CN103683887B - 一种微功率低功耗dc-dc转换电路及该电路的控制方法、装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微功率低功耗DC-DC转换电路及该电路的控制方法、装置，其中，所述微功率低功耗DC-DC转换电路包括：稳压电路、开机供电电路和控制电路；所述稳压电路，用于为正常工作的所述控制电路提供电能；所述开机供电电路，用于为所述控制电路提供初始启动电能；所述控制电路，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值，向所述稳压电路发送驱动信号，向所述开机供电电路发送开启或者关闭信号。采用本发明提供的微功率低功耗DC-DC转换电路及该电路的控制方法、装置不但可以减少微功率转换电路的待机功耗，还可以提高转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及DC-DC转化电路技术领域，尤其涉及一种微功率低功耗DC-DC转换电路及该电路的控制方法、装置。
背景技术
在现有的微功率1W以下转换电路的应用过程中，通常采用反激拓扑实现低功耗电路。所述反激拓扑电路主要工作在电流断续模式（discontinuouscurrentmode，简称DCM）下，采用传统的PWM和PFM控制方式。由于反激拓扑在反激变换中变压器做电感使用，变压器的大小受TR1（MOSFet及Mos管）的驱动频率影响，TR1的频率越高，变压器的电感量越小；TR1的频率越低，变压器的电感量就越大，同时变压器匝数增加。这样，提高TR1频率，就会带来另外一个问题，变压器的损耗加大，开关管TR1的开关损耗加大，效率较低。例如：现有的电池管理系统（BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，简称BMS），需要消耗电池电流较大，微功率的转换电路的转化效率较低，功耗大，对电池的电量损耗较大，电池的寿命不高。
发明内容
本发明实施例提供了一种微功率低功耗DC-DC转换电路及该电路的控制方法，为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种微功率低功耗DC-DC转换电路，该电路包括：稳压电路、开机供电电路和控制电路；
所述稳压电路，用于为正常工作的所述控制电路提供电能；
所述开机供电电路，用于为所述控制电路提供初始启动电能；
所述控制电路，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值，向所述稳压电路发送驱动信号，向所述开机供电电路发送开启或者关闭信号。
一种微功率低功耗DC-DC转换电路的控制方法，该方法包括：
获取稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值；
根据所述稳压电路的输出电压的采样值，判断输出电压稳定，则向开机供电电路发送关闭信号，使所述开机供电电路停止工作；
根据所述稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值判断所述稳压电路的输出电压是否低于所述参考电压值；
如果所述稳压电路的输出电压的采样值低于所述参考电压值，则向所述稳压电路发送驱动信号，使所述稳压电路的输出电压保持在预定范围。
一种微功率低功耗DC-DC转换电路的控制装置，该装置包括：
信息获取单元，用于获取稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值；
判断单元，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值，判断输出电压稳定，则向开机供电电路发送关闭信号，使所述开机供电电路停止工作；以及，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值判断所述稳压电路的输出电压是否低于所述参考电压值；
信号发送单元，用于如果所述稳压电路的输出电压的采样值低于所述参考电压值，则向所述稳压电路发送驱动信号，使所述稳压电路的输出电压保持在预定范围。
本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路及该电路的控制方法、装置，通过获取稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值；根据所述稳压电路的输出电压的采样值，判断输出电压稳定，则向开机供电电路发送关闭信号，使所述开机供电电路停止工作；根据所述稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值判断所述稳压电路的输出电压是否低于所述参考电压值；如果所述稳压电路的输出电压的采样值低于所述参考电压值，则向所述稳压电路发送驱动信号，使所述稳压电路的输出电压保持在预定范围，从而使得微功率低功耗DC-DC转换电路通过间歇式控制发送驱动脉冲的方式，减少微功率转换电路的待机功耗，提高转化效率。
附图说明
图1为现有技术中一种反激变换电路图;
图2为本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路中稳压电路图；
图4为本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路中开机供电电路图；
图5为本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路的控制方法流程图；
图6为本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路的控制装置结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路控制信号流向框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路及该电路的控制方法、装置进行详细描述。
如图2所示，为本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路结构示意图；所述微功率低功耗DC-DC转换电路，包括：稳压电路201、开机供电电路202和控制电路203；
所述稳压电路201，用于为正常工作的所述控制电路提供电能；
所述开机供电电路202，用于为所述控制电路提供初始启动电能；
所述控制电路203，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值，向所述稳压电路发送驱动信号，向所述开机供电电路发送开启或者关闭信号。
基于以上实施例，为本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路图；所述微功率低功耗DC-DC转换电路具体包括如下：
所述稳压电路、开机供电电路和控制电路；
所述稳压电路，用于为正常工作的所述控制电路提供电能；
所述开机供电电路，用于为所述控制电路提供初始启动电能；
所述控制电路，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值，向所述稳压电路发送驱动信号，向所述开机供电电路发送开启或者关闭信号。
其中，如图3所示为本发明所述稳压电路的电路图；该电路包括：Nmos管Q403，Pmos管Q404，二极管D400，电感L400，输出滤波电容C402，电阻R405，R406，R407，R409和R408；
所述Pmos管Q404的管脚1与管脚2分别与所述电阻R405两端相连；所述Pmos管Q404的管脚1还与所述电阻R406一端相连；所述Pmos管Q404的管脚3与所述电感L400的管脚1相连；
所述电阻R406另一端与所述Nmos管Q403的管脚3相连；所述Nmos管Q403的管脚1与管脚2分别与所述电阻R407两端相连，且所述Nmos管Q403的管脚2接地；
所述二极管D400的负极端与所述电感L400的管脚1相连，所述二极管D400的正极端接地；
所述电感L400的管脚2分别与所述输出滤波电容C402一端、所述电阻R409一端相连；所述输出滤波电容C402另一端接地；所述电阻R409另一端与所述电阻R408相连；所述电阻R408另一端接地。
以上所述稳压电路，主要包括整流用的Q404，以及为Q404提供驱动电路Q403，R405，R406，R407；Q403导通之后，Q404的G级电压在R405和R406分压后，G级电压小于S级电压，Q404导通；续流用的二极管D400，当Q404关断后，D400，L400提供另外一条支路为输出提供能量；输出滤波和储能用的电感L400，输出滤波电容C402，采样电路R408和R409。信号VPBK,VAIN1接MCU（即所述控制电路）。
如图4所示为本发明所述开机供电电路的电路图；该电路包括：电容C400，限流电路R400，Nmos管Q400，Q401，Q402，电阻R401,R402，R403，R404以及输出电容C401;
所述限流电路R400一端与所述电容C400一端相连，另一端分别与所述Nmos管Q400的管脚3、电阻R401的一端相连；
所述Nmos管Q400的管脚1分别与所述电阻R401另一端、所述Nmos管Q401的管脚3相连；所述Nmos管Q400的管脚2分别连接所述电阻R402一端、电容C401一端；所述电阻R402另一端分别与所述Nmos管Q401的管脚1、电阻R403一端相连；所述电阻R403另一端接地；
所述电容C400另一端接地；所述电容C401另一端接地；
所述Nmos管Q402管脚3与所述Nmos管Q401管脚3相连；所述Nmos管Q402管脚2接地；所述Nmos管Q402管脚1分别接所述电阻R404一端与开关输出端；
所述电阻R404另一端接地。
以上所述开机供电电路中限流电阻R400，防止输出电流过大损坏Q400mos管；控制电路二工作或者不工作的电路Q402，R404，Q402的G级电压为高时，Q402导通，将Q400的G级电压拉到0V，Q400截止，电路二停止工作；输出稳压电阻R402，R403。Q400和Q401组成基本的反馈电路，保持Vbuck电压稳定在一个范围。信号ON/OFF接MCU（即所述控制电路）。
基于以上实施例，如图2所示，所述稳压电路与所述开机供电电路并联，接输入电压，所述开机供电电路中Q402驱动信号时低电平，Nmos管关断，Q400和Q401组成一个电压反馈电路使Q401的G极电压稳定到导通电平，不同的MOS管导通电平不同，通过采样电阻R402和R403使输出稳定；输出电压建立后给MCU供电，所述开机供电电路中的ON/OFF接MCU，此时MCU发出高电平，关断所述开机供电电路，同时所述稳压电路中的VAIN1采样AD信号接MCU，MCU根据VAIN1信号来判断输出电压是否低于Vref，当输出信号低于Vref时，MCU给VPBK发一个固定的脉冲信号，在固定的脉冲信号下所述稳压电路开始工作，D400承受反压，Q404有一个固定的脉冲驱动信号，此时Q404导通，输出电感电流上升，此时输出电压VBUCK电压上升。由于很短的导通电平，VBUCK只在有驱动信号的时候上升，没有驱动信号的时候VBUCK输出电压下降，只要MCU检测到VAIN1的信号低于Vref是才发固定脉冲信号。这种控制方式可以将一个周期时间控制很长，这样频率很低。通过以下效率的计算可知：
输入电流：Ip为电流峰值，D为占空比。
总的效率：φ＝(Vout×Iout)/Vin*IinVout输出电压，Iout负载电流，Vin输入电压；
从以上计算公式中可以看出Iin非常小，既分母变小，从而效率可以提高。
如图5所示为本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路的控制方法流程图；该控制方法包括：
501：MCU获取稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值；
502：根据所述稳压电路的输出电压的采样值，MCU判断输出电压稳定，则MCU向开机供电电路发送关闭信号，使所述开机供电电路停止工作；
503：MCU根据所述稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值判断所述稳压电路的输出电压是否低于所述参考电压值；
504：如果所述稳压电路的输出电压的采样值低于所述参考电压值，则MCU向所述稳压电路发送驱动信号，使所述稳压电路的输出电压保持在预定范围。
需要说明的是，该方法还包括：预设所述参考电压值。
还需要说明的是，如图7所示框图，在所述微功率低功耗DC-DC转换电路上电之后，开机供电电路工作，电压建立之后给MCU供电，MCU正常工作，此时MCU发驱动信号让所述稳压电路工作，同时ON/OFF信号发出高电平，开机供电电路停止工作，由于所述稳压电路有驱动信号，所述稳压电路输出电压建立，MCU供电由所述稳压电路提供，MCU正常工作，当所述稳压电路输出电压小于Vref时MCU又发驱动信号，使输出电压上升保持输出电压稳定在某一个范围内。
如图6所示，为本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路的控制装置结构示意图；所述控制装置包括：
信息获取单元601，用于获取稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值；
判断单元602，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值，判断输出电压稳定，则向开机供电电路发送关闭信号，使所述开机供电电路停止工作；以及，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值判断所述稳压电路的输出电压是否低于所述参考电压值；
信号发送单元603，用于如果所述稳压电路的输出电压的采样值低于所述参考电压值，则向所述稳压电路发送驱动信号，使所述稳压电路的输出电压保持在预定范围。
需要说明的是，该装置还包括：预设单元，用于预设所述参考电压值。
本发明实施例提供的一种微功率低功耗DC-DC转换电路及该电路的控制方法、装置，通过获取稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值；根据所述稳压电路的输出电压的采样值，判断输出电压稳定，则向开机供电电路发送关闭信号，使所述开机供电电路停止工作；根据所述稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值判断所述稳压电路的输出电压是否低于所述参考电压值；如果所述稳压电路的输出电压的采样值低于所述参考电压值，则向所述稳压电路发送驱动信号，使所述稳压电路的输出电压保持在预定范围，从而使得微功率低功耗DC-DC转换电路通过间歇式控制发送驱动脉冲的方式，减少微功率转换电路的待机功耗，提高转化效率。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：（方法的步骤），所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种微功率低功耗DC-DC转换电路，其特征在于，包括：稳压电路、开机供电电路和控制电路；
所述稳压电路，用于为正常工作的所述控制电路提供电能；
所述开机供电电路，用于为所述控制电路提供初始启动电能；
所述控制电路，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值，向所述稳压电路发送驱动信号，向所述开机供电电路发送开启或者关闭信号；
其中，所述稳压电路包括：Nmos管Q403，Pmos管Q404，二极管D400，电感L400，输出滤波电容C402，电阻R405，R406，R407，R409和R408；
所述Pmos管Q404的管脚1与管脚2分别与所述电阻R405两端相连；所述Pmos管Q404的管脚1还与所述电阻R406一端相连；所述Pmos管Q404的管脚3与所述电感L400的管脚1相连；
所述电阻R406另一端与所述Nmos管Q403的管脚3相连；所述Nmos管Q403的管脚1与管脚2分别与所述电阻R407两端相连，且所述Nmos管Q403的管脚2接地；
所述二极管D400的负极端与所述电感L400的管脚1相连，所述二极管D400的正极端接地；
所述电感L400的管脚2分别与所述输出滤波电容C402一端、所述电阻R409一端相连；所述输出滤波电容C402另一端接地；所述电阻R409另一端与所述电阻R408一端相连；所述电阻R408另一端接地；
所述开机供电电路包括：电容C400，限流电阻R400，Nmos管Q400，Q401，Q402，电阻R401,R402，R403，R404以及输出电容C401；
所述限流电阻R400一端与所述电容C400一端相连，另一端分别与所述Nmos管Q400的管脚3、电阻R401的一端相连；
所述Nmos管Q400的管脚1分别与所述电阻R401另一端、所述Nmos管Q401的管脚3相连；所述Nmos管Q400的管脚2分别连接所述电阻R402一端、电容C401一端；所述电阻R402另一端分别与所述Nmos管Q401的管脚1、电阻R403一端相连；所述电阻R403另一端接地；
所述电容C400另一端接地；所述电容C401另一端接地；
所述Nmos管Q402管脚3与所述Nmos管Q401管脚3相连；所述Nmos管Q402管脚2接地；所述Nmos管Q402管脚1分别接所述电阻R404一端与开关输出端；
所述电阻R404另一端接地。
2.一种如权利要求1所述微功率低功耗DC-DC转换电路的控制方法，其特征在于，包括：
获取稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值；
根据所述稳压电路的输出电压的采样值，判断输出电压稳定，则向开机供电电路发送关闭信号，使所述开机供电电路停止工作；
根据所述稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值判断所述稳压电路的输出电压是否低于所述参考电压值；
如果所述稳压电路的输出电压的采样值低于所述参考电压值，则向所述稳压电路发送驱动信号，使所述稳压电路的输出电压保持在预定范围。
3.根据权利要求2所述的微功率低功耗DC-DC转换电路的控制方法，其特征在于，还包括：预设所述参考电压值。
4.一种如权利要求1所述微功率低功耗DC-DC转换电路的控制装置，其特征在于，包括：
信息获取单元，用于获取稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值；
判断单元，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值，判断输出电压稳定，则向开机供电电路发送关闭信号，使所述开机供电电路停止工作；以及，用于根据所述稳压电路的输出电压的采样值以及参考电压值判断所述稳压电路的输出电压是否低于所述参考电压值；
信号发送单元，用于如果所述稳压电路的输出电压的采样值低于所述参考电压值，则向所述稳压电路发送驱动信号，使所述稳压电路的输出电压保持在预定范围。
5.根据权利要求4所述的微功率低功耗DC-DC转换电路的控制装置，其特征在于，还包括：预设单元，用于预设所述参考电压值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Free format text: FORMER OWNER: ANHUI POWER SOURCE TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20141212 Owner name: ANHUI POWER SOURCE TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHENZHEN ANNENG ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20141212 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 518067 SHENZHEN, GUANGDONG PROVINCE TO: 242100 HEFEI, ANHUI PROVINCE |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20141212 Address after: 242100 Anhui power source science and Technology Co., Ltd., Langxi Economic Development Zone, Hefei, Anhui Applicant after: Anhui Dynamic Power Co., Ltd. Address before: Shenzhen City, Nanshan District 518067, Guangdong Province along the road No. 43, building 204, 205, Kejian room 206 Applicant before: Shenzhen Anneng Energy Technology Co.,Ltd. Applicant before: Anhui Dynamic Power Co., Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |