DCDC电源转换器电路.pdf

本发明公开了一种DC-DC电源转换器电路，包括，电源输入端，用于接收输入电压；自动升降压电路，与所述电源输入端连接，用于将所述电源输入端输出的所述输入电压进行升降压变换；输出控制电路，与所述自动升降压电路连接，用于将所述自动升降压电路输出的电压进行输出大小控制以输出不同电压；电源输出端，用于将所述输出控制电路输出的不同电压进行输出。本发明的DC-DC电源转换器电路能够灵活配置电源转换器输出电压，可以满足多个仪器仪表的供电规格要求，一个DC-DC电源转换器可适配连接多个仪器仪表，简化了安装调试难度、提高了产品质量。

权利要求书1.  一种DC-DC电源转换器电路，包括：电源输入端，用于接收输入电压；自动升降压电路，与所述电源输入端连接，用于将所述电源输入端输出的所述输入电压进行升降压变换；输出控制电路，与所述自动升降压电路连接，用于将所述自动升降压电路输出的电压进行输出大小控制以输出不同电压；电源输出端，用于将所述输出控制电路输出的不同电压进行输出。2.  根据权利要求1所述的DC-DC电源转换器电路，其特征在于，还包括：第一浪涌防护电路，连接于所述电源输入端与自动升降压电路输入端之间；第二浪涌防护电路，连接于所述输出控制电路输出端与电源输出端之间。3.  根据权利要求2所述的DC-DC电源转换器电路，其特征在于，所述第一浪涌防护电路与第二浪涌防护电路均包括自恢复保险丝和TVS管，所述自恢复保险丝和TVS管并联接入电路，并且TVS管一端接地。4.  根据权利要求3所述的DC-DC电源转换器电路，其特征在于，所述第一浪涌防护电路中的TVS管采用SMBJ33CA型号，自恢复保险丝参数为0.5A-3A/32V-60V；所述第二浪涌防护电路中的TVS管采用SMBJ24CA型号，自恢复保险丝参数为0.1A-2A/32V-60V。5.  根据权利要求1-4任一项所述的DC-DC电源转换器电路，其特征在于，还包括电流检测保护电路和开关电路；所述电流检测保护电路的输入端连接所述电源输出端，所述电流检测保护电路的输出端连接所述开关电路的控制端；所述开关电路的输入端连接在所述电源输入端，输出端连接所述自动升降压电路输入端；其中，所述电流检测保护电路用于检测所述电源输出端的电流是否超出设定值，若超过所述设定值则控制所述开关电路断开从而断开输入电压。6.  根据权利要求5所述的DC-DC电源转换器电路，其特征在于，所述电流检测保护电路包括：电流检测放大器电路，用于检测所述电源输出端的电流，对所述电流进行放大；比较器电路，与所述电流检测放大器电路输出端连接，用于比较所述电流检测放大器电路放大输出后的电流值与所述设定值，若超过所述设定值则输出控制信号到所述开关电路；所述开关电路接收到所述控制信号后断开从而断开输入电压。7.  根据权利要求6所述的DC-DC电源转换器电路，其特征在于，所述开关电路包括P-MOS管、第一NPN三极管、第二级NPN三极管，所述P-MOS管S极连接于电源输入端，D极连接于电源输出端，所述第一NPN三极管集电极连接所述P-MOS管G极，所述第一NPN三极管发射极接地，所述第一NPN三极管基极连接所述第二NPN三极管集电极，所述第二NPN三极管基极连接所述比较器电路输出端，所述第二NPN三极管发射极接地。8.  根据权利要求7所述的DC-DC电源转换器电路，其特征在于，所述P-MOS管D级还连接LDO。9.  根据权利要求1-4任一项所述的DC-DC电源转换器电路，其特征在于，所述输出控制电路包括至少两路分压装置，每个所述分压装置一端接地，另一端连接所述自动升降压电路的输出端；其中每个所述分压装置将所述自动升降压电路输出的电压转换为不同的电压输出。10.  根据权利要求1-4任一项所述的DC-DC电源转换器电路，其特征在于，所述电源输入端输入电压宽度为5V-24V直流电压，所述输出控制电路输出的不同电压的范围为5V-24V。

说明书DC-DC电源转换器电路
技术领域
本发明涉及一种电源转换器电路，特别涉及一种DC-DC电源转换器电路。
背景技术
目前在燃气设备中，远程测控终端需要对应的仪器仪表数量型号众多，各个仪器设备的供电规格要求不一，造成远程测控终端采集数据时需要对各种仪器仪表配置不同的电源转换器，以往都是外购电源转换器，这类电源转换器因厂家不同，型号尺寸各异，造成生产加工繁琐、工程安装调试复杂、客户维护困难，并且会直接造成设备的稳定性和可靠性不佳。为了统一电源转换器型号、简化安装调试难度、提高产品质量急需设计一款能自动升降压、电流检测监视、自动过流过压保护、输出电压可控可配置的电源配电转换器。
发明内容
为了解决这些潜在问题，本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能够灵活配置电源转换器输出电压的DC-DC电源转换器电路。
本发明进一步的目的在于提供一种具有浪涌防护能力的DC-DC电源转换器电路。
本发明进一步的目的还在于提供一种具有电流检测保护功能的DC-DC电源转换器电路，以保证系统的稳定性。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种DC-DC电源转换器电路，包括：
电源输入端，用于接收输入电压；
自动升降压电路，与所述电源输入端连接，用于将所述电源输入端输出的所述输入电压进行升降压变换；
输出控制电路，与所述自动升降压电路连接，用于将所述自动升降压电路输出的电压进行输出大小控制以输出不同电压；
电源输出端，用于将所述输出控制电路输出的不同电压进行输出。
优选的，该DC-DC电源转换器电路还包括：
第一浪涌防护电路，连接于所述电源输入端与自动升降压电路输入端之间，
第二浪涌防护电路，连接于所述输出控制电路输出端与电源输出端之间。
优选的，上述DC-DC电源转换器电路还包括电流检测保护电路和开关电路；
进一步的，所述第一浪涌防护电路与第二浪涌防护电路均包括自恢复保险丝和TVS管，所述自恢复保险丝和TVS管并联后接入电路，并且TVS管一端接地。
进一步的，所述第一浪涌防护电路中的TVS管采用SMBJ33CA型号，自恢复保险丝参数范围为0.5A-3A/32V-60V，所述第二浪涌防护电路中的TVS管采用SMBJ24CA型号，自恢复保险丝参数范围为0.1A-2A/32V-60V。
所述电流检测保护电路的输入端连接所述电源输出端，所述电流检测保护电路的输出端连接所述开关电路的控制端；
所述开关电路的输入端连接在所述电源输入端，输出端连接所述自动升降压电路输入端；
其中，所述电流检测保护电路用于检测所述电源输出端的电流是否超出设定值，若超过所述设定值则控制所述开关电路断开从而断开输入电压。
进一步的，所述电流检测保护电路包括：
电流检测放大器电路，用于检测所述电源输出端的电流，对所述电流进行放大；
比较器电路，与所述电流检测放大器电路输出端连接，用于比较所述电流检测放大器电路放大输出后的电流值与所述设定值，若超过所述设定值则输出控制信号到所述开关电路；
所述开关电路接收到所述控制信号后断开从而断开输入电压。
进一步的，所述开关电路包括P-MOS管、第一NPN三极管、第二级NPN三极管；所述P-MOS管S极连接于电源输入端，D极连接于电源输出端，所述第一NPN三极管集电极连接所述P-MOS管G极，所述第一NPN三极管发射极接地，所述第一NPN三极管基极连接所述第二NPN三极管集电极，所述第二NPN三极管基极连接比较器电路输出端，所述第二NPN三极管发射极接地。
进一步的，所述P-MOS管D级还连接LDO。
所述输出控制电路包括至少两路分压装置，每个所述分压装置一端接地，另一端连接所述自动升降压电路的输出端；其中每个所述分压装置将所述自动升降压电路输出的电压转换为不同的电压输出。
所述电源输入端输入电压范围为5V-24V，所述输出控制电路输出的不同电压的范围为5V-24V。
与现有技术相比，本发明的有益效果
1、本发明的DC-DC电源转换器电路中自动升降压电路将输入电压进行升降压变换，输出控制电路将所述自动升降压电路输出的电压进行输出大小控制以输出不同电压，然后将所述输出控制电路输出的不同电压进行输出。这样可方便对输出电压大小进行控制，灵活配置电源转换器的输出电压，可以满足多种仪器仪表的供电规格要求，一个DC-DC电源转换器可适配连接多种仪器仪表，简化了安装调试难度、提高了产品质量。
2、为了保证系统使用安全，本发明在电源输入端口增加了浪涌防护电路，对流入本发明DC-DC电源转换器电路的电流进行浪涌防护；在电源输出端口增加了浪涌防护电路，对流出电源输出端的电流进行浪涌防护，加强了设备整体的浪涌防护能力。
3、为了保证系统的可靠性，本发明方案采用电流检测保护电路和开关电路组合方式，控制系统电路的通断，保证了系统的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例1中的DC-DC电源转换器电路示意图。
图2是本发明实施例2中的DC-DC电源转换器电路示意图。
图3是本发明实施例3中的DC-DC电源转换器电路示意图。
图4是本发明一个具体实施例中的DC-DC电源转换器电路的自动升降压电路、输出控制电路、第二浪涌防护电路、开关电路的电路图。
图5是本发明一个具体实施例中的DC-DC电源转换器电路的第一浪涌防护电路的电路图。
图6是本发明一个具体实施例中的DC-DC电源转换器电路的LDO电路图。
图7是本发明一个具体实施例中的DC-DC电源转换器电路的电流检测保护电路图。
图8是本发明实施例1中的拨码开关控制关系图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1：
图1所示为本发明实施例1示出的DC-DC电源转换器电路，包括电源输入端1、自动升降压电路2、输出控制电路3、电源输出端4。
所述电源输入端1接收输入电压；所述自动升降压电路2，与所述电源输入端1连接，用于将所述电源输入端1输出的所述输入电压进行升降压变换；所述输出控制电路3，与所述自动升降压电路2连接，用于将所述自动升降压电路2输出的电压进行控制以输出不同电压；所述电源输出端4用于将所述输出控制电路3输出的不同电压进行输出。
本发明的DC-DC电源转换器电路中，自动升降压电路2将输入电压进行升降压变换，输出控制电路3将所述自动升降压电路2输出的电压进行输出大小控制以输出不同电压，然后将所述输出控制电路3输出的不同电压进行输出。这样可方便对输出电压大小进行控制，灵活配置电源转换器的输出电压。
具体的，参看图4-图7，在一个实施例中：所述自动升降压电路2包括升降压芯片和外围电路，其采用buck-boost模式设计，所述升降压芯片U1采用LM2587S-ADJ芯片，外围电路使用两个规格为100uH/2A功率电感L1和L2、一个规格为10uF/50V的耦合电容C1、两个型号为SS510的肖特基二极管D1和D2、一个稳压二极管Z3。
LM2587S-ADJ芯片SW引脚连接电容器C1正极，电容器C1负极连接二极管D1正极，二极管D1负极连接所述输出控制电路3输入端；二极管D2正极接地，D2负极接电容C1正极。LM2587S-ADJ芯片的FB引脚接所述输出控制电路（图4所示的VADJ标记处），电感L2一端接LM2587S-ADJ芯片FB引脚，另一端接电容C1正极；电感L1一端接二极管D1正极，另一端接地；双向稳压二极管Z3一端接LM2587S-ADJ芯片的FB引脚，另一端接二极管D2负极。
其中二极管D1负极还接有一个规格为100uF/50V的滤波电容CE1，滤波电容CE1正极接二极管D1负极，滤波电容负极接地，进行滤波。
电流从LM2587S-ADJ芯片VIN端流入，自SW端流出，依次流经电容器C1、二极管D1，流入输出控制电路输入端。
整流滤波的电流由输出控制电路3调节电压。所述输出控制电路包括至少两路分压装置，每个所述分压装置一端接地，另一端连接所述自动升降压电路的输出端；其中每个所述分压装置将所述自动升降压电路输出的电压转换为不同的电压输出。所述电源输入端输入电压范围为5-24V，所述输出控制电路输出的不同电压的范围为5V-24V。
具体的，本实施例中所述输出控制电路包括五路分压装置，每路所述分压装置一端接地，另一端连接所述自动升降压电路的输出端；其中，四路所述分压装置均包括电连接的分压电阻（R8、R5、R6、R7+R4）和拨码开关S1、一路所述分压装置只包括一个分压电阻R9，R7与R4为串联作为一路。五路所述分压装置中的分压电阻的阻值依次为R8=2KΩ、R5=2.7KΩ、R6=2.7KΩ、R7=120Ω、R4=680Ω、R9=2KΩ。
所述分压装置中，后4路分压电阻由拨码开关S1控制其是否接入电路中，电阻R8、R5、R6、R7、R4、R9一端均接地。所述分压装置另一端依次串联电阻R2=2KΩ、电阻R1=2KΩ，其中电阻R1一端连接电容CE1正极。
拨码开关均为OFF时，输出电压默认为5V，拨码开关具体控制关系如图8所示。
实施例2
如图2所示的DC-DC电源转换器电路，本实施例中的DC-DC电源转换器电路包括实施例1中的内容，其区别仅在于：该DC-DC电源转换器电路还包括，第一浪涌防护电路5、第二浪涌防护电路6。
所述第一浪涌防护电路5，连接于所述电源输入端1与自动升降压电路2输入端之间；
所述第二浪涌防护电路6，连接于所述输出控制电路3输出端与电源输出端4之间。
其中，所述第一浪涌防护电路5与第二浪涌防护电路6均包括自恢复保险丝和TVS管，所述自恢复保险丝和TVS管并联后接入电路，并且TVS管一端接地。
具体的，在一个实例中：参看图4-图7，所述第一浪涌防护电路5中的TVS管Z1采用SMBJ33CA型号，自恢复保险丝F2参数范围为0.5A-3A/32V-60V，本实施例中优选参数值为1.5A/60V；所述第二浪涌防护电路6中的TVS管Z2采用SMBJ24CA型号，自恢复保险丝F1参数范围为0.1A-2A/32V-60V，本实施例中优选参数值为1.5A/60V。
优选的，在所述第一浪涌防护电路5之后还接有整流二极管D3、滤波电容CE2。
其中二极管D3正极接所述第一浪涌防护电路5输出端，负极接所述开关电源S极；电容CE2正极接二极管D3负极，负极接地。
本发明的DC-DC电源转换器电路中，在电源输入端口与电源输出端口增加浪涌防护电路，对流入本发明DC-DC电源转换器电路的电流与流出电源输出端的电流进行浪涌防护，加强了设备整体的浪涌防护能力。
实施例3
如图3所示，本实施例的DC-DC电源转换器电路还包括电流检测保护电路7和开关电路8；
所述电流检测保护电路7的输入端连接所述电源输出端4，所述电流检测保护电路7的输出端连接所述开关电路8的控制端；
所述开关电路8的输入端连接在所述电源输入端1，输出端连接所述自动升降压电路2输入端；
其中，所述电流检测保护电路7用于检测所述电源输出端的电流是否超出设定值，若超过所述设定值则控制所述开关电路断开从而断开输入电压。
具体的，所述电流检测保护电路7包括电流检测放大器电路和比较器电路：
所述电流检测放大器电路用于检测所述电源输出端的电流，对所述电流进行放大；
所述比较器电路与所述电流检测放大器电路7输出端连接，用于比较所述电流检测放大器电路放大输出后的电流值与所述设定值，若超过所述设定值则输出控制信号到所述开关电路；所述开关电路8接收到所述控制信号后断开从而断开输入电压。
具体的，在一个实例中：参看图4-图7，所述开关电路8包括P-MOS管SI2319DS、第一NPN三极管Q2、第二级NPN三极管Q3，所述P-MOS管D极连接于所述电源输入端1，S极连接于所述自动升降压电路2输入端，所述第一NPN三极管Q2集电极连接所述P-MOS管G极，所述第一NPN三极管Q2发射极接地，所述第一NPN三极管Q2基极连接所述第二NPN三极管Q2集电极，所述第二NPN三极管Q3基极连接比较器电路输出端，所述第二NPN三极管Q3发射极接地。所述第一NPN三极管Q2基极串联5.1KΩ电阻R13，R13另一端连接所述电源输入端1（图4所示的POWER Control标记处）。
电流检测电路由型号为MAX4173的放大器U3、型号为TS941的比较器U2、型号为S1142B的低功耗LDO U4组成，外围电路由两个型号为BAT54H的肖特基二极管D5D6和一个规格为22uF/25V的延时电容C8以及一个规格为0.1uF的电容C7、一个规格为0.1uF的电容C4组成。
MAX4173芯片RS+引脚与第二浪涌防护电路6直连(图4所示的RS1+标记处)，RS-引脚连接所述电源输出端4，Vout引脚连接TS941芯片IN+引脚，VCC引脚接3.3V电压源，其中VCC引脚与GND引脚之间串联一个电容C7；
TS941芯片VCC引脚接3.3V电压源，其中VCC引脚与GND端串联电容C4，IN-引脚接阻值为1MΩ电阻R17，R17另一端接地，IN-引脚还接有阻值为332KΩ电阻R16，R16另一端接3.3V电压源，OUT端依次串接一个肖特基二极管D5，一个阻值为5.1KΩ的电阻R14(图4所示的CTRL4 PC13标记处)，接入所述的第二级NPN三极管Q3基极，延时电容C8一端接于肖特基二极管D5与阻值为5.1KΩ电阻R14之间，一端接地，另一肖特基二极管D6一端接于TS941 OUT引脚与肖特基二极管D5之间，另一端接于MAX4173 Vout引脚与TS941IN+引脚之间；
低功耗LDO芯片U4的ON/OFF端串接一个10KΩ电阻R15，R15另一端连接到所述开关电源8中的P-MOS管D级，OUT引脚连接3.3V电压源，规格为0.1uF的电容C6一端接OUT引脚，另一端接地，IN引脚连接所述电源输入端1VCC-IN端口，规格为0.1uF的电容C5一端接IN引脚，另一端接地。
具体的，所述输出控制电路流出的电流经过一个0.005Ω功率电阻R10分流,其中分流后的小电流流进所述型号为MAX4173的放大器进行电流放大并输出至所述型号为TS941的比较器输入端，所述TS941比较器输出端连接所述开关电源，其中，所述TS941比较器通过对比待输出电流大小与设定值大小，控制所述开关电源的通断。
本发明的DC-DC电源转换器电路中，采用电流检测保护电路和开关电路组合方式，控制系统电路的通断，保证了系统的稳定性。
上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。