CN201490884U - 一种新型电压变换电路 - Google Patents

Abstract

一种新型电压变换电路，包括：输入去耦电路、输出去耦电路、储能电路、续流电路和转换电路，其特征在于，所述电压变换电路还包括电压检测电路和电压反馈电路，所述电压检测电路的输入端和接地端分别与所述输入去耦电路的两端连接，并且也分别与所述转换电路的输入端和接地端连接，以便对经过去耦后的输入电压进行阈值判断后开启转换电路；电压反馈电路连接在转换电路的反馈端与电压检测电路的电压检测端之间，从而将转换电路的输出电压反馈回电压检测电路。

Description

一种新型电压变换电路

技术领域

本发明涉及一种新型电压变换电路。

背景技术

目前，采用美国国家半导体公司的LM2576为核心的电压变换电路是由输入去耦电容、输出去耦电容、储能电感、续流二极管组成的。当输入7V～40V的电压时，可以输出恒定5V、最大3A的电流，并且提供一个TTL电平的接口，用来开启或关闭电路。但是，实际应用中，由于上电的启动电流脉冲较大，给电源造成较大冲击，而且启动电流脉冲会造成输入电压瞬间跌落，进而使输出电压也跟随跌落。该现象会造成上电时的输出电压波形反复震荡，对负载电路造成不良影响，甚至会造成负载电路的芯片闩锁和死机。

实用新型内容

为了克服现有的电压变换电路上电启动时的输出震荡现象，本实用新型提供了一种改进的电压变换电路，其包括：输入去耦电路、输出去耦电路、储能电路、续流电路和转换电路；此外，该电压变换电路还包括电压检测电路和电压反馈电路，所述电压检测电路的输入端和接地端分别与所述输入去耦电路的两端连接，并且也分别与所述转换电路的输入端和接地端连接，以便对经过去耦后的输入电压进行阈值判断后开启所述转换电路；所述电压反馈电路连接在所述转换电路的反馈端与所述电压检测电路的电压检测端之间，从而将所述转换电路的输出电压反馈回所述电压检测电路。该改进的电压变换电路不仅能大幅减小启动输入电流，而且能保证输出电压的稳定启动，基本消除震荡现象。

在本实用新型中，转换电路优选采用美国国家半导体公司的单片式开关稳压器LM2576，其具有五个端口，它们分别是：输入端、输出端、接地端、反馈端和使能端。

根据本实用新型的技术方案，在上述改进的电压变换电路中，所增加的输入电压检测电路包括：稳压二极管，电压检测电容，三极管，第一电阻、第二电阻、第三电阻；其中，稳压二极管的负极连接电压输入端，稳压二极管与电压检测电容串联，电压检测电容的第一端为电压检测电路的电压检测端，电压检测端与稳压二极管的正极连接，而电压检测电容的不与稳压二极管的正极连接的第二端与三极管的发射极连接，三极管的发射极接地，稳压二极管的正极通过第一电阻与三极管的基极连接，而稳压二极管的负极通过第三电阻与三极管的集电极连接，在三极管的基极和发射极之间连接有第二电阻；三极管的集电极与转换电路的使能端连接，从而将所述电压检测电路的输出连接到转换电路的使能端上。

在上述改进的电压变换电路中，所增加的输出电压反馈电路包括反馈二极管，所述反馈二极管的负极与电压检测电路的电压检测端连接，所述反馈二极管的正极与转换电路的反馈端连接。

根据本实用新型所描述的改进的电压变换电路，当输入电压超过一定阈值的时候，稳压二极管导通，使三极管饱和，三极管将LM2576的使能端拉为低电平，从而开启电压变换电路；一个滤波电容可以在一段时间内保持住该三极管的基极输入电压，使三极管短时间能保持饱和状态，从而使电压变换电路保持开启；电压变换电路开启之后，输出电压快速上升，该输出电压被一个二极管反馈到三极管的基极，使三极管进一步饱和。以上步骤使电压变换电路达到稳定启动的目的。

本实用新型的有益效果是，可以在电压变换电路上电启动的时候，大幅减小启动电流，而输出电压快速稳步上升，基本无震荡，并且该电路简单可靠，附加成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步具体的说明。

图1是本实用新型的一个优选实施例的电路原理图。

具体实施方式

根据本实用新型的优选实施例，如图1所示，电压变换电路包括：输入去耦电路、输出去耦电路、储能电路、续流电路、转换电路、电压检测电路和电压反馈电路。

其中，输入去耦电路包括：输入端极性电容C1和与其并联的输入端无极性电容C2，其中，输入端极性电容C1的大小为100μF，输入端无极性电容C2的大小为0.1μF。输入去耦电路两端并联到电压检测电路的输入端和接地端上，并且并联到转换电路U1的输入端和接地端上。

电压检测电路包括：稳压二极管D1，其击穿电压Vd＝16V；电压检测电容C3，其大小为2.2μF；三极管Q1，其型号优选为SST3904；大小均为10KΩ的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3。其中，稳压二极管D1与电压检测电容C3串联，电压检测电容C3的第一端，即：电压检测电路的电压检测端，与稳压二极管D1的正极连接，而电压检测电容C3的不与稳压二极管D1的正极连接的第二端与三极管Q1的发射极连接，该三极管Q1的发射极接地，从而构成电压检测电路的接地端，稳压二极管D1的正极通过第一电阻R1与三极管Q1的基极连接，而稳压二极管D1的负极通过第三电阻R3与三极管Q1的集电极连接，该三极管Q1的集电极所对应的端为电压检测电路的输出端，稳压二极管D1的负极所对应的端为电压检测电路的输入端，在三极管Q1的基极和发射极之间连接有第二电阻R2。

转换电路U1采用美国国家半导体公司的单片式开关稳压器LM2576，其具有五个引脚，它们分别是：输入引脚1、输出引脚2、接地引脚3、反馈引脚4和使能引脚(控制端)5。电压检测电路的稳压二极管D1的负极与转换电路U1的输入引脚1连接，电压检测电路的三极管Q1的集电极与转换电路U1的使能引脚5连接，三极管Q1的发射极与转换电路U1的接地引脚3连接并接地。

储能电路包括储能电感L1，其参数为82μH/1A。续流电路采用续流二极管D3，其型号为1N5819。续流二极管D3的正极接地，负极与转换电路U1的输出引脚2及储能电路的储能电感L1的输入端连接。转换电路U1的输出引脚2也与储能电路的储能电感L1的输入端连接，转换电路U1的反馈引脚4与储能电感L1的输出端连接。

电压反馈电路包括反馈二极管D2，其型号为1N5819。该反馈二极管D2连接在转换电路U1的反馈引脚4与电压检测电容C3的电压检测端(第一端)之间。具体的，反馈二极管D2的负极与电压检测电容C3的电压检测端(第一端)连接，反馈二极管D2的正极与反馈引脚4连接。

在储能电感L1的输出端和续流二极管D3的正极之间还连接有输出去耦电路。该输出去耦电路包括输出端极性电容C5和与其并联的输出端无极性电容C4。输出端无极性电容C4的大小为0.1μF，输出端极性电容C5的大小为47μF。

在图1中，输入电压Vin(例如为24V)经过C1、C2去耦合、滤波之后，送入U1的输入引脚1和接地引脚3。上电后，当输入电压超过D1的击穿电压Vd(在本实施例中为16V)后，C3两端电压Vc上升，三极管Q1的基极电压Vb也上升。C3电压Vc＝Vin-Vd，Vb＝Vc/2。当基极电压Vb上升到大约0.6V时，三极管Q1充分饱和，输出一个低电平给U1的使能引脚5，使电压变换电路，或者说转换电路U1开启。如果电压变换电路的启动电流使输入电压瞬间下跌，C3仍能在短时间内保持三极管Q1的基极电压Vb，使三极管Q1不会退出饱和，电压变换电路不会关闭。电压变换电路启动之后，输入电压上升，该电压通过反馈二极管D2反馈到C3，使C3电压Vc进一步上升，三极管Q1进一步饱和，保证了电压变换电路的稳定开启。选择元件时参考图中标识的参数，可以保证电路能正常工作。

虽然已经示出和描述了本实用新型的优选实施例，但是本领域技术人员应该理解的是，在不脱离本实用新型的精神的情况下可以对上述实施例做出改变和修改。

Claims (6)

1.一种电压变换电路，包括：输入去耦电路、输出去耦电路、储能电路、续流电路和转换电路，其特征在于，所述电压变换电路还包括电压检测电路和电压反馈电路，所述电压检测电路的输入端和接地端分别与所述输入去耦电路的两端连接，并且也分别与所述转换电路的输入端和接地端连接，以便对经过去耦后的输入电压进行阈值判断后开启所述转换电路；所述电压反馈电路连接在所述转换电路的反馈端与所述电压检测电路的电压检测端之间，从而将所述转换电路的输出电压反馈回所述电压检测电路。

2.根据权利要求1所述的电压变换电路，其特征在于，所述电压检测电路包括：

稳压二极管(D1)，

电压检测电容(C3)，

三极管(Q1)，

第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)，

其中，所述稳压二极管(D1)的负极连接电压输入端，所述稳压二极管(D1)与所述电压检测电容(C3)串联，所述电压检测电容(C3)的第一端为所述电压检测电路的电压检测端，所述电压检测端与所述稳压二极管(D1)的正极连接，而所述电压检测电容(C3)的不与所述稳压二极管(D1)的所述正极连接的第二端与所述三极管(Q1)的发射极连接，所述三极管(Q1)的所述发射极接地，所述稳压二极管(D1)的所述正极通过所述第一电阻(R1)与所述三极管(Q1)的基极连接，而所述稳压二极管(D1)的所述负极通过所述第三电阻(R3)与所述三极管(Q1)的集电极连接，在所述三极管(Q1)的所述基极和所述发射极之间连接有所述第二电阻(R2)；

所述三极管(Q1)的所述集电极与所述转换电路(U1)的使能端连接，从而将所述电压检测电路的输出连接到所述转换电路的使能端上。

3.根据权利要求1或2所述的电压变换电路，其特征在于，所述电压反馈电路包括反馈二极管(D2)，所述反馈二极管(D2)的负极与所述电压检测电路的所述电压检测端连接，所述反馈二极管(D2)的正极与所述转换电路的所述反馈端连接。

4.根据权利要求3所述的电压变换电路，其特征在于，

所述输入去耦电路包括输入端极性电容(C1)和与所述输入端极性电容(C1)并联的输入端无极性电容(C2)；

所述输出去耦电路包括输出端极性电容(C5)和与所述输出端极性电容(C5)并联的输出端无极性电容(C4)；

所述储能电路包括储能电感(L1)；

所述续流电路包括续流二极管(D3)；

其中，所述续流二极管(D3)的正极接地，所述续流二极管(D3)的负极与所述转换电路(U1)的输出端及所述储能电路的所述储能电感(L1)的输入端连接，所述转换电路(U1)的所述输出端也与所述储能电路的所述储能电感(L1)的所述输入端连接，所述转换电路(U1)的所述反馈端与所述储能电感(L1)的输出端连接；在所述储能电感(L1)的所述输出端和所述续流二极管(D3)的所述正极之间还连接有所述输出去耦电路。

5.根据权利要求1、2、4中的任一项所述的电压变换电路，其特征在于，所述转换电路(U1)为开关稳压器电路。

6.根据权利要求3所述的电压变换电路，其特征在于，所述转换电路(U1)为开关稳压器电路。

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