CN203180774U - 一种开关稳压电路 - Google Patents
一种开关稳压电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203180774U CN203180774U CN 201320150748 CN201320150748U CN203180774U CN 203180774 U CN203180774 U CN 203180774U CN 201320150748 CN201320150748 CN 201320150748 CN 201320150748 U CN201320150748 U CN 201320150748U CN 203180774 U CN203180774 U CN 203180774U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- resistance
- output
- triode
- comparator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种开关稳压电路，包括调整开关管电路、开关控制电路、输出短路保护电路、输出滤波电路、输出反馈分流电路和输出端稳压电路；所述调整开关管电路和开关控制电路并联连接，所述调整开关管电路和输出短路保护电路串联连接，输出反馈分流电路和输出端稳压电路共用一个比较器，所述输出短路保护电路的输出连接在所述比较器的“+”输入端。本实用新型由六部分电路的相互协调和统一来实现模块的功用。本实用新型输出电流：500mA，开关频率：100KHz，输出纹波：<±10mV的性能优异、成本低廉、能效高且简约方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电路，尤其涉及一种输出电流：500mA，开关频率：100KHz，输出纹波：<±10mV的性能优异、成本低廉、能效高而简约方便的开关稳压电路。
背景技术
在设计印板稳压电路时大都采用线性调整的三端稳压模块78xx和79xx等，其简单方便的接入模式确实为广大的电子工作者带来便利。但是在实际应用中还是有很多局限，主要是在高调整压差时模块温度会非常高，随之输出功率就急剧下降以致电路不能正常的工作。在此情况下必须附加较大的散热器才能正常工作。以我公司的一款超声波断纸检测仪为例，超声波探头需要DC24V供电，CPU、液晶显示器和检测控制电路都是DC5V供电，5V电路的工作电流为300mA，整机采用DC24V单一电源供电，5V电源由7805三端稳压模块（7805的输入电压范围是7-25V）直接从24V压下来，结果由于7805的温度太高导致电路不能正常工作，加装散热器后电路能工作但时间一长整个机盒的温度就很高，影响到其他电路的工作。
目前在各种行业的控制与检测设备以及各种电子设备中对于稳压模块的应用非常广泛，并且大部分电子***中都存在多路电源的应用，比如在处理器单元中一般需要5V、3.3V电源，在模拟处理单元一般需要+12V、-12V、9V、15V、6V等电源，在控制和通讯单元中一般需要各种12V以上的电源。随着电子技术的不断发展尤其是大量的集成电路和微处理器的应用，使得现在的电子设备大都朝着各种单元综合化应用的方向发展。如此一来***电源模块的设计和应用就必然显示出其至关重要的一面。这样一款性能优异、成本低廉、能效高而简约方便的开关型稳压模块也必然会具有广泛的应用场合和良好的市场前景。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种输出电流：500mA，开关频率：100KHz，输出纹波：<±10mV的性能优异、成本低廉、能效高而简约方便的开关稳压电路。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种开关稳压电路，所述开关稳压电路包括调整开关管电路、开关控制电路、输出短路保护电路、输出滤波电路、输出反馈分流电路和输出端稳压电路；
所述调整开关管电路和开关控制电路并联连接，所述调整开关管电路和输出短路保护电路串联连接，输出反馈分流电路和输出端稳压电路共用一个比较器，所述输出短路保护电路的输出连接在所述比较器的“+”输入端。
在本实用新型的具体实施例中：所述调整开关管电路包括三极管Q1和三极管Q2组成的复合管和一个上拉偏置电阻R1；
所述开关控制电路包括运放AR1、运放AR1的反向端电容C1、电阻R4、电阻R5、三极管Q3、电阻R3、电阻R2、电阻R11、稳压二极管D3、电容C5；电阻R11、稳压二极管D3、电容C5组成5V电压基准；
所述输出短路保护电路包括采样电阻R22和三极管Q6；
所述输出滤波电路包括整流二极管D1、钳位二极管D2、滤波电感L1和外接的电容C3；
所述输出反馈分流电路包括比较器AR2、比较器输出限流电阻R9、作为电流放大器应用的三极管Q4；
所述输出端稳压电路包括比较器AR2、电阻R8、三极管Q5、电阻R7，其中比较器AR2是与所述输出反馈分流电路共用的比较器；
所述三极管Q1的基极连接三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极连接上拉偏置电阻R1的一端，上拉偏置电阻R1的另一端连接三极管Q2的集电极；Q2的集电极接在24V直流电源的正极；
所述运放AR1的正向输入端连接在电阻R2和电阻R3之间，电阻R2的另一端连接在电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接在24V直流电源的正极；电阻R2和电阻R11之间分出一支路连接有并联连接的稳压二极管D3和电容C5，
运放AR1的反向输入端连接分为两路，一路连接在电阻R4的一端，另一路和反向端电容C1的一端连接，反向端电容C1的另一端接地；运放AR1的输出端通过电阻R5连接在三极管Q3的基极上；
三极管Q6的基极分为两路，分别连接整流二极管D1的负极端子端和采样电阻R22的一端，整流二极管D1的正极端子端连接三极管Q1的发射极，
比较器AR2的“+”输入端分为两路，一路连接滤波电感L1的一端，另一路连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接三极管Q5的集电极，
比较器AR2的“-”输入端连接稳压二极管D3和电容C5的公共端，
比较器AR2的输出端分为两路，一路通过电阻R8连接在三极管Q5的基极，另一路通过电阻R9连接在三极管Q4的基极；
钳位二极管D2的正极端子端连接在三极管Q4的发射极，钳位二极管D2的负极端子端连接在电阻R3上远离电阻R2的一端。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的开关稳压电路，由调整开关管电路、开关控制电路、输出短路保护电路、输出滤波电路、输出反馈分流电路和输出端稳压电路六部分组成。并由这六部分电路的相互协调和统一来实现模块的功用。本实用新型输出电流：500mA，开关频率：100KHz，输出纹波：<±10mV的性能优异、成本低廉、能效高且简约方便。
附图说明
图1是本实用新型提供的开关稳压电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
本实用新型提供的开关稳压电路，包括调整开关管电路、开关控制电路、输出短路保护电路、输出滤波电路、输出反馈分流电路和输出端稳压电路；
所述调整开关管电路和开关控制电路并联连接，所述调整开关管电路和输出短路保护电路串联连接，输出反馈分流电路和输出端稳压电路共用一个比较器，所述输出短路保护电路的输出连接在所述比较器的“+”输入端。
图1是本实用新型提供的开关稳压电路的电路图，如图1所示：调整开关管电路包括三极管Q1和三极管Q2组成的复合管和一个上拉偏置电阻R1；
开关控制电路包括运放AR1、运放AR1的反向端电容C1、电阻R4、电阻R5、三极管Q3、电阻R3、电阻R2、电阻R11、稳压二极管D3、电容C5；电阻R11、稳压二极管D3、电容C5组成5V电压基准；
由Q1、Q2复合管和R1构成调整开关管电路，采用复合管是考虑提高开关管的输入阻抗避免由AR2、R8、Q5和R7组成的稳压电路以及由AR2、R9、Q4和R6组成的分流电路的工作电流过大而增加功耗。
输出短路保护电路包括采样电阻R22和三极管Q6；
由AR1、C1、R4、R5、Q3、R3、R2、R11、D3、C5构成开关控制电路。其中R3、R2组成AR1的域值电平控制电路（正反馈电路）。
R4、C1组成AR1的负反馈滤波电路。
R11、D3、C5组成5V电压基准。
正反馈和负反馈电路的输入都取样采样电阻R22的后端。
输出滤波电路包括整流二极管D1、钳位二极管D2、滤波电感L1和外接的电容C3；
其中D1是整流二极管，作用是防止电感L1产生的高次正向谐波冲击开关管。D2是钳位二极管，作用是消除电感L1产生的反向电压。L1是滤波电感，作用是抑制输出电路中电流的变化，结合外接电容C3可以有效的降低电路的输出纹波。
输出反馈分流电路包括比较器AR2、比较器输出限流电阻R9、作为电流放大器应用的三极管Q4；
由AR2、R8、Q5、R7构成输出端（负反馈）稳压电路，其中AR2是与分流电路共用的比较器，R8是比较器输出限流电阻，Q5是作为电流放大器应用，R7也是作为限流电阻用。
三极管Q1的基极连接三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极连接上拉偏置电阻R1的一端，上拉偏置电阻R1的另一端连接三极管Q2的集电极；Q2的集电极接在24V直流电源的正极；
运放AR1的正向输入端连接在电阻R2和电阻R3之间，电阻R2的另一端连接在电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接在24V直流电源的正极；电阻R2和电阻R11之间分出一支路连接有并联连接的稳压二极管D3和电容C5，
运放AR1的反向输入端连接分为两路，一路连接在电阻R4的一端，另一路和反向端电容C1的一端连接，反向端电容C1的另一端接地；运放AR1的输出端通过电阻R5连接在三极管Q3的基极上；
三极管Q6的基极分为两路，分别连接整流二极管D1的负极端子端和采样电阻R22的一端，整流二极管D1的正极端子端连接三极管Q1的发射极，
比较器AR2的“+”输入端分为两路，一路连接滤波电感L1的一端，另一路连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接三极管Q5的集电极，
比较器AR2的“-”输入端连接稳压二极管D3和电容C5的公共端，
比较器AR2的输出端分为两路，一路通过电阻R8连接在三极管Q5的基极，另一路通过电阻R9连接在三极管Q4的基极；
钳位二极管D2的正极端子端连接在三极管Q4的发射极，钳位二极管D2的负极端子端连接在电阻R3上远离电阻R2的一端。
本实用新型的工作原理如下：
开关管电路：开关管在开关控制电路的作用下起电流开关作用，其中R1是上拉的偏置电阻，增加R1的阻值可以减小开关控制电路和负反馈分流电路的消耗，但是由于偏置电流减小而使开关管不能处于全导通状态，会增加开关管的功耗。反之减小R1的阻值可以提高开关管的导通能力减小开关管导通时的正向压降从而减小开关管的功耗，但是必然的会增加开关控制电路和负反馈分流电路的消耗，为了以较小的偏置电流获得满意的导通能力采用了复合管电路。
调整开关控制电路：开关控制电路实际上是一个运放振荡器电路的应用，由R3、R2组成AR1同相输入端的域值电平控制电路（正反馈），当开关管导通时R22后端的电压为21V，此时AR1同相端的阈值电平为:
（21-5）*R2/(R3+R2)+5=16*2/202+5=5.16V
同时R22后端的电压通过R4向C1充电路使AR1反向端的电平上升，当AR1反向端的电平高于5.16V时AR1的输出为低Q3导通，开关管截止，电感L1中储存的电能开始释放，由于电感L1释能时可以等效成一个电源串联在电路中使得R22后端电压为负，该电压经D2钳位后约为-0.6V，此时AR1同相端的阈值电平为：
(-0.6-5)*R2/(R2+R3)+5=-5.6*2/202+5=4.94V。
同时C1通过R4放电，AR1反向端的电平开始下降，当AR1反向端的电平低于4.94V时AR1的输出为高Q3截止，开关管导通，R22后端电压上升至21V电感L1储能，开始一个新的周期。
输出短路保护电路：输出短路保护电路由采样电阻R22和三极管Q6组成，当输出短路并使通过R22的电流达到600mA时保护三极管Q6的基极和发射极之间可获得一个大于0.7V的电压使Q6处于饱和导通状态，导致开关管截止从而起到保护作用。此外该电路还起到限制工作电流在600mA以内的作用。
输出滤波电路：电感L1和外接的电容C3构成了典型的LC滤波电路。由于开关管工作在开关状态所以R22后端的电压波形是脉冲形式，其电压在-0.6V至21V之间来回急剧的波动。L1的作用是阻止流经电感的电流发生突变，当开关管导通的瞬间电感输入端的电压突然上升，此时电感产生反向电动势阻止电流的变化并开始储存电能，此时输出电流基本靠C3放电维持当储能结束并且开关管截止时电感开始释放电能向负载供电并向C3充电，这样在开关管的一开一关之间电感L1完成了储能和释能的过程，电容C3则完成了充电和放电的过程。正是这样的一搭一配起到了输出滤波的作用。
输出反馈分流电路：由AR2、R9、Q4构成开关管基极的分流电路是一个负反馈电路，其中的AR2是一个电压比较器，R9是比较器输出限流电阻，Q4起电流放大作用。在开关管处于导通的暂态并且输出电压高于基准电压时AR2输出为高，Q4导通对开关管基极进行分流以减小开关管的导通电流，起到抑制输出纹波的作用。
输出端稳压电路：由AR2、R8、Q5、R7构成输出端（负反馈）稳压电路，其中AR2是与分流电路共用的比较器，当输出电压高于基准电压时AR2输出高电平使Q5导通，从而使输出电压降低。当输出电压低于基准电压时AR2输出低电平，该电路不起作用。
下面是一个具体的测试实验：输入电压为24V时的性能测试
以输入电压=DC24V、负载电流=500mA进行测试
输出电压特性：
用示波器A通道5V档观测电路的输出端，用示波器B通道10V档观测电路的输入端。
观测点1：输入=24V，输出=5.0701V
观测点2：输入=24V，输出=5.0704V
结论：符合设计要求。
输出电压纹波：
用示波器A通道AC2mV档，观测输出电压波形
得波峰值为478μV，波谷值为-292μV
结论：符合设计要求。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和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只是说明本实用新型的原理，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。
Claims (2)
1.一种开关稳压电路，其特征在于：所述开关稳压电路包括调整开关管电路、开关控制电路、输出短路保护电路、输出滤波电路、输出反馈分流电路和输出端稳压电路；
所述调整开关管电路和开关控制电路并联连接，所述调整开关管电路和输出短路保护电路串联连接，输出反馈分流电路和输出端稳压电路共用一个比较器，所述输出短路保护电路的输出连接在所述比较器的“+”输入端。
2.根据权利要求1所述的开关稳压电路，其特征在于：所述调整开关管电路包括三极管Q1和三极管Q2组成的复合管和一个上拉偏置电阻R1；
所述开关控制电路包括运放AR1、运放AR1的反向端电容C1、电阻R4、电阻R5、三极管Q3、电阻R3、电阻R2、电阻R11、稳压二极管D3、电容C5；电阻R11、稳压二极管D3、电容C5组成5V电压基准；
所述输出短路保护电路包括采样电阻R22和三极管Q6；
所述输出滤波电路包括整流二极管D1、钳位二极管D2、滤波电感L1和外接的电容C3；
所述输出反馈分流电路包括比较器AR2、比较器输出限流电阻R9、作为电流放大器应用的三极管Q4；
所述输出端稳压电路包括比较器AR2、电阻R8、三极管Q5、电阻R7，其中比较器AR2是与所述输出反馈分流电路共用的比较器；
所述三极管Q1的基极连接三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极连接上拉偏置电阻R1的一端，上拉偏置电阻R1的另一端连接三极管Q2的集电极；Q2的集电极接在24V直流电源的正极；
所述运放AR1的正向输入端连接在电阻R2和电阻R3之间，电阻R2的另一端连接在电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接在24V直流电源的正极；电阻R2和电阻R11之间分出一支路连接有并联连接的稳压二极管D3和电容C5，
运放AR1的反向输入端连接分为两路，一路连接在电阻R4的一端，另一路和反向端电容C1的一端连接，反向端电容C1的另一端接地；运放AR1的输出端通过电阻R5连接在三极管Q3的基极上；
三极管Q6的基极分为两路，分别连接整流二极管D1的负极端子端和采样电阻R22的一端，整流二极管D1的正极端子端连接三极管Q1的发射极，
比较器AR2的“+”输入端分为两路，一路连接滤波电感L1的一端，另一路连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接三极管Q5的集电极，
比较器AR2的“-”输入端连接稳压二极管D3和电容C5的公共端，
比较器AR2的输出端分为两路，一路通过电阻R8连接在三极管Q5的基极，另一路通过电阻R9连接在三极管Q4的基极；
钳位二极管D2的正极端子端连接在三极管Q4的发射极，钳位二极管D2的负极端子端连接在电阻R3上远离电阻R2的一端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320150748 CN203180774U (zh) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | 一种开关稳压电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320150748 CN203180774U (zh) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | 一种开关稳压电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203180774U true CN203180774U (zh) | 2013-09-04 |
Family
ID=49077429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201320150748 Expired - Fee Related CN203180774U (zh) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | 一种开关稳压电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203180774U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106200746A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-12-07 | 东莞博力威电池有限公司 | 一种线性串联稳压电路 |
| CN107070225A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-08-18 | 上海乐野网络科技有限公司 | 一种负反馈分立电源电路 |
-
2013
- 2013-03-28 CN CN 201320150748 patent/CN203180774U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106200746A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-12-07 | 东莞博力威电池有限公司 | 一种线性串联稳压电路 |
| CN106200746B (zh) * | 2016-08-11 | 2018-06-08 | 东莞博力威电池有限公司 | 一种线性串联稳压电路 |
| CN107070225A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-08-18 | 上海乐野网络科技有限公司 | 一种负反馈分立电源电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103414348B (zh) | 高频pwm技术双向dc/dc能量交换电路 | |
| CN203574531U (zh) | 基于高频振荡信号的mos管驱动电路 | |
| CN203180774U (zh) | 一种开关稳压电路 | |
| CN102522884A (zh) | 一种可用于高输入电压的ldo电路 | |
| CN203504449U (zh) | 开关电感γ型z源逆变器拓扑结构 | |
| CN208874470U (zh) | 一种新型超宽输入dc降压电路 | |
| CN104362773A (zh) | 无线电能传输装置 | |
| CN204556715U (zh) | 一种过零检测电路及变频空调 | |
| CN103219761A (zh) | 可扩展控制逆变一体机 | |
| CN104656034A (zh) | 一种直流电子负载 | |
| CN208156170U (zh) | 一种总线电源的主动报警电路 | |
| CN112968512A (zh) | 后备电源充放电管理模块、充放电装置及电子产品 | |
| CN202276285U (zh) | 一种用于程控交换机的电源滤波电路 | |
| CN205141754U (zh) | 一种具有电池保护功能的供电管理电路 | |
| CN206004528U (zh) | 一种高倍升压电路 | |
| CN206060226U (zh) | 一种风机专用单项并网逆变器 | |
| CN205178859U (zh) | 一种dsp芯片供电电源电路 | |
| CN204271971U (zh) | 一种变频器的频率检测装置 | |
| CN203387452U (zh) | 一种调速喷雾器控制电路 | |
| CN109391141A (zh) | 输入输出电流均连续的升压型dc-dc变换器 | |
| CN204316319U (zh) | 车载电源适配器 | |
| CN203261237U (zh) | 一种同步整流模式的直流变换器 | |
| CN204859016U (zh) | 一种ac-dc转换电路 | |
| CN203251225U (zh) | 双向Buck变换器 | |
| CN204041249U (zh) | 燃油发电机组控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130904 Termination date: 20180328 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |