CN201490886U - 一种用于降低宽压输入电源ic的功耗的电路及主板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电源领域，提供了一种用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路及主板；其包括宽压输入电源IC以及自举电容，宽压输入电源IC进一步包括自举二极管以及连接至自举二极管的阳极的稳压模块，自举二极管的阴极连接自举电容；该电路还包括：降压模块，其输入端连接至供电电源的输出端，降压模块的输出端连接至自举二极管的阳极与稳压模块连接的连接端。本实用新型提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路通过降压模块降低了宽压输入电源IC的供电电压，减小了宽压输入电源IC内部稳压模块的输入输出压差从而降低了宽压输入电源IC内部的功耗，延长了宽压输入电源IC的使用寿命，提高了整个电路的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于电源领域，尤其涉及一种用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路及主板。
背景技术
各种恶劣的环境对工业计算机的适用范围提出了更高的要求：小型化、宽温、密闭、处理能力等等。因此对于板卡电源的温度适应性、转换效率、负载电流、高集成度都提出了更高的需求。现在，很多电源管理芯片由于自身损耗、转换效率低等问题导致温度、寿命无法达到使用要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，可以降低宽压输入电源IC内部的功耗，延长宽压输入电源IC的使用寿命，提高整个电路的稳定性。
本实用新型更进一步的目的在于提供一种用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，可以提高整个电路的转换效率，提高宽压输入电源IC输出电流能力的。
本实用新型是这样实现的，一种用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，其包括宽压输入电源IC以及自举电容，所述宽压输入电源IC进一步包括自举二极管以及连接至所述自举二极管的阳极的稳压模块，所述自举二极管的阴极连接所述自举电容；所述电路还包括：降压模块，其输入端连接至供电电源的输出端，所述降压模块的输出端连接至所述自举二极管的阳极与所述稳压模块连接的连接端；通过所述降压模块降低所述宽压输入电源IC的供电电压。
进一步地，所述降压模块包括稳压二极管，所述稳压二极管的阴极连接至所述供电电源的输出端，所述稳压二极管的阳极连接至所述自举二极管的阳极与所述稳压模块连接的连接端。
进一步地，所述降压模块还包括第一限流电阻，所述稳压二极管的阴极是通过所述第一限流电阻连接至所述供电电源的输出端的。
进一步地，所述降压模块包括低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器的输入端连接至供电电源的输出端，所述低压差线性稳压器的输出端连接至所述自举二极管的阳极与所述稳压模块连接的连接端。
进一步地，所述降压模块包括降压电荷泵，所述降压电荷泵的输入端连接至供电电源的输出端，所述降压电荷泵的输出端连接至所述自举二极管的阳极与所述稳压模块连接的连接端。
进一步地，所述降压模块包括：电压基准源、第三限流电阻、第一分压电阻、第二分压电阻以及开关管；所述开关管的第一端连接至所述供电电源的输出端，所述开关管的第二端连接至所述自举二极管的阳极与所述稳压模块连接的连接端，所述开关管的控制端连接至所述电压基准源的第一端；所述第一分压电阻与所述第二分压电阻依次串联连接在所述开关管的第二端与地之间，所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的串联连接端连接至所述电压基准源的第二端；所述电压基准源的第三端接地；所述第三限流电阻连接在所述开关管的第一端与所述开关管的控制端之间。
进一步地，所述开关管为三极管或者MOS管。
进一步地，所述电路还包括：单向导通元件，其一端连接输入电压，所述单向导通元件的另一端连接至所述自举二极管的阴极与所述自举电容连接的连接端。
进一步地，所述单向导通元件为肖特基二极管，所述肖特基二极管的阳极连接所述输入电压，所述肖特基二极管的阴极连接至所述自举二极管的阴极与所述自举电容连接的连接端。
进一步地，所述电路进一步包括：第二限流电阻，所述第二限流电阻的一端连接所述自举电容，所述第二限流电阻的另一端连接至所述肖特基二极管的阴极，所述第二限流电阻的另一端还连接至所述自举二极管的阴极。
本实用新型的目的还在于提供一种主板，其包括上述用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路。
本实用新型提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，通过降压模块降低了宽压输入电源IC的供电电压，减小了宽压输入电源IC内部稳压模块的输入输出压差从而降低了宽压输入电源IC内部的功耗，延长了宽压输入电源IC的使用寿命，提高了整个电路的稳定性；同时通过二极管D2代替自举二极管D0工作从而提高整个电路的转换效率，提高了宽压输入电源IC输出电流能力。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路的电路图；
图2是本实用新型实施例提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路中降压模块的电路图；
图3A是本实用新型实施例提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路中稳压二极管D1的阳极处电压的波形图；
图3B是本实用新型实施例提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路中肖特基二极管D2的阴极处电压的波形图；
图4A是本实用新型实施例提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路中当无肖特基二极管D2时S2点的电压波形图；
图4B是本实用新型实施例提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路中当有肖特基二极管D2时，输入电压Vin为12V时S2点的电压波形图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例提供的电路通过降压模块降低宽压输入电源IC的供电电压，减小了宽压输入电源IC的输入输出压差从而降低了宽压输入电源IC的功耗。
本实用新型实施例提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路可以应用于但不局限于工业计算机的主板中，其电路图如图1所示，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下。
一种用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路包括宽压输入电源IC1、自举电容C1以及降压模块2；其中，宽压输入电源IC1进一步包括：自举二极管D0以及连接至自举二极管D0的阳极的稳压模块11，自举二极管D0的阴极连接自举电容C1；降压模块2的输入端连接至供电电源VCC的输出端，降压模块的输出端连接至自举二极管D0的阳极与稳压模块11连接的连接端S1；通过降压模块2降低宽压输入电源IC1的供电电压，减小宽压输入电源IC1的输入输出压差从而降低宽压输入电源IC1的功耗。
本实用新型提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路通过降压模块降低了宽压输入电源IC的供电电压，减小了宽压输入电源IC内部稳压模块的输入输出压差从而降低了宽压输入电源IC内部的功耗，延长了宽压输入电源IC的使用寿命，提高了整个电路的稳定性。解决了该电源IC在高电压输入时功耗过大、温度过高，降低了IC的使用寿命的问题。
在本实用新型中，降压模块2包括稳压二极管D1，稳压二极管D1的阴极连接至供电电源VCC的输出端，稳压二极管D1的阳极连接至自举二极管D0的阳极与稳压模块11连接的连接端S1。
作为本实用新型的一个实施例，降压模块2还包括第一限流电阻R1，第一限流电阻R1的一端连接至稳压二极管D1的阴极，第一限流电阻R1的另一端连接至供电电源VCC的输出端。
在本实用新型中，降压模块2还可以为低压差线性稳压器(Low DropoutRegulator，LDO)，LDO的输入端连接至供电电源VCC的输出端，LDO的输出端连接至所自举二极管D0的阳极与稳压模块11连接的连接端S1。
在本实用新型中，降压模块2也可以为降压电荷泵，降压电荷泵的输入端连接至供电电源VCC的输出端，降压电荷泵的输出端连接至自举二极管D0的阳极与稳压模块11连接的连接端S1。
当然，降压模块2还可以为其他可以将电源电压VCC降低的电压转换器件，比如可以采用电压基准器件和三极管或者采用电压基准器件和MOS管等等。
图2示出了采用电压基准器件和开关管作为降压模块2的具体电路图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下：
降压模块2包括：电压基准源U1、第三限流电阻R3、第一分压电阻R4、第二分压电阻R5以及开关管Q1；其中，开关管Q1的第一端连接至供电电源VCC的输出端，开关管Q1的第二端连接至自举二极管D0的阳极与稳压模块11连接的连接端，开关管Q1的控制端连接至电压基准源U1的第一端；第一分压电阻R4与第二分压电阻R5依次串联连接在开关管Q1的第二端与地之间，第一分压电阻R4与第二分压电阻R5的串联连接端连接至电压基准源U1的第二端；电压基准源U1的第三端接地；第三限流电阻R3连接在开关管Q1的第一端与开关管Q1的控制端之间。
作为本实用新型的一个实施例，开关管Q1可以为三极管，也可以为MOS管。当开关管Q1为三极管时，三极管的基极与电压基准源U1的第一端连接，三极管的集电极连接至供电电源VCC的输出端，三极管的发射极连接至自举二极管D0的阳极与稳压模块11连接的连接端。
在本实用新型中，一种用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路进一步包括：单向导通元件3，其一端连接输入电压Vin，单向导通元件3的另一端连接至自举二极管D0的阴极与自举电容C1连接的连接端S2。
作为本实用新型的一个实施例，单向导通元件3可以为肖特基二极管D2，肖特基二极管D2的阳极连接输入电压，肖特基二极管D2的阴极连接至自举二极管D0的阴极与自举电容C1连接的连接端S2。
作为本实用新型的一个实施例，用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路进一步包括：第二限流电阻R2，第二限流电阻R2的一端连接自举电容C1，第二限流电阻R2的另一端连接至肖特基二极管D2的阴极，第二限流电阻R2的另一端还连接至自举二极管D0的阴极。
本实用新型提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路通过二极管D2代替自举二极管D0工作从而提高整个电路的转换效率，提高了宽压输入电源IC输出电流能力；解决了在高电压输入时该电源IC的功耗急剧增加导致其温度过高，使输出电流得到限制的问题。
为了更进一步说明本实用新型实施例提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，现结合图1详述本实用新型的工作原理，为了便于说明本实用新型的发明点，仅示出了宽压输入电源IC1中与本实用新型发明点相关的部分；另外，为了便于描述，降压模块2采用稳压二极管D1与第一限流电阻R1；单向导通元件3采用肖特基二极管D2。
由稳压二极管D1降低宽压输入电源IC1的供电电压，使宽压输入电源IC1内部的转换器能有更小的输入输出压差，从而降低在该宽压输入电源IC1内部转换的损耗。假设宽压输入电源IC1是一个可以工作在4V-36V的电源IC，此时的供电电源VCC为32V，对于宽压输入电源IC1内部来说，很多控制部分等可能都是采用5V供电，那么此宽压输入电源IC1内部就会有一个电压转换电路，而这个电路基本上都是线性的，如果负载电流有10mA，那么宽压输入电源IC1产生的损耗简单计算就是(32-5)*0.01＝0.27W；如果采用一个5.6V的稳压二极管D1，那么宽压输入电源IC1的供电电压大概就会是32-5.6＝26.4V；此时宽压输入电源IC1的损耗大概就是(26.4-5)*0.01＝0.214W，因此根据宽压输入电源IC1的最低工作电压，选取合适的稳压二极管D1就会较大程度的降低宽压输入电源IC1自身的损耗。
图3A示出了稳压二极管D1的阳极(S1点)处电压的波形，图3B示出了肖特基二极管D2的阴极(S2点)处电压的波形，此时输入电压Vin为12V，可见稳压二极管D1的阳极处电压为4.96V，肖特基二极管D2的阴极处电压为11.8V，因此在有输入电压Vin和肖特基二极管D2的情况下，宽压输入电源IC1内部的自举二极管D0一直是承受反向电压，处于截止状态的。
同时采用肖特基二极管D2替代自举二极管D0工作，使自举二极管D0的损耗转移到宽压输入电源IC1的外部，可以根据宽压输入电源IC1相关PIN脚(boot、gate、phase等PIN脚)耐压能力提高输入电压，即可提升同步降压的主开关管(即上管)MOSFET驱动电压，减小其损耗，从而提高整个电路的转换效率。
图4A为没有肖特基二极管D2时S2点的电压波形；图4B为有肖特基二极管D2时，输入电压Vin为12V时S2点的电压波形；此时宽压输入电源IC1供电PIN脚处的电压均为5V。从图4A与图4B的对比可知：由于外加输入电压Vin及肖特基二极管D1的作用，自举电压被相应的提高了。
本实用新型提供的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路通过降压模块降低了宽压输入电源IC的供电电压，减小了宽压输入电源IC内部稳压模块的输入输出压差从而降低了宽压输入电源IC内部的功耗，延长了宽压输入电源IC的使用寿命，提高了整个电路的稳定性；同时通过二极管D2代替自举二极管D0工作从而提高整个电路的转换效率，提高了宽压输入电源IC输出电流能力。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，其包括宽压输入电源IC以及自举电容，所述宽压输入电源IC进一步包括自举二极管以及连接至所述自举二极管的阳极的稳压模块，所述自举二极管的阴极连接所述自举电容；其特征在于，所述电路还包括：
降压模块，其输入端连接至供电电源的输出端，所述降压模块的输出端连接至所述自举二极管的阳极与所述稳压模块连接的连接端；通过所述降压模块降低所述宽压输入电源IC的供电电压。
2.如权利要求1所述的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，其特征在于，所述降压模块包括稳压二极管，所述稳压二极管的阴极连接至所述供电电源的输出端，所述稳压二极管的阳极连接至所述自举二极管的阳极与所述稳压模块连接的连接端。
3.如权利要求2所述的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，其特征在于，所述降压模块还包括第一限流电阻，所述稳压二极管的阴极是通过所述第一限流电阻连接至所述供电电源的输出端的。
4.如权利要求1所述的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，其特征在于，所述降压模块包括低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器的输入端连接至供电电源的输出端，所述低压差线性稳压器的输出端连接至所述自举二极管的阳极与所述稳压模块连接的连接端。
5.如权利要求1所述的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，其特征在于，所述降压模块包括降压电荷泵，所述降压电荷泵的输入端连接至供电电源的输出端，所述降压电荷泵的输出端连接至所述自举二极管的阳极与所述稳压模块连接的连接端。
6.如权利要求1所述的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，其特征在于，所述降压模块包括：电压基准源、第三限流电阻、第一分压电阻、第二分压电阻以及开关管；
所述开关管的第一端连接至所述供电电源的输出端，所述开关管的第二端连接至所述自举二极管的阳极与所述稳压模块连接的连接端，所述开关管的控制端连接至所述电压基准源的第一端；
所述第一分压电阻与所述第二分压电阻依次串联连接在所述开关管的第二端与地之间，所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的串联连接端连接至所述电压基准源的第二端；
所述电压基准源的第三端接地；
所述第三限流电阻连接在所述开关管的第一端与所述开关管的控制端之间。
7.如权利要求6所述的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，其特征在于，所述开关管为三极管或者MOS管。
8.如权利要求1所述的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，其特征在于，所述电路还包括：
单向导通元件，其一端连接输入电压，所述单向导通元件的另一端连接至所述自举二极管的阴极与所述自举电容连接的连接端。
9.如权利要求8所述的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路，其特征在于，所述单向导通元件为肖特基二极管，所述肖特基二极管的阳极连接所述输入电压，所述肖特基二极管的阴极连接至所述自举二极管的阴极与所述自举电容连接的连接端。
10.一种主板，其特征在于，所述主板包括权利要求1-9任一项所述的用于降低宽压输入电源IC的功耗的电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN104092376A (zh) * | 2014-07-20 | 2014-10-08 | 苏州塔可盛电子科技有限公司 | 一种新型直流多级降压稳压电路 |
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