CN203930566U - 一种船用通信设备电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用通信设备电源电路，包括输入保护模块、电压调整模块、控制模块与DC转换模块，输入保护模块与电压调整模块连接，电压调整模块与DC转换模块之间连接有滤波模块，DC转换电路与控制模块连接，控制模块与电压调整模块连接。本实用新型具有输入保护模块，使输入电压区间增大至DC-70~+70，工作电压区间在DC+7~+36，具有反向负压及高压保护，增加了产品的可靠性。本实用新型的控制模块采用了型号为LTC3780EG的控制芯片，使得模块输出功率达到50W9-36VDC，关闭到工作输出延迟时间小于或等于8ms，瞬态响应时间小于或等于3ms，经过滤波电路后输出纹波可控制在200mV以下。

Description

一种船用通信设备电源电路

技术领域

本实用新型涉及一种电源模块，尤其是涉及一种船用通信设备电源电路。

背景技术

随着各种设备的网络化与一体化的发展，各种业务应用也纷纷集成到了船载通信设备内。船载通信设备需要提供数据传输、语音传输、视频传输与控制信号等功能。为了能够较好的实现这些技术，船用通信设备要求具备如下特点：工作输出的延时时间短、通信设备的工作电压区间大、通信设备对于瞬态响应时间短、通信设备的温度调解率好以及使用时安全性好等。因此，在船载通信设备功能逐步完善的情况下，船用通信设备对于电源模块的要求较高。

目前市场上特别为船用通信设备所设计开发的电源模块较少，不能够很好的适应船用通信设备的功能，存在着如下问题：1、电源模块的工作延时输出时间长。2、电源模块的工作电压区间小。3、电源模块不具有反向电压保护能力等问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种船用通信设备电源电路，能够解决船用通信设备在使用过程中所存在的工作延时输出时间长、工作电压区间小等问题，且电源模块具有反向保护能力。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种船用通信设备电源电路，包括输入保护模块、电压调整模块、控制模块与DC转换模块，所述的输入保护模块与电压调整模块连接，所述的电压调整模块与DC转换模块之间连接有滤波模块，所述的DC转换电路与控制模块连接，所述的控制模块与电压调整模块连接。

所述的输入保护模块包括型号为MAX6495的第三芯片、第一稳压二极管、第五场效应管与第六场效应管，所述的第六场效应管的漏极与电源输入端连接，第六场效应管的栅极通过第九电阻接地，第六场效应管的栅极与第一稳压二极管的正极相连，所述的第一稳压二极管的负极与第六场效应管的源级连接，所述的第六场效应管的源级与第五场效应管的漏极连接，所述的第五场效应管的源级连接到保护模块输出端，所述的第五场效应管的栅极与第三芯片的第五管脚连接，所述的第三芯片的第六管脚与第五场效应管的源级连接，第三芯片的第五管脚与第四管脚均接地，第三芯片的第一管脚与第二管脚连接后通过第十电容后接地，第三芯片的第三管脚通过第十电阻与第一稳压二极管的负极端连接，第三芯片的第三管脚通过第二十三电阻后接地。

所述的电压调整模块包括第七稳压二极管、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管与第四场效应管，所述的第一场效应管的漏极与保护模块输出端连接，第一场效应管的漏极通过并联的三个二极管后接地，第一场效应管的源级与第二场效应管的漏极连接，第七稳压二极管的正极端与第二场效应管的源级连接，第七稳压二极管的负极端与第二场效应管的漏极连接，所述的第七稳压二极管的正极端通过五个并联的电阻构成的电流检测电阻后接地，所述的第二场效应管的源级与第四场效应管的源级连接，所述的第四场效应管的漏极通过第一电感与第二场效应管的漏极连接，第四场效应管的漏极与第三场效应管的源级连接，所述的第三场效应管的源级与漏极之间连接有第八稳压二极管。

所述的控制模块包括型号为LTC3780EG的控制芯片及其外围电路，控制芯片的第二十一管脚依次通过第三电阻、第三二极管连接到第一场效应管的漏极，所述的控制芯片的第十六管脚与第二场效应管的栅极连接，控制芯片的第十五管脚通过第一二极管与第一场效应管的漏极连接，控制芯片的第十四管脚与第一场效应管的栅极连接，所述的控制芯片的第十三管脚通过第五稳压二极管与控制芯片的第九管脚连接，控制芯片的第九管脚通过第四十四电阻与控制芯片的第十管脚连接，所述的控制芯片的第十管脚与第四管脚分别通过一个电阻连接到所述的电流检测电阻，所述的控制芯片的第三管脚通过第二十四电阻连接到第四场效应管的源级，控制芯片的第十八管脚与第四场效应管的栅极连接，控制芯片的第二十三管脚与第三场效应管的栅极连接，控制芯片的第二管脚与第十二管脚分别通过一个电容后接地，控制芯片的第八管脚通过第二十八电阻与保护模块输出端连接。

所述的滤波电路包括第三十九电容、第四十电容与第二十七电容，所述的第四十电容的一端与第三十九电容的一端连接，第四十电容的另一端与第三十九电容的另一端连接后接地，第三十九电容的一端与第三场效应管的漏极连接，第四十电容一端通过第三十电阻后与控制芯片的第六管脚连接，所述的第四十电容的一端与第二十七电容的一端连接，所述的第二十七电容的另一端接地，第二十七电容的一端通过并联的三个电容后接地。

所述的DC转换模块包括型号为78L06的DC转换芯片，所述的DC转换芯片的第二管脚与第四管脚均接地，所述的DC转换芯片的第一管脚与控制芯片的第二十管脚连接，所述的DC转换芯片的第三管脚与第二十七电容的一端连接，DC转换芯片的第三管脚连接到10.8V的电源。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于本实用新型具有输入保护模块，使得输入电压区间增大至DC-70~+70，工作电压区间在DC+7~+36，具有反向负压及高压保护，增加了产品的可靠性。本实用新型的控制模块采用了型号为LTC3780EG的控制芯片，使得模块输出功率达到50W9-36VDC。控制芯片具有ON/OFF外部控制输入端，关闭到工作输出延迟时间≤8ms ，瞬态响应时间≤3ms，经过滤波电路后输出纹波可控制在200mV以下。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为MAX6495芯片的功能图；

图3为输入保护模块的电路图；

图4为本实用新型的部分电路图；

图5为LTC3780EG芯片的功能图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图5所示：一种船用通信设备电源电路，包括输入保护模块1、电压调整模块2、控制模块3与DC转换模块4，输入保护模块1与电压调整模块2连接，电压调整模块2与DC转换模块4之间连接有滤波模块5，DC转换电路与控制模块3连接，控制模块3与电压调整模块2连接。

输入保护模块1包括型号为MAX6495的第三芯片U3、第一稳压二极管D1、第五场效应管Q5与第六场效应管Q6，第六场效应管Q6的漏极与电源输入端连接，第六场效应管Q6的栅极通过第九电阻R9接地，第六场效应管Q6的栅极与第一稳压二极管D1的正极相连，第一稳压二极管D1的负极与第六场效应管Q6的源级连接，第六场效应管Q6的源级与第五场效应管Q5的漏极连接，第五场效应管Q5的源级连接到保护模块输出端VP，第五场效应管Q5的栅极与第三芯片U3的第五管脚连接，第三芯片U3的第六管脚与第五场效应管Q5的源级连接，第三芯片U3的第五管脚与第四管脚均接地，第三芯片U3的第一管脚与第二管脚连接后通过第十电容C10后接地，第三芯片U3的第三管脚通过第十电阻R10与第一稳压二极管D1的负极端连接，第三芯片U3的第三管脚通过第二十三电阻R23后接地。

电压调整模块2包括第七稳压二极管D7、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3与第四场效应管Q4，第一场效应管Q1的漏极与保护模块输出端VP连接，第一场效应管Q1的漏极通过并联的三个二极管后接地，第一场效应管Q1的源级与第二场效应管Q2的漏极连接，第七稳压二极管D7的正极端与第二场效应管Q2的源级连接，第七稳压二极管D7的负极端与第二场效应管Q2的漏极连接，第七稳压二极管D7的正极端通过五个并联的电阻构成的电流检测电阻后接地，第二场效应管Q2的源级与第四场效应管Q4的源级连接，第四场效应管Q4的漏极通过第一电感L1与第二场效应管Q2的漏极连接，第四场效应管Q4的漏极与第三场效应管Q3的源级连接，第三场效应管Q3的源级与漏极之间连接有第八稳压二极管D8。

控制模块3包括型号为LTC3780EG的控制芯片U1及其外围电路，控制芯片U1的第二十一管脚依次通过第三电阻R3、第三二极管D3连接到第一场效应管Q1的漏极，控制芯片U1的第十六管脚与第二场效应管Q2的栅极连接，控制芯片U1的第十五管脚通过第一二极管与第一场效应管Q1的漏极连接，控制芯片U1的第十四管脚与第一场效应管Q1的栅极连接，控制芯片U1的第十三管脚通过第五稳压二极管D5与控制芯片U1的第九管脚连接，控制芯片U1的第九管脚通过第四十四电阻R44与控制芯片U1的第十管脚连接，控制芯片U1的第十管脚与第四管脚分别通过一个电阻连接到电流检测电阻，控制芯片U1的第三管脚通过第二十四电阻R24连接到第四场效应管Q4的源级，控制芯片U1的第十八管脚与第四场效应管Q4的栅极连接，控制芯片U1的第二十三管脚与第三场效应管Q3的栅极连接，控制芯片U1的第二管脚与第十二管脚分别通过一个电容后接地，控制芯片U1的第八管脚通过第二十八电阻R28与保护模块输出端VP连接。

滤波电路包括第三十九电容C39、第四十电容C40与第二十七电容C27，第四十电容C40的一端与第三十九电容C39的一端连接，第四十电容C40的另一端与第三十九电容C39的另一端连接后接地，第三十九电容C39的一端与第三场效应管Q3的漏极连接，第四十电容C40一端通过第三十电阻R30后与控制芯片U1的第六管脚连接，第四十电容C40的一端与第二十七电容C27的一端连接，第二十七电容C27的另一端接地，第二十七电容C27的一端通过并联的三个电容后接地。

DC转换模块4包括型号为78L06的DC转换芯片，DC转换芯片的第二管脚与第四管脚均接地，DC转换芯片的第一管脚与控制芯片U1的第二十管脚连接，DC转换芯片的第三管脚与第二十七电容C27的一端连接，DC转换芯片的第三管脚连接到10.8V的电源。

输入保护模块1工作原理在于，当输入电压超过保护电路所设置的过压门限时，控制电路拉低第五场效应管Q5的栅极，从而关断第五场效应管Q5，断开与外部高压的接触。同时串联第六场效应管Q6在电源反接时，P沟道被关断，从而断开与外部负压的连接。

当输入电压低于设定值时，输入保护电路切断外部直流输入，当输入高于36V时，输入电压信号被采样，控制四个场效应管断开电源，输入正常值时，控制信号解除。输入的直流电压进入四个场效应管组成电压调整电路，在控制芯片U1控制下产生400KHZ左右的脉冲震荡，利用第一电感、电容的作用，二次整流后形成稳定的直流输出电压。

控制芯片U1有4个工作区，分为降压区（Vin＞Vout），降压-升压（Vin=Vout），升压区（Vin＜Vout）。输入启动电压ON/OFF引脚接DC3.3V，控制芯片U1处于工作状态，启动电压接入后芯片的响应时间小于≤3ms，而ON/OFF引脚接低电位后，输出延迟时间≤8ms。

当输入电压低于输入输出电压，控制芯片U1进入升压区。TG2接通，而BG2始终关闭，在每个周期中BG1首先接通，当BG1关闭时，对电感电流进行检测，电流升至基准电压值（比例）后，该周期剩余时间里BG1关闭，而TG1接通。BG1和TG1就犹如典型同步升压稳压器交替接通，达到升压效果。

当输入电压高于输出电压，控制芯片U1进入降压区。TG1始终接通而BG1始终关断，在每个周期的起点，同步BG2首先接通，当同步BG2接通后，对电感电流进行检测，在检测电感电流降至基准电压（比例）以下后，在该周期的剩余时间里同步BG2关断，而TG2接通，TG2，BG2交替接通，达到降压效果。

当输入电压接近输出电压，控制芯片U1进入降压—升压区。在每个周期中，BG2，TG2的接通作为开始，TG2，BG1在剩余时间内接通，如果以TG2，BG1接通作为开始，则BG2，TG1随后接通，最后TG2，TG1都接通，达到动态平衡效果。

以上三种工作模式，使输出端输出稳定电压。

Claims (6)

1.一种船用通信设备电源电路，其特征在于包括输入保护模块、电压调整模块、控制模块与DC转换模块，所述的输入保护模块与电压调整模块连接，所述的电压调整模块与DC转换模块之间连接有滤波模块，所述的DC转换电路与控制模块连接，所述的控制模块与电压调整模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种船用通信设备电源电路，其特征在于所述的输入保护模块包括型号为MAX6495的第三芯片、第一稳压二极管、第五场效应管与第六场效应管，所述的第六场效应管的漏极与电源输入端连接，第六场效应管的栅极通过第九电阻接地，第六场效应管的栅极与第一稳压二极管的正极相连，所述的第一稳压二极管的负极与第六场效应管的源级连接，所述的第六场效应管的源级与第五场效应管的漏极连接，所述的第五场效应管的源级连接到保护模块输出端，所述的第五场效应管的栅极与第三芯片的第五管脚连接，所述的第三芯片的第六管脚与第五场效应管的源级连接，第三芯片的第五管脚与第四管脚均接地，第三芯片的第一管脚与第二管脚连接后通过第十电容后接地，第三芯片的第三管脚通过第十电阻与第一稳压二极管的负极端连接，第三芯片的第三管脚通过第二十三电阻后接地。

3.根据权利要求2所述的一种船用通信设备电源电路，其特征在于所述的电压调整模块包括第七稳压二极管、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管与第四场效应管，所述的第一场效应管的漏极与保护模块输出端连接，第一场效应管的漏极通过并联的三个二极管后接地，第一场效应管的源级与第二场效应管的漏极连接，第七稳压二极管的正极端与第二场效应管的源级连接，第七稳压二极管的负极端与第二场效应管的漏极连接，所述的第七稳压二极管的正极端通过五个并联的电阻构成的电流检测电阻后接地，所述的第二场效应管的源级与第四场效应管的源级连接，所述的第四场效应管的漏极通过第一电感与第二场效应管的漏极连接，第四场效应管的漏极与第三场效应管的源级连接，所述的第三场效应管的源级与漏极之间连接有第八稳压二极管。

4.根据权利要求3所述的一种船用通信设备电源电路，其特征在于所述的控制模块包括型号为LTC3780EG的控制芯片及其外围电路，控制芯片的第二十一管脚依次通过第三电阻、第三二极管连接到第一场效应管的漏极，所述的控制芯片的第十六管脚与第二场效应管的栅极连接，控制芯片的第十五管脚通过第一二极管与第一场效应管的漏极连接，控制芯片的第十四管脚与第一场效应管的栅极连接，所述的控制芯片的第十三管脚通过第五稳压二极管与控制芯片的第九管脚连接，控制芯片的第九管脚通过第四十四电阻与控制芯片的第十管脚连接，所述的控制芯片的第十管脚与第四管脚分别通过一个电阻连接到所述的电流检测电阻，所述的控制芯片的第三管脚通过第二十四电阻连接到第四场效应管的源级，控制芯片的第十 八管脚与第四场效应管的栅极连接，控制芯片的第二十三管脚与第三场效应管的栅极连接，控制芯片的第二管脚与第十二管脚分别通过一个电容后接地，控制芯片的第八管脚通过第二十八电阻与保护模块输出端连接。

5.根据权利要求4所述的一种船用通信设备电源电路，其特征在于所述的滤波电路包括第三十九电容、第四十电容与第二十七电容，所述的第四十电容的一端与第三十九电容的一端连接，第四十电容的另一端与第三十九电容的另一端连接后接地，第三十九电容的一端与第三场效应管的漏极连接，第四十电容一端通过第三十电阻后与控制芯片的第六管脚连接，所述的第四十电容的一端与第二十七电容的一端连接，所述的第二十七电容的另一端接地，第二十七电容的一端通过并联的三个电容后接地。

6.根据权利要求5所述的一种船用通信设备电源电路，其特征在于所述的DC转换模块包括型号为78L06的DC转换芯片，所述的DC转换芯片的第二管脚与第四管脚均接地，所述的DC转换芯片的第一管脚与控制芯片的第二十管脚连接，所述的DC转换芯片的第三管脚与第二十七电容的一端连接，DC转换芯片的第三管脚连接到10.8V的电源。