CN106992698B - 一种具有双重模式的模块供电电路 - Google Patents

一种具有双重模式的模块供电电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有双重模式的模块供电电路包括保险丝、整流电路、π型滤波电路、控制芯片、拓扑电路、稳压电路；特别涉及一种采用BUCK或BUCK/BOOST电路，可选择输出正电压或负电压的高效率、低待机功耗、高带载能力的双重模式模块供电电路。采用可选BUCK或BUCK/BOOST工作模式，与现有的阻容降压电路相比，在待机功耗、效率、带载能力、驱动可控硅等方面有明显优势。

Description

一种具有双重模式的模块供电电路
技术领域
本发明涉及集成电路领域，特别涉及一种具有双重模式的模块供电电路。
背景技术
随着能源越来越紧张、全球温室效应，各国对于电子产品能效的要求越来越高，传统的阻容降压电路，普遍使用阻容降压电路，效率低、待机功耗高、带载能力低，已无法符合各国能效要求。
有鉴于此，本发明人专门设计了一种具有双重模式的模块供电电路，特别涉及一种采用BUCK或BUCK/BOOST电路。本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有双重模式的模块供电电路，特别涉及一种采用BUCK或BUCK/BOOST电路，可选择输出正电压或负电压的高效率、低待机功耗、高带载能力的双重模式模块供电电路。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
包括保险丝、整流电路、π型滤波电路、控制芯片、拓扑电路、稳压电路；
所述保险丝的输入端，与市电网的火线相连；所述保险丝的输出端，与所述整流电路的输入端相连，用于保护电路的运行；
所述整流电路的输出端，与所述π型滤波电路相连，用于将所述市电整流为直流电，并传送至所述π型滤波电路的输入端；
所述π型滤波电路的输出端，与所述控制芯片相连，用于对所述直流电进行滤波后，传送至所述控制芯片；
所述控制芯片包括第一管脚、第二管脚和第三管脚；所述控制芯片的第一管脚与π型滤波电路的输出端相连；所述控制芯片的第二管脚与稳压电路的输出端相连，用于提供工作电压和反馈电压信号；所述控制芯片的第三管脚与拓扑电路的输入端相连，用于采集电流反馈信号；
所述拓扑电路的输出端包括第一输出端口、第二输出端口，用于将所述直流电转换为开关电源，并通过所述第一输出端口、第二输出端口传送至外部电路，提供电压；所述拓扑电路的第一输出端口与所述稳压电路的输入端相连；
所述稳压电路的输出端与所述控制芯片的第二管脚相连，用于稳定所述电压，提供工作电压和反馈电压信号，并传送至所述控制芯片的第二管脚；
优选地，所述整流电路包括全波整流模式和半波整流模式。
优选地，所述整流电路包括第一整流桥、第三稳压二极管、第七电阻；
所述第一整流桥的第一端口，与所述保险丝的输出端相连；所述第一整流桥的第二端口，与第三稳压二极管的阴极相连；所述第一整流桥的第三端口，与市电网的零线相连；所述第一整流桥的第四端口，与第七电阻的第一端口相连；
所述第三稳压二极管的阳极，与所述保险丝的输出端相连；
所述第七电阻的第二端口，与所述市电网的零线相连。
优选地，所述第一整流桥电连接，所述第三稳压二极管、第七电阻断开时，所述整流电路为全波整流模式；所述第一整流桥断开，所述第三稳压二极管和所述第七电阻电连接时，所述整流电路为半波整流模式。
优选地，所述π型滤波电路包括第一电感、第一电阻、第一电容、第二电容；
所述第一电感的第一端，与所述第三稳压二极管的阴极相连；所述第一电感的第二端，与所述控制芯片的第一管脚相连；
所述第一电阻的第一端，与第三稳压二极管的阴极相连；所述第一电阻的第二端，与所述控制芯片的第一管脚相连；
所述第一电容的第一端，与所述第三稳压二极管的阴极相连；所述第一电容的第二端，与所述第七电阻的第一端相连；
所述第二电容为极性电容，所述第二电容的阳极与所述控制芯片的第一管脚相连；所述第二电容的阴极，与所述第七电阻的第一端相连。
优选地，所述拓扑电路包括BUCK拓扑模式和BUCKBOOST拓扑模式。
优选地，所述控制芯片的型号为CR6210。
优选地，所述拓扑电路包括第二电阻、第三电阻、第二电感、第四电容、第一稳压二极管、第五电阻、第六电阻；
所述第二电阻的第一端，与所述控制芯片的第三管脚相连；所述第二电阻的第二端，与第一稳压二极管的阴极相连；
所述第三电阻的第一端，与所述控制芯片的第三管脚相连；所述第三电阻的第二端，与第一稳压二极管的阴极相连；
所述第二电感的第一端，与第一稳压二极管的阴极相连；所述第二电感的第二端，与所述第一输出端口相连；
所述第四电容为极性电容，所述第四电容的阳极与所述第一输出端口相连；所述第四电容的阴极与所述第二输出端口相连；
所述第一稳压二极管的阳极与所述第二输出端口相连；
所述第五电阻的第一端，与所述第二电容的阴极相连；所述第五电阻的第二端，与所述第二输出端口相连；
所述第六电阻的第一端，与所述第二电容的阴极相连；所述第六电阻的第二端，与所述稳压电路的输入端相连。
优选地，所述稳压电路包括第二稳压二极管、第三电容；
所述第二稳压二极管的阳极，与所述第一输出端口相连；所述第二稳压二极管的阴极，与所述控制芯片的第二管脚相连；
所述第三电容的第一端，与所述控制芯片的第二管脚相连；所述第三电容的第二端，与所述第二电阻的第二端相连。
优选地，所述第一输出端口与第二输出端口间设有第四电阻。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种具有双重模式的模块供电电路，特别涉及一种采用BUCK或BUCK/BOOST电路，可选择输出正电压或负电压的高效率、低待机功耗、高带载能力的双重模式模块供电电路。采用可选BUCK或BUCK/BOOST工作模式，与现有的阻容降压电路相比，在待机功耗、效率、带载能力、驱动可控硅等方面有明显优势。
附图说明
图1是本发明的系统框图；
图2是本发明的实施方式示意图。
其中100：整流电路；200：π型滤波电路；300：拓扑电路。
具体实施方式
如图1所示，一种具有双重模式的模块供电电路，包括保险丝、整流电路、π型滤波电路、控制芯片、拓扑电路、稳压电路；
保险丝的输入端，与市电网的火线相连；保险丝的输出端，与整流电路的输入端相连，用于保护电路的运行；
整流电路的输出端，与π型滤波电路相连，用于将市电整流为直流电，并传送至π型滤波电路的输入端；
π型滤波电路的输出端，与控制芯片相连，用于对直流电进行滤波后，传送至控制芯片；
控制芯片包括第一管脚、第二管脚和第三管脚；控制芯片的第一管脚与π型滤波电路的输出端相连；控制芯片的第二管脚与稳压电路的输出端相连，用于提供工作电压和反馈电压信号；控制芯片的第三管脚与拓扑电路的输入端相连，用于采集电流反馈信号；控制芯片的第一管脚与第三管脚之间内置一个高压MOS，第一管脚内置MOS的漏极，第二管脚为VCC供电与电压反馈检测复用脚，第三管脚为内置MOS的源极与电流反馈检测复用脚。
拓扑电路的输出端包括第一输出端口Vout+、第二输出端口Vout-，用于将直流电转换为开关电源，并通过第一输出端口Vout+、第二输出端口Vout-传送至外部电路，提供电压；拓扑电路的第一输出端口Vout+与稳压电路的输入端相连；
稳压电路的输出端与控制芯片的第二管脚相连，用于稳定电压，提供工作电压和反馈电压信号，并传送至控制芯片的第二管脚；
整流电路包括全波整流模式和半波整流模式。
如图2所示，整流电路100包括第一整流桥DB1、第三稳压二极管D3、第七电阻R7；
第一整流桥DB1的第一端口，与保险丝的输出端相连；第一整流桥DB1的第二端口，与第三稳压二极管D3的阴极相连；第一整流桥DB1的第三端口，与市电网的零线相连；第一整流桥DB1的第四端口，与第七电阻R7的第一端口相连；
第三稳压二极管D3的阳极，与保险丝的输出端相连；
第七电阻R7的第二端口，与市电网的零线相连。
第一整流桥DB1电连接，第三稳压二极管D3、第七电阻R7断开时，整流电路100为全波整流模式；第一整流桥DB1断开，第三稳压二极管D3和第七电阻R7电连接时，整流电路100为半波整流模式。
π型滤波电路200包括第一电感L1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2；
第一电感L1的第一端，与第三稳压二极管D3的阴极相连；第一电感L1的第二端，与控制芯片U1的第一管脚相连；
第一电阻R1的第一端，与第三稳压二极管D3的阴极相连；第一电阻R1的第二端，与控制芯片U1的第一管脚相连；
第一电容C1的第一端，与第三稳压二极管D3的阴极相连；第一电容C1的第二端，与第七电阻R7的第一端相连；
第二电容C2为极性电容，第二电容C2的阳极与控制芯片U1的第一管脚相连；第二电容C2的阴极，与第七电阻R7的第一端相连。
拓扑电路300包括BUCK拓扑模式和BUCKBOOST拓扑模式。
控制芯片U1的型号为CR6210。
拓扑电路300包括第二电阻R2、第三电阻R3、第二电感L2、第四电容C4、第一稳压二极管D1、第五电阻R5、第六电阻R6；
第二电阻R2的第一端，与控制芯片U1的第三管脚相连；第二电阻R2的第二端，与第一稳压二极管D1的阴极相连；
第三电阻R3的第一端，与控制芯片U1的第三管脚相连；第三电阻R3的第二端，与第一稳压二极管D1的阴极相连；
第二电感L2的第一端，与第一稳压二极管D1的阴极相连；第二电感L2的第二端，与第一输出端口Vout+相连；
第四电容C4为极性电容，第四电容C4的阳极与第一输出端口Vout+相连；第四电容C4的阴极与第二输出端口Vout-相连；
第一稳压二极管D1的阳极与第二输出端口Vout-相连；
第五电阻R5的第一端，与第二电容C2的阴极相连；第五电阻R5的第二端，与第二输出端口Vout-相连；
第六电阻R6的第一端，与第二电容C2的阴极相连；第六电阻R6的第二端，与稳压电路400的输入端相连；
稳压电路400包括第二稳压二极管D2、第三电容C3；
第二稳压二极管D2的阳极，与第一输出端口Vout+相连；第二稳压二极管D2的阴极，与控制芯片U1的第二管脚相连；
第三电容C3的第一端，与控制芯片U1的第二管脚相连；第三电容C3的第二端，与第二电阻R2的第二端相连。
第一输出端口Vout+与第二输出端口Vout-间设有第四电阻R4。
本实施例涉及一种采用BUCK或BUCKBOOST电路，可选择输出正电压或负电压，正电压可供一般模块供电，负电压可供需驱动可控硅模块供电；市电由火线L、零线N进来；FU1是保险丝，对模块失效时起到保护作用；DB1、D3、R7为可选择工作模式，DB1接一个整流桥、D3、R7不接时，为全波整流模式；DB1不接、D3接一个二极管、R7接一个0R电阻时，为半波整流模式；C1、L1、R1、C2组成一个π型滤波器对整流后的市电进行滤波，此时C2两端便输出一个稳定的直流电；U1是控制芯片,型号为CR6210，U1的第一管脚与第三管脚之间内置一个高压MOS，第一管脚为内置MOS的漏极，第二管脚为VCC供电与电压反馈检测复用脚，第三管脚为内置MOS的源极与电流反馈检测复用脚；R5、R6为可选择工作模式，当R5接0R，R6断开时，C2、U1的第1管脚和第3管脚、R2、R3、L2、C4、R5、D1组成一个BUCK拓扑电路，此时，以C2的负极为0V参考点，Vout+输出+5V，Vout-输出0V；当R6接0R，R5断开时，C2、U1的1脚3脚、R2、R3、L2、C4、R6、D1组成一个BUCKBOOST拓扑电路，此时，以C2的负极为0V参考点，Vout+输出0V，Vout-输出-5V；通过D2从输出的Vout+端提供U1的工作电压以及反馈电压信号；根据不同的输出带载电流，U1通过第二管脚采集电压反馈信号，以及第三管脚采集电流反馈信号进行分析，以控制不同的频率及峰值电流，以匹配此时的输出能量。R4为一个假负载，当输出电流为0A时，此时假负载可以消耗前端传过来的最小能量，以确保输出电压稳定。
本实施例具有可选择输出正电压或负电压的高效率、低待机功耗、高带载能力的双重模式模块供电电路。采用可选BUCK或BUCK/BOOST工作模式，与现有的阻容降压电路相比，在待机功耗、效率、带载能力、驱动可控硅等方面有明显优势。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (7)

1.一种具有双重模式的模块供电电路，其特征在于：包括保险丝、整流电路、π型滤波电路、控制芯片、拓扑电路、稳压电路；
所述保险丝的输入端，与市电网的火线相连；所述保险丝的输出端，与所述整流电路的输入端相连，用于保护电路的运行；
所述整流电路的输出端，与所述π型滤波电路相连，用于将所述市电整流为直流电，并传送至所述π型滤波电路的输入端；
所述π型滤波电路的输出端，与所述控制芯片相连，用于对所述直流电进行滤波后，传送至所述控制芯片；
所述控制芯片包括第一管脚、第二管脚和第三管脚；所述控制芯片的第一管脚与π型滤波电路的输出端相连；所述控制芯片的第二管脚与稳压电路的输出端相连，用于提供工作电压和反馈电压信号；所述控制芯片的第三管脚与拓扑电路的输入端相连，用于采集电流反馈信号,所述控制芯片的型号为CR6210；
所述拓扑电路的输出端包括第一输出端口、第二输出端口，用于将所述直流电转换为开关电源，并通过所述第一输出端口、第二输出端口传送至外部电路，提供电压；所述拓扑电路的第一输出端口与所述稳压电路的输入端相连；所述拓扑电路包括可选的BUCK拓扑模式和BUCKBOOST拓扑模式；具体的，所述拓扑电路包括第二电阻、第三电阻、第二电感、第四电容、第一稳压二极管、第五电阻、第六电阻；所述第二电阻的第一端，与所述控制芯片的第三管脚相连；所述第二电阻的第二端，与第一稳压二极管的阴极相连；所述第三电阻的第一端，与所述控制芯片的第三管脚相连；所述第三电阻的第二端，与第一稳压二极管的阴极相连；所述第二电感的第一端，与第一稳压二极管的阴极相连；所述第二电感的第二端，与所述第一输出端口相连；所述第四电容为极性电容，所述第四电容的阳极与所述第一输出端口相连；所述第四电容的阴极与所述第二输出端口相连；所述第一稳压二极管的阳极与所述第二输出端口相连；所述第五电阻的第一端，与所述π型滤波电路的第二电容的阴极相连；所述第五电阻的第二端，与所述第二输出端口相连；所述第六电阻的第一端，与所述π型滤波电路的第二电容的阴极相连；所述第六电阻的第二端，与所述稳压电路的输入端相连；
所述稳压电路的输出端与所述控制芯片的第二管脚相连，用于稳定所述电压，提供工作电压和反馈电压信号，并传送至所述控制芯片的第二管脚。
2.根据权利要求1所述的一种具有双重模式的模块供电电路，其特征在于：所述整流电路包括全波整流模式和半波整流模式。
3.根据权利要求2所述的一种具有双重模式的模块供电电路，其特征在于：所述整流电路包括第一整流桥、第三稳压二极管、第七电阻；所述第一整流桥的第一端口，与所述保险丝的输出端相连；所述第一整流桥的第二端口，与第三稳压二极管的阴极相连；所述第一整流桥的第三端口，与市电网的零线相连；所述第一整流桥的第四端口，与第七电阻的第一端口相连；所述第三稳压二极管的阳极，与所述保险丝的输出端相连；所述第七电阻的第二端口，与所述市电网的零线相连。
4.根据权利要求3所述的一种具有双重模式的模块供电电路，其特征在于：所述第一整流桥电连接，所述第三稳压二极管、第七电阻断开时，所述整流电路为全波整流模式；所述第一整流桥断开，所述第三稳压二极管和所述第七电阻电连接时，所述整流电路为半波整流模式。
5.根据权利要求4所述的一种具有双重模式的模块供电电路，其特征在于：所述π型滤波电路包括第一电感、第一电阻、第一电容、第二电容；所述第一电感的第一端，与所述第三稳压二极管的阴极相连；所述第一电感的第二端，与所述控制芯片的第一管脚相连； 所述第一电阻的第一端，与第三稳压二极管的阴极相连；所述第一电阻的第二端，与所述控制芯片的第一管脚相连； 所述第一电容的第一端，与所述第三稳压二极管的阴极相连；所述第一电容的第二端，与所述第七电阻的第一端相连；所述第二电容为极性电容，所述第二电容的阳极与所述控制芯片的第一管脚相连；所述第二电容的阴极，与所述第七电阻的第一端相连。
6.根据权利要求1所述的一种具有双重模式的模块供电电路，其特征在于：所述稳压电路包括第二稳压二极管、第三电容；所述第二稳压二极管的阳极，与所述第一输出端口相连；所述第二稳压二极管的阴极，与所述控制芯片的第二管脚相连；所述第三电容的第一端，与所述控制芯片的第二管脚相连；所述第三电容的第二端，与所述第二电阻的第二端相连。
7.根据权利要求6所述的一种具有双重模式的模块供电电路，其特征在于：所述第一输出端口与第二输出端口间设有第四电阻。
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