CN202978699U - 一种多电压切换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多电压切换装置，所述装置包括DC/DC电压变换电路和辅助放电系统；所述辅助放电系统的输入端与H/L电压切换信号控制端连接，所述辅助放电系统的另一端连接所述DC/DC电压变换电路的电压输出端，所述H/L电压切换信号控制端还与所述DC/DC电压变换电路连接。本实用新型实现了一种多电压切换装置，能够实现多电压分时切换，具有电压切换速度快、成本低等优点，本实用新型可以广泛用于电压输出可变领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及电压输出可变领域，具体地，涉及一种多电压切换装置。
背景技术
DC/DC通常也叫DC/DC转换器，就是将直流电变（到）直流（不同直流电源值的转换）。具体是指通过自激震荡电路把输入的直流电源变为交流电，通过变压器改变电压之后再转换为直流电输出，或者通过倍压整流电路将交流电转换为高压直流电输出。DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制，分别为：PWM控制型，效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声；PFM控制型，即使长时间使用尤其小负载时也具有耗电小的优点；PWM/PFM转换型，小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC/DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器、机顶盒等产品中。
现有技术多为一个DC/DC控制一路电压输出，而在需求不同电压分时工作的情况下，由于DC/DC本身的滤波电容大，采样电阻大，在由高电压向低电压切换时，其放电时间T=R*C也很大，不满足对电压切换时间的严格要求。在目前给出的解决方案中，对严格要求电压切换时间短的情况下，采用两个DC/DC来解决电压切换时由低转高的上升时间和由高转低的下降时间过长的问题。这样要使用两个DC/DC转换器，会造成过高的成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多电压切换装置，旨在解决现有技术采用单DC/DC转换器不能随意改变输出电压或采用双DC/DC转换器导致成本增加的问题。
为了实现本实用新型的目的，所述多电压切换装置包括DC/DC电压变换电路和辅助放电系统；所述辅助放电系统的输入端与H/L电压切换信号控制端连接，所述辅助放电系统的另一端连接所述DC/DC电压变换电路的电压输出端，所述H/L电压切换信号控制端还与所述DC/DC电压变换电路连接。
在上述多电压切换装置中，所述DC/DC电压变换电路包括DC/DC转换器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、电感、二极管、第一三极管和第一电容，所述第五电阻的一端连接第一输入电源，另一端连接所述DC/DC转换器的使能脚，所述电感的一端连接所述DC/DC转换器的转换脚，另一端连接第二输入电源，所述二极管的一端连接所述电感及所述DC/DC转换器的转换脚，另一端连接所述第一电阻，所述第一电阻一端连接所述二极管，另一端连接所述DC/DC转换器的反馈脚，所述第二电阻一端接地，另一端连接所述DC/DC转换器的反馈脚，且所述第一电阻与所述第二电阻串联连接，所述第三电阻的一端连接所述DC/DC转换器的反馈脚，另一端连接所述第一三极管的集电极，所述第四电阻的一端连接所述H/L电压切换信号控制端，另一端连接所述第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一电容的一端接地，另一端连接所述电压输出端，所述电压输出端连接在所述二极管和所述第一电阻间。
在上述多电压切换装置中，所述辅助放电系统包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二三极管、第三三极管和第二电容，所述第七电阻的一端连接所述H/L电压切换信号控制端，另一端连接 所述第三三极管的基极，所述第六电阻的一端接地，另一端连接所述第三三极管的集电极，所述第二电容一端连接所述第三三极管的集电极，另一端连接所述第二三极管的基极，所述第八电阻的一端接地，另一端连接所述第二三极管的基极，所述第九电阻的一端连接所述第二三极管的集电极，另一端连接所述DC/DC电压变换电路的电压输出端，所述第二三极管的发射极接地，所述第三三极管的发射极接第三电源。
进一步，所述第三电阻为定值电阻或变阻器。
进一步，所述二极管的正极连接所述电感及所述DC/DC转换器的转换脚，所述二极管的负极连接所述第一电阻。
进一步，所述第一输入电源还与所述DC/DC转换器的输入脚连接。
进一步，所述DC/DC电压变换电路还包括第三电容，所述第三电容一端接地，另一端连接所述第五电阻和所述DC/DC转换器的输入脚。
优选地，所述DC/DC转换器是型号为BS3406ADJ的DC/DC转换芯片。
优选地，所述DC/DC转换器具有接地脚。
本实用新型实现了一种多电压切换装置，仅需要单个DC/DC转换器，配以相应的控制电路，就能够实现多电压分时切换，具有电压切换速度快、成本低等优点，本实用新型可以广泛用于电压输出可变领域。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的多电压切换装置的结构原理图；
图2是本实用新型实施例提供的多电压切换装置中DC/DC电压变换电路的结构原理图。
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的详细说明。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。
图1示出了本实用新型实施例提供的多电压切换装置的结构原理图。
本实用新型的多电压切换装置包括DC/DC电压变换电路11和辅助放电系统12。辅助放电系统12的输入端与H/L电压切换信号控制端连接，辅助放电系统12的另一端DC/DC电压变换电路11的电压输出端，H/L电压切换信号控制端还与DC/DC电压变换电路11连接。
图1所示的基于单DC/DC转换器的多电压切换装置的工作原理如下：外部的输入电源向DC/DC电压变换电路11输入供电电压，当我们需要得到的输出电压为高电压输出时，可以将H/L电压切换信号控制端置为高电平，则DC/DC电压变换电路11就会输出预期设定的高电压；当我们需要得到的输出电压为低电压输出时，可以将H/L电压切换信号控制端置为低电平，则DC/DC电压变换电路11就会输出预期设定的低电压，这样就是实现了单DC/DC转换器的多电压输出。
如图2所示，DC/DC电压变换电路11包括DC/DC转换器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电感L1、二极管D14、三极管Q1、电容CE1和电容C111。电阻R5一端连接第一输入电源，另一端连接DC/DC转换器U1的使能脚EN，第一输入电源还与DC/DC转换器的输入脚IN连接，第一输入电源用于给DC/DC转换器U1供电；电感L1一端连接DC/DC转换器U1的转换脚SW，另一端连接第二输入电源，第二输入电源为被转换电源；二极管D14的正极连接电感L1及DC/DC转换器的转换脚SW，负极连接电阻 R1；电阻R1一端连接二极管D14，另一端连接DC/DC转换器U1的反馈脚FB，电阻R2一端接地,另一端连接DC/DC转换器U1的反馈脚FB，且电阻R1与电阻R2串联连接；电阻R3的一端连接DC/DC转换器U1的反馈脚FB，另一端连接三极管Q1的集电极；电阻R4的一端连接H/L电压切换信号控制端，另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地；电容CE1的一端接地，另一端连接电压输出端，电压输出端连接在二极管D14和电阻R1间；电容C111一端接地，另一端连接电阻R5和DC/DC转换器U1的输入脚IN；DC/DC转换器U1还具有接地脚GND，DC/DC转换器U1为一通用的DC/DC转换芯片，具体地，在本实用新型中，DC/DC转换器U1是型号为BS3406ADJ的DC/DC转换芯片。需要指出的是，电阻R3可以是定值电阻或变阻器。
当信号H/L为高时，三极管Q1导通，此时电阻R3和R2并联，并与R1组成电压采样系统。由于R2并联上R3在再与R1串联，由DC/DC转换器U1的工作原理可知（由于该芯片的具体原理作用，已为本领域技术人员所熟知，在此不再多加说明），此时输出电压Vout为高电压；当信号H/L为低电平时，三极管Q1截止，R3没有参与电压采样，由DC/DC芯片的工作原理可知，此时输出电压Vout为低电压。在一般情况下，R1，R2和R3的阻值都在10K ohm左右，电容CE1在22uF以上，若负载较小，从高电压切换到低电压的时间将会很长，这在某些应用上是不满足要求的。
为了解决上述问题，本实用新型在上述DC/DC电压变换电路11基础上再进行了改进，即增加了辅助放电系统12。
再次参见图1，图1中示出了辅助放电系统12的具体电路图。辅助放电系统12包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、三极管Q2、三极管Q3和电容C1，电阻R7的一端连接H/L电压切换信号控制端，另一端连接三极管Q3的基极，电阻R6的一端接地，另 一端连接三极管Q3的集电极，电容C1一端连接三极管Q3的集电极，另一端连接三极管Q2的基极，电阻R8的一端接地，另一端连接在电容C1和三极管Q2的基极之间，电阻R9的一端连接三极管Q2的集电极，另一端连接电压输出端，三极管Q2的发射极接地，三极管Q3的发射极接第三电源，例如，第三电源可以为图2中的3.3V。应注意，此处所述的DC/DC电压变换电路11还可以为其它类型的利用单个DC/DC转换器就能实现多电压变换的电路。
为了加速电压的切换速度，本实用新型中的放电辅助系统12起了关键的作用，当需要将输出的高电压切换到低电压时，H/L电压切换信号控制端会由高电平变为低电平作用于DC/DC电压变换电路，使其输出低电压；同时H/L电压切换信号控制端由高到低，触发了放电辅助系统20工作：H/L电压切换信号控制端由高电平变为低电平，低电平经电阻R7作用于三极管Q3，使Q3导通；Q3的集电极获得高电平，电容C1和电阻R8构成的延时放电回路（放电时间Ts=C1*R8），使得Q2在Ts时间内导通；Q2的导通使得连接电压输出端的电阻R9与地相连接，进而使之前输出的高电压通过电阻R9迅速放电进而快速进入低电压状态，如此便可利用单DC/DC实现多电压快速切换控制。
特别说明的是，本实用新型的放电辅助系统20的功能为：在一定时间Ts内以一定大小的等效电阻RS（电阻值根据需要可以调整），如500ohm，连接到地，由于Rs小，故放电时间变小，输出电压Vout从高电压降到低电压的时间就会变小。Ts的时间设置应根据实际情况而定，但是Ts的时间不宜过长，过长会导致整个系统的功耗变大。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种多电压切换装置，其特征在于，所述装置包括DC/DC电压变换电路和辅助放电系统；所述辅助放电系统的输入端与H/L电压切换信号控制端连接，所述辅助放电系统的另一端连接所述DC/DC电压变换电路的电压输出端，所述H/L电压切换信号控制端还与所述DC/DC电压变换电路连接。
2.根据权利要求1所述的多电压切换装置，其特征在于，所述DC/DC电压变换电路包括DC/DC转换器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、电感、二极管、第一三极管和第一电容，所述第五电阻的一端连接第一输入电源，另一端连接所述DC/DC转换器的使能脚，所述电感的一端连接所述DC/DC转换器的转换脚，另一端连接第二输入电源，所述二极管的一端连接所述电感及所述DC/DC转换器的转换脚，另一端连接所述第一电阻，所述第一电阻一端连接所述二极管，另一端连接所述DC/DC转换器的反馈脚，所述第二电阻一端接地，另一端连接所述DC/DC转换器的反馈脚，且所述第一电阻与所述第二电阻串联连接，所述第三电阻的一端连接所述DC/DC转换器的反馈脚，另一端连接所述第一三极管的集电极，所述第四电阻的一端连接所述H/L电压切换信号控制端，另一端连接所述第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一电容的一端接地，另一端连接所述电压输出端，所述电压输出端连接在所述二极管和所述第一电阻间。
3.根据权利要求1或2所述的多电压切换装置，其特征在于，所述辅助放电系统包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二三极管、第三三极管和第二电容，所述第七电阻的一端连接所述H/L电压切换信号控制端，另一端连接所述第三三极管的基极，所述第六电阻的一端接地，另一端连接所述第三三极管的集电极，所述第二电容一端连接所述第三三极管的集电极，另一端连接所述第二三极管的基极，所述第八电阻的一端接地，另一端连接所述第二三极管的基极，所述第九电阻的一端连接所述第二三极管的集电极，另一端连接所述DC/DC电压变换电路的电压输出端，所述第二三极管的发射极接地，所述第三三极管的发射极接第三电源。
4.根据权利要求2所述的多电压切换装置，其特征在于，所述第三电阻为定值电阻或变阻器。
5.根据权利要求2所述的多电压切换装置，其特征在于，所述二极管的正极连接所述电感及所述DC/DC转换器的转换脚，所述二极管的负极连接所述第一电阻。
6.根据权利要求2所述的多电压切换装置，其特征在于，所述第一输入电源还与所述DC/DC转换器的输入脚连接。
7.根据权利要求6所述的多电压切换装置，其特征在于，所述DC/DC电压变换电路还包括第三电容，所述第三电容一端接地，另一端连接所述第五电阻和所述DC/DC转换器的输入脚。
8.根据权利要求2所述的多电压切换装置，其特征在于，所述DC/DC转换器是型号为BS3406ADJ的DC/DC转换芯片。
9.根据权利要求2所述的多电压切换装置，其特征在于，所述DC/DC转换器具有接地脚。
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