CN104617765A - 一种直流降压型开关电源芯片及其应用电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流降压型开关电源芯片及其应用电路，其集成短路保护单元，增强产品的可靠性；同时，采用全内置的振荡单元、输出电压反馈单元，减少了外围器件，方便生产调试，降低成本，增强产品的可靠性；另外还集成工作指示灯驱动单元，能够直观显示工作状态；集成电压识别信号单元，能够更方便的为IPHONE等设备充电，具有很有的市场推广前景。

Description

一种直流降压型开关电源芯片及其应用电路

技术领域

本发明涉及电源转换技术领域，特别涉及一种直流降压型开关电源芯片及其应用电路。

背景技术

在汽车电子和很多家用电器、通信设备中，12V和24V直流电源是很常用的标准电源。需要将12V和24V直流电源转换为更低电压、稳定的直流电源输出，供给其它电路使用。其中一个重要门类是直流降压型开关电源电路，具有转换效率高，电路简单，成本低廉等特点。

现有的直流降压型开关电源电路芯片：振荡电路需外接器件、输出电压通过外接电阻调节，应用电路不够简化，生产调试不便，容易受到干扰；芯片没有短路保护，在负载短路时会受到损坏。

有鉴于此，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流降压型开关电源芯片及其应用电路，以解决现有技术中直流降压型开关电源芯片存在的电路复杂、且无短路保护等问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种直流降压型开关电源芯片，其中，包括：一芯片本体；

设置在芯片本体内部的电路，其进一步包括：用于为整个芯片提供偏置电流的偏置单元、基准单元、误差放大单元、输出控制单元、功率开关、输出反馈单元、振荡单元、限流保护单元、短路保护单元、电压识别信号产生单元、电源指示灯驱动单元和工作指示灯驱动单元；

其中，基准单元依次通过误差放大单元和输出控制单元连接所述功率开关；输出反馈单元分别与误差放大单元和电压识别信号产生单元相连，振荡单元分别与输出控制单元、限流保护单元和短路保护单元相连，输出控制单元分别和限流保护单元、短路保护单元以及工作指示灯驱动单元相连；电源指示灯驱动单元与短路保护单元相连。

所述的直流降压型开关电源芯片，其中，所述芯片本体上设置有若干与芯片本体内电路相连的引脚，所述引脚包括：电源引脚、接地引脚、输入引脚和输出引脚。

所述的直流降压型开关电源芯片，其中，所述输入引脚包括：输出电压反馈引脚和功率开关电源输入引脚；所述输出引脚包括：电压识别信号输出引脚、电源指示灯输出引脚、充电指示灯输出引脚和功率开关输出引脚。

所述的直流降压型开关电源芯片，其中，所述直流降压型开关电源芯片采用SOP8、DIP8或QIPAI8封装。

一种所述的直流降压型开关电源芯片的应用电路，其中，所述应用电路包括输入滤波电容、显示电路和降压电路；

所述输入滤波电容、显示电路和降压电路分别与所述直流降压型开关电源芯片相连。

所述的直流降压型开关电源芯片的应用电路，其中，所述输入滤波电容的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的电源引脚和功率开关电源输入引脚相连；

所述降压电路包括：第二电容、第一电感和一二极管；所述第二电容的一端接地，另一端连接直流降压型开关电源芯片的输出电压反馈引脚；所述第一电感与直流降压型开关电源芯片的功率开关输出引脚相连；所述二极管的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的功率开关输出引脚相连；

所述显示电路包括第一LED灯、第二LED灯和第三电容；所述第一LED灯的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的电源指示灯输出引脚相连，所述第二LED灯的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的充电指示灯输出引脚相连；所述第三电容的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的充电指示灯输出引脚相连。

有益效果：

本发明的直流降压型开关电源芯片及其应用电路，其集成短路保护单元，增强产品的可靠性；同时，采用全内置的振荡单元、输出电压反馈单元，减少了外围器件，方便生产调试，降低成本，增强产品的可靠性；另外还集成工作指示灯驱动单元，能够直观显示工作状态；集成电压识别信号单元，能够更方便的为IPHONE等设备充电，具有很有的市场推广前景。

附图说明

图1为本发明的直流降压型开关电源芯片的示意图。

图2为本发明的直流降压型开关电源芯片的实施例的封装示意图。

图3为本发明的直流降压型开关电源芯片的实施例的应用电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。

请参阅图1，其为本发明的直流降压型开关电源芯片及其应用电路的示意图，如图所示，所述直流降压型开关电源芯片包括：一芯片本体；设置在芯片本体内部的电路进一步包括：用于为整个芯片提供偏置电流的偏置单元、基准单元、误差放大单元、输出控制单元、功率开关、输出反馈单元、振荡单元、限流保护单元、短路保护单元、电压识别信号产生单元、电源指示灯驱动单元和工作指示灯驱动单元；其中，基准单元依次通过误差放大单元和输出控制单元连接所述功率开关；输出反馈单元分别与误差放大单元和电压识别信号产生单元相连，振荡单元分别与输出控制单元、限流保护单元和短路保护单元相连，输出控制单元分别和限流保护单元、短路保护单元以及工作指示灯驱动单元相连；电源指示灯驱动单元与短路保护单元相连。

应当理解，上述各个单元即芯片本体内部的电路的一部分，其也可以写成基准电路等。所述芯片的内部集成了各个单元（即各个电路），使得芯片的功能大大增加，在具体应用时，可以根据需要引出不同的引脚，使其具有不同的功能。

具体来说，偏置单元为整个芯片提供偏置电流；基准单元产生带隙基准电压，送给误差放大单元；输出反馈单元，生成与FB端口电压正比例的电压，送给误差放大单元；误差放大器，将基准单元与输出反馈单元送来的信号进行比较，送给输出控制单元；输出控制单元，处理误差放大单元与振荡单元送来的信号，输出信号给功率开关，输出控制单元还输出信号给限流保护单元、短路保护单元、充电指示灯驱动单元；功率开关根据输出控制单元送来的信号，控制SC与SE之间的开通与关闭；充电指示灯驱动单元，处理输出控制单元送来的信号，输出信号给LED2端口外接的LED灯，IC有负载电流时LED灯亮，IC没有负载电流时LED灯灭；限流保护单元，处理输出控制单元送来的与功率开关电流成正比的限流检测电流，当限流检测电流小于设定值时限流保护单元不影响振荡单元的工作，当限流检测电流超出设定值时限流保护单元输出信号关闭振荡单元；短路保护单元，检测FB端口电压与控制单元送来的与功率开关电流成正比的短路检测电流，当FB端口电压或短路检测电流小于设定值时短路保护单元不影响振荡单元的工作，当FB端口电压和短路检测电流都大于设定值时短路保护单元输出信号关闭振荡单元；电压识别信号产生单元输出与FB正比例的电压，为IPHONE等设备提供电压识别信号；电源指示灯驱动单元为LED端口外接的LED灯提供驱动信号，外接的LED灯作为电源指示灯。

所述芯片本体上设置有若干与芯片本体内电路相连的引脚，所述引脚包括：电源引脚、接地引脚、输入引脚和输出引脚。在本实施例中，所述输入引脚包括：输出电压反馈引脚和功率开关电源输入引脚；所述输出引脚包括：电压识别信号输出引脚、电源指示灯输出引脚、充电指示灯输出引脚和功率开关输出引脚。

进一步地，图2为本发明的直流降压型开关电源芯片的实施例的封装示意图。可以根据生产需要，采用SOP8、DIP8或QIPAI8封装形式。如图2所示，SC是功率开关电源输入端口（即引脚，下同）；SE是功率开关输出端口，开关开通时SE与SC连通，开关关闭时SE与SC断开；FB是输出电压反馈端口；GND是芯片地；LED是电源指示灯输出端口；VDD是芯片电源；LED2是充电指示灯输出端口；RV是电压识别信号输出端口，为IPHONE等设备提供电压识别信号。

本发明还提供上述直流降压型开关电源芯片（在本方案中，称为LC51系列芯片）的应用电路，所述应用电路包括输入滤波电容、显示电路和降压电路；所述输入滤波电容、显示电路和降压电路分别与所述直流降压型开关电源芯片相连。

如图3所示，所述输入滤波电容C1的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的电源引脚VCC和功率开关电源输入引脚SC相连；所述降压电路包括：第二电容C2、第一电感L1和一二极管D3；所述第二电容C2的一端接地，另一端连接直流降压型开关电源芯片的输出电压反馈引脚FB；所述第一电感L1与直流降压型开关电源芯片的功率开关输出引脚SE相连；所述二极管D3的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的功率开关输出引脚SE相连；所述显示电路包括第一LED灯LED1、第二LED灯LED2和第三电容C3；所述第一LED灯LED1的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的电源指示灯输出引脚(在所述芯片上用LED表示)相连，所述第二LED灯的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的充电指示灯输出引脚(在所述芯片上用LED2表示)相连；所述第三电容C3的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的充电指示灯输出引脚相连。

具体来说，VIN是12~24V电源输入，GND是电路地，VOUT是降压输出，RV是电压识别信号输出。输入滤波电容C3滤除电源的干扰信号，使电源电压平缓。降压电路与LC51系列芯片共同作用，完成降压功能；LC51系列芯片内部的功率开关开通时，SC、SE连通，通过电感L1给电容C2充电；LC51系列芯片内部的功率开关关闭时，SC、SE断开，电感L1上的反冲电流通过L1、C2、D1通路继续给电容C2充电；芯片内部的振荡单元可以保证SC、SE不断地开通与关闭，从而使电感L1不停地给电容C2充电；FB端口电压低于设定电压值时降压电路工作，FB端口电压高于设定电压值时关闭功率开关、降压电路不工作，保证FB端口电压一直维持在设定电压值。显示电路有两个LED灯，LED1是电源指示灯，LED2是充电指示灯，电容C3是LED2的滤波电容。

综上所述，本发明的直流降压型开关电源芯片及其应用电路，其集成短路保护单元，增强产品的可靠性；同时，采用全内置的振荡单元、输出电压反馈单元，减少了外围器件，方便生产调试，降低成本，增强产品的可靠性；另外还集成工作指示灯驱动单元，能够直观显示工作状态；集成电压识别信号单元，能够更方便的为IPHONE等设备充电，具有很有的市场推广前景。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，比如改变应用电路的结构、从芯片本体内引出部分引脚等，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种直流降压型开关电源芯片，其特征在于，包括：

芯片本体；

设置在芯片本体内部的电路，其进一步包括：用于为整个芯片提供偏置电流的偏置单元、基准单元、误差放大单元、输出控制单元、功率开关、输出反馈单元、振荡单元、限流保护单元、短路保护单元、电压识别信号产生单元、电源指示灯驱动单元和工作指示灯驱动单元；

其中，基准单元依次通过误差放大单元和输出控制单元连接所述功率开关；输出反馈单元分别与误差放大单元和电压识别信号产生单元相连，振荡单元分别与输出控制单元、限流保护单元和短路保护单元相连，输出控制单元分别和限流保护单元、短路保护单元以及工作指示灯驱动单元相连；电源指示灯驱动单元与短路保护单元相连。

2.根据权利要求1所述的直流降压型开关电源芯片，其特征在于，所述芯片本体上设置有若干与芯片本体内电路相连的引脚，所述引脚包括：电源引脚、接地引脚、输入引脚和输出引脚。

3.根据权利要求2所述的直流降压型开关电源芯片，其特征在于，所述输入引脚包括：输出电压反馈引脚和功率开关电源输入引脚；所述输出引脚包括：电压识别信号输出引脚、电源指示灯输出引脚、充电指示灯输出引脚和功率开关输出引脚。

4.根据权利要求2所述的直流降压型开关电源芯片，其特征在于，所述直流降压型开关电源芯片采用SOP8、DIP8或QIPAI8封装。

5.一种权利要求3所述的直流降压型开关电源芯片的应用电路，其特征在于，所述应用电路包括输入滤波电容、显示电路和降压电路；

所述输入滤波电容、显示电路和降压电路分别与所述直流降压型开关电源芯片相连。

6.根据权利要求5所述的直流降压型开关电源芯片的应用电路，其特征在于，所述输入滤波电容的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的电源引脚和功率开关电源输入引脚相连；

所述降压电路包括：第二电容、第一电感和一二极管；所述第二电容的一端接地，另一端连接直流降压型开关电源芯片的输出电压反馈引脚；所述第一电感与直流降压型开关电源芯片的功率开关输出引脚相连；所述二极管的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的功率开关输出引脚相连；

所述显示电路包括第一LED灯、第二LED灯和第三电容；所述第一LED灯的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的电源指示灯输出引脚相连，所述第二LED灯的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的充电指示灯输出引脚相连；所述第三电容的一端接地，另一端与直流降压型开关电源芯片的充电指示灯输出引脚相连。