CN111049360B - 降压电路及降压控制方法 - Google Patents
降压电路及降压控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111049360B CN111049360B CN201911412995.1A CN201911412995A CN111049360B CN 111049360 B CN111049360 B CN 111049360B CN 201911412995 A CN201911412995 A CN 201911412995A CN 111049360 B CN111049360 B CN 111049360B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- output
- circuit
- input
- resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 63
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 31
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 25
- 102100039435 C-X-C motif chemokine 17 Human genes 0.000 claims description 5
- 101000889048 Homo sapiens C-X-C motif chemokine 17 Proteins 0.000 claims description 5
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 101100190528 Arabidopsis thaliana PIN6 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
对应现有技术的不足,本发明提供了一种降压预调节电路以及其控制电路。在高电压输入条件下,通过提高输出电压,从而降低输入输出电压比,提高了预调节电路的效率;在较低输入电压下,采取直通模式,提高了预调节电路的效率,从而可以拓宽了输入电压的范围。针对较低电压输入时,通过控制电路使输出电压高于设定值时,预调节电路工作于直通模式,减少了直通模式下开关晶体管的浪涌电流,提高了电源应用的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种降压电路,具体涉及一种应用于宽电压输入的开关电源的降压电路及降压控制方法。
背景技术
宽电压输入的开关电源大多采用两级拓扑,即预调节电路和后级转换电路。对于高压宽输入开关电源,预调节电路常采用降压拓扑电路,可以使后级转换电路获得比较低的输入电压,从而采用耐压低的元器件进行电路设计,以扩展器件选择范围和降低产品成本。
采用降压拓扑的预调节电路,输出电压会低于输入电压,在应用中如果输入电压范围较宽,在高电压输入条件下,由于输入输出电压比很大,一方面会引起电源效率的降低;另一方面电源的效率降低,也使电源的输入电压范围也受到了限制。
发明内容
对应现有技术的不足,本发明提供了一种降压预调节电路以及其控制电路。在高电压输入条件下,通过提高输出电压,从而降低输入输出电压比,提高了预调节电路的效率;在较低输入电压下,采取直通模式,提高了预调节电路的效率,从而可以拓宽了输入电压的范围。针对较低电压输入时,通过控制电路使输出电压高于设定值时,预调节电路工作于直通模式,减少了直通模式下开关晶体管的浪涌电流,提高了电源应用的可靠性。
为实现上述目的,本发明采取以下具体方案:
一种降压电路,包括降压预调节电路,所述降压预调节电路,包括占空比控制电路、电压范围比较电路和信号输出电路,占空比控制电路主要包括第一输出电压采样电路和控制IC,控制IC包括Comp端、FB端、Isns端、CT/RT端、GND端、Vout端、VDD端和VREF端,第一输出电压采样电路包括依次串联连接在输出电压端Vo与地端PGND之间的电阻R1、电阻R2和电阻R4,电阻R2与电阻R4之间的连接点作为第一输出采样点,一路与控制IC的FB端连接,另一路通过电容C3接入控制IC的Comp端;控制IC的Isns端通过电阻R8接电流采样信号CS端,还通过电容C4连接地端PGND;控制IC的CT/RT端通过电容C5连接地端PGND,并通过电阻R13连接控制IC的VREF端;控制IC的GND端连接地端PGND;控制IC的Vout端为占空比驱动信号输出端,用于连接信号输出电路的第一输入端;控制IC的VDD端连接电源端VCC1;电压范围比较电路主要包括输入电压采样电路、第二输出电压采样电路、比较器CP1、比较器CP2、开关管Q2和开关管Q3,输入电压采样电路包括依次串联连接在输入电压端Vin与地端PGND之间的电阻R5、电阻R7和电阻R9,电阻R7与电阻R9之间的连接点作为输入采样点,输入采样点连接比较器CP1的负输入端,比较器CP1的正输入端连接参考电压端Vref,比较器CP1的输出端连接开关管Q3的栅极;第二输出电压采样电路包括依次串联连接在输出电压端Vo与地端PGND之间的电阻R10、电阻R12和电阻R14,电阻R12与电阻R14之间的连接点作为第二输出采样点,第二输出采样点连接比较器CP2的正输入端,比较器CP2的负输入端连接参考电压端Vref,比较器CP2的输出端连接开关管Q3的栅极;开关管Q3的源极连接地端PGND,开关管Q3的漏极通过电阻R11连接开关管Q2的基极,开关管Q2的发射极连接电源端VCC1,开关管Q2的集电极作为电压范围比较电路的输出端,用于连接信号输出电路的第二输入端;信号输出电路主要包括光耦U1、二极管D2和二极管D3,光耦U1包括A端、C端、Gnd端、Vo端和Vcc端,二极管D2的阳极作为信号输出电路的第一输入端,二极管D3的阳极作为信号输出电路的第二输入端,二极管D2的阴极与二极管D3的阴极通过电阻R6连接光耦U1的A端,光耦U1的C端连接地端PGND,光耦U1的Gnd端为Drv_Gnd信号输出端,光耦U1的Vo端为驱动信号输出端Drv,光耦U1的Vcc端连接电源端VCC2。
本发明还提供一种降压电路,包括开关管Q1及提供开关管Q1驱动信号的预调节电路,还包括占空比控制电路、电压范围比较电路和信号输出电路,在输入电压小于输入参考值Vinref并且输出电压小于输出参考值Voth时,占空比控制电路输出软启动驱动信号,通过信号输出电路输出,用于控制降压电路工作于软启动模式,即PWM占空比从零开始逐渐增加,直到降压电路的输出电压上升至所设定的输出参考值;在输入电压小于输入参考值Vinref并且输出电压高于输出参考值Voth时,电压范围比较电路输出导通驱动信号,通过信号输出电路输出,用于控制降压电路工作于开关直通模式,即降压电路的输出电压Vo跟随输入电压Vin,直到输出电压上升至输入参考值;在输入电压大于输入参考值Vinref时,占空比控制电路输出PWM占空比信号,通过信号输出电路输出,用于控制降压电路工作于降压模式;其中,输入参考值Vinref、输出参考值Voth与输入电压、输出电压的关系是:输入电压最小值Vinmin<输入参考值Vinref<输入电压最大值Vinmax,输出参考值Voth<输出电压最小值Vomin<输入参考值Vinref。
作为本发明的一种改进,所述占空比控制电路主要包括第一输出电压采样电路和控制IC,控制IC包括Comp端、FB端、Isns端、CT/RT端、GND端、Vout端、VDD端和VREF端,第一输出电压采样电路包括依次串联连接在输出电压端Vo与地端PGND之间的电阻R1、电阻R2和电阻R4,电阻R2与电阻R4之间的连接点作为第一输出采样点,一路与控制IC的FB端连接,另一路通过电容C3接入控制IC的Comp端;控制IC的Isns端通过电阻R8接电流采样信号CS端,还通过电容C4连接地端PGND;控制IC的CT/RT端通过电容C5连接地端PGND,并通过电阻R13连接控制IC的VREF端;控制IC的GND端连接地端PGND;控制IC的Vout端为占空比驱动信号输出端,用于连接信号输出电路的第一输入端;控制IC的VDD端连接电源端VCC1。
作为本发明的一种改进,所述电压范围比较电路主要包括输入电压采样电路、第二输出电压采样电路、比较器CP1、比较器CP2、开关管Q2和开关管Q3,输入电压采样电路包括依次串联连接在输入电压端Vin与地端PGND之间的电阻R5、电阻R7和电阻R9,电阻R7与电阻R9之间的连接点作为输入采样点,输入采样点连接比较器CP1的负输入端,比较器CP1的正输入端连接参考电压Vref端,比较器CP1的输出端连接开关管Q3的栅极;第二输出电压采样电路包括依次串联连接在输出电压端Vo与地端PGND之间的电阻R10、电阻R12和电阻R14,电阻R12与电阻R14之间的连接点作为第二输出采样点,第二输出采样点连接比较器CP2的正输入端,比较器CP2的负输入端连接参考电压Vref端,比较器CP2的输出端连接开关管Q3的栅极;开关管Q3的源极连接地端PGND,开关管Q3的漏极通过电阻R11连接开关管Q2的基极,开关管Q2的发射极连接电源端VCC1,开关管Q2的集电极作为电压范围比较电路的输出端,用于连接信号输出电路的第二输入端。
作为本发明的一种改进,所述信号输出电路主要包括光耦U1、二极管D2和二极管D3,光耦U1包括A端、C端、Gnd端、Vo端和Vcc端,二极管D2的阳极作为信号输出电路的第一输入端,二极管D3的阳极作为信号输出电路的第二输入端,二极管D2的阴极与二极管D3的阴极通过电阻R6连接光耦U1的A端,光耦U1的C端连接地端PGND,光耦U1的Gnd端为Drv_Gnd信号输出端,光耦U1的Vo端为驱动信号输出端Drv,光耦U1的Vcc端连接电源端VCC2。
本发明再提供一种降压控制方法,适用于宽电压输入的开关电源,包括如下控制步骤,在输入电压小于输入参考值Vinref并且输出电压小于输出参考值Voth时,预调节电路输出软启动驱动信号,用于控制降压电路工作于软启动模式,即PWM占空比从零开始逐渐增加,直到降压电路的输出电压上升至所设定的输出参考值;在输入电压小于输入参考值Vinref并且输出电压高于输出参考值Voth时,预调节电路输出开关直通驱动信号,用于控制降压电路工作于开关直通模式,即降压电路的输出电压Vo跟随输入电压Vin;在输入电压大于输入参考值Vinref时,预调节电路输出PWM占空比信号,用于控制降压电路工作于降压模式;其中,输入参考值Vinref为第一电压分界值,用以按输入电压状态将工作电压范围值分成低压段和高压段两段区间,输出参考值Voth为第二电压分界值,用以按输出电压状态将工作电压范围值分成启动段和稳态段两段区间,输入参考值Vinref、输出参考值Voth与输入电压、输出电压的关系是:输入电压最小值Vinmin<输入参考值Vinref<输入电压最大值Vinmax,输出参考值Voth<输出电压最小值Vomin<输入参考值Vinref。
本发明的降压预调节电路提高了电源是转换效率,拓展了输入电压范围。同时直通模式下,浪涌电流得到了限制,提高了电路的可靠性。
附图说明
图1为本发明降压电路的功率电路原理图;
图2为本发明降压电路的控制电路原理图。
具体实施方式
如图1所示,为本发明降压电路的功率电路原理图,该功率回路包含开关晶体管Q1,电阻R3,续流二极管D1,输出电感L1,输入电容C1,输出电容C2以及其他器件。
如图2所示,为本发明降压电路的控制电路原理图,该控制电路包括占空比控制电路、电压范围比较电路和信号输出电路,占空比控制电路主要包括第一输出电压采样电路和控制IC,还包括电阻R8、电阻R13、电容C3、电容C4和电容C5,
控制IC包括Comp端、FB端、Isns端、CT/RT端、GND端、Vout端、VDD端和VREF端,其中,Comp端为比较器补偿信号输入端,FB端为输出电压反馈端FB、Isns端为电流采样信号输入端、CT/RT端为振荡器定时电容电阻接入端、GND端为信号地端、Vout端为驱动信号输出端、VDD端为电源端、VREF端为基准电压输出端。
第一输出电压采样电路包括依次串联连接在输出电压端Vo与地端PGND之间的电阻R1、电阻R2和电阻R4,电阻R2与电阻R4之间的连接点作为第一输出采样点,一路与控制IC的FB端连接,另一路通过电容C3接入控制IC的Comp端;控制IC的Isns端通过电阻R8接电流采样信号CS端,还通过电容C4连接地端PGND;控制IC的CT/RT端通过电容C5连接地端PGND,并通过电阻R13连接控制IC的VREF端;控制IC的GND端连接地端PGND;控制IC的Vout端为占空比驱动信号输出端,用于连接信号输出电路的输入端;控制IC的VDD端连接电源端VCC1;
电压范围比较电路主要包括输入电压采样电路、第二输出电压采样电路、比较器CP1、比较器CP2、开关管Q2和开关管Q3,输入电压采样电路包括依次串联连接在输入电压端Vin与地端PGND之间的电阻R5、电阻R7和电阻R9,电阻R7与电阻R9之间的连接点作为输入采样点,输入采样点连接比较器CP1的负输入端,比较器CP1的正输入端连接参考电压Vref端,比较器CP1的输出端连接开关管Q3的栅极;第二输出电压采样电路包括依次串联连接在输出电压端Vo与地端PGND之间的电阻R10、电阻R12和电阻R14,电阻R12与电阻R14之间的连接点作为第二输出采样点,第二输出采样点连接比较器CP2的正输入端,比较器CP2的负输入端连接参考电压Vref端,比较器CP2的输出端连接开关管Q3的栅极;开关管Q3的源极连接地端PGND,开关管Q3的漏极通过电阻R11连接开关管Q2的基极,开关管Q2的发射极连接电源端VCC1,开关管Q2的集电极作为电压范围比较电路的输出端,用于连接信号输出电路的第二输入端。
信号输出电路包括光耦U1、二极管D2和二极管D3,光耦U1包括A端、C端、Gnd端、Vo端和Vcc端,其中,A端为光耦发光二极管阳极、C端为光耦发光二极管阴极、Gnd端为电源低电位端、Vo端为驱动信号输出端和Vcc为电源高电位端,二极管D2的阳极作为信号输出电路的第一输入端,二极管D3的阳极作为信号输出电路的第二输入端,二极管D2的阴极与二极管D3的阴极通过电阻R6连接光耦U1的A端,光耦U1的C端连接地端PGND,光耦U1的Gnd端为Drv_Gnd信号输出端,光耦U1的Vo端为驱动信号输出端Drv,光耦U1的Vcc端连接电源端VCC2。
本发明降压电路的工作原理如下,
在输入电压小于输入参考值Vinref并且输出电压小于输出参考值Voth时,预调节电路输出软启动驱动信号,用于控制降压电路工作于软启动模式,即PWM占空比从零开始逐渐增加,直到降压电路的输出电压上升至所设定的输出参考值,用以建立高于零电压的预调电压初始值;
在输入电压小于输入参考值Vinref并且输出电压高于输出参考值Voth时,预调节电路输出开关直通驱动信号,用于控制降压电路工作于开关直通模式,即降压电路的输出电压Vo跟随输入电压Vin,直到输出电压上升至输入参考值;
在输入电压大于输入参考值Vinref时,预调节电路输出PWM占空比信号,用于控制降压电路工作于降压模式;其中,
输入参考值Vinref为第一电压分界值,用以按输入电压状态将工作电压范围值分成低压段和高压段两段区间,
输出参考值Voth为第二电压分界值,用以按输出电压状态将工作电压范围值分成启动段和稳态段两段区间,
输入参考值Vinref、输出参考值Voth与输入电压、输出电压的关系是:
输入电压最小值Vinmin<输入参考值Vinref<输入电压最大值Vinmax,
输出参考值Voth<输出电压最小值Vomin<输入参考值Vinref。
下面结合附图图1和图2以及具体实施方式,对本发明做进一步的描述,以便更清楚了解本专利的技术思想。
本发明一种降压电路,包含:
功率回路,含开关晶体管Q1,续流二极管D1,输出电感L1,输入电容C1,输出电容C2以及其他器件。
控制电路,含输出电压采样电路R1/R2/R4,控制IC U2,开关晶体驱动电路D2/D3/U1,比较器CP1/CP2等;由控制电路设置输入电压的中间值Vinref,Vinmin<Vinref<Vinmax。
本发明降压电路的工作原理如下:输入电压Vin范围是Vinmin<Vin<Vinmax,应用本发明电路,通过输入电压的中间值Vinref将输入电压范围分成两段区间,即较低输入电压区间Vinmin<Vin<Vinref及较高输入电压区间Vinref<Vin<Vinmax,并通过控制电路控制功率电路分别工作于直通模式和降压模式。同时输出电压Vo范围设定为Vomin<Vo<Vomax,其中Vinmin<Vomax<Vinmax。
降压电路工作于软启动模式是,当输入电压Vin范围是较低输入电压Vinmin<Vin<Vinref,通过电路参数设计,比较器CP1输出为高电平;这时输出电压为零,比较器CP2输出为低电平,因此,晶体管Q3关断,从而晶体管Q2也关断,该电路由控制IC U2控制,利用控制IC U2的软启动电路,输出驱动信号控制开关管Q1的PWM占空比从零开始逐渐增加,该降压电路工作在软启动模式下,在控制IC或其辅助电路的软启动功能作用下,晶体管Q1的驱动PWM占空比从零开始逐渐增加,经过晶体管Q1的浪涌电流受到控制,输出电压从零开始逐渐增加。
降压电路工作于直通模式是,当输出电压增加到某一设计值Voth(Voth<Vomin)时,这时比较器CP2输出为高电平,当比较器CP1/CP2输出均为高电平时,晶体管Q3导通,从而晶体管Q2导通,晶体管Q2通过D3使驱动光耦U1处于导通状态,此时晶体管Q1处于直通状态,即占空比为100%,输出电压Vo跟随输入电压Vin。由于直通状态开始发生时已经形成了一定的输出电压Voth,因此直通模式下可以避免晶体管Q1通过大的浪涌电流。在直通模式下,避免了开关损耗,仅有晶体管Q1及输出电感L1的导通损耗,因此在直通模式下电源转换效率接近100%。
降压电路工作于降压模式是,输入电压Vin范围是较高输入电压区间Vinref<Vin<Vinmax,通过参数设计,比较器CP1输出为低电平,晶体管Q3关断,从而晶体管Q2也关断。该电路由控制IC U2控制,输出电压Vo由采样电路R1/R2/R4采样反馈,和内部基准比较,由控制IC U2的PIN6输出PWM驱动信号,驱动信号由驱动光耦U1进行隔离及放大,形成驱动信号Drv,驱动信号控制晶体管Q1,通过PWM占空比调节输出电压Vo。在此条件下,电路工作于降压模式,输出电压为Vomax。相对于普通的降压变换器(Vo<Vinmin),该应用中Vo>Vinmin,相对提高了输出电压到Vomax,即降低了输入输出电压比,从而效率比普通的降压变换器得到了提高。
本发明的降压电路提高了电源是转换效率,拓展了输入电压范围。同时直通模式下,浪涌电流得到了限制,提高了电路的可靠性。
本发明降压电路,在具体实施过程中,输入电压Vin范围是Vinmin<Vin<Vinmax例如:Vinmin=400V,Vinmax=800V,Vinref=500V。输出电压Vo范围,例如400V<Vo<500V。
在输入电压Vin范围为500V<Vin<800V,电路工作于降压模式,即比较器CP1为低电平,晶体管Q3/Q2截止,该降压预调节电路由控制IC U2控制,通过反馈参数R1/R2/R4的设计,输出电压为500V。对于普通的降压电路,输出电压应该小于Vinmin(400V),而本发明降压电路的Vo>400V,输入输出电压比的相对降低,从而也提高了变换器的效率。
如果输入电压Vin范围为400V<Vin<500V,通过参数设计,比较器CP1为高。输出电压由零上升到设定值Voth(如380V)过程中,比较器CP2为低电平,从而晶体管Q3/Q2截止,该降压预调节电路由控制IC U2控制,通过控制IC内部软启动控制,晶体管Q1导通的占空比从零开始逐渐增加,从而限制了通过Q1的浪涌电流,提高了电路的可靠性。如果输出电压进一步提高,Vo>Voth(380V)时,比较器CP2输出为高电平,这时晶体管Q3导通,从而Q2/D3导通,驱动光耦U1导通,该电路处于直通模式。处于直通模式下,仅有晶体管Q1和电感L1的导通损耗,如忽略不计,输出电压Vo等于输入电压Vi。在该模式下,转换效率得到了提高(如忽略晶体管Q1/输出电感L1的导通损耗,电源效率为100%);同时,在输出电压建立过程中,由于软启动过程,晶体管Q1的浪涌电流受到限制;直通条件开始时,已经建立了输出电压,因此,晶体管Q1的浪涌电流也受到控制,从而在效率提升的情况下,提高了降压预调节电路的可靠性。由于效率的提高,从而也拓宽了输入电压的范围。
本发明降压电路的功率电路,含有的晶体管,包括但是不限于场效应管、晶体管或IGBT。含一二极管,但是可以用二极管特征的同步工作模式下场效应管、晶体管或IGBT代替。含一输出电感,输入、输出电容等。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种降压电路,包括降压预调节电路,其特征在于:所述降压预调节电路,包括占空比控制电路、电压范围比较电路和信号输出电路;
占空比控制电路主要包括第一输出电压采样电路和控制IC,控制IC包括Comp端、FB端、Isns端、CT/RT端、GND端、Vout端、VDD端和VREF端,第一输出电压采样电路包括依次串联连接在输出电压端Vo与地端PGND之间的电阻R1、电阻R2和电阻R4,电阻R2与电阻R4之间的连接点作为第一输出采样点,一路与控制IC的FB端连接,另一路通过电容C3接入控制IC的Comp端;控制IC的Isns端通过电阻R8接电流采样信号CS端,还通过电容C4连接地端PGND;控制IC的CT/RT端通过电容C5连接地端PGND,并通过电阻R13连接控制IC的VREF端;控制IC的GND端连接地端PGND;控制IC的Vout端为占空比驱动信号输出端,用于连接信号输出电路的第一输入端;控制IC的VDD端连接电源端VCC1;
电压范围比较电路主要包括输入电压采样电路、第二输出电压采样电路、比较器CP1、比较器CP2、开关管Q2和开关管Q3,输入电压采样电路包括依次串联连接在输入电压端Vin与地端PGND之间的电阻R5、电阻R7和电阻R9,电阻R7与电阻R9之间的连接点作为输入采样点,输入采样点连接比较器CP1的负输入端,比较器CP1的正输入端连接参考电压端Vref,比较器CP1的输出端连接开关管Q3的栅极;第二输出电压采样电路包括依次串联连接在输出电压端Vo与地端PGND之间的电阻R10、电阻R12和电阻R14,电阻R12与电阻R14之间的连接点作为第二输出采样点,第二输出采样点连接比较器CP2的正输入端,比较器CP2的负输入端连接参考电压端Vref,比较器CP2的输出端连接开关管Q3的栅极;开关管Q3的源极连接地端PGND,开关管Q3的漏极通过电阻R11连接开关管Q2的基极,开关管Q2的发射极连接电源端VCC1,开关管Q2的集电极作为电压范围比较电路的输出端,用于连接信号输出电路的第二输入端;
信号输出电路主要包括光耦U1、二极管D2和二极管D3,光耦U1包括A端、C端、Gnd端、Vo端和Vcc端,二极管D2的阳极作为信号输出电路的第一输入端,二极管D3的阳极作为信号输出电路的第二输入端,二极管D2的阴极与二极管D3的阴极通过电阻R6连接光耦U1的A端,光耦U1的C端连接地端PGND,光耦U1的Gnd端为Drv_Gnd信号输出端,光耦U1的Vo端为驱动信号输出端Drv,光耦U1的Vcc端连接电源端VCC2。
2.一种降压电路,包括开关管Q1及提供开关管Q1驱动信号的预调节电路,其特征在于:还包括占空比控制电路、电压范围比较电路和信号输出电路;
在输入电压小于输入参考值Vinref并且输出电压小于输出参考值Voth时,占空比控制电路输出软启动驱动信号,通过信号输出电路输出,用于控制降压电路工作于软启动模式,即PWM占空比从零开始逐渐增加,直到降压电路的输出电压上升至所设定的输出参考值;
在输入电压小于输入参考值Vinref并且输出电压高于输出参考值Voth时,电压范围比较电路输出导通驱动信号,通过信号输出电路输出,用于控制降压电路工作于开关直通模式,即降压电路的输出电压Vo跟随输入电压Vin,直到输出电压上升至输入参考值;
在输入电压大于输入参考值Vinref时,占空比控制电路输出PWM占空比信号,通过信号输出电路输出,用于控制降压电路工作于降压模式;其中,
输入参考值Vinref、输出参考值Voth与输入电压、输出电压的关系是:
输入电压最小值Vinmin<输入参考值Vinref<输入电压最大值Vinmax;
输出参考值Voth<输出电压最小值Vomin<输入参考值Vinref。
3.根据权利要求2所述的降压电路,其特征在于:所述占空比控制电路主要包括第一输出电压采样电路和控制IC,控制IC包括Comp端、FB端、Isns端、CT/RT端、GND端、Vout端、VDD端和VREF端,第一输出电压采样电路包括依次串联连接在输出电压端Vo与地端PGND之间的电阻R1、电阻R2和电阻R4,电阻R2与电阻R4之间的连接点作为第一输出采样点,一路与控制IC的FB端连接,另一路通过电容C3接入控制IC的Comp端;控制IC的Isns端通过电阻R8接电流采样信号CS端,还通过电容C4连接地端PGND;控制IC的CT/RT端通过电容C5连接地端PGND,并通过电阻R13连接控制IC的VREF端;控制IC的GND端连接地端PGND;控制IC的Vout端为占空比驱动信号输出端,用于连接信号输出电路的第一输入端;控制IC的VDD端连接电源端VCC1。
4.根据权利要求2所述的降压电路,其特征在于:所述电压范围比较电路主要包括输入电压采样电路、第二输出电压采样电路、比较器CP1、比较器CP2、开关管Q2和开关管Q3,输入电压采样电路包括依次串联连接在输入电压端Vin与地端PGND之间的电阻R5、电阻R7和电阻R9,电阻R7与电阻R9之间的连接点作为输入采样点,输入采样点连接比较器CP1的负输入端,比较器CP1的正输入端连接参考电压Vref端,比较器CP1的输出端连接开关管Q3的栅极;第二输出电压采样电路包括依次串联连接在输出电压端Vo与地端PGND之间的电阻R10、电阻R12和电阻R14,电阻R12与电阻R14之间的连接点作为第二输出采样点,第二输出采样点连接比较器CP2的正输入端,比较器CP2的负输入端连接参考电压Vref端,比较器CP2的输出端连接开关管Q3的栅极;开关管Q3的源极连接地端PGND,开关管Q3的漏极通过电阻R11连接开关管Q2的基极,开关管Q2的发射极连接电源端VCC1,开关管Q2的集电极作为电压范围比较电路的输出端,用于连接信号输出电路的第二输入端。
5.根据权利要求2所述的降压电路,其特征在于:所述信号输出电路主要包括光耦U1、二极管D2和二极管D3,光耦U1包括A端、C端、Gnd端、Vo端和Vcc端,二极管D2的阳极作为信号输出电路的第一输入端,二极管D3的阳极作为信号输出电路的第二输入端,二极管D2的阴极与二极管D3的阴极通过电阻R6连接光耦U1的A端,光耦U1的C端连接地端PGND,光耦U1的Gnd端为Drv_Gnd信号输出端,光耦U1的Vo端为驱动信号输出端Drv,光耦U1的Vcc端连接电源端VCC2。
6.一种降压控制方法,适用于宽电压输入的开关电源,包括如下控制步骤:
在输入电压小于输入参考值Vinref并且输出电压小于输出参考值Voth时,预调节电路输出软启动驱动信号,用于控制降压电路工作于软启动模式,即PWM占空比从零开始逐渐增加,直到降压电路的输出电压上升至所设定的输出参考值;
在输入电压小于输入参考值Vinref并且输出电压高于输出参考值Voth时,预调节电路输出开关直通驱动信号,用于控制降压电路工作于开关直通模式,即降压电路的输出电压Vo跟随输入电压Vin;
在输入电压大于输入参考值Vinref时,预调节电路输出PWM占空比信号,用于控制降压电路工作于降压模式;其中,
输入参考值Vinref为第一电压分界值,用以按输入电压状态将工作电压范围值分成低压段和高压段两段区间;
输出参考值Voth为第二电压分界值,用以按输出电压状态将工作电压范围值分成启动段和稳态段两段区间;
输入参考值Vinref、输出参考值Voth与输入电压、输出电压的关系是:
输入电压最小值Vinmin<输入参考值Vinref<输入电压最大值Vinmax;
输出参考值Voth<输出电压最小值Vomin<输入参考值Vinref。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911412995.1A CN111049360B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 降压电路及降压控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911412995.1A CN111049360B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 降压电路及降压控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111049360A CN111049360A (zh) | 2020-04-21 |
CN111049360B true CN111049360B (zh) | 2021-05-18 |
Family
ID=70241063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911412995.1A Active CN111049360B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 降压电路及降压控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111049360B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102684511A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-19 | 深圳华意隆电气股份有限公司 | 一种宽输入电压范围电弧电源设备 |
CN203056971U (zh) * | 2012-12-11 | 2013-07-10 | 盐城工学院 | 直驱风电系统升降压直直变换器 |
US9722492B2 (en) * | 2010-04-20 | 2017-08-01 | Qorvo Us, Inc. | Direct current (DC)-DC converter having a multi-stage output filter |
CN107612333A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-01-19 | 上海空间电源研究所 | 一种基于双管升降压变换器的控制电路及方法 |
CN110071630A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-07-30 | 上海南芯半导体科技有限公司 | 一种无缝切换降压和直通工作模式的转换电路及实现方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI327812B (en) * | 2006-11-28 | 2010-07-21 | Ind Tech Res Inst | Inverter circuit and control circuit thereof |
CN101232254B (zh) * | 2008-02-27 | 2010-07-14 | 中国农业大学 | 一种功率变换器 |
CN101741989A (zh) * | 2009-12-10 | 2010-06-16 | 深圳华为通信技术有限公司 | 一种手机功耗控制装置和方法 |
CN104734474B (zh) * | 2013-12-23 | 2017-07-18 | 立锜科技股份有限公司 | 切换式电源供应器及其控制电路与控制方法 |
-
2019
- 2019-12-31 CN CN201911412995.1A patent/CN111049360B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9722492B2 (en) * | 2010-04-20 | 2017-08-01 | Qorvo Us, Inc. | Direct current (DC)-DC converter having a multi-stage output filter |
CN102684511A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-19 | 深圳华意隆电气股份有限公司 | 一种宽输入电压范围电弧电源设备 |
CN203056971U (zh) * | 2012-12-11 | 2013-07-10 | 盐城工学院 | 直驱风电系统升降压直直变换器 |
CN107612333A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-01-19 | 上海空间电源研究所 | 一种基于双管升降压变换器的控制电路及方法 |
CN110071630A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-07-30 | 上海南芯半导体科技有限公司 | 一种无缝切换降压和直通工作模式的转换电路及实现方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"光伏微逆变器和优化器的研究";王志彬;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》;20140415;2、6 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111049360A (zh) | 2020-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10554130B2 (en) | Control method for buck-boost power converters | |
CN104821715B (zh) | 升降压开关电路及其控制方法 | |
TW201325046A (zh) | 開關變換電路及變換方法 | |
CN101631410A (zh) | 一种高功率因数的ac-dc led驱动电路 | |
CN113726166B (zh) | 反激变换器及其控制方法 | |
TWI549409B (zh) | 電壓轉換控制器以及電壓轉換控制方法 | |
CN102403895B (zh) | 基于MOSFET的自激式Sepic变换器 | |
CN110504832B (zh) | 用于高压buck开关变换器的控制电路及方法 | |
US10027233B2 (en) | Isolated single-ended primary inductor converter with voltage clamp circuit | |
CN110012575B (zh) | 驱动控制电路及控制方法 | |
CN107231086A (zh) | 一种谐振直流变压器的软启动方法及其电路 | |
AU2006232207B2 (en) | Solid state switching circuit | |
CN115833581A (zh) | 升压变换器及驱动其高侧开关管的驱动电路 | |
CN102820784B (zh) | 主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Buck变换器 | |
CN102403896B (zh) | 基于MOSFET的自激式Boost变换器 | |
CN111049360B (zh) | 降压电路及降压控制方法 | |
US11128216B2 (en) | Converter, step-down method based on the converter and electronic device | |
CN204578351U (zh) | 波纹抑制电路 | |
CN102510216B (zh) | 基于MOSFET的自激式Cuk变换器 | |
CN210745021U (zh) | 一种非周期性buck开关电源电路 | |
US9893609B1 (en) | Method to operate a resonant converter at a characteristic frequency of the power stage | |
US10263610B2 (en) | Control method and control circuit for switch circuit and switch circuit device | |
CN102684487B (zh) | 主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Sepic变换器 | |
CN102723866B (zh) | 主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Cuk变换器 | |
CN216056819U (zh) | 一种用于反激变换器的控制电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |