一种正负极反接带高压保护BUCK-BOOST电路的制作方法

一种正负极反接带高压保护buck-boost电路
技术领域
1.本实用新型涉及保护电路技术领域，尤其是涉及一种正负极反接带高压保护buck-boost电路。


背景技术：

2.传统防反电路在正极输入端上串接单个二极管，电路原理图如附图1所示，其原理是利用二极管的单向导电特性，当输入端正接时，二极管导通电路正常工作，当输入端反接时，利用二极管的反向截止特性，输入关断，以此实现电路的保护作用。传统的防反电路的缺点在于当输入电路反接时，电路无法正常工作，进而无法为后级电路提供稳定的工作电压，为此提出一种正负极反接带高压保护buck-boost电路。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种正负极反接带高压保护buck-boost电路，该电路能够实现以任何方向插入，无需担心接口的方向和角度，在电路使用中更加方便，无需当心正负极接反从而导致机器损坏。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种正负极反接带高压保护buck-boost电路，包括防接反高低压保护电路和升降压电路，所述防接反高低压保护电路一端连接有电源，所述防接反高低压保护电路另一端与升降压电路连接，所述升降压电路连接有负载rl，所述防接反高低压保护电路包括相互串联的桥式整流电路和控制继电器k1，所述桥式整流电路还并联设置有采样电阻。
5.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述桥式整流电路包括二极管d1、d2、d3、d4，所述d1串联在电源的正极与k1之间，所述d2串联在电源的负极和k1之间，所述d3串联在电源的正极和升降压电路之间，所述d4串联在电源的负极和升降压电路之间。
6.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述采样电阻包括相互串联的电阻r1、r2、r3。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述升降压电路包括由mos管q1、q2、q3、q4、电感l1组成的buck降压电路和boost升压电路。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述buck降压电路在q3常开、q4常闭时工作，在q1开通q2关断为电感l1充电，在q1关断q2开通时，由电感l1储存的能量给负载rl供电。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述boost升压电路在q1常开、q2常闭时工作，在q4开通q3关断时为电感l1充电，在q4管关断q3开通时，由电源和电感l1储存的能量二者叠加，给负载rl升压供电。
10.与现有技术相比，本实用新型能达到的有益效果是：
11.该电路无论输入源为正接或是反接，主电路都可以正常工作，当输入源不满足后级供电时boost电路将对输入源进行升压，当输入源大于后级电路所需的电压时buck电路
将对输入源进行降压，当输入源出现过电压时采样电阻会将检测到的电压输送到主控芯片上，从而控制继电器切断主回路，保护后级电路不受电压的影响，该电路能够实现以任何方向插入，无需担心接口的方向和角度，在电路使用中更加方便，无需当心正负极接反从而导致机器损坏。
12.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为背景技术中现有技术电路原理图；
15.图2为本实用新型的电路主框图；
16.图3为本实用新型的电路原理图；
17.图4为本实用新型正接等效电路图；
18.图5为本实用新型反接等效电路图。
具体实施方式
19.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
20.参阅图2-5所示，本实用新型提供一种正负极反接带高压保护buck-boost电路，包括防接反高低压保护电路和升降压电路，防接反高低压保护电路一端连接有电源，防接反高低压保护电路另一端与升降压电路连接，升降压电路连接有负载rl，防接反高低压保护电路包括相互串联的桥式整流电路和控制继电器k1，桥式整流电路还并联设置有采样电阻,采样电阻包括相互串联的电阻r1、r2、r3；实现正负极反接仍然可以工作且带有输入端高低压保护,当母线上的采样电阻检测到输入电压过高或过低时，将信号反馈给主控芯片从而控制继电器k1迅速动作断开主回路，从而保护后级电路不受影响。
21.优选的，桥式整流电路包括二极管d1、d2、d3、d4，d1串联在电源的正极与k1之间，d2串联在电源的负极和k1之间，d3串联在电源的正极和升降压电路之间，d4串联在电源的负极和升降压电路之间，当输入端正向输入时，d1、d4管导通，d2、d3管截止，电流从d1管正极流入，从d4管负极流出，当输入端反向输入时，d2、d3管导通d1、d4管截止，电流从d2管正极流入，从d3管负极流出。
22.优选的，升降压电路包括由mos管q1、q2、q3、q4、电感l1、电容c1和c2组成的buck降压电路和boost升压电路，该电路的主要拓扑结构为正负反接带高低、压保护buck-boost电
路，无论输入源为正接或是反接，主电路都可以正常工作。
23.优选的，buck降压电路在q3常开、q4常闭时工作，当输入源大于后级电路所需的电压时buck电路将对输入源进行降压，l1充当降压电感，在q1开通q2关断为电感l1充电，电感电压极性呈现为左正右负，电流流经方向为d1
→
k1
→
q1
→
l1
→
q3
→
c2&rl
→
d4，或正负反接时，主电路正常工作，电流流经方向为d2
→
k1
→
q1
→
l1
→
q3
→
c2&rl
→
d3，在q1关断q2开通时，电感l1电压极性呈现左负右正，由电感l1储存的能量给负载rl供电，电流流经方向为l1
→
q3
→
c2&rl
→
q2
→
l1，q1的关断，在同一时刻使得输入源不能能量传输，实现了降压的功能。
24.优选的，当输入源不满足后级供电时boost电路将对输入源进行升压，l1充当升压电感，boost升压电路在q1常开、q2常闭工作，在q4开通q3关断时为电感l1充电，电感电压极性呈现为左正右负，电流流经方向为d1
→
k1
→
q1
→
l1
→
q4
→
d4，或d2
→
k1
→
q1
→
q4
→
d3，在q4管关断q3开通时，电路中电感l1电压极性呈现左负右正，由于q1一直保持常开状态，输入源能够一直能量传输，由输入源和l1电感储存的能量给负载rl供电，二者能量叠加，给负载rl升压供电，电流流经方向为d1
→
k1
→
q1
→
l1
→
q3
→
rl
→
d4或d2
→
k1
→
q1
→
l1
→
q3
→
rl
→
d3。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
26.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种正负极反接带高压保护buck-boost电路，其特征在于：包括防接反高低压保护电路和升降压电路，所述防接反高低压保护电路一端连接有电源，所述防接反高低压保护电路另一端与升降压电路连接，所述升降压电路连接有负载rl，所述防接反高低压保护电路包括相互串联的桥式整流电路和控制继电器k1，所述桥式整流电路还并联设置有采样电阻。2.根据权利要求1所述的一种正负极反接带高压保护buck-boost电路，其特征在于：所述桥式整流电路包括二极管d1、d2、d3、d4，所述d1串联在电源的正极与k1之间，所述d2串联在电源的负极和k1之间，所述d3串联在电源的正极和升降压电路之间，所述d4串联在电源的负极和升降压电路之间。3.根据权利要求1所述的一种正负极反接带高压保护buck-boost电路，其特征在于：所述采样电阻包括相互串联的电阻r1、r2、r3。4.根据权利要求1所述的一种正负极反接带高压保护buck-boost电路，其特征在于：所述升降压电路包括由mos管q1、q2、q3、q4、电感l1组成的buck降压电路和boost升压电路。5.根据权利要求4所述的一种正负极反接带高压保护buck-boost电路，其特征在于：所述buck降压电路在q3常开、q4常闭时工作，在q1开通q2关断为电感l1充电，在q1关断q2开通时，由电感l1储存的能量给负载rl供电。6.根据权利要求4所述的一种正负极反接带高压保护buck-boost电路，其特征在于：所述boost升压电路在q1常开、q2常闭时工作，在q4开通q3关断时为电感l1充电，在q4管关断q3开通时，由电源和电感l1储存的能量二者叠加，给负载rl升压供电。

技术总结
本实用新型公开了一种正负极反接带高压保护BUCK-BOOST电路，包括防接反高低压保护电路和升降压电路，所述防接反高低压保护电路一端连接有电源，所述防接反高低压保护电路另一端与升降压电路连接，所述升降压电路连接有负载RL，所述防接反高低压保护电路包括相互串联的桥式整流电路和控制继电器K1，所述桥式整流电路还并联设置有采样电阻,实现正负极反接仍然可以工作且带有输入端高低压保护,当母线上的采样电阻检测到输入电压过高或过低时，将信号反馈给主控芯片从而控制继电器K1迅速动作断开主回路，从而保护后级电路不受影响。从而保护后级电路不受影响。从而保护后级电路不受影响。


技术研发人员：吴长华 钟远亮 杨钟煜 彭沙
受保护的技术使用者：美世乐（广东）新能源科技有限公司
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/8/26