CN202395659U - 一种电源开关稳压控制电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电源开关稳压控制电路,其特征在于:包括:开关信号输入电路、开关器件电路、电压输入电路、输出电压反馈电路及比较器电路;所述开关器件电路一端接地,另一端连接所述电压输入电路,并且经过一个二极管连接所述比较器电路的比较电压输入端,其控制端连接所述开关信号输入电路;所述输出电压反馈电路也连接至所述比较器电路的所述比较电压输入端。成本低且具有较高的电压调整率。

Description

ー种电源开关稳压控制电路
技术领域
[0001] 本实用新型属于电源控制技术领域,涉及ー种电源开关电路,具体涉及ー种电源开关稳压控制电路。
背景技术
[0002]目前具备多路输出的电源产品,为实现特定的待机功率要求,输出功率最大的一路电源(主功率回路)在输出到主板前,基本都会増加一个电子开关元件,如功率三极管或FET等,来控制该路电源的通断。例如在STANDBY省能模式下,主板发出ー个OFF信号去关断所述电子开关,主功率回路断开,输入功率将大幅度下降,从而达到待机功率的要求;相 反在正常工作模式下,主板发出ON信号,开通该电子开关,主功率回路输出到主板,整机开始正常工作。
[0003] 但是目前这种带0N/0FF电子开关的多路输出电源,在设计时该电子开关只是被设计成0N/0FF功能,也就是只起着一个简单通断的作用,在实际的多路输出应用中存在一个非常明显的不足:就是对该电源电路的输出电压没有稳定作用。众所周知的是多路输出的电源,由于在设计中只能保证电压被取样反馈的该路输出电压的稳定,而对于其它路的输出电压则无法调整,特别是在交叉负载时更难保证,这就使得多路输出的电源电压的调整率变得非常差。
[0004] 提高多路输出电源的电压调整率,常用ー些措施进行改进,但都会产生ー些不良的副作用,例如:
[0005] I.在后级增加稳压器,其缺点是使电路成本增加,效率下降;
[0006] 2.采取各种手段减少变压器漏感的影响,例如:
[0007] 2. I.减少磁芯的中柱GAP长度,如反激式电源,其缺点是限制了电源的输出功率;
[0008] 2. 2.采用低漏感的变压器エ艺,其缺点是使エ艺复杂程度増加,变压器成本增加;
[0009] 2. 3.采用大ー级的变压器,其缺点是使变压器成本増加;
[0010] 3.采用提高调整率的变压器エ艺,其缺点是エ艺复杂程度増加,变压器成本增加;
[0011] 由此可见,现有技术中并未出现ー种成本较低且具有较高的电压调整率的电源开关稳压控制电路。
发明创造内容
[0012] 为解决现有技术所存在的上述问题,本实用新型的目的在于设计一种电源开关稳压控制电路,成本低且具有较高的电压调整率。
[0013] 本实用新型的目的将通过以下技术方案实现:
[0014] ー种电源开关稳压控制电路,其特征在于:包括:开关信号输入电路、开关器件电路、电压输入电路、输出电压反馈电路及比较器电路;所述开关器件电路一端接地,另一端连接所述电压输入电路,并且经过ー个ニ极管连接所述比较器电路的比较电压输入端,其控制端连接所述开关信号输入电路;所述输出电压反馈电路也连接至所述比较器电路的所述比较电压输入端。
[0015] 与现有技术相比较,在本实用新型中,所述开关信号输入电路输入开关信号,所述开关器件电路根据所述开关信号执行导通或者关断,当输入开信号时,所述开关器件电路导通,使与其连接的所述ニ极管反向截止。所述比较器电路的比较电压输入端不受所述电压输入电路的影响,所述比较器电路的输出端输出控制电子开关导通的信号。当所述开关信号输入电路输入关信号时,所述开关器件电路截止,所述电压输入电路输入的电压经过所述ニ极管后叠加到所述比较器电路的比较电压输入端,使所述比较器电路的输出端输出控制电子开关关断的信号。实现了电源电路正常的开关控制功能。
[0016] 同时,输出电压的反馈信号通过所述输出电压反馈电路后同样叠加到所述比较器电路的比较电压输入端。当输出电压过大时,所述比较电压输入端的电压升高,所述比较器电路的输出令电子开关的导通率下降的信号,降低输出电压,为稳压模式;当输出电压过小时,所述比较电压输入端的电压降低,所述比较器电路的输出令电子开关的导通率提高的信号,提高输出电压,为全导通模式。实现控制电压稳定输出的作用。
[0017] 本发明创造相比现有技术具有以下优点及有益效果:
[0018] I、本实用新型的电源开关稳压控制电路首先是在电子开关的基础上设计增加了稳压功能,不用増加昂贵的功率元件的条件下,提高了多路输出的电压调整率,降低了产品的成本。其次,由于电压调整率的提高,不用采用特殊エ艺的变压器,如低漏感エ艺或高耦合エ艺,也不用加大型的变压器,进ー步降低了产品的成本;
[0019] 2、由于电压调整率的提高,从电路上不用特别考虑其它方法来稳压,減少了产品设计的复杂程度,同时也有较大弹性来优化电源的电器性能,例如可以获得更高效率或者更低的EMI等;
[0020] 3、本实用新型的电源开关稳压控制电路可根据输入电压值,自动在稳压模式及全导通模式之间切换,大大改善了电源的交叉调整率及效率。
附图说明
[0021] 图I是本实用新型电源开关稳压控制电路的结构示意图;
[0022] 图2是本实用新型电源开关稳压控制电路ー种优选实施方式的电路图。
[0023] 图3是本实用新型电源开关稳压控制电路在两路输出的电源电路中的应用示意图。
具体实施方式
[0024] 下面结合实施例及附图对本实用新型作进ー步详细的描述,但本实用新型的实施方式不限于此。
[0025] 如图I所示,ー种电源开关稳压控制电路,包括:开关信号输入电路I、开关器件电路2、电压输入电路3、输出电压反馈电路4及比较器电路5 ;所述开关器件电路2 —端接地,另一端连接所述电压输入电路3,并且经过ー个ニ极管连接所述比较器电路5的比较电压输入端01,其控制端连接所述开关信号输入电路I ;所述输出电压反馈电路4也连接至所述比较器电路5的所述比较电压输入端01。
[0026] 本实用新型的电源开关稳压控制电路中的开关信号输入电路I接入电源系统的开关on/off控制信号。
[0027] 以下具体说明本实用新型电源稳压开关电路实现开关控制,以及稳压控制的工作
原理:
[0028] I.开关控制:
[0029] 所述开关信号输入电路I输入电源系统的开关on/off控制信号,所述开关器件电路2根据所述开关on/off控制信号执行导通或者关断。
[0030] 当所述开关on/off控制信号为on时,所述开关器件电路2导通,使与其连接的所述ニ极管反向截止。所述比较器电路5的比较电压输入端01不受所述电压输入电路3的影响,所述比较器电路5的输出端输出控制电子开关导通的信号。
[0031] 当所述开关on/off控制信号为off时,所述开关器件电路2截止,所述电压输入电路3输入的电压经过所述ニ极管后叠加到所述比较器电路5的比较电压输入端01,使所述比较器电路5的输出端输出控制电子开关关断的信号。
[0032] 实现了电源电路正常的开关控制功能。
[0033] 2.稳压控制:
[0034] 所述开关on/off控制信号为on时,电子开关导通电,电源有电压输出。
[0035] 当输出电压过大时,所述比较电压输入端01的电压升高,所述比较器电路5的输出令电子开关的导通率下降的信号,降低输出电压,为稳压模式。
[0036] 当输出电压过小时,所述比较电压输入端01的电压降低,所述比较器电路5的输 出令电子开关的导通率提高的信号,提高输出电压,为全导通模式。
[0037] 实现控制电压稳定输出的作用。
[0038] 如图2所示,本实用新型ー种电源开关稳压控制电路的优选实施电路图。
[0039] 在本实施方式中,所述开关信号输入电路I包括依次串联连接的开关信号输入端10#、第一电阻R226和第二电阻R225,所述第二电阻R225接地,所述开关器件电路2的控制端连接在所述第一电阻R226和所述第二电阻R225之间。
[0040] 所述开关器件电路2包括晶体管Q202,所述晶体管Q202的基极为所述开关器件电路2的控制端,所述晶体管Q202的发射机接地,其集电极连接所述ニ极管D205的阳极以及所述电压输入电路3。
[0041] 所述电压输入电路3包括第三电阻R224,所述第三电阻R224的一端连接稳定的+5V电源,另一端依次经过ニ极管D205的阳极、阴极连接所述比较器U201B的同相电压输入端 PIN3。
[0042] 所述输出电压反馈电路4包括串联连接的第四电阻R211和第五电阻R223,所述第四电阻R211 —端连接+24V输出电压的反馈信号,另一端经过所述第五电阻R223后接地,所述比较器电路5的所述同相电压输入端PIN3连接在所述第四电阻R211和所述第五电阻R223之间。
[0043] 所述比较器电路5包括比较器U201B、第六电阻R209和稳压管U202,所述第六电阻R209 —端连接所述+5V电源,另一端经过所述稳压管U202后接地;所述比较器U201B的ー个电压输入端为所述比较器电路5的同相电压输入端PIN3,其反相电压输入端PIN2连接至所述第六电阻R209和所述稳压管U202之间,其输出端为所述比较器电路5的输出端。所述第六电阻R209和所述稳压管U202提供稳定的电压给所述比较器U201B,所述比较器U201B将所述稳压管U202提供的稳定电压与其同相电压输入端PIN3的电压比较,根据比较结果改变输出信号。
[0044] 在本实施方式中,所述电源开关稳压控制电路的工作原理如下:
[0045] (I)开关控制原理:
[0046] 当输入0N/0FF信号为高电位时,Q202的基极高电位导通,集电极电压下降,D205反向截止,U201B的PIN3脚电压不受影响,PINl电压正常输出控制电子开关导通的信号,电源有+24V电压输出;
[0047] 相反当输入0N/0FF信号为低电位吋,Q202基极低电位截止,集电极电压上升, D205正向导通,+5Vin电压通过R224及D205加到U201B的PIN3脚,PIN3脚电压被抬高,PINl脚输出控制电子开关截止的信号,电源没有+24V电压输出。
[0048] (2)稳压控制原理:
[0049] 当电源输出电压Vo高于+24时,例如,高于R211及R223设定的电压值25. 23V。+24V输出反馈电压也会上升,导致R211及R223的分压也会上升,即U201B的PIN3脚电压也上升,则运放输出PINl脚电压上升,控制电子开关导通程度減少,+24V输出电压下降,这个负反馈过程使得输出电压稳定在设定值25. 23V ;
[0050] 相反当电源输出电压Vo低于+24时,例如,低于R211及R223设定的电压值25. 23V。R211及R223的分压下降,即U201B的PIN3脚电压也下降,则运放输出PINl脚电压下降,控制电子开关全导通,从一定程度上补偿偏低的输出电压。
[0051] 因此,实现了电源开关电路根据输入电压的高低自动改变工作模式的效果。
[0052] 模式I为:输入电压高吋,电子开关工作在稳压状态,提高了电压调整率;
[0053] 模式2为:输入电压低吋,电子开关工作在全导通状态,一定程度上补偿了稍低的输出电压。
[0054] 通过电源开关稳压控制电路在两种工作模式下自动切換,对改善多路输出应用中交叉负载调整时减少电子开关的功率耗损有明显的效果,提升了效率。
[0055] 本实用新型的电源开关稳压控制电路实现了提高输出电压调整率的目的,同时也是ー种高效率的方案。
[0056] 如图3所示,本实用新型电源开关稳压控制电路在两路输出的电源电路中的应用示意图。
[0057] 本实用新型的电源稳压开关电路在不影响电源电路的0N/0FF功能的前提下,将电子开关,如三极管或FET等功率器件,设计成具备稳压功能,使该电子开关不但具有开关的功能,还起着稳定输出电压的作用。
[0058] 同时,电子开关仍然受0N/0FF信号的控制,在ON信号作用下,电子开关开通,输出端有电压输出;在OFF信号作用下,电子开关关断,输出端没有电压输出。
[0059] 而且,在ON信号作用下,电子开关开通,并且会根据输入电压的高低自动进入稳压模式或全导通模式。
[0060] 如果输入电压过高,则电子开关起稳压作用,输出电压会被稳定在某ー设定的稳压值,从而提高了输出电压的调整率。如果输入电压较低,低于设定的稳压值,电子开关的稳压电路不工作,电子开关处于全导通的ON状态,这时电子开关的压降最低,一定程度上也补偿了较低的输入电压值,使到达输出端的电压最大化,从而也提高了输出电压的调整率。
[0061] 由于现有的电源电路中电子开关这个主要功率器件本身已经存在,将其设计成ー个稳压电路,只需要外加ー些价格相 对低廉的控制元件就可以了,所以在提高了电压调整率的同时,也实现了低成本的设计。
[0062] 本实用新型的电源稳压开关电路不仅适用于两路输出,对单路或两路以上的输出也适用。
[0063] 上述实施例为本发明创造较佳的实施方式,但本发明创造的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明创造的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置換方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1. ー种电源开关稳压控制电路,其特征在于:包括:开关信号输入电路、开关器件电路、电压输入电路、输出电压反馈电路及比较器电路;所述开关器件电路一端接地,另一端连接所述电压输入电路,并且经过ー个ニ极管连接所述比较器电路的比较电压输入端,其控制端连接所述开关信号输入电路;所述输出电压反馈电路也连接至所述比较器电路的所述比较电压输入端。
2.根据权利要求I所述的ー种电源开关稳压控制电路,其特征在于:所述开关信号输入电路包括依次串联连接的开关信号输入端、第一电阻和第二电阻,所述第二电阻接地,所述开关器件电路的控制端连接在所述第一电阻和所述第二电阻之间。
3.根据权利要求2所述的ー种电源开关稳压控制电路,其特征在于:所述开关器件电路包括晶体管,所述晶体管的基极为所述开关器件电路的控制端,所述晶体管的发射极接地,其集电极连接所述ニ极管的阳极以及所述电压输入电路。
4 .根据权利要求3所述的ー种电源开关稳压控制电路,其特征在于:所述电压输 入电路包括第三电阻,所述第三电阻的一端连接稳定的电源,另一端依次经过所述ニ极管的阳 极、阴极连接所述比较器电路的所述比较电压输入端。
5.根据权利要求4所述的ー种电源开关稳压控制电路,其特征在于:所述输出电压反馈电路包括串联连接的第四电阻和第五电阻,所述第四电阻一端连接输出电压的反馈信号,另一端经过所述第五电阻后接地,所述比较器电路的所述比较电压输入端连接在所述第四电阻和所述第五电阻之间。
6.根据权利要求5所述的ー种电源开关稳压控制电路,其特征在于:所述所述比较器电路包括比较器、第六电阻和稳压管,所述第六电阻一端连接所述电源,另一端经过所述稳压管后接地;所述比较器的一个电压输入端为所述比较器电路的比较电压输入端,其另ー个电压输入端连接至所述第六电阻和所述稳压管之间,其输出端为所述比较器电路的输出端。
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