CN201904718U - 一种dc-dc变换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种DC-DC变换器，目的是提供一种效率高、体积小重量轻的DC-DC变换器。包括输入滤波电路、功率转换电路、输出滤波电路、低电压保护电路、反馈电路，功率转换电路由TPS5401芯片构成，输入滤波电路与TPS5401芯片的VIN脚相连，输出滤波电路与TPS5401芯片的PH脚相连，低电压保护电路与TPS5401芯片的EN脚相连，反馈电路与TPS5401芯片的VSNS脚相连。采用以TPS5401芯片为核心的DC-DC转换电路使发热量大为减小，既提高了电效率，又大大减小了散热片的尺寸，从而使整个体积大大减小，并且降低了成本，起到了更新换代的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子设备制造领域，更具体的说，本实用新型是关于直流电源的一种DC-DC变换器。
背景技术
目前直流电源的电压稳定线路主要是线性稳压电路，它们主要是通过线性调整管，用降压的方式得到稳定的输出电压。通常的电路有稳压二极管稳压电路、串联式稳压电路和全集成电路稳压器。通常该种线性电源自身消耗的能量大，同时线性调整管的温度也较高，需要体积大的散热片才能稳定正常工作。
中国专利局于2010年4月14日公告了一份CN201438672U号文献，名称为DC-DC直流电源电路，该DC-DC直流电源电路包括输入滤波电路、功率转换电路、PWM控制电路、稳压反馈电路、输出滤波电路、保护电路和升降压的切换电路,功率转换电路的输入地与输出滤波电路的输出地之间跨接第一MOS管,输出滤波电路的输出地与功率转换电路的输入端正极之间跨接第二MOS管,以上两MOS管的栅极分别电连接于升降压的切换电路上。该DC-DC直流电源的缺点是效率低，体积和重量大。
发明内容
本实用新型为解决现有技术中存在的效率低、体积和重量大的问题，提供了一种效率高、体积小重量轻的DC-DC变换器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型包括输入滤波电路、功率转换电路、输出滤波电路、低电压保护电路、反馈电路，功率转换电路的输入端通过输入滤波电路与电源相连，功率转换电路的输出端通过输出滤波电路与负载相连，低电压保护电路、反馈电路与功率转换电路相连，功率转换电路由TPS5401芯片构成，输入滤波电路与TPS5401芯片的VIN脚相连，输出滤波电路与TPS5401芯片的PH脚相连，低电压保护电路与TPS5401芯片的EN脚相连，反馈电路与TPS5401芯片的VSNS脚相连。TPS5401芯片由美国TI公司生产，具有体积小、发热少、成本低的优点，由于发热少又进一步减小了对散热片的要求，从而使整个变换器的体积只有线性电源的1/20~1/10，大幅度的提高了效率。
作为优选，输入滤波电路包括电容C3,电容C3的一端分别与电源正极和所述TPS5401芯片的VIN脚相连，电容C3的另一端与电源负极相连。电容C3对输入电源起到滤波作用。
作为优选，输出滤波电路包括电感L1、电容C2、二极管D1,电感L1的一端分别与TPS5401芯片的PH脚、二极管D1的负极相连，电感L1的另一端分别与电容C2的一端、负载正极相连，二极管D1的正极分别与TPS5401芯片的GND脚、电容C2的另一端相连。输出滤波电容C2在很大的程度上影响着最终输出电压的纹波，理论情况下是越大越好,但是，基于体积的考虑，也不能选择太大。
作为优选，低电压保护电路包括电阻R2、R5,电阻R2的一端与TPS5401芯片的VIN脚相连，电阻R2的另一端分别与电阻R5的一端、TPS5401芯片的EN脚相连,电阻R5的另一端与地相连。当输入电源的电压太低时，低电压保护电路使TPS5401芯片停止工作，起到保护作用。
作为优选，反馈电路包括电阻R1、R3、R7，电阻R1的一端与负载正极相连，电阻R1的另一端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端分别与电阻R7的一端、TPS5401芯片的VSNS脚相连，电阻R7的另一端与地相连。电阻R1起到微调作用。
作为优选，TPS5401芯片的BOOST脚与PH脚之间还设有自举电容C1。当输入电源的电压低于输出电压时，自举电容C1可以保证输出电压的稳定。
作为优选，TPS5401芯片的COMP脚还连接有补偿电路，所述补偿电路包括电阻R4、电容C4、C6，所述电阻R4的一端分别与所述TPS5401芯片的COMP脚、电容C4的一端相连，所述电阻R4的另一端与所述电容C6的一端相连，所述电容C6的另一端分别与地、电容C4的另一端相连。补偿电路可以补偿温度等对TPS5401芯片的影响。
作为优选，TPS5401芯片的SS/TR脚还通过延迟电容C5与地相连。延迟电容C5可以使TPS5401芯片的输出电压在启动过程中不会产生电压值逐步增加的现象。
作为优选，TPS5401芯片的RT/CLK脚还通过控制开关电源频率的电阻R6与地相连。电阻R6可以改变开关电源的频率。
本实用新型的有益效果是：采用以TPS5401芯片为核心的DC-DC转换电路使发热量大为减小，既提高了电效率，又大大减小了散热片的尺寸，从而使整个体积大大减小，并且降低了成本，起到了更新换代的作用。
附图说明
图1是本实用新型DC-DC变换器的一种接线原理图。
图中：U1. TPS5401芯片。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本实施例的一种DC-DC变换器，参见图1，包括以TPS5401芯片U1为核心的功率转换电路及外围电路，外围电路包括输入滤波电路、输出滤波电路、低电压保护电路、反馈电路、自举电路、补偿电路、延迟电路、频率设定电路，输入滤波电路由电容C3组成，电容C3的一端分别与电源正极和TPS5401芯片U1的VIN脚相连，电容C3的另一端与电源负极相连；输出滤波电路由电感L1、电容C2、二极管D1组成，电感L1的一端分别与TPS5401芯片U1的PH脚、二极管D1的负极相连，电感L1的另一端分别与电容C2的一端、负载正极相连，二极管D1的正极分别与TPS5401芯片U1的GND脚、电容C2的另一端相连；低电压保护电路由电阻R2、R5组成，电阻R2的一端与TPS5401芯片U1的VIN脚相连，电阻R2的另一端分别与电阻R5的一端、TPS5401芯片U1的EN脚相连,电阻R5的另一端与地相连；反馈电路由电阻R1、R3、R7组成，电阻R1的一端与负载正极相连，电阻R1的另一端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端分别与电阻R7的一端、TPS5401芯片U1的VSNS脚相连，电阻R7的另一端与地相连；自举电路由电容C1组成，电容C1的一端与TPS5401芯片U1的BOOST脚相连，电容C1的另一端与TPS5401芯片U1的PH脚相连；补偿电路由电阻R4、电容C4、C6组成，电阻R4的一端分别与TPS5401芯片U1的COMP脚、电容C4的一端相连，电阻R4的另一端与电容C6的一端相连，电容C6的另一端分别与地、电容C4的另一端相连；延迟电路由电容C5组成，电容C5的一端与TPS5401芯片U1的SS/TR脚相连，电容C5的另一端与地相连；频率设定电路由电阻R6组成，电阻R6的一端与TPS5401芯片U1的RT/CLK脚相连，电阻R6的另一端与地相连。
TPS5401芯片U1由美国TI公司生产。
输入电源经电容C3滤波后送入TPS5401芯片U1进行电压变换，变换后的电压经输出滤波电路的滤波后供负载使用，当负载变化引起输出电压变化时，反馈电路的反馈作用使TPS5401芯片U1自动进行电压调整，当温度变化时，补偿电路自动为TPS5401芯片U1提供补偿信号；当输入电源的电压低于输出电压时，自举电路可以使TPS5401芯片U1的输出电压仍然达到要求，当输入电源的电压进一步降低，使TPS5401芯片U1的输出电压不能满足要求时，低电压保护电路自动使TPS5401芯片U1停止工作，保护TPS5401芯片U1及负载不被损坏；改变电阻R6的数值可以改变TPS5401芯片U1的开关电源频率。
以上的实施例只是本实用新型的最佳方案之一，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (9)
1.一种DC-DC变换器，包括输入滤波电路、功率转换电路、输出滤波电路、低电压保护电路、反馈电路，所述功率转换电路的输入端通过所述输入滤波电路与电源相连，所述功率转换电路的输出端通过所述输出滤波电路与负载相连，所述低电压保护电路、反馈电路与所述功率转换电路相连，其特征在于：所述功率转换电路由TPS5401芯片构成，所述输入滤波电路与所述TPS5401芯片的VIN脚相连，所述输出滤波电路与所述TPS5401芯片的PH脚相连，所述低电压保护电路与所述TPS5401芯片的EN脚相连，所述反馈电路与所述TPS5401芯片的VSNS脚相连。
2.根据权利要求1所述的一种DC-DC变换器，其特征在于：所述输入滤波电路包括电容C3,所述电容C3的一端分别与电源正极和所述TPS5401芯片的VIN脚相连，所述电容C3的另一端与电源负极相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种DC-DC变换器，其特征在于：所述输出滤波电路包括电感L1、电容C2、二极管D1,所述电感L1的一端分别与所述TPS5401芯片的PH脚、二极管D1的负极相连，所述电感L1的另一端分别与所述电容C2的一端、负载正极相连，所述二极管D1的正极分别与所述TPS5401芯片的GND脚、所述电容C2的另一端相连。
4.根据权利要求1或2所述的一种DC-DC变换器，其特征在于：所述低电压保护电路包括电阻R2、R5,所述电阻R2的一端与所述TPS5401芯片的VIN脚相连，所述电阻R2的另一端分别与电阻R5的一端、所述TPS5401芯片的EN脚相连,所述电阻R5的另一端与地相连。
5.根据权利要求1或2所述的一种DC-DC变换器，其特征在于：所述反馈电路包括电阻R1、R3、R7，所述电阻R1的一端与负载正极相连，所述电阻R1的另一端与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端分别与电阻R7的一端、所述TPS5401芯片的VSNS脚相连，所述电阻R7的另一端与地相连。
6.根据权利要求1或2所述的一种DC-DC变换器，其特征在于：所述TPS5401芯片的BOOST脚与PH脚之间还设有自举电容C1。
7.根据权利要求1或2所述的一种DC-DC变换器，其特征在于：所述TPS5401芯片的COMP脚还连接有补偿电路，所述补偿电路包括电阻R4、电容C4、C6，所述电阻R4的一端分别与所述TPS5401芯片的COMP脚、电容C4的一端相连，所述电阻R4的另一端与所述电容C6的一端相连，所述电容C6的另一端分别与地、电容C4的另一端相连。
8.根据权利要求1或2所述的一种DC-DC变换器，其特征在于：所述TPS5401芯片的SS/TR脚还通过延迟电容C5与地相连。
9.根据权利要求1或2所述的一种DC-DC变换器，其特征在于：所述TPS5401芯片的RT/CLK脚还通过控制开关电源频率的电阻R6与地相连。
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Owner name: LIERDA TECHNOLOGY GROUP CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: LIERDA SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20110720 |