CN102879627A - Dc/dc变换电路的输出电压检测电路 - Google Patents

Dc/dc变换电路的输出电压检测电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种DC/DC变换电路的输出电压检测电路，其包括第一电阻、第二电阻、第五电阻、第六电阻、稳压管、P-MOSFET、N-MOSFET；第一电阻同第二电阻串接在P-MOSFET的漏极到DC/DC变换电路的输出电压负之间，第一电阻同第二电阻的连接点作为检测电压采样点；第五电阻同第六电阻串接在DC/DC变换电路的输出电压正到N-MOSFET的漏极之间；P-MOSFET的栅极接所述连接点，源极接DC/DC变换电路的输出电压正；稳压管的负端接DC/DC变换电路的输出电压正，正端接所述连接点；N-MOSFET的源极接DC/DC变换电路的输出电压负，栅极接DC/DC变换电路工作状态电压；DC/DC变换电路工作状态电压。本发明的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，保证静态电流足够小，并能保证足够高的检测精度。

Description

DC/DC变换电路的输出电压检测电路
技术领域
本发明涉及电源电路，特别涉及一种DC/DC变换电路的输出电压检测电路。
背景技术
将一个不受控制的输入直流电压变换成为另一个受控的输出直流电压称之为DC/DC变换。在电动汽车驱动及再生制动系统中，DC/DC变换器和电机驱动器是系统能量流动的重要环节，DC/DC变换器是将电池、直流电机等直流电压源固定的直流电压变换成受控制的直流电压输出。
开关型DC/DC变换电路是通过周期性的控制开关器件（功率半导体器件）的通断时间或通断频率来调整输出电压或维持输出电压恒定，将固定的直流电压变换成受控制的直流电压输出。常见的开关型DC/DC（直流到直流）变换电路如图1所示，包括电压变换电路、逆变电路、整流输出电路；电压变换电路输入端接直流电压源Ud，用于通过控制其中的开关器件导通与关断来控制输出到逆变电路的直流电压Ui的大小，从而控制开关型直流变换（DC/DC）电路的输出直流电压Uo的大小；逆变电路的输入端接电压变换电路的输出直流电压Ui，用于将电压变换电路的输出直流电压Ui变为高频交流电压输出到整流输出电路；整流输出电路用于将逆变电路输出的高频交流电压整流，输出直流电压Uo；电压变换电路通常有升压变换电路（Boost）、降压变换电路(Buck)、升降压变换电路（Buck-Boost）、库克变换电路（Cuk）等；常用的逆变电路有全桥式、半桥式、推挽式。
DC/DC变换电路通常在电压输出端接有输出电压检测电路及电池，一种常见的车载DC/DC变换电路如图2所示，其输出电压检测电路包括第一电阻R1、第二电阻R2，第一电阻R1、第二电阻R2串接在DC/DC变换电路的电压输出正、负两端（车载低压电池两端），以第一电阻R1、第二电阻R2连接点与DC/DC变换电路的电压输出负的电压作为检测电压Uc。
该种输出电压检测电路，当第一电阻R1、第二电阻R2取值较小时，由于一般来说DC/DC变换电路不工作时，低压电池和DC/DC变换电路的输出电压是不断开的，低压电池会通过第一电阻R1、第二电阻R2产生较大静态电流。当第一电阻R1、第二电阻R2取值较大时，虽然能减小静态电流，但过大是采样电阻会降低检测电压的精度。该种输出电压检测电路，无法满足车载DC/DC变换器的低静态电流、高检测精度的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种DC/DC变换电路的输出电压检测电路，静态电流小，并且检测精度高。
为解决上述技术问题，本发明提供的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，其包括第一电阻、第二电阻、第五电阻、第六电阻、一稳压管、一P-MOSFET、一N-MOSFET；
所述第一电阻同第二电阻串接在所述P-MOSFET的漏极到DC/DC变换电路的输出电压负之间，第一电阻同第二电阻的连接点作为检测电压采样点，所述采样点用于连接到DC/DC变换电路的输出电压检测电路的检测电压输出端；
所述第五电阻同第六电阻串接在DC/DC变换电路的输出电压正到所述N-MOSFET的漏极之间；
所述P-MOSFET的栅极接所述第五电阻同第六电阻的连接点，源极接所述DC/DC变换电路的输出电压正；
所述稳压管的负端接所述DC/DC变换电路的输出电压正，正端接所述第五电阻同第六电阻的连接点；
所述N-MOSFET的源极接所述DC/DC变换电路的输出电压负，栅极接DC/DC变换电路工作状态电压；
所述DC/DC变换电路工作状态电压，在DC/DC变换电路工作时为高电平，在DC/DC变换电路停止工作时为低电平。
较佳的，DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第一电容；
所述第一电容，接在所述P-MOSFET的栅极、源极之间。
较佳的，DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第二电容、第七电阻；
所述第二电容，接在所述第一电阻同第二电阻的连接点到DC/DC变换电路的输出电压负之间；
所述第七电阻，接在所述第一电阻同第二电阻的连接点到DC/DC变换电路的输出电压检测电路的检测电压输出端之间。
较佳的，所述DC/DC变换电路为模拟式，模拟式的DC/DC变换电路包括一工作电压输出端，当DC/DC变换电路工作时，工作电压输出端的电压为高电平，当DC/DC变换电路停止工作时，工作电压输出端的电压为低电平；
DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第三电阻和第四电阻；
第三电阻同第四电阻串接在所述工作电压输出端到DC/DC变换电路的输出电压负之间，第三电阻同第四电阻的连接点接所述N-MOSFET的栅极；
所述DC/DC变换电路工作状态电压，为第三电阻同第四电阻的连接点的电压。
较佳的，所述DC/DC变换电路为数字式，数字式的DC/DC变换电路包括一MCU，MCU包括一开通信号输出口，当DC/DC变换电路工作时，MCU的开通信号输出口输出高电平，当DC/DC变换电路停止工作时，MCU的开通信号输出口输出低电平；
DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第八电阻；
所述第八电阻，接在MCU的开通信号输出口到DC/DC变换电路的输出电压负之间，所述MCU的开通信号输出口并同所述N-MOSFET的栅极相接；
所述DC/DC变换电路工作状态电压，为所述MCU的开通信号输出口的电压。
本发明的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，在分压电阻前端通过P-MOSFET实现电流路径的开通与关闭，而P-MOSFET的开通与关闭通过一N-MOSFET控制该P-MOSFET的栅源电压实现。本发明的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，在DC/DC变换电路停止工作时，能切断电池到输出电压检测电路中的分压电阻的电流路径，保证静态电流足够小，同时在DC/DC变换电路工作时，能接通DC/DC变换电路的输出电压到输出电压检测电路中的分压电阻的电流路径，分压电阻的阻值不要求很大，能保证足够高的检测精度，可以满足车载DC/DC变换器的低静态电流、高检测精度的要求，并且电路简单，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是常见的开关型DC/DC变换电路示意图；
图2是一种常见的车载DC/DC变换电路示意图。
图3是本发明的DC/DC变换电路的输出电压检测电路一实施例电路图；
图4是本发明的DC/DC变换电路的输出电压检测电路另一实施例电路图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
DC/DC变换电路的输出电压检测电路，如图3所示，其包括第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5、第六电阻R6、一稳压管D1、一P-MOSFET(P沟道功率金属氧化半导体场效应晶体管)、一N-MOSFET(N-沟道功率金属氧化半导体场效应晶体管)；
所述第一电阻R1同第二电阻R2串接在所述P-MOSFET的漏极到DC/DC变换电路的输出电压负之间，第一电阻R1同第二电阻R2的连接点作为检测电压采样点，所述采样点用于连接到DC/DC变换电路的输出电压检测电路的检测电压输出端；
所述第五电阻R5同第六电阻R6串接在DC/DC变换电路的输出电压正到所述N-MOSFET的漏极之间；
所述P-MOSFET的栅极接所述第五电阻R5同第六电阻R6的连接点，源极接所述DC/DC变换电路的输出电压正；
所述稳压管D1的负端接所述DC/DC变换电路的输出电压正，正端接所述第五电阻R5、第六电阻R6的连接点；
所述N-MOSFET的源极接所述DC/DC变换电路的输出电压负，栅极接DC/DC变换电路工作状态电压；
所述DC/DC变换电路工作状态电压，在DC/DC变换电路工作时为高电平，在DC/DC变换电路停止工作时为低电平。
实施例一的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，接在DC/DC变换电路的输出电压正、负之间，以P-MOSFET作为切断静态电流的开关管，以第一电阻R1、第二电阻R2为分压电阻，实现输出电压的检测。
第五电阻R5和第六电阻R6分压能控制P-MOSFET的最小栅极电压，稳压管D1能控制P-MOSFET的最大栅极电压。当DC/DC变换电路输出电压较低时，第五电阻R5和第六电阻R6分压小于稳压管D1的稳压值，此时P-MOSFET的栅极电压由第五电阻R5、第六电阻R6的分压来确定；当DC/DC变换电路输出电压较高时，第五电阻R5、第六电阻R6分压大于稳压管D1的稳压值，此时P-MOSFET的栅极电压由稳压管D1的稳压值来确定。
P-MOSFET的开通与关闭由N-MOSFET控制，而N-MOSFET的开通与关闭由其栅极电压控制。当N-MOSFET开通时，P-MOSFET的栅源电压大于开启电压，P-MOSFET开通；当N-MOSFET的关闭时，R5流过的电流约为0，P-MOSFET的栅源电压为0，小于其开启电压，P-MOSFET关闭。
所述N-MOSFET的开通与关闭由DC/DC变换电路工作状态电压控制。DC/DC变换电路工作状态电压，在DC/DC变换电路工作时为高电平，控制所述N-MOSFET开通，在DC/DC变换电路停止工作时为低电平，控制所述N-MOSFET关闭。
实施例二
基于实施例一，DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第一电容C1；
所述第一电容C1接在所述P-MOSFET的栅极、源极之间，以防止DC/DC变换电路输出电压过冲时，P-MOSFET的栅源电压出现突变而损坏P-MOSFET。
实施例三
基于实施例二，DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第二电容C2、第七电阻R7；
所述第二电容C2，接在所述第一电阻R1同第二电阻R2的连接点到DC/DC变换电路的输出电压负之间，用于滤除干扰噪声；
所述第七电阻R7，接在所述第一电阻R1同第二电阻R2的连接点到DC/DC变换电路的输出电压检测电路的检测电压输出端之间，用于限流。
实施例四
基于实施例三，如图3所示，所述DC/DC变换电路为模拟式，模拟式的DC/DC变换电路包括一工作电压Ucc输出端，当DC/DC变换电路工作时，工作电压输出端上电，工作电压输出端的电压为高电平（例如5V），当DC/DC变换电路停止工作时，工作电压输出端不上电，工作电压输出端的电压为低电平（例如0V）；
DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第三电阻R3和第四电阻R4；
第三电阻R3同第四电阻R4串接在所述工作电压Ucc输出端到DC/DC变换电路的输出电压负之间，第三电阻同第四电阻的连接点接所述N-MOSFET的栅极，以第三电阻R3同第四电阻R4的连接点的电压作为所述DC/DC变换电路工作状态电压，输出到所述N-MOSFET的栅极，控制所述N-MOSFET的开通与关闭。
DC/DC变换电路工作时，工作电压输出端的电压为高电平（例如5V），N-MOSFET的栅源电压大于其开启电压，N-MOSFET开通；
当DC/DC变换电路停止工作时，工作电压输出端的电压为低电平（例如0V），N-MOSFET的栅极电压为低电平（例如0V），N-MOSFET的栅源电压小于其开启电压，N-MOSFET关闭。
实施例五
基于实施例三，如图4所示，所述DC/DC变换电路为数字式，数字式的DC/DC变换电路包括一MCU（微处理器），MCU包括一开通信号输出口，当DC/DC变换电路工作时，MCU上电，MCU的开通信号输出口输出高电平1，当DC/DC变换电路停止工作时，MCU不上电，MCU的开通信号输出口输出低电平0；
DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第八电阻R8；
所述第八电阻R8，接在MCU的开通信号输出口到DC/DC变换电路的输出电压负之间，所述MCU的开通信号输出口并同所述N-MOSFET的栅极相接，以所述MCU的开通信号输出口的电压作为所述DC/DC变换电路工作状态电压，控制所述N-MOSFET的开通与关闭；
DC/DC变换电路工作时，所述MCU上电，MCU的开通信号输出口的电压为高电平1，N-MOSFET的栅源电压大于其开启电压，N-MOSFET开通，从而将P-MOSFET开通；
当DC/DC变换电路停止工作时，MCU的开通信号输出口的电压为低电平0，N-MOSFET的栅极电压通过第八电阻R8下拉到地（DC/DC变换电路的输出电压负），栅源电压小于其开启电压，N-MOSFET关闭，从而将P-MOSFET关断。
本发明的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，在分压电阻前端通过P-MOSFET实现电流路径的开通与关闭，而P-MOSFET的开通与关闭通过一N-MOSFET控制该P-MOSFET的栅源电压实现。本发明的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，在DC/DC变换电路停止工作时，能切断电池到输出电压检测电路中的分压电阻的电流路径，保证静态电流足够小，同时在DC/DC变换电路工作时，能接通DC/DC变换电路的输出电压到输出电压检测电路中的分压电阻的电流路径，分压电阻的阻值不要求很大，能保证足够高的检测精度，可以满足车载DC/DC变换器的低静态电流、高检测精度的要求，并且电路简单，成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种DC/DC变换电路的输出电压检测电路，其特征在于，输出电压检测电路包括第一电阻、第二电阻、第五电阻、第六电阻、一稳压管、一P-MOSFET、一N-MOSFET；
所述第一电阻同第二电阻串接在所述P-MOSFET的漏极到DC/DC变换电路的输出电压负之间，第一电阻同第二电阻的连接点作为检测电压采样点，所述采样点用于连接到DC/DC变换电路的输出电压检测电路的检测电压输出端；
所述第五电阻同第六电阻串接在DC/DC变换电路的输出电压正到所述N-MOSFET的漏极之间；
所述P-MOSFET的栅极接所述第五电阻同第六电阻的连接点，源极接所述DC/DC变换电路的输出电压正；
所述稳压管的负端接所述DC/DC变换电路的输出电压正，正端接所述第五电阻同第六电阻的连接点；
所述N-MOSFET的源极接所述DC/DC变换电路的输出电压负，栅极接DC/DC变换电路工作状态电压。
2.根据权利要求1所述的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，其特征在于，
所述DC/DC变换电路工作状态电压，在DC/DC变换电路工作时为高电平，在DC/DC变换电路停止工作时为低电平。
3.根据权利要求1所述的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，其特征在于，
DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第一电容；
所述第一电容，接在所述P-MOSFET的栅极、源极之间。
4.根据权利要求3所述的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，其特征在于，
DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第二电容、第七电阻；
所述第二电容，接在所述第一电阻同第二电阻的连接点到DC/DC变换电路的输出电压负之间；
所述第七电阻，接在所述第一电阻同第二电阻的连接点到DC/DC变换电路的输出电压检测电路的检测电压输出端之间。
5.根据权利要求3所述的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，其特征在于，
所述DC/DC变换电路为模拟式，模拟式的DC/DC变换电路包括一工作电压输出端，当DC/DC变换电路工作时，工作电压输出端的电压为高电平，当DC/DC变换电路停止工作时，工作电压输出端的电压为低电平；
DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第三电阻和第四电阻；
第三电阻同第四电阻串接在所述工作电压输出端到DC/DC变换电路的输出电压负之间，第三电阻同第四电阻的连接点接所述N-MOSFET的栅极；
所述DC/DC变换电路工作状态电压，为第三电阻同第四电阻的连接点的电压。
6.根据权利要求3所述的DC/DC变换电路的输出电压检测电路，其特征在于，
所述DC/DC变换电路为数字式，数字式的DC/DC变换电路包括一MCU，MCU包括一开通信号输出口，当DC/DC变换电路工作时，MCU的开通信号输出口输出高电平，当DC/DC变换电路停止工作时，MCU的开通信号输出口输出低电平；
DC/DC变换电路的输出电压检测电路还包括第八电阻；
所述第八电阻，接在MCU的开通信号输出口到DC/DC变换电路的输出电压负之间，所述MCU的开通信号输出口并同所述N-MOSFET的栅极相接；
所述DC/DC变换电路工作状态电压，为所述MCU的开通信号输出口的电压。
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