CN107241018A - 一种宽电压输入转低电压大功率输出电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子设备供电技术领域，公开了一种宽电压输入转低电压大功率输出电路，包括：9‑60V电源输入端、DCDC电源模块、电路控制单元、MOS管和板级DCDC芯片，DCDC电源模块的输入端连接9‑60V电源输入端，其输出端连接板级DCDC芯片，所述电路控制单元的输入端连接9‑60V电源输入端，其使能输出端连接所述DCDC电源模块的使能脚，其控制输出端连接MOS管的栅极，MOS管的源极与9‑60V电源输入端相连，MOS管的漏极与板级DCDC芯片相连。同时，还公开了一种宽电压输入转低电压大功率输出方法。本发明能够实现宽电压输入转低电压大功率输出，满足高功率设备的需求，提高供电效率。

Description

一种宽电压输入转低电压大功率输出电路及方法
技术领域
本发明属于电子设备供电技术领域，尤其涉及一种宽电压输入转低电压大功率输出电路及方法。
背景技术
在目前的工业现场，网络通讯设备(比如交换机等)的输入电压范围越来越宽泛，如要求DC9V、DC12V、DC36V、DC60V等输入电压。而网络通讯设备的芯片工作电压往往只有DC3.3V，甚至更低。从DC60V转换到3.3V，转换效率会很低，从高电压转换到低电压，转换效率会很低，而且输出功率很小，根本无法满足高功率设备的要求。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种宽电压输入转低电压大功率输出电路及方法，实现宽电压输入转低电压大功率输出，满足高功率设备的需求。
本发明实施例是这样实现的：
一种宽电压输入转低电压大功率输出电路，包括：9-60V电源输入端、DCDC电源模块、电路控制单元、MOS管和板级DCDC芯片，DCDC电源模块的输入端连接9-60V电源输入端，其输出端连接板级DCDC芯片，所述电路控制单元的输入端连接9-60V电源输入端，其使能输出端连接所述DCDC电源模块的使能脚，其控制输出端连接MOS管的栅极，MOS管的源极与9-60V电源输入端相连，MOS管的漏极与板级DCDC芯片相连；所述电路控制单元检测9-60V电源输入端的输入电压值，当输入电压值大于参考电压值时，电路控制单元向MOS管输出截止信号，MOS管截止，电路控制单元输出使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块开启，DCDC电源模块将所述输入电压转换为中间电压值供给板级DCDC芯片；当输入电压值小于等于参考电压值时，电路控制单元输出非使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块关闭，电路控制单元向MOS管输出导通信号，MOS管导通，所述输入电压经MOS管供给板级DCDC芯片，所述参考电压值大于所述中间电压值，所述参考电压值小于等于板级DCDC芯片的电源芯片的最大电压输入值。
其中，电路控制单元包括：第一电阻、第二电阻、稳压管、三极管、第三电阻、第四电阻、第二二极管、第一电容、第五电阻、第三二极管、第六电阻；
稳压管的阳极接地，其阴极依次经第二电阻和第一电阻连接9-60V电源输入端，第二电阻和第一电阻的连接点与三极管的基极相连，三极管的发射极与9-60V电源输入端相连，三极管的集电极依次经第三电阻和第四电阻接地，第三电阻和第四电阻的连接点与DCDC电源模块的使能脚相连，三极管的集电极连接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极连接MOS管的栅极，MOS管的栅极经第六电阻接地，第一电容和第五电阻并联，该并联支路的两端分别连接在MOS管的栅极和源极，第三二极管的阴极和阳极分别连接MOS管的源极和栅极。
一种宽电压输入转低电压大功率输出方法，包括：所述电路控制单元检测9-60V电源输入端的输入电压值，当输入电压值大于参考电压值时，电路控制单元向MOS管输出截止信号，MOS管截止，电路控制单元输出使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块开启，DCDC电源模块将所述输入电压转换为中间电压值供给板级DCDC芯片；当输入电压值小于等于参考电压值时，电路控制单元输出非使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块关闭，电路控制单元向MOS管输出导通信号，MOS管导通，所述输入电压经MOS管供给板级DCDC芯片，所述参考电压值大于所述中间电压值，所述参考电压值小于等于板级DCDC芯片的电源芯片的最大电压输入值。
其中，所述参考电压值为15V，所述中间电压值为12V。
本发明实施例中当输入电压小于等于参考电压(例如：15V)时，可直接把15V以内的输入电压旁路到板级DCDC芯片，直接给板级DCDC芯片供电，提高供电效率，当输入电压大于参考电压(例如：15V)时，电路控制单元使能DCDC电源模块进行降压处理，降压为中间电压值给板级DCDC芯片供电，转换效率得以保证；通过电路控制单元自动实现了电路的通断控制，保证了对板级DCDC芯片供电的稳定性，实现宽电压输入转低电压大功率输出，满足高功率设备的需求。
附图说明
图1是本发明提供的一种宽电压输入转低电压大功率输出电路的模块结构图；
图2是本发明提供的一种宽电压输入转低电压大功率输出电路的示例电路结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
图1中，一种宽电压输入转低电压大功率输出电路，包括：9-60V电源输入端、DCDC电源模块、电路控制单元、MOS管和板级DCDC芯片，DCDC电源模块的输入端连接9-60V电源输入端，其输出端连接板级DCDC芯片，所述电路控制单元的输入端连接9-60V电源输入端，其使能输出端连接所述DCDC电源模块的使能脚，其控制输出端连接MOS管的栅极，MOS管的源极与9-60V电源输入端相连，MOS管的漏极与板级DCDC芯片相连；所述电路控制单元检测9-60V电源输入端的输入电压值，当输入电压值大于参考电压值时，电路控制单元向MOS管输出截止信号，MOS管截止，电路控制单元输出使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块开启，DCDC电源模块将所述输入电压转换为中间电压值供给板级DCDC芯片；当输入电压值小于等于参考电压值时，电路控制单元输出非使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块关闭，电路控制单元向MOS管输出导通信号，MOS管导通，所述输入电压经MOS管供给板级DCDC芯片，所述参考电压值大于所述中间电压值，所述参考电压值小于等于板级DCDC芯片的电源芯片的最大电压输入值。
一种宽电压输入转低电压大功率输出方法，包括：所述电路控制单元检测9-60V电源输入端的输入电压值，当输入电压值大于参考电压值时，电路控制单元向MOS管输出截止信号，MOS管截止，电路控制单元输出使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块开启，DCDC电源模块将所述输入电压转换为中间电压值供给板级DCDC芯片；当输入电压值小于等于参考电压值时，电路控制单元输出非使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块关闭，电路控制单元向MOS管输出导通信号，MOS管导通，所述输入电压经MOS管供给板级DCDC芯片，所述参考电压值大于所述中间电压值，所述参考电压值小于等于板级DCDC芯片的电源芯片的最大电压输入值。所述参考电压值为15V，所述中间电压值为12V。
图2中，电路控制单元包括：第一电阻R1、第二电阻R2、稳压管D1、三极管Q1、第三电阻R3、第四电阻R4、第二二极管D2、第一电容C1、第五电阻R5、第三二极管D3、第六电阻R6；
稳压管D1的阳极接地GND，其阴极依次经第二电阻R2和第一电阻R1连接9-60V电源输入端，第二电阻R2和第一电阻R1的连接点与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极与9-60V电源输入端相连，三极管Q1的集电极依次经第三电阻R3和第四电阻R4接地GND，第三电阻R3和第四电阻R4的连接点与DCDC电源模块的使能脚EN相连，三极管Q1的集电极连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极连接MOS管Q2的栅极，MOS管Q2的栅极经第六电阻R6接地GND，第一电容C1和第五电阻R5并联，该并联支路的两端分别连接在MOS管Q2的栅极和源极，第三二极管D3的阴极和阳极分别连接MOS管Q2的源极和栅极，MOS管Q2的源极与9-60V电源输入端相连，MOS管Q2的漏极与板级DCDC芯片相连。
当电源输入电压小于等于15V时，稳压管D1的稳压电压为14V，三极管Q1截止，DCDC电源模块的使能脚EN被第四电阻R4拉低，此时DCDC电源模块被关断，MOS管Q2的栅极被稳压在5V，此时MOS管Q2导通，输入电压直接给板级DCDC芯片供电；当电源输入电压大于15V时，稳压管D1的稳压电压为14V，三极管Q1导通，DCDC电源模块的使能脚EN被拉高(通过电阻R3和R4分压)，此时DCDC电源模块被开启，MOS管Q2的栅极电压与源极电源相等，MOS管Q2截止，输入电压通过DCDC电源模块转换为12V后供给板级DCDC芯片。换言之，输入电压在9-15V时，DCDC电源模块被关断，MOS管Q2导通，电压直接经MOS管Q2路径向板级DCDC芯片供电，输入电压在15-60V时，DCDC电源模块被开启，MOS管Q2截止，输入电压通过DCDC电源模块转换为12V后供给板级DCDC芯片。
本发明中，设定一个比中间电压略高的参考电压，该参考电压的电压值的选取需要参考板级DCDC芯片的电压输入范围，该参考电压不可超出板级DCDC芯片电源芯片的电压输入范围；按照输入电压的大小来确定供电路径，输入电压大于参考电压值时，则转换为中间电压值给板级DCDC芯片供电，输入电压小于等于参考电压值时，则直接以此低输入电压向板级DCDC芯片供电，这样就提高供电效率，由于进行降压处理也只是降为中间电压值，功率损耗并不大，转换效率得以提高，这样就实现宽电压输入转低电压大功率输出，满足高功率设备的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种宽电压输入转低电压大功率输出电路，其特征在于，包括：9-60V电源输入端、DCDC电源模块、电路控制单元、MOS管和板级DCDC芯片，DCDC电源模块的输入端连接9-60V电源输入端，其输出端连接板级DCDC芯片，所述电路控制单元的输入端连接9-60V电源输入端，其使能输出端连接所述DCDC电源模块的使能脚，其控制输出端连接MOS管的栅极，MOS管的源极与9-60V电源输入端相连，MOS管的漏极与板级DCDC芯片相连；所述电路控制单元检测9-60V电源输入端的输入电压值，当输入电压值大于参考电压值时，电路控制单元向MOS管输出截止信号，MOS管截止，电路控制单元输出使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块开启，DCDC电源模块将所述输入电压转换为中间电压值供给板级DCDC芯片；当输入电压值小于等于参考电压值时，电路控制单元输出非使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块关闭，电路控制单元向MOS管输出导通信号，MOS管导通，所述输入电压经MOS管供给板级DCDC芯片，所述参考电压值大于所述中间电压值，所述参考电压值小于等于板级DCDC芯片的电源芯片的最大电压输入值。
2.根据权利要求1所述的一种宽电压输入转低电压大功率输出电路，其特征在于：电路控制单元包括：第一电阻、第二电阻、稳压管、三极管、第三电阻、第四电阻、第二二极管、第一电容、第五电阻、第三二极管、第六电阻；
稳压管的阳极接地，其阴极依次经第二电阻和第一电阻连接9-60V电源输入端，第二电阻和第一电阻的连接点与三极管的基极相连，三极管的发射极与9-60V电源输入端相连，三极管的集电极依次经第三电阻和第四电阻接地，第三电阻和第四电阻的连接点与DCDC电源模块的使能脚相连，三极管的集电极连接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极连接MOS管的栅极，MOS管的栅极经第六电阻接地，第一电容和第五电阻并联，该并联支路的两端分别连接在MOS管的栅极和源极，第三二极管的阴极和阳极分别连接MOS管的源极和栅极。
3.一种宽电压输入转低电压大功率输出方法，其特征在于，包括：所述电路控制单元检测9-60V电源输入端的输入电压值，当输入电压值大于参考电压值时，电路控制单元向MOS管输出截止信号，MOS管截止，电路控制单元输出使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块开启，DCDC电源模块将所述输入电压转换为中间电压值供给板级DCDC芯片；当输入电压值小于等于参考电压值时，电路控制单元输出非使能信号给DCDC电源模块，DCDC电源模块关闭，电路控制单元向MOS管输出导通信号，MOS管导通，所述输入电压经MOS管供给板级DCDC芯片，所述参考电压值大于所述中间电压值，所述参考电压值小于等于板级DCDC芯片的电源芯片的最大电压输入值。
4.根据权利要求3所述的一种宽电压输入转低电压大功率输出方法，其特征在于：所述参考电压值为15V，所述中间电压值为12V。
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