一种BUCK变换器及太阳能充电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种BUCK变换器及太阳能充电装置，其BUCK变换器包括开关管T、续流二极管D0、储能电感L0、储能电容C0；所述开关管T的源极连接电源的正极，所述开关管T的漏极分别连接所述续流二极管D0的负极和所述储能电感LO的输入端，所述储能电感LO的输出端分别连接所述储能电容C0的输入端和负载的输入端；所述电源的负极、所述续流二极管D0的正极、所述储能电容C0的输出端和所述负载的输出端均连接于同一地；所述开关管T和所述续流二极管D0之间还连接有用于减少开关动作带来能量消耗的缓存电路。通过设置缓存电路，可改善开关管T的寄生电容的消耗，从而提高buck电路的效率。

A BUCK Converter and Solar Charging Device

【技术实现步骤摘要】
一种BUCK变换器及太阳能充电装置
本技术涉及电子
，尤其涉及一种BUCK变换器及太阳能充电装置。
技术介绍
目前,随着新能源不断的发展，光伏发电技术和现代电力电子技术，得到了人们越来越多的关注。太阳能资源具有清洁无污染、可再生等优点，在未来发展中应具有非常广泛的应用前景。在光伏发电系统中，根据太阳能输出伏瓦特性曲线，一般工作在最大功率点(MPPT)，光伏电池最大能力输出，电压输出稳定，但输出电压一般是高电压输出，不能够直接供给像手机之类的负载设备充电。而且，在目前的太阳能充电装置中往往采用传统的BUCK变换器，其电路结构模型如图6所示，由输入端Ud，开关管T、储能电感L、续流二极管D、储能滤波电容C以及负载R组成。输出端Ud为光伏直流输入，T为Mosfet，由于开关管T在导通关断时，会消耗能量，而且这种消耗会随着开关管频率的增大，越是明显。开关管内部的寄生电容，也会消耗能量。综上所述，现有的太阳能充电装置无法对低电压负载直接进行充电，而且充电装置中的BUCK变换器的能量消耗明显，工作效率较低。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题提供一种BUCK变换器。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种BUCK变换器，包括开关管T、续流二极管D0、储能电感L0、储能电容C0、LC滤波电路、缓存电路以及RC一阶电路。所述LC滤波电路的输入端连接电源正极，所述LC滤波电路的输出端分别连接所述开关管T的源极和所述缓存电路的输入端；所述缓存电路的输入端分别连接所述开关管T的源极和漏极；所述缓存电路的输出端分别连接所述储能电感LO的输入端和所述续流二极管D0的负极；所述储能电感LO的输出端分别连接所述RC一阶电路的输入端、所述储能电容C0的正极和负载的输入端。所述电源的负极、所述续流二极管D0的正极、所述储能电容C0的负极和所述负载的输出端均接地。本技术的有益效果是，通过开关管T、续流二极管D0、储能电感L0、储能电容C0、LC滤波电路、缓存电路以及RC一阶电路组成的BUCK变换器，其中，LC滤波电路的输入端连接电源正极，LC滤波电路的输出端分别连接开关管T的源极和缓存电路的输入端；缓存电路的输入端分别连接开关管T的源极和漏极；缓存电路的输出端分别连接储能电感LO的输入端和续流二极管D0的负极；储能电感LO的输出端分别连接RC一阶电路的输入端、储能电容C0的正极和负载的输入端。该BUCK变换器，结构简单、工作稳定，可有效实现电压变换，具有很强的实用性。在此基础上，由于在所述开关管T和所述续流二极管D0之间还连接有缓存电路，可改善开关管T的寄生电容的消耗，从而提高buck电路的效率。在所述电源的负极和所述开关管T之间还连接有LC滤波电路，能够防止了开关管T频率过高，影响太阳能板直流输出的电磁干扰问题。在所述储能电感L0和所述储能电容CO之间还连接有RC一阶电路，由一阶RC电路R1、C4电路与储能电容C0并联提供负载电能，从而增加了电路的高稳定性、低纹波的需求。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，所述缓存电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、电容C2、电容C3和电感L2。所述电容C3的正极分别连接所述开关管T的源极和所述LC滤波电路的输出端，所述二极管D2的负极连接所述开关管T的漏极，所述电感L2的输入端分别连接所述二极管D2的负极和所述储能电感L0的输入端，所述电感L2的输出端分别连接所述续流二极管D0的负极和所述电容C2的正极。所述二极管D2的正极、所述电容C3的负极、所述电容C2的负极连接为一结点，所述结点连接所述二极管D1的负极，所述二极管D1的正极接地；所述二极管D1的负极还连接所述二极管D3的正极，所述二极管D3的负极连接所述续流二极管D0的负极；所述续流二极管D0的负极还连接所述电感L2的输出端。采用上述进一步方案的有益效果是,通过上述元器件组成的缓存电路不仅结构简单，而且能够有效的实现了开关管T零电压(ZCS)导通、零电压(ZVS)关断，降低了电路的开关管T在导通和截止瞬间能量损耗的问题，从而提升BUCK变换器电路的效率。进一步，所述LC滤波电路包括电感L1和电容C1，所述电感L1的输入端连接所述电源的正极，所述电感L1的输出端分别连接所述开关管T的源极和所述电容C1的正极，所述电容C1的负极接地。采用上述进一步方案的有益效果是,通过电容C1和与所述电容C1并联的电感L1组成LC滤波电路，结构简单，能够有效防止因开关频率高而导致的断续输入电流干扰电源。进一步，所述RC一阶电路包括电阻R1和与所述电阻R1串联的电容C4，所述电阻R1和所述电容C4串联后的输入端连接储能电感L0的输出端，输出端连接地。采用上述进一步方案的有益效果是,通过电阻R1和与所述电阻R1串联的电容C4组成的RC一阶电路，结构简单，且可以增加电路的稳定性。进一步，所述开关管为Mosfet。本技术为了解决上述技术问题还提供一种太阳能充电装置。其技术方案如下：一种太阳能充电装置，包括上述的BUCK变换器，还包括光伏太阳能电池板、电压采样器、电流采样电路、AD转换器、处理器。所述BUCK变换器包括第一输入端和第二输入端。所述第一输入端连接所述光伏太阳能电池板的输出端，所述第二输入端连接所述处理器的输出端。所述BUCK变换器的输出端分别连接所述电压采样器的输入端、所述电流采样器的输入端和负载的输入端。所述AD转换器的输入端分别连接所述电压采样器的输出端和所述电流采样器的输出端，所述AD转换器的输出端连接所述处理器的输入端。其有益效果是，基于上述BUCK变换器、光伏太阳能电池板、电压采样器、电流采样电路、AD转换器和处理器组成的太阳能充电装置，能够将太阳能电池板输出的直流信号变换成可由BUCK电路调节方波占空比控制直流输出的信号，从而解决了太阳能电池板电能输出和低电源负载所需电源匹配的问题，实现太阳能充电装置可对低电源负载的直接进行充电。进一步，所述处理器为STM32处理器。采用上述进一步方案的有益效果是,采用STM32处理器不仅工作稳定、使用方便而且成本较低。附图说明图1为本技术实施例的BUCK变换器的电路原理图；图2为本技术实施例的BUCK变换器的开关管T导通模式；图3为本技术实施例的BUCK变换器的开关管T截止模式；图4为本技术实施例的一种太阳能充电装置的结构示意图；图5为本技术实施例的一种太阳能充电装置的工作原理图；图6为本技术
技术介绍
的传统BUCK变换器的电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1所示，本技术实施例提供的一种BUCK变换器，包括开关管T、续流二极管D0、储能电感L0、储能电容C0、LC滤波电路、缓存电路以及RC一阶电路。所述LC滤波电路的输入端连接电源正极，所述LC滤波电路的输出端分别连接所述开关管T的源极和所述缓存电路的输入端；所述缓存电路的输入端分别连接所述开关管T的源极和漏极；所述缓存电路的输出端分别连接所述储能电感LO的输入端和所述续流二极管D0的负极；所述储能电感LO的输出端分别连接所述RC一阶电路的输入端、所述储能电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种BUCK变换器，其特征在于，包括开关管T、续流二极管D0、储能电感L0、储能电容C0、LC滤波电路、缓存电路以及RC一阶电路；所述LC滤波电路的输入端连接电源正极，所述LC滤波电路的输出端分别连接所述开关管T的源极和所述缓存电路的输入端；所述缓存电路的输入端分别连接所述开关管T的源极和漏极；所述缓存电路的输出端分别连接所述储能电感LO的输入端和所述续流二极管D0的负极；所述储能电感LO的输出端分别连接所述RC一阶电路的输入端、所述储能电容C0的正极和负载的输入端；所述电源的负极、所述续流二极管D0的正极、所述储能电容C0的负极和所述负载的输出端均接地。

【技术特征摘要】
1.一种BUCK变换器，其特征在于，包括开关管T、续流二极管D0、储能电感L0、储能电容C0、LC滤波电路、缓存电路以及RC一阶电路；所述LC滤波电路的输入端连接电源正极，所述LC滤波电路的输出端分别连接所述开关管T的源极和所述缓存电路的输入端；所述缓存电路的输入端分别连接所述开关管T的源极和漏极；所述缓存电路的输出端分别连接所述储能电感LO的输入端和所述续流二极管D0的负极；所述储能电感LO的输出端分别连接所述RC一阶电路的输入端、所述储能电容C0的正极和负载的输入端；所述电源的负极、所述续流二极管D0的正极、所述储能电容C0的负极和所述负载的输出端均接地。2.根据权利要求1所述的BUCK变换器，其特征在于，所述缓存电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、电容C2、电容C3和电感L2；所述电容C3的正极分别连接所述开关管T的源极和所述LC滤波电路的输出端，所述二极管D2的负极连接所述开关管T的漏极，所述电感L2的输入端分别连接所述二极管D2的负极和所述储能电感L0的输入端，所述电感L2的输出端分别连接所述续流二极管D0的负极和所述电容C2的正极；所述二极管D2的正极、所述电容C3的负极、所述电容C2的负极连接为一结点，所述结点连接所述二极管D1的负极，所述二极管D1的正极接地；所述二极管D1的负极还连接所述二极管D3的正极，所述二极管D3的负...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇敢，章伟飞，樊扬祖，
申请(专利权)人：浙江邮电职业技术学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33