一种自动双向DC‑DC开关电源电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种自动双向DC‑DC开关电源电路，包括单片机、降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、DC‑DC功率变换电路、充放电控制电路、充电保护电路、直流电源和电池组，降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、充放电控制电路和充电保护电路分别与单片机电连接，降压恒流充电驱动电路和升压恒压供电驱动电路分别与充电保护电路电连接，降压恒流充电驱动电路和升压恒压供电驱动电路分别与充放电控制电路电连接，降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、电池组和直流电源分别与DC‑DC功率变换电路电连接。解决了现有的DC‑DC开关电源体积大，价格高、效率低等问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及开关电源领域，尤其涉及一种自动双向DC-DC开关电源电路。
技术介绍
双向DC-DC开关电源在直流不停电系统、航空电源系统和电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器、风光互补及蓄电池储能等领域都有广泛的应用。但是，目前国内对于双向DC-DC开关电源的研究主要还是停留在理论研究和仿真的阶段，实际产品基本上是国外进口产品，存在着体积大，价格高、效率低等问题。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提出一种自动双向DC-DC开关电源电路，解决了现有的DC-DC开关电源体积大，价格高、效率低等问题。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种自动双向DC-DC开关电源电路，包括单片机、降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、DC-DC功率变换电路、充放电控制电路、充电保护电路、直流电源和电池组，所述降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、充放电控制电路和充电保护电路分别与单片机电连接，所述降压恒流充电驱动电路和升压恒压供电驱动电路分别与充电保护电路电连接，所述降压恒流充电驱动电路和升压恒压供电驱动电路分别与充放电控制电路电连接，所述降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、电池组和直流电源分别与DC-DC功率变换电路电连接。通过前述技术案，本技术的有益效果是：本技术自动双向DC-DC开关电源电路可实现双向DC-DC充放电自动控制功能，采用普通电子元器件成本低，且具有结构紧凑、体积小、重量轻、工作效率高、安全可靠等优点。附图说明图1是本技术的电路连接框图。图2是本技术的电路原理图。具体实施方式如图1所示的一种双向DC-DC开关电源电路，包括单片机、降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、DC-DC功率变换电路、充放电控制电路、充电保护电路、直流电源和电池组，所述降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、充放电控制电路和充电保护电路分别与单片机电连接，所述降压恒流充电驱动电路和升压恒压供电驱动电路分别与充电保护电路电连接、所述降压恒流充电驱动电路和升压恒压供电驱动电路分别与充放电控制电路电连接、所述降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、电池组和直流电源分别与DC-DC功率变换电路电连接。上述直流电源可采太阳能电池板。如图2所示，所述单片机的引脚P1.0设为模式控制信号SW端，高电平时为充电模式，低电平时为放电模式；引脚P1.1为充电电流设定信号Ioc端；引脚P1.2、P1.3分别为充电电压Vos端、电流取样信号Ios端；引脚P1.4为过充信号控制VOVc端；引脚P1.5为输入电压取样Vis端。所述降压恒流充电驱动电路包括脉宽调制芯片IC1及其外围电路组成，所述脉宽调制芯片IC1采用TL494芯片。通过MOS管Q1控制充放电切换，R1、R2为隔离电阻，分别接输入过压启动控制信号Viovq端、开关信号SW1端，组成与非门逻辑关系，两者都是高电平时为直流电源降压恒流充电模式，只要有一个是低电平时为蓄电池供电模式。D3、D4、D6与R19组成或门逻辑关系，D3、D4、D6分别接过充保护、过流保护、过压保护控制信号，只要一个为高电平，脉宽调制芯片IC1的第4引脚即为高电平，禁止输出，起到保护作用。脉宽调制芯片IC1的第3引脚和底15引脚之间串联连接电容C1构成电流比例放大器。脉宽调制芯片IC1的第1引脚和第2引脚之间不接电容，构成比较器，实现过电压保护控制。所述升压恒压供电驱动电路包括脉宽调制芯片IC6及其外围电路组成，所述脉宽调制芯片IC6采用TL494芯片，所述升压恒压供电驱动电路与降压恒流充电驱动电路差别在于脉宽调制芯片IC6的2引脚与3引脚之间接负反馈电容C28构成电压比例放大器，实现恒压输出；脉宽调制芯片IC6的3引脚和15引脚之间不接电容，构成比较器，实现过流保护控制。所述DC-DC功率变换电路功率变换电路由开关变压器T1、开关调整管Q3、Q5等组成单端反激励电路，充电时，Q3起开关调整作用，Q5作为半波整流二极管用，当功率不大时，可直接利用寄生二极管整流，当功率大时，可在Q5漏极和源极之间并联肖特基或快恢复二极管，否则会烧毁Q5；放电时，Q5起开关调整作用，Q3作为半波整流二极管用，利用寄生二极管整流，同样，当功率不大时，可直接利用寄生二极管整流，当功率大时，可在Q3漏极和源极之间并联肖特基或快恢复二极管，否则会烧毁Q3。L3、C13、C14、C15、C16组成输出π型滤波器。D2、R16、C32构成一次侧尖峰电压吸收电路，D10、R63、C33构成二次侧尖峰电压吸收电路。R21为充电流取样电阻，为了减小损耗，提高效率，采用低值电阻。当Q3导通时，+30V电源经滤波后，进入开关变压器T1的一次侧，由于一次绕组电感的作用，电流不能突变，只能逐渐上升，开关变压器T1感应电动势4脚正、6脚负，D2截止，二次侧感应电动势7脚正，10脚负，Q5截止，C15、C16向电池充电；当Q3截止时，由于一次绕组电感的作用，电流不能突变，只能逐渐减小，开关变压器T1感应电动势方向发生改变，4脚负、6脚正，D2导通，起续流作用，二次侧感应电动势7脚负，10脚正，Q5导通，向C15、C16和电池充电。充电电流由控制器设定值决定。R14、R15为充电电压单片机AD转换取样电阻，C17为消除杂波干扰电容。当充电满，电压升高到+24V时，停止充电。降压条件下，输入电压在一定范围内变化时，实现对电池进行恒流充电。所述充放电控制电路由四运算放大器IC3D、双运算放大器IC4A、双运算放大器IC4B及其外围元件组成，所述四运算放大器IC3D采用LM324芯片，所述双运算放大器IC4A和双运算放大器IC4B均采用LM358芯片，由于单片机输出的模式控制信号SW端，高电平时不足+5V，低电平时约为+0.3V，加上隔离电阻、或开关二极管后，不能完全关断、开启控制电路工作，产生误动作，所以模式控制信号SW端经四运算放大器IC3D比较放大后产生幅度较大的开关信号SW1，确保控制电路关断和开启。Q8为双运算放大器IC4A供电控制管，在恒流充电模式时，Q8截止，IC4A停止工作；在恒压供电模式时，Q8导通，IC4A得电工作。R68为限流电阻，三端稳压管IC5，通过偏置电阻R36、R55控制使输出电压稳定在10.75V，所述三端稳压管IC5采用TL431芯片，所述C24为稳压滤波电容，可以提高切换点设置的精度和电路的稳定性。所述充电保护电路由四运算放大器IC3A、四运算放大器IC3B、四运算放大器IC3C及其外围元件组成，所述四运算放大器IC3A、四运算放大器IC3B、四运算放大器IC3C均采用LM324芯片，通过充电保护电路防止电路过流、过压和过充，保证电路安全工作。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本技术，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本技术的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本技术做出各种变化，均为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动双向DC‑DC开关电源电路，其特征在于：包括单片机、降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、DC‑DC功率变换电路、充放电控制电路、充电保护电路、直流电源和电池组，所述降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、充放电控制电路和充电保护电路分别与单片机电连接，所述降压恒流充电驱动电路和升压恒压供电驱动电路分别与充电保护电路电连接，所述降压恒流充电驱动电路和升压恒压供电驱动电路分别与充放电控制电路电连接，所述降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、电池组和直流电源分别与DC‑DC功率变换电路电连接。

【技术特征摘要】
1.一种自动双向DC-DC开关电源电路，其特征在于：包括单片机、降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、DC-DC功率变换电路、充放电控制电路、充电保护电路、直流电源和电池组，所述降压恒流充电驱动电路、升压恒压供电驱动电路、充放电控制电路和充电保护电路分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：严添明，
申请(专利权)人：黎明职业大学，
类型：新型
国别省市：福建;35