CN108390557A - 提高轻载频率的开关电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高轻载频率的开关电源,包括电池、DC‑DC转换器芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、无极性电容C1、无极性电容C2、极性电容C3、场效应晶体管Q1、电感L1、二极管D1和二极管D2,其DC‑DC转换器芯片的电流检测引脚通过电阻R2和R3分压后可获得一个较低电压,DC‑DC转换器芯片将该电压识别为该开关电源处于重载状态,并提高其工作频率,通过其驱动引脚输出PWM信号以控制输出电压,同时结合电压反馈引脚,将输出电压控制在理想状态,有效解决了现有升压电路在轻载时频率过低的缺陷,大大地减小了电感感量,减小了电感尺寸要求,使电路设计更加小巧高效,成本也更低。

Description

提高轻载频率的开关电源
技术领域
本发明涉及电路设计技术,尤其涉及一种提高轻载频率的开关电源。
背景技术
SC3671是一款专为升压、降压开关电源设计的专用DC-DC转换器芯片。其支持5V-30V的宽电压输入,内部集成了软启动以及过温保护电路,从而减少了不少外围元件,而且该芯片具有定频PWM调节、内置过流保护和EN使能关断引脚等功能。以上优势使得SC3671芯片广泛应用于各种升压电路产品中。但由于SC3671芯片在轻载条件下会自动降频来提高电能转换效率,在负载为轻载时,流过电感上的电流会很大,这样就需要选择较大感量的电感来弥补,线路板就会占用比较大的空间,不利于产品的设计和应用。
发明内容
本发明目的在于,提供一种提高轻载频率的开关电源,以解决现有升压电路在轻载时频率过低的缺陷。本发明是通过如下技术方案实现的:
一种提高轻载频率的开关电源,包括电池、DC-DC转换器芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、无极性电容C1、无极性电容C2、极性电容C3、场效应晶体管Q1、电感L1、二极管D1和二极管D2;
所述DC-DC转换器芯片的供电引脚与所述电池的正极连接,从所述电池获取工作电压,所述DC-DC转换器芯片的使能引脚与电阻R2的一端连接,所述DC-DC转换器芯片的工作频率设定引脚通过电阻R1接地,无极性电容C1的一端与所述电池的正极连接,无极性电容C1的另一端接地,所述DC-DC转换器芯片的驱动引脚与电阻R4的一端连接,所述DC-DC转换器芯片的接地引脚接地,所述DC-DC转换器芯片的电压反馈引脚与电阻R7的一端和电阻R6的一端连接,所述DC-DC转换器芯片的电流检测引脚与电阻R2的另一端和电阻R3的一端连接,电阻R3的另一端接地,场效应晶体管Q1的栅极连接电阻R4的另一端和电阻R5的一端,电阻R5的另一端接地,场效应晶体管Q1的源极接地,场效应晶体管Q1的漏极与二极管D1的正极和二极管D2的正极连接,所述电池的正极通过电感L1与二极管D1的正极和二极管D2的正极连接,二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R6的另一端、极性电容C3的正极、无极性电容C2的一端相互连接,电阻R7的另一端接地,极性电容C3的负极和无极性电容C2的另一端接地。
进一步地,所述DC-DC转换器芯片的型号为SC3671。
与现有技术相比,本发明提供的提高轻载频率的开关电源,其DC-DC转换器芯片的电流检测引脚通过电阻R2和R3分压后可获得一个较低电压,DC-DC转换器芯片将该电压识别为该开关电源处于重载状态,并提高其工作频率,通过其驱动引脚输出PWM信号以控制输出电压,同时结合电压反馈引脚,将输出电压控制在理想状态,有效解决了现有升压电路在轻载时频率过低的缺陷,大大地减小了电感感量,减小了电感尺寸要求,使电路设计更加小巧高效,成本也更低。
附图说明
图1是本发明实施例提供的提高轻载频率的开关电源的电路原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步详细说明。
如图1所示,本发明实施例提供的提高轻载频率的开关电源,包括电池1、DC-DC转换器芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、无极性电容C1、无极性电容C2、极性电容C3、场效应晶体管Q1、电感L1、二极管D1和二极管D2。
DC-DC转换器芯片U1的供电引脚与电池1的正极连接,从电池1获取工作电压,DC-DC转换器芯片U1的使能引脚与电阻R2的一端连接,DC-DC转换器芯片U1的工作频率设定引脚通过电阻R1接地,无极性电容C1的一端与电池1的正极连接,无极性电容C1的另一端接地,DC-DC转换器芯片U1的驱动引脚与电阻R4的一端连接,DC-DC转换器芯片U1的接地引脚接地,DC-DC转换器芯片U1的电压反馈引脚与电阻R7的一端和电阻R6的一端连接,DC-DC转换器芯片U1的电流检测引脚与电阻R2的另一端和电阻R3的一端连接,电阻R3的另一端接地,场效应晶体管Q1的栅极连接电阻R4的另一端和电阻R5的一端,电阻R5的另一端接地,场效应晶体管Q1的源极接地,场效应晶体管Q1的漏极与二极管D1的正极和二极管D2的正极连接,电池1的正极通过电感L1与二极管D1的正极和二极管D2的正极连接,二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R6的另一端、极性电容C3的正极、无极性电容C2的一端相互连接,电阻R7的另一端接地,极性电容C3的负极和无极性电容C2的另一端接地。
该电源中,DC-DC转换器芯片U1的型号为SC3671。该开关电源利用DC-DC转换器芯片U1自身电流检测引脚的限流功能,通过外接分压电阻R2、R3向DC-DC转换器芯片U1给定一个固定的微小电压信号,从而使DC-DC转换器芯片U1识别为有负载接入而提高相应稳定的空载工作频率。这样就大大减小了电感感量,减小了电感尺寸要求,使电路设计更加小巧高效,成本也更低。该开关电源电池1电压为9-12.6V,此电压为该开关电源升压电路的输入电压,也为DC-DC转换器芯片U1的工作电压。当单片机通过5V控制使能引脚高电平信号开通后,DC-DC转换器芯片U1的使能引脚高电平开始工作,同时电流检测引脚通过R2与R3分压后检测到200mV的电压。此时DC-DC转换器芯片U1将此电压识别为该开关电源处于重载状态,并自动调节约1-3KHZ的轻载频率PWM信号由驱动引脚输出,再通过电压反馈引脚输出电压反馈调节,从而将输出电压稳定在19V的空载输出电压。当开关电源接上额定负载后,通过电压反馈引脚的电压反馈信号,DC-DC转换器芯片U1自动调节到额定的120kHZ的PWM频率,再通过调节PWM的脉冲占空比从而将输出电压稳定在19V。通过调整R2和R3的阻值,可使DC-DC转换器芯片U1直接工作在最高频率,以达到直接通过PWM调节方式来调整输出电压的目的。
整个升压电路通过单片机控制DC-DC转换器芯片U1的电流检测引脚,使得DC-DC转换器芯片U1即使在空载调节时也能够有较高的频率的PWM信号,从而减少了BOOST电路中的电感感量,进而降低的产品的设计成本。通过有效的控制使能端口,又能及时开通或关断DC-DC转换器芯片U1的工作,使得电源始终在可控的工作状态下。
上述实施例仅为优选实施例,并不用以限制本发明的保护范围,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 (2)

1.一种提高轻载频率的开关电源,其特征在于,包括电池、DC-DC转换器芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、无极性电容C1、无极性电容C2、极性电容C3、场效应晶体管Q1、电感L1、二极管D1和二极管D2;
所述DC-DC转换器芯片的供电引脚与所述电池的正极连接,从所述电池获取工作电压,所述DC-DC转换器芯片的使能引脚与电阻R2的一端连接,所述DC-DC转换器芯片的工作频率设定引脚通过电阻R1接地,无极性电容C1的一端与所述电池的正极连接,无极性电容C1的另一端接地,所述DC-DC转换器芯片的驱动引脚与电阻R4的一端连接,所述DC-DC转换器芯片的接地引脚接地,所述DC-DC转换器芯片的电压反馈引脚与电阻R7的一端和电阻R6的一端连接,所述DC-DC转换器芯片的电流检测引脚与电阻R2的另一端和电阻R3的一端连接,电阻R3的另一端接地,场效应晶体管Q1的栅极连接电阻R4的另一端和电阻R5的一端,电阻R5的另一端接地,场效应晶体管Q1的源极接地,场效应晶体管Q1的漏极与二极管D1的正极和二极管D2的正极连接,所述电池的正极通过电感L1与二极管D1的正极和二极管D2的正极连接,二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R6的另一端、极性电容C3的正极、无极性电容C2的一端相互连接,电阻R7的另一端接地,极性电容C3的负极和无极性电容C2的另一端接地。
2.如权利要求1所述的提高轻载频率的开关电源,其特征在于,所述DC-DC转换器芯片的型号为SC3671。
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