CN201854184U

CN201854184U - 一种buck电路

Info

Publication number: CN201854184U
Application number: CN2010206155588U
Authority: CN
Inventors: 曹爽秀; 张兴德; 李来源
Original assignee: DONGGUAN AOYUAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: DONGGUAN AOYUAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-11-19

Abstract

本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种BUCK电路，其包括有开关管Q1、输出电路、驱动电路、自举升压电路、脉宽调制电路。本实用新型的脉宽调制电路可以通过自举升压电路提高驱动电路输出的驱动电压，使驱动电路具有足够高的驱动电压来驱动控制开关管的导通或关断，从而替代传统的采用隔离驱动变压器来驱动控制开关管的驱动电路。由于本实用新型无需使用隔离驱动变压器，因此本实用新型具有体积小、成本低、变换效率高等特点。

Description

一种BUCK电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种BUCK（降压式变换）电路。

背景技术

目前，开关电源中的BUCK电路主要包括开关管、输出电路、驱动电路，开关管串联在BUCK电路的输入电压端（即高压端），输出电路设置在开关管的输出端，驱动电路与开关管的控制端连接，通过驱动电路驱动控制开关管的导通或关断而达到降压变换的目的。

现有技术中BUCK电路，为了保证有足够高的电压驱动开关管，其通常采用一个隔离驱动变压器来直接驱动控制开关管的导通或关断。但是，隔离驱动变压器的体积大、价格高，不利于BUCK电路的小型化和降低成本，而且，由于隔离驱动变压器为感性电子元器件，其驱动波形较差，会影响BUCK电路的变换效率。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种体积小、成本低、变换效率高的BUCK电路。

本实用新型的目的通过以下技术措施实现：一种BUCK电路，它包括有开关管Q1、输出电路、驱动电路，还包括有自举升压电路、脉宽调制（PWM）电路；所述开关管Q1的漏极与BUCK电路的输入电压端连接，开关管Q1的源极与输出电路的输入端连接，输出电路的输出端为BUCK电路的输出电压端；所述驱动电路包括电阻R2、R6、R7、R8、R9、R10，三极管Q6、Q7、Q8，场效应管Q9；电阻R6一端、电阻R7一端、三极管Q6的集电极、三极管Q7的集电极均与自举升压电路的输出端连接，电阻R6另一端与电阻R7另一端、三极管Q6的基极、三极管Q8的基极、场效应管Q9的漏极连接，三极管Q6的发射极与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的发射极与电阻R8一端连接，电阻R8另一端与电阻R9一端、三极管Q8的发射极连接，电阻R9另一端与开关管Q1的栅极、电阻R10一端连接，电阻R10另一端与开关管Q1的源极连接，场效应管Q9的栅极与电阻R2一端连接，电阻R2另一端与脉宽调制电路的第一输出端连接，三极管Q8的集电极、场效应管Q9的源极均接地；所述自举升压电路包括电阻R3、R4、R5，电容C2、C3，二极管D2，三极管Q2、Q3，场效应管Q4、Q5；电阻R3一端、二极管D2的第1脚均与供电电源连接，电阻R3另一端与场效应管Q4的栅极、场效应管Q5的漏极连接，场效应管Q5的栅极与脉宽调制电路的第二输出端连接，场效应管Q4的漏极与电阻R4一端、三极管Q2的基极、三极管Q3的基极连接，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极、电容C3一端连接，电容C3另一端与二极管D2的第3脚连接，二极管D2的第2脚与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与电容C2的正极连接，电容C2的正极为自举升压电路的输出端，电阻R4另一端与BUCK电路的输入电压端、三极管Q2的集电极连接，场效应管Q5的源极、场效应管Q4的源极、三极管Q3的集电极、电容C2的负极均接地。

所述二极管D2的型号为BAV99。

所述脉宽调制电路包括脉宽调制芯片U1、电阻R1、电容C4，脉宽调制芯片U1的第6脚为脉宽调制电路的第一输出端，脉宽调制芯片U1的第4脚为脉宽调制电路的第二输出端，脉宽调制芯片U1的第7脚与供电电源连接，脉宽调制芯片U1的第8脚与电阻R1一端连接，电阻R1另一端与脉宽调制芯片U1的第4脚、电容C4一端连接，电容C4另一端、脉宽调制芯片U1的第2脚、第5脚接地。

所述脉宽调制芯片U1的型号为UC3843。

所述输出电路包括电容C1、电感L1、二极管D1，电感L1一端为输出电路的输入端，二极管D1的阴极与电感L1一端连接，电容C1的正极与电感L1另一端连接，电感L1另一端为输出电路的输出端，二极管D1的阳极、电容C1的负极接地。

本实用新型有益效果在于：本实用新型包括有开关管Q1、输出电路、驱动电路，还包括有自举升压电路、脉宽调制电路；驱动电路包括电阻R2、R6、R7、R8、R9、R10，三极管Q6、Q7、Q8，场效应管Q9；自举升压电路包括电阻R3、R4、R5，电容C2、C3，二极管D2，三极管Q2、Q3，场效应管Q4、Q5。本实用新型的脉宽调制电路可以通过自举升压电路提高驱动电路输出的驱动电压，使驱动电路具有足够高的驱动电压来驱动控制开关管的导通或关断，从而替代传统的采用隔离驱动变压器来驱动控制开关管的驱动电路。由于本实用新型无需使用隔离驱动变压器，因此本实用新型具有体积小、成本低、变换效率高等特点。

附图说明

图1是本实用新型一种BUCK电路的电路原理图。

在图1中包括：

11——输出电路 12——驱动电路

13——自举升压电路 14——脉宽调制电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，如图1所示，本实用新型提供的一种BUCK电路，它包括有开关管Q1、输出电路11、驱动电路12，还包括有自举升压电路13、脉宽调制电路14；所述开关管Q1的漏极（D）与BUCK电路的输入电压端（VIN）连接，开关管Q1的源极（S）与输出电路11的输入端连接，输出电路11的输出端为BUCK电路的输出电压端（VOUT）；所述驱动电路12包括电阻R2、R6、R7、R8、R9、R10，三极管Q6、Q7、Q8，场效应管Q9；电阻R6一端、电阻R7一端、三极管Q6的集电极（C）、三极管Q7的集电极均与自举升压电路13的输出端连接，电阻R6另一端与电阻R7另一端、三极管Q6的基极（B）、三极管Q8的基极、场效应管Q9的漏极连接，三极管Q6的发射极（E）与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的发射极与电阻R8一端连接，电阻R8另一端与电阻R9一端、三极管Q8的发射极连接，电阻R9另一端与开关管Q1的栅极（G）、电阻R10一端连接，电阻R10另一端与开关管Q1的源极连接，场效应管Q9的栅极与电阻R2一端连接，电阻R2另一端与脉宽调制电路14的第一输出端连接，三极管Q8的集电极、场效应管Q9的源极均接地（GND）；所述自举升压电路13包括电阻R3、R4、R5，电容C2、C3，二极管D2，三极管Q2、Q3，场效应管Q4、Q5；电阻R3一端、二极管D2的第1脚均与供电电源（VCC）连接，电阻R3另一端与场效应管Q4的栅极、场效应管Q5的漏极连接，场效应管Q5的栅极与脉宽调制电路14的第二输出端连接，场效应管Q4的漏极与电阻R4一端、三极管Q2的基极、三极管Q3的基极连接，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极、电容C3一端连接，电容C3另一端与二极管D2的第3脚连接，二极管D2的第2脚与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与电容C2的正极连接，电容C2的正极为自举升压电路13的输出端，电阻R4另一端与BUCK电路的输入电压端、三极管Q2的集电极连接，场效应管Q5的源极、场效应管Q4的源极、三极管Q3的集电极、电容C2的负极均接地。

脉宽调制电路14包括脉宽调制芯片U1、电阻R1、电容C4，脉宽调制芯片U1的第6脚为脉宽调制电路14的第一输出端，脉宽调制芯片U1的第4脚为脉宽调制电路14的第二输出端，脉宽调制芯片U1的第7脚与供电电源连接，脉宽调制芯片U1的第8脚与电阻R1一端连接，电阻R1另一端与脉宽调制芯片U1的第4脚、电容C4一端连接，电容C4另一端、脉宽调制芯片U1的第2脚、第5脚接地。

输出电路11包括电容C1、电感L1、二极管D1，电感L1一端为输出电路11的输入端，二极管D1的阴极与电感L1一端连接，电容C1的正极与电感L1另一端连接，电感L1另一端为输出电路11的输出端，二极管D1的阳极、电容C1的负极接地。

其中，二极管D2的型号为BAV99；脉宽调制芯片U1的型号为UC3843。当然，上述电子元器件的型号及参数仅供参考，在具体实施本技术方案时，其型号及参数值可根据实际环境进行修改。

当BUCK电路的输入电压大于供电电源的电压时，如果从脉宽调制电路14的第一输出端直接输出驱动电压来驱动开关管Q1，显然驱动电压是不够的，因此，本实用新型通过自举升压电路13提高驱动电路12输出的驱动电压，使驱动电路12具有足够高的驱动电压来驱动控制开关管Q1的导通或关断。

本实用新型的工作原理：在工作时，脉宽调制芯片U1的第4脚输出的是三角波信号，当此信号的电压低于场效应管Q5的开启电压时，场效应管Q5截止，使场效应管Q4 的栅极通过电阻R3接通供电电源，进而使场效应管Q4导通，由于场效应管Q4的导通使得三极管Q2、Q3 的基极均被拉到地，所以，三极管Q2截止，三极管Q3导通，于是，供电电源通过二极管D2对电容C3进行充电；当脉宽调制芯片U1的第4脚输出的三角波信号电压高于场效应管Q5的开启电压时，场效应管Q5导通，使场效应管Q4 的栅极被拉到地，场效应管Q4截止，使得三极管Q2、Q3 的基极均为高电平，所以，三极管Q2导通、三极管Q3截止，于是，电容C3与三极管Q2的发射极连接的一端直接与BUCK电路的输入电压端连接，根据电容两端的电压不能突变的原理，因为之前电容C3已经充电存储有供电电源的电压，所以，此时电容C3两端的电压为BUCK电路的输入电压加上供电电源的电压（即VIN+VCC），同时，电容C3通过二极管D2对电容C2进行充电，使电容C2达到BUCK电路的输入电压加上供电电源的电压，并输出至驱动电路12，实现自举升压的功能。此时，只要脉宽调制芯片U1的第6脚输出低电平，就可以使场效应管Q9截止，进而使三极管Q6、Q8 的基极均为高电平，所以，三极管Q6导通、三极管Q8截止，三极管Q6的导通使得三极管Q7也导通，于是，使自举升压电路13的电容C2上存储的电荷通过电阻R8、R9送至开关管Q1的栅极，即开关管Q1的驱动电压为BUCK电路的输入电压加上供电电源的电压，从而保证驱动电路12输出的驱动电压（即VIN+VCC）始终比BUCK电路的输入电压要高一个供电电源的电压，使驱动电路12具有足够高的驱动电压来驱动控制开关管Q1的导通或关断，即开关管Q1可以正常地导通或关断。

由于本实用新型无需使用隔离驱动变压器，且驱动电路12、自举升压电路13、脉宽调制电路14均由简单的小型电子元器件组成，故本实用新型具有体积小、成本低、变换效率高等特点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种BUCK电路，它包括有开关管Q1、输出电路、驱动电路，其特征在于：还包括有自举升压电路、脉宽调制电路；所述开关管Q1的漏极与BUCK电路的输入电压端连接，开关管Q1的源极与输出电路的输入端连接，输出电路的输出端为BUCK电路的输出电压端；所述驱动电路包括电阻R2、R6、R7、R8、R9、R10，三极管Q6、Q7、Q8，场效应管Q9；电阻R6一端、电阻R7一端、三极管Q6的集电极、三极管Q7的集电极均与自举升压电路的输出端连接，电阻R6另一端与电阻R7另一端、三极管Q6的基极、三极管Q8的基极、场效应管Q9的漏极连接，三极管Q6的发射极与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的发射极与电阻R8一端连接，电阻R8另一端与电阻R9一端、三极管Q8的发射极连接，电阻R9另一端与开关管Q1的栅极、电阻R10一端连接，电阻R10另一端与开关管Q1的源极连接，场效应管Q9的栅极与电阻R2一端连接，电阻R2另一端与脉宽调制电路的第一输出端连接，三极管Q8的集电极、场效应管Q9的源极均接地；所述自举升压电路包括电阻R3、R4、R5，电容C2、C3，二极管D2，三极管Q2、Q3，场效应管Q4、Q5；电阻R3一端、二极管D2的第1脚均与供电电源连接，电阻R3另一端与场效应管Q4的栅极、场效应管Q5的漏极连接，场效应管Q5的栅极与脉宽调制电路的第二输出端连接，场效应管Q4的漏极与电阻R4一端、三极管Q2的基极、三极管Q3的基极连接，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极、电容C3一端连接，电容C3另一端与二极管D2的第3脚连接，二极管D2的第2脚与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与电容C2的正极连接，电容C2的正极为自举升压电路的输出端，电阻R4另一端与BUCK电路的输入电压端、三极管Q2的集电极连接，场效应管Q5的源极、场效应管Q4的源极、三极管Q3的集电极、电容C2的负极均接地。

2.根据权利要求1所述的BUCK电路，其特征在于：所述二极管D2的型号为BAV99。

3.根据权利要求1所述的BUCK电路，其特征在于：所述脉宽调制电路包括脉宽调制芯片U1、电阻R1、电容C4，脉宽调制芯片U1的第6脚为脉宽调制电路的第一输出端，脉宽调制芯片U1的第4脚为脉宽调制电路的第二输出端，脉宽调制芯片U1的第7脚与供电电源连接，脉宽调制芯片U1的第8脚与电阻R1一端连接，电阻R1另一端与脉宽调制芯片U1的第4脚、电容C4一端连接，电容C4另一端、脉宽调制芯片U1的第2脚、第5脚接地。

4.根据权利要求3所述的BUCK电路，其特征在于：所述脉宽调制芯片U1的型号为UC3843。

5.根据权利要求1所述的BUCK电路，其特征在于：所述输出电路包括电容C1、电感L1、二极管D1，电感L1一端为输出电路的输入端，二极管D1的阴极与电感L1一端连接，电容C1的正极与电感L1另一端连接，电感L1另一端为输出电路的输出端，二极管D1的阳极、电容C1的负极接地。