TW201239568A

TW201239568A - Driving voltage automatic changing circuit

Info

Publication number: TW201239568A
Application number: TW100111706A
Authority: TW
Inventors: song-lin Tong; Qi-Yan Luo; Peng Chen; Yun Bai
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2012-10-01
Also published as: CN102694456A; US20120242306A1; US8564265B2

Description

201239568 六、發明說明：【發明所屬之技術领滅】 [0001] 本發明涉及〆種切換電路，特別涉及一種驅動電壓自動切換電路。【先前技術】 [0002] 傳統的電源電路包括一驅動器及兩個與所述驅動器相連接的絕緣柵晶體管（Mosfet)，所述Mosfet與至少—負載相連接。在使用過程中，如果負載的實際功率小於電源電路的額定功率的40%，電源電路對M〇sfet的驅動電壓為5V-8V時的工作效率tfc對Mo s f e t的驅動電壓在 8V-12V時要高；如果負載的實際功率大於電源電路的額定功率的50%，電源電路對Mosfet的驅動電壓在8V-12V 時的工作效率比對Mosfet驅動電壓在5V-8V時要高。 [°°03] 然而，由於傳統的電源電路中Mosfet的驅動電壓是恒定不變的，而與Mosfet相連择的負截的實際功率卻是變化 ..... . . 的’使得所述電源電路並不能一直保持在較高的工作效率下，從而不能有效的實現節能減排。【發明内容】 [0004] 有鑑於此，有必要提供一種能根據負載的功耗對晶體管驅動電壓進行自動切換的驅動電壓自動切換電路。 [0005] —種驅動電壓自動切換電路，其包括一電源電路、—採集電路、一放大電路及一調控電路；所述電源電路包括 —驅動器及一開關單元’所述開關單元連接在一電源及 —負載之間，所述驅動器用於控制所述開關單元的通斷以實現所述負載與電源之間的通斷；所述採集電路連接 100111706 表單編號Α0101 第6頁/共19頁 1002019597-0 201239568 在所述開關早7G和負載之間，並將流經該採集電路的電流轉化為電壓；所述放大電路包括兩個連接在所述採集電路的兩端的放大輸入端及一與所述調控電路相連接的放大輸出端，所述調控電路與所述驅動器相連接；當流經採集電路的電流變化時，該放大輸出端輸出變化的電壓，該調控電路根據該放大輸出端輸出的變化的電壓對應輸出多個不同的電壓，該驅動器根據調控電路輸出的電壓的大小對應輸出不同的驅動電壓以驅動所述開關單元0 Ο [0006]與先前技術相比，本發明提供的驅動電壓自動切換電路通過對負載的實際功率的監控以實現對開關單元的驅動電壓的調節’使得所述電源電路始終保持在較高的工作效率下，從而有效的節約了電能。【實施方式】 [0007] 下面將結合附圖與實施例對本技術方案作埠一步詳細說明。 ◎ [0008] 如圖1所示，為本發明實施方式提供的一種驅動電壓自動切換電路100 ’其包括一電源電路10、一採集電路20、一放大電路30及一調控電路40。 [0009] 所述電源電路10包括一驅動器11及一開關單元12。所述驅動器11包括一電壓控制端111及一驅動端112。所述開關單元12為一晶體管pQj，所述晶體管PQ1包括一漏極j)

、一源極S及一控制所述漏極d與源極S之間通斷的柵極G 。所述漏極D與一電源ycc相連接，所述源極S與一負載 1002019597-0 第7頁/共19頁 200相連接，所述柵極G與所述驅動端112相連接。所述驅 100111706 表單編號 A0101 201239568 動器11用於控制所述晶體管PQ1的通斷以實現所述負載 200與電源Vcc之間的通斷，當所述晶體管PQ1的栅極G的電壓大於該晶體管PQ1的導通電壓時，所述漏極D與源極S 相導通。 [0010] 所述採集電路20包括一電感L1、一第一電阻R1、一第二電阻R2及一第一電容C1。所述電感L1連接在所述晶體管 PQ1的源極S與負載200之間。所述第一電阻R1包括一連接在所述電感L1和源極S之間的第一端及一第二端。所述第二電阻R2包括一連接在所述電感L1和負載200之間的第一端及一第二端。所述第一電容C1連接在第一電阻R1的第二端和第二電阻R2的第二端之間。可以理解，所述第一電阻R1、第二電阻R2及第一電容C1可以從所述採集電路20中移除。 [0011] 所述放大電路30包括兩個放大輸入端31及一放大輸出端 32。所述兩個放大輸入端31分別與第一電阻R1的第二端和第二電阻R2的第二端相對應連接。所述放大電路30包括一第一放大器A1、一第二放大器A2、一第三放大器A3 、一滑動電阻Rf、一第二電容C2 ' —第三電容C3、一第四電容C4、一第五電容C5、一第三電阻R3、一第四電阻 R4、一第五電阻R5、一第六電阻R6、一第七電阻R7、一第八電阻R8、一第九電阻R9及一第十電阻R10。所述第一放大器A1包括第一正向輸入端All、第一負向輸入端A12 及第一輸出端A13，所述第二放大器A2包括第二正向輸入端A21、第二負向輸入端A22及第二輸出端A23，所述第三放大器A3包括第三正向輸入端A31、第三負向輸入端 100111706 表單編號A0101 第8頁/共19頁 1002019597-0 201239568 A32及第二輸出端A33。所述滑動電阻Rf連接在第一負向輸入端A12和第二負向輸入端A22之間。所述第二電容C2 連接在第一正向輸入端AI1和第一負向輸入端A12之間。所述第三電容C3連接在第二正向輸入端A21和第二負向輪入端A22。所述第四電容C4的一端與第一正向輸入端Au 相連接，另一端接地^所述第五電容以的一端與第二正向輸入端A21相連接，另一端接地。所述第三電阻R3連接在第一輸出端A13與第一負向輸入端A12之間。所述第四電阻R4連接在第二輸出端A23與ha負向輸入端A22之間。所述第五電阻R5連接在第三輸出端AM與第三負向輪入端A32之間。所述第六電阻找的一端與萆三正向輸入端 A31相連接，另一端接地。所述第七電阻”連接在所述第一正向輸入端All和第一電阻R1的第二端之間。所述第八電阻R8連接在所述第二正向輸入端A2i和第二電阻μ的第二端之間。所述第九電阻R9連接在所述第一輸出端AU和第三負向輸入端A32之間。所述第十電_Kl〇連接在所述第一輸出端Α23和第三正向輸入端Α31之間。可以理解，所述第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻⑽、第十電阻 R10、第四電容C4及第五電容C5可以從所述放大電路3〇中移除。 [0012] 所述調控電路40包括一電壓調節器41、—第十一電阻RU 、一第十二電阻以2、一第十三電阻Rl3、一第十四電阻 R14、一第十五電阻R15、一第六電容C6、一第七電容c7 、一第八電容C8及一三極管Q1。所述電塵調節器41包括一與所述電源Vcc相連接的電壓輸入端411、一與所述驅 100111706 表單編號A0101 第9頁/共19頁 1002019597-0 201239568 動器11的電壓控制端1U相連接的電壓輸出端412及一回饋端413⑼述第十—電阻R η連接在所述電壓輸出端 412與回饋端41 3之間。所述第十二電阻R12的一端與所述回饋端413相連接，另_端接地。所述三極輝包括一通過所述第十三電阻Rl3連接在第十—電阻RU和第十二電阻R12之間的集電極c ' 一與地相連接的發射極e及一通過所述第十四電阻R14與所述第三輸出端A33相連接的基極B。所述第十五電阻R15的一端與所述基極B相連接，另一端接地。所述第六電容C6的一端與所述電壓輸入端411 相連接，另一端接地。所述第七電容亡了的一端與所述電壓輸出端412相連接，另一端接地。所述第八電容以的一端與所述基極B相連接，另一端接地β可以理解，所述第十四電阻R14、第十五電阻R15、第六電容C6、第七電容 C7及第八電容C8可以從所述調控電路4〇中移除。 [0013] 在使用過程中，所述驅動器提供一驅動電壓至所述晶體管PQ1的柵極G，所述漏極D與源板s相導通。所述電源 Vcc提供電能給所述負載200。户斤述放大電路3〇的兩個放大輸入端31分別對應採集電感L1兩端的電壓VI和V2，並經過第一、第二、第二放大器A1、A2、A3的放大後從所述第三放大輸出端33輸出一電壓V3。當電壓V3小於所述三極管Q1的導通電麼時所述電壓調節器41的電壓輸出端412輸出的電壓為Vcc*(r1UR12)/R12。當電壓丫3大於所述三極管Q1的門檻電壓時，所述電壓調節器41的電壓輸出端412輸出的電壓為

Vcc*(Rll+Rl2//Rl3)/R12//Rl3。所述驅動器 n 的電 100111706 表單編號A0101 第10頁/共19頁 1002019597-0 201239568 壓控制知111根據所述電麼輸出不⑽心+ 摩輪出知412所輪出的電麼選擇輸出不同的驅動電㈣。 =r=R13)/R12//Ri3，__- ^En 田述負載20〇為重載時，所述驅動器11的·控制端lu所接受的電 vcC*〇m+R12)/R12，該 ’” 勒雷m 動器11輪出一預設的第二驅動電壓，且所述第二驅動壓大於所述第一驅動電壓。 [0014] Ο [0015] ❹ " 單70的驅動電壓的調節，使得所Ϊ電源㈣祕鱗錢高仏錢率T，從而有效的節約了電能0 :- 综上所述，本發明私符合發明專利_件，遂依法提出專利申請。惟’以上所述者僅為本發明之較佳實施方式’自不能以此限制本案之申請專利範固。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。【圖式簡單說明】 [0016] 圖1為本發明實施方式提供的驅動電壓自動切換電路的電路圖。【主要元件符號說明】 [0017] 驅動電壓自動切換電路1〇〇 [0018] 電源電路1 〇 [0019] 驅動器11 100111706 表單編號A0101 第11頁/共19頁 1002019597-0 201239568 [0020] 電壓控制端111 [0021] 驅動端112 [0022] 開關單元1 2 [0023] 晶體管PQ1

[0024] 漏極 D

[0025] 源極 S

[0026] 柵極 G

[0027] 電源 Vcc [0028] 負載 200 [0029] 採集電路2 0 [0030] 電感 L1 [0031] 第一電阻R1 [0032] 第二電阻R2 [0033] 第一電容C1 [0034] 放大電路3 0 [0035] 放大輸入端31 [0036] 放大輸出端32 [0037] 第一放大器A1 [0038] 第一正向輸入端All 100111706 表單編號A0101 第12頁/共19頁 1002019597-0 201239568 [0039] 第一負向輸入端A12 [0040] 第一輸出端A13 [0041] 第二放大器A2 [0042] 第二正向輸入端A21 [0043] 第二負向輸入端A22 [0044] 第二輸出端A23 [0045] 第三放大器A3 〇 [0046] 第三正向輸入端A31 [0047] 第三負向輸入端A32 [0048] 第三輸出端A33 [0049] 滑動電阻Rf ' [0050] 第二電容C2 [0051] 第三電容C3 G [0052] 第四電容C4 [0053] 第五電容C5 [0054] 第三電阻R3 [0055] 第四電阻R4 [0056] 第五電阻R5 [0057] 第六電阻R6 100111706 表單編號A0101 第13頁/共19頁 1002019597-0 201239568

[0058] 第七電阻R7 [0059] 第八電阻R8 [0060] 第九電阻R9 [0061] 第十電阻R1 0 [0062] 調控電路40 [0063] 電壓調節器41 [0064] 電壓輸入端411 [0065] 電壓輸出端412 [0066] 回饋端413 [0067] 第十一電阻R11 [0068] 第十二電阻R1 2 [0069] 第十三電阻R1 3 [0070] 第十四電阻R1 4 [0071] 第十五電阻R15 [0072] 第六電容C6 [0073] 第七電容C7 [0074] 第八電容C8 [0075] 三極管Q1 [0076] 集電極C 100111706 表單編號A0101 第14頁/共19頁 1002019597-0 201239568 [0077] [0078] 發射極Ε 基極Β

Ο 100111706 表單編號Α0101 第15頁/共19頁 1002019597-0

Claims

201239568 七、申請專利範圍： 1 . 一種驅動電壓自動切換電路，其包括一電源電路、一採集電路、一放大電路及一調控電路；所述電源電路包括一驅動器及一開關單元，所述開關單元連接在一電源及一負載之間，所述驅動器用於控制所述開關單元的通斷以實現所述負載與電源之間的通斷；所述採集電路連接在所述開關單元和負載之間，並將流經該採集電路的電流轉化為電壓 ;所述放大電路包括兩個連接在所述採集電路的兩端的放大輸入端及一與所述調控電路相連接的放大輸出端；所述調控電路與所述驅動器相連接；當流經採集電路的電流變化時，該放大輸出端輸出變化的電壓，該調控電路根據該放大輸出端輸出的變化的電壓對應輸出多個不同的電壓，該驅動器根據調控電路輸出的電壓的大小對應輸出不同的驅動電壓以驅動所述開關單元。 2 .如申請專利範圍第1項所述的驅動電壓自動切換電路，其中：所述開關單元為一晶體管，所述晶體管包括一漏極、一源極及一控制所述漏極與源極之間的通斷的柵極，所述漏極與所述電源相連接，所述源極與採集電路相連接，所述柵極與所述驅動器相連接。 3 .如申請專利範圍第2項所述的驅動電壓自動切換電路，其中：所述驅動器包括一電壓控制端及一驅動端，所述電壓控制端與所述調控電路相連接，所述驅動端與所述柵極相連接。 4 .如申請專利範圍第3項所述的驅動電壓自動切換電路，其中：所述採集電路包括一電感、一第一電阻、一第二電阻 100111706 表單編號A0101 第16頁/共19頁 1002019597-0 201239568 及一第一電容；所述電感連接在晶體管的源極與負載之間，所述第一電阻包括一連接在所述電感和驅動端之間的第一端及一與其中一放大輸入端相連接的第二端；所述第二電阻包括一連接在所述電感和負載之間的第一端及一與另一放大輸入端相連接的第二端；所述第一電容連接在第一電阻的第二端和第二電阻的第二端之間。 5 .如申請專利範圍第4項所述的驅動電壓自動切換電路，其中：所述放大電路包括一第一放大器、一第二放大器、一第三放大器及一滑動電阻；所述第一放大器包括第一正向〇輸入端、第一負向輸入端及第一輸出端，所述第二放大器包括第二正向輸入端、第二負向輸入端及第二輸出端，所述第三放大器包括第三正向輸入端、第三負向輸入端及第三輸出端；所述滑動電阻連接在第一負向輸入端和第二負向輸入端之間，所述第一輸出端與所述第三負向輸入端相連接，所述第二輸出端與第三正向輸入端相連接，所述第三輸出端為所述放大電路的放大輸出端；所述第一正向輸入端和第二正向輸入端為所述放大電路的兩個放大輸入端〇。 6 .如申請專利範圍第5項所述的驅動電壓自動切換電路，其中：所述放大電路還包括第二、第三電容及第三、第四、第五、第六電阻；所述第二電容連接在第一正向輸入端和第一負向輸入端之間；所述第三電容連接在第二正向輸入端和第二負向輸入端；所述第三電阻連接在第一輸出端與第一負向輸入端之間；所述第四電阻連接在第二輸出端與第二負向輸入端之間；所述第五電阻連接在第三輸出端與第三負向輸入端之間；所述第六電阻的一端與第三正向輸 100111706 表單編號A0101 第17頁/共19頁 1002019597-0 201239568 入端相連接，另一端接地。 7 .如申請專利範圍第6項所述的驅動電壓自動切換電路，其中：所述放大電路還包括第七、第八、第九、第十電阻及第四、第五電容；所述第七電阻連接在所述第一正向輸入端和第一電阻的第二端之間；所述第八電阻連接在所述第二正向輸入端和第二電阻的第二端之間；所述第九電阻連接在所述第一輸出端和第三負向輸入端之間；所述第十電阻連接在所述第二輸出端和第三正向輸入端之間；所述第四電容的一端與第一正向輸入端相連接，另一端接地；所述第五電容的一端與第二正向輸入端相連接，另一端接地〇 8 .如申請專利範圍第1項所述的骚動電壓自動切換電路，其中：所述調控電路包括一電壓調節器、一第十一電阻、一第十二電阻、一第十三電阻及一三極管；所述電壓調節器包括一與所述電源相連接的電壓輸入端、一與所述驅動器相連接的電壓輸出端及一回饋端；所述第十一電阻連接在所述電壓輸出端與回饋端之間；所述第十二電阻的一端與所述回饋端相連接，另一端接地；所述三極管包括一通過所述第十三電阻連接在第十一電阻和第十二電阻之間的集電極、一與地相連接的發射極及一與所述放大輸出端相連接的基極。 100111706 表單編號A0101 第18頁/共19頁 1002019597-0