能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统的制作方法

本技术属于新能源行业的电力电子产品充电与通讯连接设备，具体涉及一种能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统。

背景技术：

1、数字电源的控制目标包括电流、电压、功率等，数字电源应用于充电管理中要求控制目标输出电源的电压是稳定的，或者输出电源的电流是稳定的，或者输出电源的功率恒定；常规方法中通过调整驱动信号控制电压、电流保持稳定，并不会特意考虑电路中的微观电流因素的影响，在设计控制程序的过程中通过预设控制余量以弥补微观电流因素的影响，通常需预设较大的控制余量值，以确保能够弥补微观电流因素的影响；而在特殊情况例如在电源动态响应速度非常快、或者负载变化非常大时，会存在突变电流，导致电路中对电流电压敏感的器件烧毁损坏，例如mos管等，造成数字电源稳定性不好。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统，通过外环通道输入控制驱动信号调节升降压电路的功率mos管的微观开关电流，达到控制输出目标稳定可靠的目的。

2、本实用新型所采用的技术方案为：

3、一种能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统，包括有主控制器、输入电路、输出电路、半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路，所述输入电路经半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路连接至输出电路；

4、所述半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路分别包括有功率mos管，半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路的功率mos管分别连接有开关电流采样电阻；

5、所述输入电路、输出电路、半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路均连接至主控制器；所述主控制器用于根据使用需求预设开关电流采样电阻的基准电流值，实时检测采集开关电流采样电阻的实时开关电流，并根据实时开关电流与基准电流值的比较结果输出控制驱动调节信号，从而控制半桥驱动升压电路进行升压，或者控制半桥驱动降压电路进行降压。

6、进一步地，所述基准电流值不超过功率mos管的安全工作电流值。

7、进一步地，所述半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路共用一个储能电感l1；所述半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路共用一只开关电流采样电阻rsw。

8、进一步地，所述半桥驱动升压电路包括开关电流采样电阻rsw、第一电感l1、第一二极管d1、第四二极管d4、第一mos管q1、第四mos管q4、第四电阻r4、第十四电阻r14、第二电阻r2、第二电容c2、第七电阻r7、第十一电容c11，构成升压半桥电路；升压半桥电路连接第五调压驱动芯片u5、第二十二电容c22、第十九电容c19、第三十电阻r30、第三十五电阻r35、第三十六电阻r36、第三十七电阻r37、第三十入电阻r38和第三十九电阻r39，组合构成升压半桥驱动器。

9、进一步地，所述半桥驱动降压电路包括开关电流采样电阻rsw、第一电感l1、第二二极管d2、第五二极管d5、第二mos管q2、第三mos管q3、第十八电阻r18、第十六电阻r16、第一电阻r1、第一电容c1、第八电阻r8和第十二电容c12，构成降压半桥电路；降压半桥电路连接第六调压驱动芯片u6、第二十一电容c21、第二十电容c20、第三十一电阻r31、第二十九电阻r29、第四十电阻r40、第四十一电阻r41，组合构成降压半桥驱动器。

10、再进一步地，所述主控制器包括有64脚的主控芯片u35，主控芯片35的第55号isw_check引脚连接至开关电流采样电阻rsw的isw_check端口，所述开关电流采样电阻rsw同时连接至第四mos管q4的源极和第三mos管q3的源极；

11、主控芯片35的第39号buck_pwm引脚连接至第五调压驱动芯片u5的第7脚，主控芯片u35的第40号buck_pwm_n引脚连接至第五调压驱动芯片u5的第8脚，主控芯片u35的第36号pwm_en引脚连接至第五调压驱动芯片u5的第6脚和第六调压驱动芯片u6的第6脚，主控芯片u35的第42号boost_pwm引脚连接至第六调压驱动芯片u6的第8脚，主控芯片u35的第39号boost_pwm_n引脚连接至第六调压驱动芯片u6的第7脚。

12、再进一步地，所述第五调压驱动芯片u5的第6脚和第六调压驱动芯片u6的第6脚还同时连接有保护单元q27。

13、再进一步地，所述输入电路上设置有输入电压采样单元，主控芯片35的第22号vin_sense引脚连接至输入电压采样单元，输入电压采样单元包括有第五电阻r5、第十五电阻r15和第十五电容c15。

14、再进一步地，所述输出电路上设置有输出电流采样电阻r13，主控芯片35的第25号chg_isense_a引脚连接至输出电流采样电阻r13。

15、最后，所述半桥驱动升压电路与半桥驱动降压电路原理相同，方向相反，构成能够实现双向能量转换的数字电源；

16、所述输出电路还连接有保护电路，所述保护电路用于防止mos管反接。

17、本实用新型的有益效果为：

18、一种能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统，包括主控制器、输入电路、输出电路、半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路，半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路的功率mos管分别连接开关电流采样电阻rsw；主控制器用于根据使用需求预设开关电流采样电阻的基准电流值，实时检测采集开关电流采样电阻的实时开关电流，并根据实时开关电流与基准电流值的比较结果输出控制驱动调节信号，通过外环通道输入控制驱动信号调节升降压电路的功率mos管的微观开关电流，从而控制半桥驱动升压电路进行升压，或者控制半桥驱动降压电路进行降压；达到控制输出目标稳定可靠的目的。基准电流值不超过mos管的安全工作电流值，安全性能好。

技术特征：

1.一种能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统，其特征在于：包括有主控制器、输入电路、输出电路、半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路，所述输入电路经半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路连接至输出电路；

2.根据权利要求1所述能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统,其特征在于：所述基准电流值不超过功率mos管的安全工作电流值。

3.根据权利要求1所述能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统,其特征在于：所述半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路共用一个储能电感l1；所述半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路共用一只开关电流采样电阻rsw。

4.根据权利要求1所述能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统,其特征在于：所述半桥驱动升压电路包括开关电流采样电阻rsw、第一电感l1、第一二极管d1、第四二极管d4、第一mos管q1、第四mos管q4、第四电阻r4、第十四电阻r14、第二电阻r2、第二电容c2、第七电阻r7、第十一电容c11，构成升压半桥电路；升压半桥电路连接第五调压驱动芯片u5、第二十二电容c22、第十九电容c19、第三十电阻r30、第三十五电阻r35、第三十六电阻r36、第三十七电阻r37、第三十入电阻r38和第三十九电阻r39，组合构成升压半桥驱动器。

5.根据权利要求4所述能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统,其特征在于：所述半桥驱动降压电路包括开关电流采样电阻rsw、第一电感l1、第二二极管d2、第五二极管d5、第二mos管q2、第三mos管q3、第十八电阻r18、第十六电阻r16、第一电阻r1、第一电容c1、第八电阻r8和第十二电容c12，构成降压半桥电路；降压半桥电路连接第六调压驱动芯片u6、第二十一电容c21、第二十电容c20、第三十一电阻r31、第二十九电阻r29、第四十电阻r40、第四十一电阻r41，组合构成降压半桥驱动器。

6.根据权利要求5所述能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统,其特征在于：所述主控制器包括有64脚的主控芯片u35，主控芯片35的第55号isw_check引脚连接至开关电流采样电阻rsw的isw_check端口，所述开关电流采样电阻rsw同时连接至第四mos管q4的源极和第三mos管q3的源极；

7.根据权利要求6所述能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统,其特征在于：所述第五调压驱动芯片u5的第6脚和第六调压驱动芯片u6的第6脚还同时连接有保护单元q27。

8.根据权利要求6所述能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统,其特征在于：所述输入电路上设置有输入电压采样单元，主控芯片35的第22号vin_sense引脚连接至输入电压采样单元，输入电压采样单元包括有第五电阻r5、第十五电阻r15和第十五电容c15。

9.根据权利要求6所述能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统,其特征在于：所述输出电路上设置有输出电流采样电阻r13，主控芯片35的第25号chg_isense_a引脚连接至输出电流采样电阻r13。

10.根据权利要求1所述能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统,其特征在于：所述半桥驱动升压电路与半桥驱动降压电路原理相同，方向相反，构成能够实现双向能量转换的数字电源；

技术总结
本技术公开一种能够提高高功率电源可靠性的电流电压双环路控制系统，包括主控制器、输入电路、输出电路、半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路，半桥驱动升压电路和半桥驱动降压电路的功率MOS管分别连接开关电流采样电阻；主控制器用于根据使用需求预设开关电流采样电阻的基准电流值，实时检测采集开关电流采样电阻的实时开关电流，并根据实时开关电流与基准电流值的比较结果输出控制驱动调节信号，通过外环通道输入控制驱动信号调节升降压电路的功率MOS管的微观开关电流，从而控制半桥驱动升压电路进行升压，或者控制半桥驱动降压电路进行降压；达到控制输出目标稳定可靠的目的。基准电流值不超过MOS管的安全工作电流值，安全性能好。

技术研发人员：文绍喜
受保护的技术使用者：深圳市永航新能源技术有限公司
技术研发日：20231117
技术公布日：2024/6/13