CN207612196U - 掉电保持电路 - Google Patents

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武强
周峰
孙亚
王斌
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Abstract

本实用新型揭示了一种掉电保持电路，包括BOOST升压充电电路、电荷泵电路以及比较控制电路，BOOST升压充电电路包括BOOST驱动电路及BOOST升压电路，BOOST升压电路把输入直流电Vin升压到后端二次电源转换电路的输入上限电压或略低于输入上限电压，对一电容进行充电储能；电荷泵电路产生高频脉冲信号并通过与输入电压叠加构成BOOST驱动电路的驱动供电电压；比较控制电路是监控输入电压变化的，根据输入电压的变化产生高低电平来控制放电与充电过程；当输入电压正常输入范围，掉电保持电路维持充电状态，当输入电压低于一定电压，或者输入直流电失掉输入电压时，比较控制电路令上述电容放电至电压输出端。

Description

掉电保持电路
【技术领域】
本实用新型属于航空电子工程领域，特别是指一种宽范围升压充电及瞬时掉电反向放电自动保持电路。
【背景技术】
在高可靠性供电的航空电子设备中，一般要求二次电源具有瞬时掉电保护功能，即当两组电源供电相互切换而发生瞬时断电时，二次电源应能持续供电，以确保电子设备的工作不发生停顿。
为了满足具有瞬时掉电保护功能，现有二次电源一般采用了现成的直流转换器对电容进行充电，并实现掉电保护，其缺陷是输入电压范围窄，输入耐压低，需要附加输入前端过压保护电路，输入电源电压变动对输出掉电维持时间影响大，对电容的充电电压不可调，以及成本较高。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种用同步整流升压等器件组成的掉电保持电路，作为二次电源的瞬时掉电保持电路实现二次电源的不间断供电。
为实现上述目的，实施本实用新型的掉电保持电路包括BOOST升压充电电路、电荷泵电路以及比较控制电路，其中的BOOST升压充电电路包括 BOOST驱动电路及BOOST升压电路，BOOST升压电路把输入直流电Vin升压到后端二次电源转换电路的输入上限电压或略低于输入上限电压，对一电容进行充电储能；电荷泵电路产生高频脉冲信号并通过与输入电压叠加构成BOOST驱动电路的驱动供电电压；比较控制电路是监控输入电压变化的，根据输入电压的变化产生高低电平来控制放电与充电过程；当输入电压正常输入范围，掉电保持电路维持充电状态，当输入电压低于一定电压，或者输入直流电失掉输入电压时，比较控制电路令上述电容放电至电压输出端。
较佳地，BOOST驱动电路包括第一集成电路、第二集成电路及***的多个电容及电阻元件，其中第一集成电路(如UC1842等)的第1引脚与一第八电容的一端和第十电阻的一端连接，而第八电容的另一端接第一集成电路的第2引脚、第十一电阻的一端、第十二电阻的一端和第七电容的一端，第十电阻的另一端接第七电容的另一端，第十二电阻的另一端接输入上限电压，第十一电阻的另一端接地，第一集成电路的第3引脚接第九电容一端，第九电容另一端接地，第一集成电路的第4引脚接第十二电容的一端和第十三电阻的一端，第十二电容的另一端和第十电容的一端接地，第十电容的另一端和第十三电阻的另一端接第一集成电路的第8引脚，第一集成电路的第 5脚接地，第一集成电路的第7引脚接直流电源VCC和第十一电容的一端，第十一电容的另一端接地，第一集成电路的第6引脚接第三MOS管的G端和第二集成电路(如LM5102等)的第8引脚，第三MOS管的S端接地，第三MOS管的D端接第五电阻的一端和第二集成电路的第7引脚，第五电阻的另一端接直流电源VCC，第二集成电路的第5引脚接第四电阻的一端，第四电阻的另一端和第五电容的一端接地，第五电容的另一端接第二集成电路的第1引脚和直流电源VCC，第二集成电路的第6引脚接第三电阻的一端，第三电阻的另一端接第二集成电路的第9引脚和地，第二集成电路的第2引脚接第十四电容的一端，第十四电容的另一端接第二集成电路的第4引脚。
较佳地，BOOST升压电路包括第一电感、第一MOS管及第二MOS管等元件，其中第一电感的另一端接第一电容的一端、第一二极管的阴极、输出端，第一电容另一端接地，第一二极管的阳极接输入端，第一MOS管的S 端接地，第二MOS管的D端接第二电容的一端、第一电阻、第二电阻的一端、第二二极管的阴极，第二电容、第三电容另一端、第五二极管的阳极接地，第一电阻的另一端接第五二极管的阴极，第二电阻的另一端接第三电容的另一端及第二二级管的阳极。
较佳地，电荷泵电路主要包括第三集成电路及***器件，其中第八电阻的一端接BOOST驱动电路中第一集成电路的第8引脚，第八电阻的另一端接第九电阻一端、第三集成电路的第3引脚，第九电阻另一端接地，第三集成电路的第2引脚接BOOST驱动电路中第一集成电路的第4引脚，第三集成电路的第8引脚接直流电源VCC，第三集成电路的第4引脚接地，第三集成电路的第1引脚接第六电容的一端，第六电容的另一端接第三二极管、第四二极管的阴极、BOOST驱动电路的第二集成电路的第2引脚，第三二极管的阳极接输入上限电压Vc，第四二极管的阳极接地。
较佳地，比较控制电路主要包括第四集成电路、第四MOS管及***的器件，第六电阻的一端接输入直流电VIN，第六电阻的另一端接第四集成电路的第6 引脚和第七电阻的一端，第七电阻的另一端接地，第四集成电路的第5引脚接BOOST驱动电路中第一集成电路的第8引脚，第四集成电路的第7引脚接第四MOS管的G端，第四MOS管的D端接BOOST驱动电路中第二集成电路的第8引脚，第四MOS管的S端接地。
与现有技术相比较，该掉电保持电路具有宽范围升压和掉电保护功能，使后端二次电源转换电路(DC-DC)工作在瞬间掉电时稳定、可靠工作。
【附图说明】
图1为实施本实用新型的掉电保持电路的电路示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，实施本实用新型的掉电保持电路包括BOOST升压充电电路、电荷泵电路以及比较控制电路。其中的BOOST升压充电电路包括 BOOST驱动电路及BOOST升压电路，BOOST升压电路由L1、Q1、Q2、 C3等元器件构成的同步整流升压电路构成，电荷泵电路和比较控制电路由运放器、电阻、电容和二极管组成，BOOST升压电路把输入直流电Vin经过二极管V1后的电压升压到后端二次电源转换电路的输入上限电压Vc或略低于输入上限电压Vc，对第三电容C3进行充电储能，输入上限电压Vc的值通过调整第十一电阻R11、第十二R12等参数决定；电荷泵电路是通过比较器 IC3A及其***电路构成的振荡电路发出高频脉冲信号，通过与输入电压叠加构成BOOST驱动电路的驱动供电电压(MIDDLE)；比较控制电路是监控输入电压变化的，根据输入电压的变化产生高低电平来控制放电与充电过程；当输入电压正常输入范围，掉电保持电路维持充电状态，当输入电压低于一定电压，或者输入直流电Vin失掉输入电压时，比较控制电路中串接在输入电源上的两电阻形成的分压作为运放器的输入电位信号与基准电压作比较，运放器输出翻转的高电位将作为升压电路的第一MOS管Q1的驱动信号拉低，而将第二MOS管Q2保持高电平，使第三电容C3上电量放电至VOUT，从而达到掉电保持功能。
BOOST驱动电路中，第一集成电路IC1(如UC1842等)的第1引脚连接第八电容C8的一端和第十电阻R10的一端，第八电容C8的另一端接第一集成电路IC1的第2引脚、第十一电阻R11的一端、第十二电阻R12的一端和第七电容C7的一端，第十电阻R10的另一端接第七电容C7的另一端。第十二电阻R12的另一端接输入上限电压Vc。第十一电阻R11的另一端接地，第一集成电路IC1的第3引脚接第九电容C9一端，第九电容C9另一端接地，第一集成电路IC1的第4引脚接第十二电容C12的一端和第十三电阻R13的一端，第十二电容C12的另一端和第十电容C10的一端接地，第十电容C10 的另一端和第十三电阻R13的另一端接第一集成电路IC1的第8引脚，第一集成电路IC1的第5脚接地，第一集成电路IC1的第7引脚接直流电源VCC和第十一电容C11的一端，第十一电容C11的另一端接地，第一集成电路IC1 的第6引脚接第三MOS管Q3的G端和第二集成电路IC2(如LM5102等) 的第8引脚，第三MOS管Q3的S端接地，第三MOS管Q3的D端接第五电阻R5的一端和第二集成电路IC2的第7引脚，第五电阻R5的另一端接直流电源VCC，第二集成电路IC2的第5引脚接第四电阻R4的一端，第四电阻 R4的另一端和第五电容C5的一端接地，第五电容C5的另一端接第二集成电路IC2的第1引脚和直流电源VCC，第二集成电路IC2的第6引脚接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端接第二集成电路IC2的第9引脚和地，第二集成电路IC2的第2引脚接第十四电容C14的一端，第十四电容C14的另一端接第二集成电路IC2的第4引脚、BOOST升压电路中第一MOS管 Q1的D端、第二MOS管Q2的S端、第一电感L1的一端，第二集成电路 IC2的第3引脚接BOOST升压电路中第二MOS管Q2的G端(如后详述)，第二集成电路IC2的第10引脚接第一MOS管Q1的G端(如后详述)。
BOOST升压电路包括第一电感L1、第一MOS管Q1及第二MOS管Q2，其中第一电感L1的另一端接第一电容C1的一端、第一二极管V1的阴极、输出端，第一电容C1另一端接地，第一二极管V1的阳极接输入端，第一 MOS管Q1的S端接地，第二MOS管Q2的D端接第二电容C2的一端、第一电阻R1、第二电阻R2的一端、第二二极管V2的阴极及输入上限电压Vc，第二电容C2、第三电容C3另一端、第五二极管V5的阳极接地，第一电阻 R1的另一端接第五二极管V5的阴极，第二电阻R2的另一端接第三电容C3 的另一端及第二二级管V2的阳极。
电荷泵电路主要包括第三集成电路IC3A及***器件，其中第八电阻R8 的一端接BOOST驱动电路中第一集成电路IC1的第8引脚，第八电阻R8 的另一端接第九电阻R9一端、第三集成电路IC3A的第3引脚，第九电阻R9另一端接地，第三集成电路IC3A的第2引脚接BOOST驱动电路中第一集成电路IC1的第4引脚，第三集成电路IC3A的第8引脚接直流电源VCC，第三集成电路IC3A的第4引脚接地，第三集成电路IC3A的第1引脚接第六电容C6的一端，第六电容C6的另一端接第三二极管V3、第四二极管V4 的阴极、BOOST驱动电路的第二集成电路IC2的第2引脚，第三二极管V3 的阳极接输入上限电压Vc，第四二极管V4的阳极接地。
比较控制电路中主要包括第四集成电路IC3B、第四MOS管Q4及***的器件，第六电阻R6的一端接输入直流电VIN，第六电阻R6的另一端接第四集成电路IC3B(LM158等)的第6引脚和第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端接地，第四集成电路IC3B的第5引脚接BOOST驱动电路中第一集成电路IC1的第8引脚，第四集成电路IC3B的第7引脚接第四MOS管Q4的G端，第四MOS管Q4的D端接BOOST驱动电路中第二集成电路IC2的第8 引脚，第四MOS管Q4的S端接地。
与现有技术相比较，该掉电保持电路具有宽范围升压和掉电保护功能，使后端二次电源转换电路(DC-DC)工作在瞬间掉电时稳定、可靠工作。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种掉电保持电路，其特征在于该掉电保持电路包括BOOST升压充电电路、电荷泵电路以及比较控制电路，其中BOOST升压充电电路包括BOOST驱动电路及BOOST升压电路，BOOST升压电路把输入直流电Vin升压到后端二次电源转换电路的输入上限电压或略低于输入上限电压，对一电容进行充电储能；电荷泵电路产生高频脉冲信号并通过与输入电压叠加构成BOOST驱动电路的驱动供电电压；比较控制电路是监控输入电压变化的，根据输入电压的变化产生高低电平来控制放电与充电过程；当输入电压正常输入范围，掉电保持电路维持充电状态，当输入电压低于一定电压，或者输入直流电失掉输入电压时，比较控制电路令上述电容放电至电压输出端。
2.如权利要求1所述的掉电保持电路，其特征在于：该BOOST驱动电路包括第一集成电路、第二集成电路及***的多个电容及电阻元件，其中第一集成电路的第1引脚与一第八电容的一端和第十电阻的一端连接，而第八电容的另一端接第一集成电路的第2引脚、第十一电阻的一端、第十二电阻的一端和第七电容的一端，第十电阻的另一端接第七电容的另一端，第十二电阻的另一端接输入上限电压，第十一电阻的另一端接地，第一集成电路的第3引脚接第九电容一端，第九电容另一端接地，第一集成电路的第4引脚接第十二电容的一端和第十三电阻的一端，第十二电容的另一端和第十电容的一端接地，第十电容的另一端和第十三电阻的另一端接第一集成电路的第8引脚，第一集成电路的第5脚接地，第一集成电路的第7引脚接直流电源VCC和第十一电容的一端，第十一电容的另一端接地，第一集成电路的第6引脚接第三MOS管的G端和第二集成电路的第8引脚，第三MOS管的S端接地，第三MOS管的D端接第五电阻的一端和第二集成电路的第7引脚，第五电阻的另一端接直流电源VCC，第二集成电路的第5引脚接第四电阻的一端，第四电阻的另一端和第五电容的一端接地，第五电容的另一端接第二集成电路的第1引脚和直流电源VCC，第二集成电路的第6引脚接第三电阻的一端，第三电阻的另一端接第二集成电路的第9引脚和地，第二集成电路的第2引脚接第十四电容的一端，第十四电容的另一端接第二集成电路的第4引脚。
3.如权利要求2所述的掉电保持电路，其特征在于：BOOST升压电路包括第一电感、第一MOS管及第二MOS管，其中第一电感的另一端接第一电容的一端、第一二极管的阴极、输出端，第一电容另一端接地，第一二极管的阳极接输入端，第一MOS管的S端接地，第二MOS管的D端接第二电容的一端、第一电阻、第二电阻的一端、第二二极管的阴极，第二电容、第三电容另一端、第五二极管的阳极接地，第一电阻的另一端接第五二极管的阴极，第二电阻的另一端接第三电容的另一端及第二二级管的阳极。
4.如权利要求3所述的掉电保持电路，其特征在于：电荷泵电路主要包括第三集成电路及***器件，其中第八电阻的一端接BOOST驱动电路中第一集成电路的第8引脚，第八电阻的另一端接第九电阻一端、第三集成电路的第3引脚，第九电阻另一端接地，第三集成电路的第2引脚接BOOST驱动电路中第一集成电路的第4引脚，第三集成电路的第8引脚接直流电源VCC，第三集成电路的第4引脚接地，第三集成电路的第1引脚接第六电容的一端，第六电容的另一端接第三二极管、第四二极管的阴极、BOOST驱动电路的第二集成电路的第2引脚，第三二极管的阳极接输入上限电压Vc，第四二极管的阳极接地。
5.如权利要求4所述的掉电保持电路，其特征在于：比较控制电路主要包括第四集成电路、第四MOS管及***的器件，第六电阻的一端接输入直流电VIN，第六电阻的另一端接第四集成电路的第6引脚和第七电阻的一端，第七电阻的另一端接地，第四集成电路的第5引脚接BOOST驱动电路中第一集成电路的第8引脚，第四集成电路的第7引脚接第四MOS管的G端，第四MOS管的D端接BOOST驱动电路中第二集成电路的第8引脚，第四MOS管的S端接地。
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