CN102694456A - 驱动电压自动切换电路 - Google Patents

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罗奇艳
陈鹏
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Abstract

本发明提供一种驱动电压自动切换电路，其包括：一电源电路包括驱动器及开关单元，开关单元连接在电源及负载之间，驱动器控制开关单元的通断以实现负载与电源之间的通断；一采集电路连接在开关单元和负载之间，并用于将流经该采集电路的电流转化为电压；一调控电路与驱动器相连接；一放大电路包括两个连接在采集电路的两端的放大输入端及一与调控电路相连接的放大输出端；当流经采集电路的电流变化时，放大输出端输出变化的电压，调控电路根据放大输出端输出的变化的电压对应输出多个不同的电压，驱动器根据调控电路输出的电压的大小对应输出不同的驱动电压以驱动开关单元。本发明通过对负载的监控以实现对开关单元的驱动电压的自动调节。

Description

驱动电压自动切换电路
技术领域
本发明涉及一种切换电路，特别涉及一种驱动电压自动切换电路。
背景技术
传统的电源电路包括一驱动器及两个与所述驱动器相连接的绝缘栅晶体管（Mosfet），所述Mosfet与至少一负载相连接。在使用过程中，如果负载的实际功率小于电源电路的额定功率的40%，电源电路对Mosfet的驱动电压为5V-8V时的工作效率比对Mosfet的驱动电压在8V-12V时要高；如果负载的实际功率大于电源电路的额定功率的50%，电源电路对Mosfet的驱动电压在8V-12V时的工作效率比对Mosfet驱动电压在5V-8V时要高。
然而，由于传统的电源电路中Mosfet的驱动电压是恒定不变的，而与Mosfet相连接的负载的实际功率却是变化的，使得所述电源电路并不能一直保持在较高的工作效率下，从而不能有效的实现节能减排。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能根据负载的功耗对晶体管驱动电压进行自动切换的驱动电压自动切换电路。
一种驱动电压自动切换电路，其包括一电源电路、一采集电路、一放大电路及一调控电路；所述电源电路包括一驱动器及一开关单元，所述开关单元连接在一电源及一负载之间，所述驱动器用于控制所述开关单元的通断以实现所述负载与电源之间的通断；所述采集电路连接在所述开关单元和负载之间，并将流经该采集电路的电流转化为电压；所述放大电路包括两个连接在所述采集电路的两端的放大输入端及一与所述调控电路相连接的放大输出端；所述调控电路与所述驱动器相连接；当流经采集电路的电流变化时，该放大输出端输出变化的电压，该调控电路根据该放大输出端输出的变化的电压对应输出多个不同的电压，该驱动器根据调控电路输出的电压的大小对应输出不同的驱动电压以驱动所述开关单元。
本发明提供的驱动电压自动切换电路通过对负载的实际功率的监控以实现对开关单元的驱动电压的调节，使得所述电源电路始终保持在较高的工作效率下，从而有效的节约了电能。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的驱动电压自动切换电路的电路图。
主要元件符号说明
驱动电压自动切换电路 100
电源电路 10
驱动器 11
电压控制端 111
驱动端 112
开关单元 12
晶体管 PQ1
漏极 D
源极 S
栅极 G
电源 Vcc
负载 200
采集电路 20
电感 L1
第一电阻 R1
第二电阻 R2
第一电容 C1
放大电路 30
放大输入端 31
放大输出端 32
第一放大器 A1
第一正向输入端 A11
第一负向输入端 A12
第一输出端 A13
第二放大器 A2
第二正向输入端 A21
第二负向输入端 A22
第二输出端 A23
第三放大器 A3
第三正向输入端 A31
第三负向输入端 A32
第三输出端 A33
滑动电阻 Rf
第二电容 C2
第三电容 C3
第四电容 C4
第五电容 C5
第三电阻 R3
第四电阻 R4
第五电阻 R5
第六电阻 R6
第七电阻 R7
第八电阻 R8
第九电阻 R9
第十电阻 R10
调控电路 40
电压调节器 41
电压输入端 411
电压输出端 412
反馈端 413
第十一电阻 R11
第十二电阻 R12
第十三电阻 R13
第十四电阻 R14
第十五电阻 R15
第六电容 C6
第七电容 C7
第八电容 C8
三极管 Q1
集电极 C
发射极 E
基极 B
驱动电压 Pvcc
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，为本发明实施方式提供的一种驱动电压自动切换电路100，其包括一电源电路10、一采集电路20、一放大电路30及一调控电路40。
所述电源电路10包括一驱动器11及一开关单元12。所述驱动器11包括一电压控制端111及一驱动端112。所述开关单元12为一晶体管PQ1，所述晶体管PQ1包括一漏极D、一源极S及一控制所述漏极D与源极S之间通断的栅极G。所述漏极D与一电源Vcc相连接，所述源极S与一负载200相连接，所述栅极G与所述驱动端112相连接。所述驱动器11用于控制所述晶体管PQ1的通断以实现所述负载200与电源Vcc之间的通断，当所述晶体管PQ1的栅极G的电压大于该晶体管PQ1的导通电压时，所述漏极D与源极S相导通。
所述采集电路20包括一电感L1、一第一电阻R1、一第二电阻R2及一第一电容C1。所述电感L1连接在所述晶体管PQ1的源极S与负载200之间。所述第一电阻R1包括一连接在所述电感L1和源极S之间的第一端及一第二端。所述第二电阻R2包括一连接在所述电感L1和负载200之间的第一端及一第二端。所述第一电容C1连接在第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第二端之间。可以理解，所述第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1可以从所述采集电路20中移除。
所述放大电路30包括两个放大输入端31及一放大输出端32。所述两个放大输入端31分别与第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第二端相对应连接。所述放大电路30包括一第一放大器A1、一第二放大器A2、一第三放大器A3、一滑动电阻Rf、一第二电容C2、一第三电容C3、一第四电容C4、一第五电容C5、一第三电阻R3、一第四电阻R4、一第五电阻R5、一第六电阻R6、一第七电阻R7、一第八电阻R8、一第九电阻R9及一第十电阻R10。所述第一放大器A1包括第一正向输入端A11、第一负向输入端A12及第一输出端A13，所述第二放大器A2包括第二正向输入端A21、第二负向输入端A22及第二输出端A23，所述第三放大器A3包括第三正向输入端A31、第三负向输入端A32及第三输出端A33。所述滑动电阻Rf连接在第一负向输入端A12和第二负向输入端A22之间。所述第二电容C2连接在第一正向输入端A11和第一负向输入端A12之间。所述第三电容C3连接在第二正向输入端A21和第二负向输入端A22。所述第四电容C4的一端与第一正向输入端A11相连接，另一端接地。所述第五电容C5的一端与第二正向输入端A21相连接，另一端接地。所述第三电阻R3连接在第一输出端A13与第一负向输入端A12之间。所述第四电阻R4连接在第二输出端A23与第二负向输入端A22之间。所述第五电阻R5连接在第三输出端A33与第三负向输入端A32之间。所述第六电阻R6的一端与第三正向输入端A31相连接，另一端接地。所述第七电阻R7连接在所述第一正向输入端A11和第一电阻R1的第二端之间。所述第八电阻R8连接在所述第二正向输入端A21和第二电阻R2的第二端之间。所述第九电阻R9连接在所述第一输出端A13和第三负向输入端A32之间。所述第十电阻R10连接在所述第二输出端A23和第三正向输入端A31之间。可以理解，所述第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第四电容C4及第五电容C5可以从所述放大电路30中移除。
所述调控电路40包括一电压调节器41、一第十一电阻R11、一第十二电阻R12、一第十三电阻R13、一第十四电阻R14、一第十五电阻R15、一第六电容C6、一第七电容C7、一第八电容C8及一三极管Q1。所述电压调节器41包括一与所述电源Vcc相连接的电压输入端411、一与所述驱动器11的电压控制端111相连接的电压输出端412及一反馈端413。所述第十一电阻R11连接在所述电压输出端412与反馈端413之间。所述第十二电阻R12的一端与所述反馈端413相连接，另一端接地。所述三极管Q1包括一通过所述第十三电阻R13连接在第十一电阻R11和第十二电阻R12之间的集电极C、一与地相连接的发射极E及一通过所述第十四电阻R14与所述第三输出端A33相连接的基极B。所述第十五电阻R15的一端与所述基极B相连接，另一端接地。所述第六电容C6的一端与所述电压输入端411相连接，另一端接地。所述第七电容C7的一端与所述电压输出端412相连接，另一端接地。所述第八电容C8的一端与所述基极B相连接，另一端接地。可以理解，所述第十四电阻R14、第十五电阻R15、第六电容C6、第七电容C7及第八电容C8可以从所述调控电路40中移除。
在使用过程中，所述驱动器11提供一驱动电压至所述晶体管PQ1的栅极G，所述漏极D与源极S相导通。所述电源Vcc提供电能给所述负载200。所述放大电路30的两个放大输入端31分别对应采集电感L1两端的电压V1和V2，并经过第一、第二、第三放大器A1、A2、A3的放大后从所述第三放大输出端33输出一电压V3。当电压V3小于所述三极管Q1的导通电压时，所述电压调节器41的电压输出端412输出的电压为Vcc*(R11+R12)/R12。当电压V3大于所述三极管Q1的门槛电压时，所述电压调节器41的电压输出端412输出的电压为Vcc*(R11+R12//R13)/R12//R13。所述驱动器11的电压控制端111根据所述电压输出端412所输出的电压选择输出不同的驱动电压Pvcc。当所述负载200为轻载时，所述驱动器11的电压控制端111所接受的电压为Vcc*(R11+R12//R13)/R12//R13，该驱动器11输出一预设的第一驱动电压。当所述负载200为重载时，所述驱动器11的电压控制端111所接受的电压为Vcc*(R11+R12)/R12，该驱动器11输出一预设的第二驱动电压，且所述第二驱动电压大于所述第一驱动电压。
本发明提供的驱动电压自动切换电路通过对负载的实际功率的监控以实现对开关单元的驱动电压的调节，使得所述电源电路始终保持在较高的工作效率下，从而有效的节约了电能。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种驱动电压自动切换电路，其包括一电源电路、一采集电路、一放大电路及一调控电路；所述电源电路包括一驱动器及一开关单元，所述开关单元连接在一电源及一负载之间，所述驱动器用于控制所述开关单元的通断以实现所述负载与电源之间的通断；所述采集电路连接在所述开关单元和负载之间，并将流经该采集电路的电流转化为电压；所述放大电路包括两个连接在所述采集电路的两端的放大输入端及一与所述调控电路相连接的放大输出端；所述调控电路与所述驱动器相连接；当流经采集电路的电流变化时，该放大输出端输出变化的电压，该调控电路根据该放大输出端输出的变化的电压对应输出多个不同的电压，该驱动器根据调控电路输出的电压的大小对应输出不同的驱动电压以驱动所述开关单元。
2.如权利要求1所述的驱动电压自动切换电路，其特征在于：所述开关单元为一晶体管，所述晶体管包括一漏极、一源极及一控制所述漏极与源极之间的通断的栅极，所述漏极与所述电源相连接，所述源极与采集电路相连接，所述栅极与所述驱动器相连接。
3.如权利要求2所述的驱动电压自动切换电路，其特征在于：所述驱动器包括一电压控制端及一驱动端，所述电压控制端与所述调控电路相连接，所述驱动端与所述栅极相连接。
4.如权利要求3所述的驱动电压自动切换电路，其特征在于：所述采集电路包括一电感、一第一电阻、一第二电阻及一第一电容；所述电感连接在晶体管的源极与负载之间，所述第一电阻包括一连接在所述电感和驱动端之间的第一端及一与其中一放大输入端相连接的第二端；所述第二电阻包括一连接在所述电感和负载之间的第一端及一与另一放大输入端相连接的第二端；所述第一电容连接在第一电阻的第二端和第二电阻的第二端之间。
5.如权利要求4所述的驱动电压自动切换电路，其特征在于：所述放大电路包括一第一放大器、一第二放大器、一第三放大器及一滑动电阻；所述第一放大器包括第一正向输入端、第一负向输入端及第一输出端，所述第二放大器包括第二正向输入端、第二负向输入端及第二输出端，所述第三放大器包括第三正向输入端、第三负向输入端及第三输出端；所述滑动电阻连接在第一负向输入端和第二负向输入端之间，所述第一输出端与所述第三负向输入端相连接，所述第二输出端与第三正向输入端相连接，所述第三输出端为所述放大电路的放大输出端；所述第一正向输入端和第二正向输入端为所述放大电路的两个放大输入端。
6.如权利要求5所述的驱动电压自动切换电路，其特征在于：所述放大电路还包括第二、第三电容及第三、第四、第五、第六电阻；所述第二电容连接在第一正向输入端和第一负向输入端之间；所述第三电容连接在第二正向输入端和第二负向输入端；所述第三电阻连接在第一输出端与第一负向输入端之间；所述第四电阻连接在第二输出端与第二负向输入端之间；所述第五电阻连接在第三输出端与第三负向输入端之间；所述第六电阻的一端与第三正向输入端相连接，另一端接地。
7.如权利要求6所述的驱动电压自动切换电路，其特征在于：所述放大电路还包括第七、第八、第九、第十电阻及第四、第五电容；所述第七电阻连接在所述第一正向输入端和第一电阻的第二端之间；所述第八电阻连接在所述第二正向输入端和第二电阻的第二端之间；所述第九电阻连接在所述第一输出端和第三负向输入端之间；所述第十电阻连接在所述第二输出端和第三正向输入端之间；所述第四电容的一端与第一正向输入端相连接，另一端接地；所述第五电容的一端与第二正向输入端相连接，另一端接地。
8.如权利要求1所述的驱动电压自动切换电路，其特征在于：所述调控电路包括一电压调节器、一第十一电阻、一第十二电阻、一第十三电阻及一三极管；所述电压调节器包括一与所述电源相连接的电压输入端、一与所述驱动器相连接的电压输出端及一反馈端；所述第十一电阻连接在所述电压输出端与反馈端之间；所述第十二电阻的一端与所述反馈端相连接，另一端接地；所述三极管包括一通过所述第十三电阻连接在第十一电阻和第十二电阻之间的集电极、一与地相连接的发射极及一与所述放大输出端相连接的基极。
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