CN111934553A - 一种他激式微功率模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及他激式微功率模块技术领域，特别涉及一种他激式微功率模块，包括控制模块、功率传输模块和电压调整模块，控制模块与功率传输模块电连接，功率传输模块与电压调整模块电连接，电压调整模块的输出端与外设的Buck电路电连接，Buck电路处于空载或轻载状态，通过设置控制模块，用于开关频率的设定、环路补偿设置和Bulk电压的设置；设置功率传输模块，起到隔离和功率传输的作用；设置电压调整模块，用以将整流后的电压做稳压处理，实现输出电压的高精度输出；本方案通过控制模块、功率传输模块和电压调整模块各模块之间的配合，使得在Buck电路空载或轻载情况下，能够能实现隔离变换的功能。

Description

一种他激式微功率模块
技术领域
本发明涉及他激式微功率模块技术领域，特别涉及一种他激式微功率模块。
背景技术
传统的Buck电路由于工作为变频模式，尤其是在空载情况下，由于很多Buck芯片的占空比为100％，使得传统的Buck电路在空载或轻载情况下，不能实现隔离变换的功能，因此，特别需要提供一种他激式微功率模块用以解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种他激式微功率模块，用以在电路空载或轻载情况下，能够能实现隔离变换的功能。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种他激式微功率模块，包括控制模块、功率传输模块和电压调整模块，所述控制模块与功率传输模块电连接，所述功率传输模块与电压调整模块电连接，所述电压调整模块的输出端与外设的Buck电路电连接，所述Buck电路处于空载或轻载状态。
本发明的有益效果在于：
通过设置控制模块，用于开关频率的设定、环路补偿设置和Bulk电压的设置；设置功率传输模块，起到隔离和功率传输的作用；设置电压调整模块，用以将整流后的电压做稳压处理，实现输出电压的高精度输出；本方案通过控制模块、功率传输模块和电压调整模块各模块之间的配合，使得在Buck电路空载或轻载情况下，能够能实现隔离变换的功能。
附图说明
图1为根据本发明的一种他激式微功率模块的模块连接框图；
图2为根据本发明的一种他激式微功率模块的具体电路原理图；
图3为根据本发明的一种他激式微功率模块的具体电路原理图；
图4为根据本发明的一种他激式微功率模块的具体电路原理图；
图5为根据本发明的一种他激式微功率模块的局部电路原理图；
标号说明：
1、输入滤波电路；2、控制模块；3、功率传输模块；4、整流模块；5、电压调整模块。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，本发明提供的技术方案：
一种他激式微功率模块，包括控制模块、功率传输模块和电压调整模块，所述控制模块与功率传输模块电连接，所述功率传输模块与电压调整模块电连接，所述电压调整模块的输出端与外设的Buck电路电连接，所述Buck电路处于空载或轻载状态。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：
通过设置控制模块，用于开关频率的设定、环路补偿设置和Bulk电压的设置；设置功率传输模块，起到隔离和功率传输的作用；设置电压调整模块，用以将整流后的电压做稳压处理，实现输出电压的高精度输出；本方案通过控制模块、功率传输模块和电压调整模块各模块之间的配合，使得在Buck电路空载或轻载情况下，能够能实现隔离变换的功能。
进一步的，所述控制模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C2、电容C3、电容C4和芯片U1；
所述芯片U1的第三引脚分别与芯片U1的第四引脚、芯片U1的第五引脚和电阻R3的一端电连接且芯片U1的第三引脚、芯片U1的第四引脚、芯片U1的第五引脚和电阻R3的一端均接地，所述芯片U1的第六引脚分别与电阻R3的另一端和电阻R4的一端电连接，所述电阻R4的另一端与功率传输模块电连接，所述芯片U1的第七引脚与电阻R2的一端电连接，所述电阻R2的另一端与电容C3的一端电连接，所述电容C3的另一端分别与电阻R1的一端和电容C2的一端电连接且电容C3的另一端、电阻R1的一端和电容C2的一端均接地，所述芯片U1的第八引脚与电阻R1的另一端电连接，所述芯片U1的第九引脚与电容C2的另一端电连接，所述芯片U1的第十引脚分别与芯片U1的第十一引脚、芯片U1的第十二引脚、电容C4的一端和功率传输模块电连接，所述芯片U1的第十三引脚与电容C4的另一端电连接。
由上述描述可知，电阻R1为电路工作开关频率设定电阻；电容C2为软启动设定电容，可以设定软启动时间，改善开机过程的浪涌电流；电阻R2和电容C3均为补偿参数；电容C4为启动电容，如果该电容上的电压低于该电压所需要的最小输出设备，输出被迫关闭，直到电容器重新充电；电阻R3和电阻R4为比例放大电阻，用于设定功率传输模块的电压。
进一步的，所述芯片U1内部设有场效应管Q1和场效应管Q2，所述场效应管Q1的源极分别与场效应管Q2的漏极和功率传输模块电连接，所述场效应管Q2的源极与功率传输模块电连接。
进一步的，所述控制模块还包括电容C5，所述电容C5的一端分别与电阻R4的另一端和功率传输模块电连接。
由上述描述可知，电容C5为滤波电容，起到滤波作用。
进一步的，所述功率传输模块包括变压器TR1，所述变压器TR1的初级侧与控制模块电连接，所述变压器TR1的次级侧与电压调整模块电连接。
进一步的，所述电压调整模块包括电阻R5、电阻R6和芯片U2，所述芯片U2的第一引脚分别与芯片U2的第二引脚、电阻R6的一端和功率传输模块电连接，所述芯片U2的第三引脚分别与电阻R6的另一端和电阻R5的一端电连接，所述芯片U2的第四引脚分别与电阻R5的另一端和功率传输模块电连接。
从上述描述可知，电阻R5为输出的假负载，用于稳定输出电压；电阻R6为切换电阻；芯片U2为稳压芯片。
进一步的，还包括整流模块，所述整流模块分别与功率传输模块和电压调整模块电连接，所述整流模块包括电容C6和二极管D1，所述二极管D1的阳极与功率传输模块电连接，所述二极管D1的阴极分别与电容C6的一端和电压调整模块电连接，所述电容C6的另一端分别与整流模块和电压调整模块电连接。
从上述描述可知，电容C6为滤波电容，二极管D1为整流二极管，用于功率传输模块输出电压的滤波和整流。
进一步的，所述整流模块还包括二极管D3，所述二极管D3的阳极与二极管D1的阳极电连接，所述二极管D3的阴极与二极管D1的阴极电连接。
从上述描述可知，通过将二极管D3与二极管D1并联连接，能够增大电路的整流电流，提高输出功率。
进一步的，还包括输入滤波模块，所述输入滤波模块与控制模块电连接，所述输入滤波模块包括电容C1，所述电容C1的一端与控制模块电连接，所述电容C1的另一端接地。
从上述描述可知，电容C1为输入滤波电容，用于对输入的电流和电压进行滤波。
请参照图1、图2和图5，本发明的实施例一为：
请参照图1，一种新型他激式微功率模块，包括输入滤波模块1、控制模块2、功率传输模块3、整流模块4和电压调整模块5，所述控制模块2分别与输入滤波模块1和功率传输模块3电连接，所述整流模块4分别与功率传输模块3和电压调整模块5电连接，所述电压调整模块5的输出端与外设的Buck电路电连接。
请参照图2，所述控制模块2包括电阻R1(电阻值为100kΩ)、电阻R2(电阻值为10.5kΩ)、电阻R3(电阻值为10kΩ)、电阻R4(电阻值为16.5kΩ)、电容C2(电容值为100nF)、电容C3(电容值为5.6nF)、电容C4(电容值为100nF)和芯片U1(型号为SN1911035)；
所述芯片U1的第一引脚、第二引脚和第十六引脚均与输入滤波模块1电连接，所述芯片U1的第三引脚分别与芯片U1的第四引脚、芯片U1的第五引脚和电阻R3的一端电连接且芯片U1的第三引脚、芯片U1的第四引脚、芯片U1的第五引脚和电阻R3的一端均接地，所述芯片U1的第六引脚分别与电阻R3的另一端和电阻R4的一端电连接，所述电阻R4的另一端与功率传输模块3电连接，所述芯片U1的第七引脚与电阻R2的一端电连接，所述电阻R2的另一端与电容C3的一端电连接，所述电容C3的另一端分别与电阻R1的一端和电容C2的一端电连接且电容C3的另一端、电阻R1的一端和电容C2的一端均接地，所述芯片U1的第八引脚与电阻R1的另一端电连接，所述芯片U1的第九引脚与电容C2的另一端电连接，所述芯片U1的第十引脚分别与芯片U1的第十一引脚、芯片U1的第十二引脚、电容C4的一端和功率传输模块3电连接，所述芯片U1的第十三引脚与电容C4的另一端电连接。
请参照图1和图5，所述芯片U1内部设有场效应管Q1(为N型MOS管)和场效应管Q2(为N型MOS管)，所述场效应管Q1的漏极与输入滤波模块1电连接，所述场效应管Q1的源极分别与场效应管Q2的漏极和功率传输模块3电连接，所述场效应管Q2的源极分别与输入滤波模块1和功率传输模块3电连接。
请参照图2，所述控制模块2还包括电容C5(电容值为4.7μF)，所述电容C5的一端分别与电阻R4的另一端和功率传输模块3电连接。
请参照图2，所述功率传输模块3包括变压器TR1，所述变压器TR1的初级侧与控制模块2电连接，所述变压器TR1的次级侧与整流模块4电连接。
请参照图2，所述电压调整模块5包括电阻R5(电阻值为0Ω)、电阻R6(为假负载电阻，根据输出电压的不一样，电阻R6的阻值也不一样)和芯片U2(型号为TPS72750)，所述芯片U2的第一引脚分别与芯片U2的第二引脚、电阻R6的一端和整流模块4电连接，所述芯片U2的第三引脚分别与电阻R6的另一端和电阻R5的一端电连接，所述芯片U2的第四引脚分别与电阻R5的另一端和整流模块4电连接。
请参照图2，所述整流模块4包括电容C6(电容值为1μF)和二极管D1(为肖特基二极管)，所述二极管D1的阳极与功率传输模块3电连接，所述二极管D1的阴极分别与电容C6的一端和电压调整模块5电连接，所述电容C6的另一端分别与整流模块4和电压调整模块5电连接，电容C6和二极管D1构成正端整流，起到整流作用。
请参照图2，所述输入滤波模块1包括电容C1(电容值为1μF)，所述电容C1的一端与控制模块2电连接，所述电容C1的另一端接地。
请参照图3，本发明的实施例二为：
实施例二与实施一的区别在于：所述整流模块4还包括二极管D3，所述二极管D3的阳极与二极管D1的阳极电连接，所述二极管D3的阴极与二极管D1的阴极电连接；通过将二极管D3与二极管D1并联连接，能够增大电路的整流电流，提高输出功率。
请参照图4，本发明的实施例三为：
实施例三与实施一的区别在于：所述整流模块4包括电容C7和二极管D2，所述二极管D2的阴极与功率传输模块3电连接，所述二极管D2的阳极分别与电容C7的一端和电压调整模块5电连接，所述电容C7的另一端分别与功率传输模块3和电压调整模块5电连接；电容C7和二极管D2构成负端整流，起到整流的作用。
上述的新型他激式微功率模块的工作原理为：
当对产品进行上电，直流电压经过滤波电容C1，当电压达到芯片U1的启动电压时，芯片U1开始工作；第一部分，芯片U1的场效应管Q1打开，与变压器TR1以及电容C5组成第一级的降压电路，电阻R3和R4为第一级电压设定电阻，这两个电阻取值，决定了电容C5两端的电压；第二部分实现隔离传输，此部分工作原理是场效应管Q1关闭，场效应管Q2导通，并往变压器TR1的次级侧传输能量，整流二极管D1以及次级滤波电容C6开始工作，次级滤波电容C6两端的电压即为输出电压；第三部分是稳压电路，稳压电路采用的是LDO稳压，电阻R6为跳线电阻，电阻R5为假负载，跳线电阻的作用是当产品为非稳压产品，电阻R6短接，同时不使用LDO芯片(即芯片U2)；当产品为稳压产品时，电阻R6不使用，同时使用LDO芯片，稳压输出通过LDO进行稳压。
综上所述，本发明提供的一种他激式微功率模块，通过设置输入滤波模块用于输入电压的滤波，同时保护后端电路，减小电流冲击；设置控制模块，用于开关频率的设定、环路补偿设置和Bulk电压的设置；设置功率传输模块，起到隔离和功率传输的作用；设置整流模块对功率传输模块传输后的电压做整流处理；设置电压调整模块，用以将整流后的电压做稳压处理，实现输出电压的高精度输出；本方案通过输入滤波模块、控制模块、功率传输模块、整流模块和电压调整模块各模块之间的配合，使得在电路空载或轻载情况下，能够能实现隔离变换的功能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种他激式微功率模块，其特征在于，包括控制模块、功率传输模块和电压调整模块，所述控制模块与功率传输模块电连接，所述功率传输模块与电压调整模块电连接，所述电压调整模块的输出端与外设的Buck电路电连接，所述Buck电路处于空载或轻载状态。
2.根据权利要求1所述的他激式微功率模块，其特征在于，所述控制模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C2、电容C3、电容C4和芯片U1；
所述芯片U1的第三引脚分别与芯片U1的第四引脚、芯片U1的第五引脚和电阻R3的一端电连接且芯片U1的第三引脚、芯片U1的第四引脚、芯片U1的第五引脚和电阻R3的一端均接地，所述芯片U1的第六引脚分别与电阻R3的另一端和电阻R4的一端电连接，所述电阻R4的另一端与功率传输模块电连接，所述芯片U1的第七引脚与电阻R2的一端电连接，所述电阻R2的另一端与电容C3的一端电连接，所述电容C3的另一端分别与电阻R1的一端和电容C2的一端电连接且电容C3的另一端、电阻R1的一端和电容C2的一端均接地，所述芯片U1的第八引脚与电阻R1的另一端电连接，所述芯片U1的第九引脚与电容C2的另一端电连接，所述芯片U1的第十引脚分别与芯片U1的第十一引脚、芯片U1的第十二引脚、电容C4的一端和功率传输模块电连接，所述芯片U1的第十三引脚与电容C4的另一端电连接。
3.根据权利要求2所述的他激式微功率模块，其特征在于，所述芯片U1内部设有场效应管Q1和场效应管Q2，所述场效应管Q1的源极分别与场效应管Q2的漏极和功率传输模块电连接，所述场效应管Q2的源极与功率传输模块电连接。
4.根据权利要求2所述的他激式微功率模块，其特征在于，所述控制模块还包括电容C5，所述电容C5的一端分别与电阻R4的另一端和功率传输模块电连接。
5.根据权利要求1所述的他激式微功率模块，其特征在于，所述功率传输模块包括变压器TR1，所述变压器TR1的初级侧与控制模块电连接，所述变压器TR1的次级侧与电压调整模块电连接。
6.根据权利要求1所述的他激式微功率模块，其特征在于，所述电压调整模块包括电阻R5、电阻R6和芯片U2，所述芯片U2的第一引脚分别与芯片U2的第二引脚、电阻R6的一端和功率传输模块电连接，所述芯片U2的第三引脚分别与电阻R6的另一端和电阻R5的一端电连接，所述芯片U2的第四引脚分别与电阻R5的另一端和功率传输模块电连接。
7.根据权利要求1所述的他激式微功率模块，其特征在于，还包括整流模块，所述整流模块分别与功率传输模块和电压调整模块电连接，所述整流模块包括电容C6和二极管D1，所述二极管D1的阳极与功率传输模块电连接，所述二极管D1的阴极分别与电容C6的一端和电压调整模块电连接，所述电容C6的另一端分别与整流模块和电压调整模块电连接。
8.根据权利要求7所述的他激式微功率模块，其特征在于，所述整流模块还包括二极管D3，所述二极管D3的阳极与二极管D1的阳极电连接，所述二极管D3的阴极与二极管D1的阴极电连接。
9.根据权利要求1所述的他激式微功率模块，其特征在于，还包括输入滤波模块，所述输入滤波模块与控制模块电连接，所述输入滤波模块包括电容C1，所述电容C1的一端与控制模块电连接，所述电容C1的另一端接地。
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