本發明涉及dc驅動電路，尤其涉及一種寬幅dc驅動電路。

背景技術：

1、隨著便攜式電子設備及低壓儲能系統的快速發展，對低壓大電流dc升壓電路的需求日益增加。然而，現有技術存在顯著局限性：傳統dc升壓電路在輸入電壓低于3v時難以實現高效大電流輸出，這是因為其主要依賴的升壓芯片需在4v以上電壓才能正常工作，迫使儲能系統通過多組電池串聯提升電壓。這種方式不僅增加了電池組的體積和復雜度，還需引入電池均衡管理電路(bms)以解決串聯電池組的電壓不均衡問題，導致系統成本上升且可靠性降低。

2、此外，現有低壓(低于3v)升壓技術僅支持單向能量傳輸，無法實現反向充電功能。市場上主流的雙向充放電ic多適配5v以上輸入電壓，且要求電池組至少由兩節串聯組成，限制了其在單節電池供電場景中的應用。例如，在單節鋰電池(標稱電壓3.2v)或低壓儲能模組中，現有技術無法同時滿足升壓輸出與反向充電需求，導致系統靈活性不足，難以適配便攜設備的小型化趨勢。

3、針對上述問題，現有解決方案需依賴復雜的外圍電路和電池管理模塊，進一步增加了設計成本和功。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種能夠兼容更低輸入電壓且支持電池雙向充放電的寬幅dc驅動電路。

2、為了實現上述目的，本發明提供了一種寬幅dc驅動電路，其包括dc變換電路、控制器、輔助電源電路以及第一接口端和第二接口端；

3、所述第一接口端用于將可充電電池與所述dc變換電路連接，所述第二接口端用于將放電負載或充電負載與所述dc變換電路連接；

4、所述控制器與所述dc變換電路的調節端連接，所述控制器用于控制所述dc變換電路的工作狀態；

5、所述輔助電源電路包括輔助電源和與所述輔助電源連接的電源處理電路，所述電源處理電路的輸出端與所述控制器的電源端連接，以為所述控制器提供工作所需電源。

6、較佳地，所述輔助電源電路包括放電輔助電源電路和充電輔助電源電路；

7、所述放電輔助電源電路包括第一輔助電源和與所述第一輔助電源連接的第一電源處理電路，所述第一電源處理電路的輸出端與所述控制器的電源端連接；

8、所述充電輔助電源電路包括第二電源處理電路，所述第二電源處理電路與所述第二接口端連接，以從與所述第二接口端連接的充電負載獲取第二輔助電源，所述第二電源處理電路的輸出端與所述控制器的電源端連接。

9、較佳地，還包括一低壓保護電路，所述低壓保護電路的輸入端與所述第一輔助電源連接，低壓保護電路的輸出端與所述第一電源處理電路的輸入端連接，所述控制器還與所述第一接口端連接，以獲取所述可充電電池的端口電壓；

10、所述低壓保護電路還包括與所述控制器連接的控制端口，所述控制器基于所述端口電壓控制所述低壓保護電路的開/關狀態。

11、較佳地，所述低壓保護電路包括輸入電路、輸出電路、運算放大器以及功率調整器；

12、所述輸入電路的一端與外設的第一輔助電源連接，所述輸入電路的另一端與所述運算放大器的同相端連接，所述輸出電路的一端與所述運算放大器的反相端連接，所述輸出電路的另一端與所述第一電源處理電路連接；

13、所述功率調整器串聯在所述運算放大器的輸出端的電流回路中，所述控制端口位于所述功率調整器上，所述控制端口用于控制所述功率調整器的開/關；

14、所述輸入電路，用于基于所述第一輔助電源提供的初始電壓生成參考電壓；

15、所述輸出電路，用于基于輸出給所述第一電源處理電路的目標電壓生成采樣電壓；

16、所述運算放大器，用于基于所述參考電壓和所述采樣電壓生成誤差信號；

17、所述功率調整器能夠根據所述誤差信號的大小自適應調整所述運算放大器的工作狀態，以使得所述輸出電路輸出的目標電壓穩定在目標水平。

18、較佳地，所述輸入電路包括串聯連接的第一電阻和第二電阻，所述第一電阻與所述第一輔助電源連接，所述第二電阻接地，所述第一電阻與所述第二電阻之間的第一節點與所述運算放大器的同相端連接；所述輸出電路包括串聯連接的的第三電阻和第四電阻，所述第三電阻與所述第一電源處理電路的輸入端連接，所述第四電阻接地，所述第三電阻和所述第三電阻之間的第二節點與所述運算放大器的反相端連接。

19、較佳地，所述運算放大器的同相端與輸出端之間具有第五電阻；所述運算放大器的反相端與地之間具有第一電容，所述運算放大器的正極端與負極端之間具有第二電容；所述運算放大器的輸出端通過第六電阻與所述功率調整器連接，所述第六電阻與所述功率調制器之間還連接有第七電阻，所述第七電阻的另一端接地。

20、較佳地，所述功率調整器包括第一功率開關管。

21、較佳地，所述dc變換電路與所述第一接口端之間還設置至少一個第二功率開關管，所述第二功率開關管的控制端與所述控制器連接；所述控制器還與所述第一接口端連接，以獲取所述可充電電池的端口電壓；所述控制器根據所述端口電壓的方向控制所述第二功率開關管的開/關狀態。

22、較佳地，所述dc變換電路與所述第一接口端之間還設置有與所述控制器連接的第一電流檢測電路，所述dc變換電路與所述第二接口端之間還設置有與所述控制器連接的第二電流檢測電路；

23、當所述第二接口端與所述放電負載連接時，所述控制器根據所述第二電流檢測電路檢測到的電流值控制所述dc變換電路的工作狀態；

24、當所述第二接口端與所述充電負載連接時，所述控制器根據所述第一電流檢測電路檢測到的電流值控制所述dc變換電路的工作狀態。

25、較佳地，當所述第二接口端與所述放電負載連接時，所述控制器還能夠根據所述第一電流檢測電路檢測到的電流值與預設的第一最大閾值的比較控制所述dc變換電路的工作狀態；當所述第二接口端與所述充電負載連接時，所述控制器根據所述第二電流檢測電路檢測到的電流值與預設的第二最大閾值的比較控制所述dc變換電路的工作狀態。

26、與現有技術相比，本發明上述技術方案提供的寬幅dc驅動電路，通過輔助電源電路為控制器提供穩定的工作電源，適用于充電模式和放電模式，使得控制器能在電池輸出的電壓低至1v時仍保持正常運行，這就突破了傳統dc變換電路依賴與之連接的可充電電池高壓的瓶頸，實現了寬幅輸入(1v-35v)，尤其適配單節低壓電池，無需多節串聯供電，從而拓展了dc驅動電路的使用場景，而且避免了傳統方案中電池均衡管理電路(bms)的引入，顯著降低系統復雜性與成本。

技術特征：

1.一種寬幅dc驅動電路，其特征在于，包括dc變換電路、控制器、輔助電源電路以及第一接口端和第二接口端；

2.根據權利要求1所述的寬幅dc驅動電路，其特征在于，所述輔助電源電路包括放電輔助電源電路和充電輔助電源電路；

3.根據權利要求2所述的寬幅dc驅動電路，其特征在于，還包括一低壓保護電路，所述低壓保護電路的輸入端與所述第一輔助電源連接，低壓保護電路的輸出端與所述第一電源處理電路的輸入端連接，所述控制器還與所述第一接口端連接，以獲取所述可充電電池的端口電壓；

4.根據權利要求3所述的寬幅dc驅動電路，其特征在于，所述低壓保護電路包括輸入電路、輸出電路、運算放大器以及功率調整器；

5.根據權利要求4所述的寬幅dc驅動電路，其特征在于，所述輸入電路包括串聯連接的第一電阻和第二電阻，所述第一電阻與所述第一輔助電源連接，所述第二電阻接地，所述第一電阻與所述第二電阻之間的第一節點與所述運算放大器的同相端連接；所述輸出電路包括串聯連接的的第三電阻和第四電阻，所述第三電阻與所述第一電源處理電路的輸入端連接，所述第四電阻接地，所述第三電阻和所述第三電阻之間的第二節點與所述運算放大器的反相端連接。

6.根據權利要求4所述的寬幅dc驅動電路，其特征在于，所述運算放大器的同相端與輸出端之間具有第五電阻；所述運算放大器的反相端與地之間具有第一電容，所述運算放大器的正極端與負極端之間具有第二電容；所述運算放大器的輸出端通過第六電阻與所述功率調整器連接，所述第六電阻與所述功率調制器之間還連接有第七電阻，所述第七電阻的另一端接地。

7.根據權利要求4所述的寬幅dc驅動電路，其特征在于，所述功率調整器包括第一功率開關管。

8.根據權利要求1所述的寬幅dc驅動電路，其特征在于，所述dc變換電路與所述第一接口端之間還設置至少一個第二功率開關管，所述第二功率開關管的控制端與所述控制器連接；所述控制器還與所述第一接口端連接，以獲取所述可充電電池的端口電壓；所述控制器根據所述端口電壓的方向控制所述第二功率開關管的開/關狀態。

9.根據權利要求1所述的寬幅dc驅動電路，其特征在于，所述dc變換電路與所述第一接口端之間還設置有與所述控制器連接的第一電流檢測電路，所述dc變換電路與所述第二接口端之間還設置有與所述控制器連接的第二電流檢測電路；

10.根據權利要求9所述的寬幅dc驅動電路，其特征在于，當所述第二接口端與所述放電負載連接時，所述控制器還能夠根據所述第一電流檢測電路檢測到的電流值與預設的第一最大閾值的比較控制所述dc變換電路的工作狀態；當所述第二接口端與所述充電負載連接時，所述控制器根據所述第二電流檢測電路檢測到的電流值與預設的第二最大閾值的比較控制所述dc變換電路的工作狀態。

技術總結
本發明公開了一種寬幅DC驅動電路，其包括DC變換電路、控制器、輔助電源電路以及第一接口端和第二接口端；第一接口端用于將可充電電池與DC變換電路連接，第二接口端用于將放電負載或充電負載與DC變換電路連接；控制器與DC變換電路的調節端連接，控制器用于控制DC變換電路的工作狀態；輔助電源電路包括輔助電源和與輔助電源連接的電源處理電路，電源處理電路的輸出端與控制器的電源端連接，以為控制器提供工作所需電源。本發明上述技術方案提供的寬幅DC驅動電路，通過輔助電源電路為控制器提供穩定的工作電源，使得控制器能在電池輸出的電壓低至1V時仍保持正常運行，實現了寬幅輸入，尤其適配單節低壓電池，從而拓展了DC驅動電路的使用場景。

技術研發人員：游賀清,金建剛
受保護的技術使用者：廣東歐德森智能科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28