CN105141125A - 一种自带输入欠压保护和输出短路保护的直流转换电路 - Google Patents

Abstract

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供一种自带输入欠压保护和输出短路保护的直流转换电路，直流输入电源分别与所述滤波电路、导通时间设置电路、欠压保护设置电路及电压转换电路连接，电压转换电路分别与软启动时间设置电路、输出电压设置电路及输出滤波电路连接。特点是：只需要较少的元器件即可实现直流转换功能，并且自带欠压保护和输出短路保护，设计周期较短，设计成本低，输入电压范围比较宽，输出电压精度高，电路体积较小，转换效率高，无外置电感，输出纹波较低。输入电压范围为6V至42V，输出电压范围为0V至6V，可根据后续负载电路的供电要求来设定输出电压值，输出纹波可控制在10mV左右，输出电流可达3A。

Description

一种自带输入欠压保护和输出短路保护的直流转换电路

技术领域

本发明涉及一种自带输入欠压保护和输出短路保护的直流转换电路，广泛应用于直流转换电路。

背景技术

目前，DC/DC电源模块较为广泛的应用于直流转换电路，但是电源模块的体积相对较大，而且效率不高，多需要做散热处理，在实际应用中灵活性较差，生产周期较长，在设计周期紧张的项目中，无法第一时间完成设计任务。由于电源模块的紧凑型设计，很多保护电路及监测电路无法设置在模块内部，造成了外围电路较为复杂，设计成本较高，不利于产品的设计定型以及后期生产调试，可扩展性差。

我公司近几年生产的小型卫星导航产品内部均需要加入电源电压转换电路，以满足后续数字电路和射频电路的正常工作电压，产量较大，对电源转换电路要求尽量体积小、效率高、成本低、可靠性高，采用常规的DC/DC电源转换模块体积较大，按照二十瓦的功率来选择DC/DC电源转换模块其常规体积为50×25×10mm，转换效率为80%左右，航空级产品价格大约为三千元，且由于其高度的集成化，造成器件排列较为紧密，散热效果差，影响器件的使用寿命，而且其内部任一器件发生故障维修难度较大，需要直接更换整个电源模块，可靠性较低，维修成本较大。常规的电源转换模块由于内部器件排列紧凑，无法内部集成输入欠压保护和输出短路保护，需要在外部添加相应的外围电路来实现该保护功能，更加大了产品的设计成本和设计难度。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供一种自带输入欠压保护和输出短路保护的直流转换电路，本电路所需要的体积大约为20×10×6mm，远小于常规的DC/DC电源转换模块，转换效率可达92%，大大减少了产品的散热需求，全部采用航空级元器件价格大约为500元，并且自带输入欠压保护和输出短路保护，所需要的元器件较少，设计调试简单，极大的缩短了产品的设计周期并降低了设计成本，提高了产品的可靠性，采用分离的元器件也利于产品的维修。

本发明为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种自带输入欠压保护和输出短路保护的直流转换电路，其特征在于：包括滤波电路、导通时间设置电路、电压转换电路、欠压保护设置电路、输出电压设置电路、软启动时间设置电路和输出滤波电路，直流输入电源分别与所述滤波电路、导通时间设置电路、欠压保护设置电路及电压转换电路连接，所述电压转换电路分别与软启动时间设置电路、输出电压设置电路及输出滤波电路连接；

具体电路连接为：直流输入电源正极分别与电容C1、电阻R1、电阻R2的一端及电源转换模块U1的VIN脚连接，电阻R1、电阻R2的另一端分别与电源转换模块U1的RON脚、EN脚连接，直流输入电源负极接地并分别与电容C1的另一端、电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接电源转换模块U1的EN脚，电容C2的一端接地，另一端接电源转换模块U1的SS脚，电阻R5的一端接地，另一端分别与电阻R4的一端及电源转换模块U1的FB脚连接，电阻R4的另一端分别接电容C3的一端、电源转换模块U1的VOUT脚，电源转换模块U1的VOUT脚为输出电源正极，电容C3的另一端接地为输出电源负极。

本发明的特点是：只需要较少的元器件即可实现直流转换功能，并且自带欠压保护和输出短路保护，设计周期较短，设计成本低，输入电压范围比较宽，输出电压精度高，电路体积较小，转换效率高，无外置电感，输出纹波较低。输入电压范围为6V至42V，输出电压范围为0V至6V，可根据后续负载电路的供电要求来设定输出电压值，输出纹波可控制在10mV左右，输出电流可达3A。

附图说明

图1为本发明的电路连接框图；

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种自带输入欠压保护和输出短路保护的直流转换电路，包括滤波电路、导通时间设置电路、电压转换电路、欠压保护设置电路、输出电压设置电路、软启动时间设置电路和输出滤波电路。

直流输入电源分别与滤波电路、导通时间设置电路、欠压保护设置电路及电压转换电路连接，电压转换电路分别与软启动时间设置电路、输出电压设置电路及输出滤波电路连接，输出滤波电路与后续的负载电路连接。

具体电路连接为：直流输入电源正极分别与电容C1、电阻R1、电阻R2的一端及电源转换模块U1的VIN脚连接，电阻R1、电阻R2的另一端分别与电源转换模块U1的RON脚、EN脚连接，直流输入电源负极接地并分别与电容C1的另一端、电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接电源转换模块U1的EN脚，电容C2的一端接地，另一端接电源转换模块U1的SS脚，电阻R5的一端接地，另一端分别与电阻R4的一端及电源转换模块U1的FB脚连接，电阻R4的另一端分别接电容C3的一端、电源转换模块U1的VOUT脚，电源转换模块U1的VOUT脚为输出电源正极，电容C3的另一端接地为输出电源负极。

其中电容C1作为电路前端的滤波电路，为后续电路工作提供较为稳定的输入电压。

电源转换模块U1的型号为LMZ14203，作为电源转换的主控芯片，为其他电路部分提供输入欠压保护基准信号、输出电压基准信号和软启动时间控制信号，并具有输出短路保护功能，为该电路的核心组件，是电压转换电路的核心部分。

电阻R1为导通时间设置电阻，电阻R1和电源转换模块U1的RON引脚构成导通时间设置电路，通过改变电阻R1的阻值可以调节导通时间的长短。

电阻R2、电阻R3和电源转换模块U1的EN引脚构成输入欠压保护设置电路，通过调节电阻R1、电阻R2的比值大小来设定输入欠压保护的临界值。

电容C2与电源转换模块U1的SS引脚构成软启动时间设置电路，通过电源转换模块U1的SS引脚向电容C2充电来实现软启动功能。电阻R4、电阻R5与电源转换模块U1的FB引脚构成输出电压设置电路，通过调节电阻R4和电阻R5的比值大小来设定输出电压值。

电容C3作为电路输出端的滤波电路，为后续负载电路提供稳定的工作电压。

Claims (1)

1.一种自带输入欠压保护和输出短路保护的直流转换电路，其特征在于：包括滤波电路、导通时间设置电路、电压转换电路、欠压保护设置电路、输出电压设置电路、软启动时间设置电路和输出滤波电路，直流输入电源分别与所述滤波电路、导通时间设置电路、欠压保护设置电路及电压转换电路连接，所述电压转换电路分别与软启动时间设置电路、输出电压设置电路及输出滤波电路连接；

具体电路连接为：直流输入电源正极分别与电容C1、电阻R1、电阻R2的一端及电源转换模块U1的VIN脚连接，电阻R1、电阻R2的另一端分别与电源转换模块U1的RON脚、EN脚连接，直流输入电源负极接地并分别与电容C1的另一端、电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接电源转换模块U1的EN脚，电容C2的一端接地，另一端接电源转换模块U1的SS脚，电阻R5的一端接地，另一端分别与电阻R4的一端及电源转换模块U1的FB脚连接，电阻R4的另一端分别接电容C3的一端、电源转换模块U1的VOUT脚，电源转换模块U1的VOUT脚为输出电源正极，电容C3的另一端接地为输出电源负极。