[发明专利]一种单线恒流转恒压电能转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种单线恒流转恒压电能转换电路。

背景技术

在传统的直流供电领域，无论是恒压源还是恒流源，都采用两根导线供电，即一根电源线和一根回线。而在远距离光纤通信尤其是海底光纤通信应用中，由于单线恒流供电的特点、成本等优势，大都采用光电复合缆。光电复合缆上有一层屏蔽铜管，缆上负载的供电正是利用这层铜管提供恒定电流来实现，它只有一根导线，其回线是利用海水或大地来实现的。因为缆上只有一根导线且通过某一恒定的电流值，用传统的方法来获得负载所需的恒压源显得异常困难。

因此，有必要设计一种单线恒流转恒压电能转换电路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单线恒流转恒压电能转换电路，该单线恒流转恒压电能转换电路易于实施，构思巧妙，特别适合应用于单线供电场合。

发明的技术解决方案如下：

一种单线恒流转恒压电能转换电路，包括电流旁路、CC/CV主电路和MOS管驱动电路；

CC/CV主电路和电流旁路并联后串接在单线恒流输出通路中；

电流旁路包括NMOS管Q1和电阻R1；NMOS管Q1的D极为电流旁路的输入端(记为M点，即接单线恒流输出通路的电流输出端)，NMOS管Q1的S极与电阻R的一端相接，电阻R的另一端为电流旁路的输出端【记为N点，即接单线恒流输出通路的电流回流端】；也可以反过来接，即电阻R接在前面，Q1接在后面，图2中没有画与NMOS管相连的二极管；

CC/CV主电路包括二极管D1、电容C1和C2、电阻R2和稳压管D3；

二极管D1的正极接电流旁路的输入端(即M点)；二极管D1的负极经电容C1接电流旁路的输出端(即N点)；

所述的电阻R2、电容C2和稳压管D3构成输出支路；输出支路与电容C1并联；电阻R2的第一端接二极管D1的负极；电阻R2的第一端为直流电压正输出端DC+，电阻R2的第二端接稳压管D3的负极，稳压管D3的负极为+12V输出端；稳压管D3的正极接所述的电流旁路的输出端(即N端)；稳压管D3的正极为直流电压负输出端DC-；

电容C2与稳压管D3并联；

MOS管驱动电路由输出支路供电，用于为NMOS管Q1提供触发脉冲。

MOS管驱动电路包括电压检测器U1、三极管T1和T2以及电阻R31、R32、R33和R34；三极管T1和T2分别为NPN型三极管和PNP三极管；

电阻R31和电阻R32串联后接在DC+和DC-之间；电压检测器U1的VDD端接电阻R31和R32的连接点；电压检测器U1的VSS端接DC-；电压检测器U1的OUT端接三极管T1和T2的b极；三极管T1的c极接+12端，三极管T1的e极和三极管T2的e极短接，三极管T2的c极接DC-端；三极管T1的e极经电阻R34到脉冲输出端DRIVE；脉冲输出端DRIVE与DC-端之间跨接有稳压管D31；脉冲输出端DRIVE为NMOS管Q1的栅极提供触发脉冲；

电压检测器U1采用S-80850CLUA-B7BT26芯片。

所述的电阻R32为可变电阻。

电容C1的电容值由下式确定：

C＝2PT/[(V2^2-V1^2)*η*K]；其中^表示幂，V1^2表示V1的平方；V2^2表示V2的平方；

P------电源模块总输出功率；

T------时间，50mS

η------电源模块转换效率，η≥0.85；

V2------输入电源正常供电电压；

V1------电源模块工作电压下限值；

K为降额系数，降额系数取0.5～0.6。

CC/CV主电路还包括与电容C1并联的TVS二极管D2【用来吸收恒压源电路的瞬变电压】。

输出支路与电容C1之间串接有共模电感L1。【共模电感L1中的一个电感接在二极管D1的负极与DC+之间，另一个电感接在电流旁路的输出端(即N点)与DC-之间】

所述的单线恒流转恒压电能转换电路还包括恒压源使能输出电路；恒压源使能输出电路包括电压检测器U2、稳压管D41、电阻R41和R42；

电阻R41和电阻R42串联后接在DC+和Dc-之间；电压检测器U2的VDD端接电阻R41和R42的连接点；电压检测器U2的VSS端接DC-；电压检测器U2的OUT端为使能输出端EN；使能输出端EN与DC-端之间跨接有稳压管D41；