TLP250；辅助电源采用反激(控制芯片、驱动芯片及辅助电源图中均未示出)。主电路选择合适的闭环参数是重要的一步，合适的闭环参数可以使电路稳定，产生较小的EMD。该电路在D级前经输入采样电路采样输入电压给主控芯片，输入端口的采样目的是为了计算输入电压与设定电压的差值；MOSFET管的S极接到后级电路，经过电感和电容，输出到负载电路；同时在S极后端接输出采样电路采样输出电压给主控芯片，通过精准采样及合理控制，配套合适的电感电容，达到实现电源调整及安全保护的目的。如图3所示，本专利技术基于斩波降压电路的稳压保护控制方法的步骤如下：(1)对电路的输入电压进行采样，并将该输入采样电压与输出端的目标电压进行对比，若输入采样电压不大于目标电压，则控制开关管常有效输出，...

【技术保护点】
一种基于斩波降压电路的稳压保护控制方法，其特征在于：该方法的步骤如下：(1)对电路的输入电压进行采样，并将该输入采样电压与输出端的目标电压进行对比，若输入采样电压不大于目标电压，则控制开关管常有效输出，反之则根据输入电压与目标电压的差值，对开关管的控制极输出PWM波形，控制开关管按照相应比例输出，以将输出电压控制至目标电压；(2)对电路的输出电压进行采样，并将该输出采样电压与输出端的目标电压进行对比，若输出采样电压不小于目标电压，则根据输入电压与目标电压的差值，对开关管的控制极输出PWM波形，控制开关管按照相应比例输出，以使输出电压小于目标电压。

【技术特征摘要】
1.一种基于斩波降压电路的稳压保护控制方法，其特征在于：该方法的
步骤如下：
(1)对电路的输入电压进行采样，并将该输入采样电压与输出端的目标
电压进行对比，若输入采样电压不大于目标电压，则控制开关管常有效输出，
反之则根据输入电压与目标电压的差值，对开关管的控制极输出PWM波形，
控制开关管按照相应比例输出，以将输出电压控制至目标电压；
(2)对电路的输出电压进行采样，并将该输出采样电压与输出端的目标
电压进行对比，若输出采样电压不小于目标电压，则根据输入电压与目标电
压的差值，对开关管的控制极输出PWM波形，控制开关管按照相应比例输出，
以使输出电压小于目标电压。
2.根据权利要求1所述的基于斩波降压电路的稳压保护控制方法，其特
征在于：斩波降压电路分别通过输入电压采样电路和输出电压采样电路对输
入电压、输出电压进行采样。
3.根据权利要求2所述的基于斩波降压电路的稳压保护控制方法，其特
征在于：输入电压采样电路和输出电压采样电路均与主控芯片连接，所述主
控芯片的输出端通过PWM输出控制电路和开关管驱动电路与开关管的控制端
连接。
4.根据权利要求3所述的基于斩波降压电路的稳压保护控制方法，其特
征在于：所述主控芯片为SG3525，驱动电路采用TLP250驱动芯片。
5.一种实施权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钰锐，彭能岭，李振山，王永秋，张永强，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41