CN202406023U - 降压电路 - Google Patents
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Abstract
一种降压电路，用以将电源输出的电压降压后输出至负载，该降压电路包括至少一开关、输出电感、输出电容、控制芯片以及至少两个补偿元件，电源通过该至少一开关及输出电感对负载供电，所述控制芯片连接至所述至少一开关以及输出电感，并依据负载所能承受的电流上限值分别对应所述开关以及输出电感设定一电压上限值，该控制芯片通过检测所述开关或者输出电感上的电压超出对应设置的电压上限值判断输入至负载的电流超过所述电流上限值，所述至少一开关以及输出电感分别串接一补偿元件，以通过对应串接的补偿元件补偿所述至少一开关或者输出电感的阻值变化，使该降压电路的整个回路的阻值保护不变。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种降压电路，尤其涉及一种具有过电流保护功能的降压电路。
背景技术
目前的降压电路均设置有过电流保护功能，以防止输入至负载的电流过高而造成破坏。一般降压电路的过流检测方法是通过一个具有电压检测功能的元件，如脉冲宽度调制芯片，以检测作为开关的场效应管或者输出电感上的电压是否大于对应设定的电压上限值，并依此确定流经该场效应管或者输出电感的电流是否大于负载所能承受的电流上限值(即输入至负载的电流是否存在过流现象)，以及时确定是否进行过电流保护。然而，上述过电流检测方法是基于场效应管以及输出电感的阻值固定不变的理想状态下进行的，实际使用中，场效应管以及输出电感一般均为正温度系数的元件，其阻值会随着温度的升高而增加，在温度较高的情况下，即使输入至负载的电流并未超过上限，也可能因为场效应管以及输出电感的实际电阻较大而导致其上测得的电压超过对应设置的电压上限值，从而误判输入至负载的电流超过预设的电流上限值。
实用新型内容
鉴于以上内容，有必要提供一种准确度更高的具有过流保护功能的降压电路。
一种降压电路，用以将电源输出的电压降压后输出至负载，该降压电路包括至少一开关、输出电感、输出电容、控制芯片以及至少两个补偿元件，电源通过该至少一开关及输出电感对负载供电，所述控制芯片连接至所述至少一开关以及输出电感，并依据负载所能承受的电流上限值分别对应所述开关以及输出电感设定一电压上限值，该控制芯片通过检测所述开关或者输出电感上的电压超出对应设置的电压上限值判断输入至负载的电流超过所述电流上限值，所述至少一开关以及输出电感分别串接一补偿元件，以通过对应串接的补偿元件补偿所述至少一开关或者输出电感的阻值变化，使该降压电路的整个回路的阻值保护不变。
优选的，所述至少一开关为第一开关与第二开关，所述第一开关以及第二开关均为一场效应管，该第一开关、第二开关以及输出电感均为正温度系数元件，所述至少两个补偿元件为三个补偿元件，所述三个补偿元件均为负温度系数的电阻器，且每一补偿元件的参数对应相串接的第一开关、第二开关或者输出电感设置，使每一补偿元件随温度降低的阻值与对应串接的第一开关、第二开关或者输出电感随温度升高的阻值相同。
优选的，所述降压电路还包括并联至电源的输入电容，用以滤除电源中的交流成分。
优选的，所述第一开关的漏极、源极以及第二开关的漏极、源极依次串接于电源的相对两端，第一开关以及第二开关的栅极均连接至控制芯片，控制芯片以及输出电感还连接至第一开关的源极以及第二开关的漏极之间，控制芯片通过发送不同电位的信号至第一开关以及第二开关的各引脚控制该第一开关以及第二开关的导通或者断开。
优选的，所述降压电路还包括并联至负载相对两端的输出电容，所述控制芯片以一固定的周期控制第一开关导通、第二开关断开，使电源通过第一开关以及输出电感对负载供电，同时对输出电容充电；第一开关断开、第二开关导通，电源停止对负载供电，由输出电容以及输出电感内存储的电能对负载供电。
所述降压电路于所述开关以及输出电感上分别对应串接一补偿元件，用以分别补偿所述开关以及输出电感在温度下变化的阻值，使整个降压电路的阻值不受温度的影响。如此，控制芯片通过比较所述开关或者输出电感上的电压是否超过对应的电压上限值来确定是否存在过电流现象时，所述开关、输出电感的电阻及电压也不会受温度的影响而上升，不会因电压过高而导致误判电流过大的情况，工作准确度更高。
附图说明
图1是本实用新型降压电路的电路原理图。
主要元件符号说明
| 降压电路 | 10 |
| 控制芯片 | 11 |
| 输入电容 | C1 |
| 第一开关 | Q1 |
| 第二开关 | Q2 |
| 输出电感 | L |
| 输出电容 | C2 |
| 补偿元件 | NTC |
| 电源 | 20 |
| 负载 | 30 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
请参阅图1所示，本实用新型的降压电路10用以将电源20输出的电压降低至负载30所需的额定电压。该降压电路10包括输入电容C1、第一开关Q1、第二开关Q2、输出电感L、输出电容C2、控制芯片11以及三补偿元件NTC。
所述输入电容C1并连接至电源20的相对两端，用以隔离电源20中的交流成分。
所述第一开关Q1以及第二开关Q2相串接于电源20的相对两端，与所述输入电容C1相并联。该第一开关Q1以及第二开关Q2还均连接至控制芯片11以及输出电感L，并在控制芯片11的控制下在一定的周期依次导通或者断开。
于本实用新型实施方式中，所述第一开关Q1以及第二开关Q2均为一场效应管。所述第一开关Q1通过栅极连接至控制芯片11，通过漏极连接至电源20，通过源极连接至第二开关Q2以及输出电感L。所述第二开关Q2通过栅极连接至控制芯片，通过源极连接至电源20，通过漏极连接至第一开关Q1的源极以及输出电感L。所述第一开关Q1以及第二开关Q2即可通过控制芯片11发送的不同电位的信号控制该第一开关Q1以及第二开关Q2的导通与断开。
所述输出电感L的一端连接至第一开关Q1的源极、第二开关Q2的漏极以及控制芯片11，另一端连接至输出电容C2，输出电容C2的另一端接地，负载30与输出电容C2相并联。
所述控制芯片11可检测所述第一开关Q1或者第二开关Q2导通时的电压以及输出电感L上的电压。该控制芯片11依据负载30所能承受的电流上限值分别对应所述第一开关Q1、第二开关Q2以及输出电感L设置一电压上限。如此，该控制芯片11即可通过比较检测到第一开关Q1、第二开关Q2或者输出电感L上的电压是否超出对应设置的电压上限来判断电源20供应至负载30的电流是否超过预设的电流上限值，以及时控制该降压电路10进行过流保护，如停止输出电流至负载30。所述控制芯片11还以一固定的周期依次控制所述第一开关Q1以及第二开关Q2的导通或者断开，使得所述第一开关Q1导通时，第二开关Q2断开；第一开关Q1断开时，第二开关Q2导通。可以理解，所述控制芯片11为一脉冲宽度调制芯片，其通过设定输出至第一开关Q1以及第二开关Q2的脉冲调制信号的占空比来控制第一开关Q1以及第二开关Q2的导通时间。
所述三个补偿元件NTC均为一负温度系数的电阻器，且分别串联至第一开关Q1、第二开关Q2以及输出电感L。于本实用新型实施方式中，所述补偿元件NTC的参数对应相串接的第一开关Q1、第二开关Q2以及输出电感L设置，使得所述第一开关Q1、第二开关Q2或者输出电感L的阻值在温度的影响下升高时，对应串接的补偿元件NTC的阻值降低以补偿所述升高的电阻值，从而使该降压电路10的整个回路的阻值保持不变。如此，控制芯片11测得的第一开关Q1或者第二开关Q2导通时的电压以及输出电感L上的电压均与其上流经的电流成正比，即可根据测得的电压与对应设定的电压上限值准确判断是否有过流现象。
以下详细说明该降压电路10的工作原理：所述控制芯片11在固定的周期内依次控制所述第一开关Q1以及第二开关Q2的导通以及断开，以通过降压电路10输出一负载30所需的电压至该负载30。于此过程中，所述第一开关Q1、第二开关Q2或者输出电感L在温度作用下阻值增大时，对应串接的补偿元件NTC将降低相同的阻值，使该降压电路10整个回路的阻值保持不变。如此，所述控制芯片11检测到的第一开关Q1或者第二开关Q2导通时的电压以及输出电感L上的电压均与其上流经的电流成正比，所以，通过检测第一开关Q1或者第二开关Q2导通时的电压以及输出电感L上的电压是否超出对应设置的电压上限值即可确定所述流经的电流是否超过负载30的电流上限值，以便及时进行过电流保护。
本实用新型的降压电路10于第一开关Q1、第二开关Q2以及输出电感L等正温度系数元件上分别对应串接一负温度系数的补偿元件NTC，使整个降压电路10的阻值不受温度的影响。如此，控制芯片11通过比较第一开关Q1或者第二开关Q2导通时的电压以及输出电感L上的电压是否超过对应的电压上限值来确定是否存在过电流现象时，第一开关、第二开关以及输出电感的电阻及电压也不会受温度的影响而上升，不会因电压过高而导致误判电流过大的情况，工作准确度更高。
对本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的实用新型方案和实用新型构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种降压电路，用以将电源输出的电压降压后输出至负载，该降压电路包括至少一开关、输出电感、输出电容以及控制芯片，电源通过该至少一开关及输出电感对负载供电，所述控制芯片连接至所述至少一开关以及输出电感，并依据负载所能承受的电流上限值分别对应所述开关以及输出电感设定一电压上限值，该控制芯片通过检测所述开关或者输出电感上的电压超出对应设置的电压上限值判断输入至负载的电流超过所述电流上限值，其特征在于：该降压电路还包括至少两个补偿元件，所述开关以及输出电感分别串接一补偿元件，以通过补偿元件补偿所述开关或者输出电感的阻值变化，使该降压电路的整个回路的阻值保护不变。
2.如权利要求1所述的降压电路，其特征在于：所述至少一开关为第一开关与第二开关，所述第一开关以及第二开关均为一场效应管，该第一开关、第二开关以及输出电感均为正温度系数元件，所述至少两个补偿元件为三个补偿元件，所述三个补偿元件均为负温度系数的电阻器，且每一补偿元件的参数对应相串接的第一开关、第二开关或者输出电感设置，使每一补偿元件随温度降低的阻值与对应串接的第一开关、第二开关或者输出电感随温度升高的阻值相同。
3.如权利要求1所述的降压电路，其特征在于：所述降压电路还包括并联至电源的输入电容，用以滤除电源中的交流成分。
4.如权利要求2所述的降压电路，其特征在于：所述第一开关的漏极、源极以及第二开关的漏极、源极依次串接于电源的相对两端，第一开关以及第二开关的栅极均连接至控制芯片，控制芯片以及输出电感还连接至第一开关的源极以及第二开关的漏极之间，控制芯片通过发送不同电位的信号至第一开关以及第二开关的各引脚控制该第一开关以及第二开关的导通或者断开。
5.如权利要求4所述的降压电路，其特征在于：所述降压电路还包括并联至负载相对两端的输出电容，所述控制芯片以一固定的周期控制第一开关导通、第二开关断开，使电源通过第一开关以及输出电感对负载供电，同时对输出电容充电；第一开关断开、第二开关导通，电源停止对负载供电，由输出电容以及输出电感内存储的电能对负载供电。
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