混合型直流电能变换装置及方法制造方法及图纸

一种混合型直流电能变换装置及方法包括第一电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块、反馈控制模块、综合放大模块和PWM开关控制功率输出模块；反馈控制模块利用电压、电流和温度反馈信号分别计算出第一电压差信号、第二电流差信号和第三温度差信号；并从中选择较大的一个用作反馈控制信号

【技术实现步骤摘要】
混合型直流电能变换装置及方法
本专利技术涉及电能变换电路或控制装置；特别涉及小、微容量直流电能的高效率变换电路，尤其涉及既能用作Boost升压转换又能用于Buck降压转换的混合型直流电能变换装置及方法。
技术介绍
现有技术用于小、微容量直流电源电压变换和稳压的开关电源电路（SWITCHINGREGULATOR）包括Boost升压转换器和Buck降压转换器。为了节省空间，现有技术中存在既能用作Boost升压转换又能用于Buck降压转换的混合型直流电能变换装置。为了提高充放电效率缩短充电时间，如附图1所示为现有技术中采用恒流恒压的直流电源电压变换电路及其充放电方法进行充电时的充电电压和充电电流波形关系示意图，由图中可见，充电过程可以分为两个阶段，即恒流充电阶段和恒压充电阶段。在实际应用中，在进入恒流充电阶段之前，还存在涓流充电阶段，该阶段没有在图中体现。在涓流充电阶段用涓流对完全放电的电池单元进行预充或恢复性充电。在电池电压低于3V左右时，先采用最大充电电流的10%的恒定电流对电池进行预充电；恒流充电阶段：当电池电压上升到涓流充电阈值以上时，提高充电电流进行恒流充电。。恒流充电时的电流并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合型直流电能变换装置，包括：用于检测获得电压反馈信号

【技术特征摘要】
1.一种混合型直流电能变换装置，包括：用于检测获得电压反馈信号的第一电压检测模块（120）、用于检测获得电流反馈信号的电流检测模块（130）、用于多种反馈信号运算并输出反馈控制信号的反馈控制模块（200）、用于反馈控制信号放大的综合放大模块（300）和用于混合型直流电能变换装置输出功率控制的PWM开关控制功率输出模块（900）；所述第一电压检测模块（120）输出的电压反馈信号和所述电流检测模块（130）的电流反馈信号传送至所述反馈控制模块（200）；所述反馈控制模块（200）计算电压反馈信号与设定的电压反馈信号阈值的偏差形成第一电压差信号，计算电流反馈信号与设定的电流反馈信号阈值的偏差形成第二电流差信号；所述反馈控制模块（200）从第一电压差信号和第二电流差信号中选择较大的一个用作反馈控制信号，并将反馈控制信号传送至所述综合放大模块（300）放大成控制信号，并传送控制信号至所述PWM开关控制功率输出模块，用于调整混合型直流电能变换装置的输出功率，使得混合型直流电能变换装置用于外部电源对电池实现降压充电的恒流充电阶段，保持恒定电流输出，在恒压充电阶段保持恒定电压输出；使得混合型直流电能变换装置用于电池对外部用电器实现升压放电时，在对外放电电流小于额定电流保持输出电压恒定，当对外放电电流大于等于额定电流后，降低输出电压，保持恒定放电电流。2.根据权利要求1所述的混合型直流电能变换装置，其特征在于，所述反馈控制模块（200）包括第一运算放大器（A101）和第二运算放大器（A102）；电压反馈信号与第一参考电压信号在第一运算放大器（A101）进行对比运算后，第一运算放大器（A101）输出第一电压差信号；电流反馈信号与电流参考电压信号在第二运算放大器（A102）进行对比运算后，第二运算放大器（A102）输出第二电流差信号。3.根据权利要求2所述的混合型直流电能变换装置，其特征在于，所述第一电压检测模块（120）包括用于检测获得电池电压反馈信号的电池电压检测子模块（121）和用于检测获得输出电压反馈信号的输出电压检测子模块（122）；所述反馈控制模块（200）还包括用于输入电压信号选择的电压选择器（210）；所述电压选择器（210）设置有两个电压信号输入端，该两个电压信号输入端中的一个与所述电池电压检测子模块（121）的输出端电连接获得电池电压反馈信号，另一个电压信号输入端与所述输出电压检测子模块（122）的输出端电连接获得输出电压反馈信号；所述电压选择器（210）根据输入到电压选择器（210）的使能控制信号，在电池电压反馈信号和输出电压反馈信号这两个信号中选择一路信号用作所述第一电压检测模块（120）输出的电压反馈信号。4.根据权利要求1所述的混合型直流电能变换装置，其特征在于，还包括用于检测获得温度反馈信号的温度检测模块（160），所述温度检测模块（160）将检测到的反馈温度电压信号传送至所述反馈控制模块（200）；输入到所述反馈控制模块（200）的温度反馈信号和温度参考电压信号在第三运算放大器（A103）中进行对比运算后，三运算放大器（A103）输出第三温度差信号；所述反馈控制模块（200）在第一电压差信号、第二电流差信号和第三温度差信号中选择出最大的一个信号用作反馈控制信号，使得混合型直流电能变换装置在恒流充电时或恒压充电时保持恒定温度的功率输出。5.根据权利要求4所述的混合型直流电能变换装置，其特征在于，还包括用于检测获得输入电压反馈信号的输入电压检测模块（150）；所述输入电压检测模块（150）将检测到的输入电压反馈信号传送至所述反馈控制模块（200）；输入电压反馈信号与输入电压的参考电压信号一同输入第四运算放大器（A104）进行对比运算后，第四运算放大器（A104）输出第四输入电压差信号；所述反馈控制模块（200）在第一电压差信号、第二电流差信号和第三温度差信号和第四输入电压差信号中选择出最大的一个信号用作反馈控制信号，使得混合型直流电能变换装置能在外部充电的输入电压过低时，降低充电电流。6.根据权利要求5所述的混合型直流电能变换装置，其特征在于，当混合型直流电能变换装置的输入电压信号VIN的电平大于等于Buck使能电压阈值，Buck使能信号有效，所述反馈控制模块（200）和所述PWM开关控制功率输出模块接受从Buck使能引脚输入的Buck使能信号控制，进入Buck降压工作模式；在Buck降压工作模式下，所述电压选择器（210）选中电池电压反馈信号作为电压反馈信号，即电池电压反馈信号为第一运算放大器（A101）的输入信号，此时第一运算放大器（A101）输出第一电压差信号为电池电压误差信号；当混合型直流电能变换装置的输入电压信号VIN的电平小于Buck使能电压阈值，并且混合型直流电能变换装置的输出信号VOUT的电平小于等于Boost使能电压阈值，则Boost使能信号有效，所述反馈控制模块（200）和所述PWM开关控制功率输出模块接受从Boost引脚输入的Boost使能信号控制，进入Boost升压工作模式；在Boost升压工作模式下，所述电压选择器（210）选中输出电压反馈信号作为电压反馈信号，即电压反馈信号为第一运算放大器（A101）的输入信号；此时第一运算放大器（A101）输出第一电压差信号为输出电压误差信号。7.根据权利要求5所述的混合型直流电能变换装置，其特征在于，所述反馈控制模块（200）包括第一三极管（Q301）、第二三极管（Q302）、第三三极管（Q303）、第四三极管（Q304）和第五三极管（Q305）；该五个三极管的集电极都和电源VDD电连接；该第一至四这四个三极管的发射极都与第二电流源（I702）的正极电连接，并用作所述反馈控制模块（200）的反馈控制信号输出端；第五三极管（Q305）的发射极都与第三电流源（I703）的正极电连接，并用作所述反馈控制模块（200）的反馈控制参考电压信号输出端；第二电流源（I702）和第三电流源（I703）负极都接地；该第一至四这四个三极管的基极分别与相应的第一至第四运...

【专利技术属性】
技术研发人员：李盛峰，张海波，黄令华，柏志彬，
申请(专利权)人：深圳市华芯邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44