CN204576327U - 微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路，属于电力系统技术领域；该电路包括供电电源芯片、闭环反馈稳压电路和低开启电压稳压电路；其中，闭环反馈稳压电路包括降压电源芯片、第一二极管、第一电容、稳压电路和电压输出电路；本实用新型通过把电流模式开关稳压控制器和电流比较器结合在一起，形成了有效的闭环负反馈环节，在电路中由电流的变化触发电流比较器产生控制作用，从而对电路的电压进行实时监控并调节；电路中各线路上电容和电感的安放，达到了有效的消去谐波的效果，特别是对低次谐波起到了消除作用，使输出电压波形稳定标准，输出精度很高，具有很强的抗干扰能力。

Description

微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路

技术领域

本实用新型属于电力系统技术领域，特别涉及一种微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路。

背景技术

随着经济的飞速发展，电力需求不断增长，大电网在过去的几十年里得以快速发展，大机组、大电网、高电压、集中式供电系统满足全球90％的用电需求，电网的负荷越来越重，安全性和可靠性的问题就凸显了出来；在面对突发事故的时候，极有可能发生大规模停电，致使医院、金融等重要系统无法正常运营，容易危及社会的安全和稳定；微电网的出现适时提出了解决这一问题的可行办法，微电网是由分布式电源、负荷、储能系统和控制装置构成的能够实现自我控制、保护和管理的自治系统；分布式电源高效、环保，并且因为接近负荷，减少了远距离高压输电的损耗；但另一方面，分布式电源相对大电网而言是一个不可控源，控制难度大，要求精度高，通过电力电子技术和现代控制理论得以实现，对控制装置要求很精确，相应的供电装置也有相当高的要求；需要注意的是，现今的微电网通信装置器件变得越来越精密，抗干扰能力不高，而当前电源普遍存在电压精度不高，谐波干扰大，低次谐波难以完全消除，造成输出波形扭曲，电压存在不稳定的状况，难以达到器件的高要求，影响装置的精密配置，对相应的通信装置的高效、准确运行产生了很大的影响。

实用新型内容

针对现有技术的缺点，本实用新型提出一种微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路，以达到对电压进行实时监测并及时调节、有效消去谐波、提高降压的精度、增大了稳压效果和增强抗干扰能力的目的。

一种微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路，包括供电电源芯片、闭环反馈稳压电路和低开启电压稳压电路；其中，闭环反馈稳压电路包括降压电源芯片、第一二极管、第一电容、稳压电路和电压输出电路；

所述的稳压电路包括第一电阻、第二电阻、电流比较器芯片、稳压控制器芯片、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第二二极管；

所述供电电源芯片的输出电压引脚连接降压电源芯片的输入电压引脚；降压电源芯片的第三接地引脚、第四接地引脚、第五接地引脚和第六接地引脚接地，降压电源芯片的电路偏差引脚连接第一二极管的阳极；第一二极管的阴极同时连接第一电容的一端、第一电阻的一端、第二电容的一端和稳压控制器芯片的输入电压引脚；第一电容的另一端接地；第一电阻的另一端同时连接电流比较器芯片的漏极引脚、第二电容的另一端和稳压控制器芯片的电流检测比较器反向输入引脚；

电流比较器芯片源极的第一引脚同时连接电流比较器芯片源极的第三引脚、稳压控制器芯片的转换引脚、第五电容的一端、第二二极管的阴极和电压输出电路的第一输入端；第五电容的另一端连接稳压控制器芯片的顶端浮动驱动自举电源引脚；第二二极管的阳极接地；电流比较器芯片源极的第二引脚同时连接电流比较器芯片的栅极和稳压控制器芯片的前N沟道大电流栅极驱动器引脚；稳压控制器芯片的运行控制引脚连接第三电容的一端，第三电容的另一端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端接地，稳压控制器芯片的误差放大器反馈引脚同时连接第四电容的一端和电压输出电路的第二输入端，第四电容的另一端连接稳压控制器芯片的接地引脚并接地。

所述的电压输出电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第七电感、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容、第七电容、第八电容、第三二极管、第一稳压管、第二稳压管和第三稳压管；

所述电压输出电路第一电感的一端作为电压输出电路的第一输入端，电压输出电路第一电感的另一端同时连接第三电阻的一端、第六电容的一端、第七电容的一端、第三二极管的阴极、第二电感的一端、第三电感的一端和第四电感的一端，第三电阻的另一端连接第四电阻的一端，并作为电压输出电路的第二输入端；第六电容的另一端同时连接第四电阻的另一端、第七电容的另一端、第三二极管的阳极、第五电感的一端、第六电感的一端和第七电感的一端；第二电感的另一端同时连接第二稳压管的阴极、第八电容的一端、第五电阻的一端和低开启电压稳压电路的输入端，将第五电阻的另一端设置为第一供电电源引脚；第三电感的另一端连接第一稳压管的阴极，将第一稳压管的阴极设置为第二供电电源正极引脚，第四电感的另一端连接第三稳压管的阴极，将第三稳压管的阴极设置为第三供电电源引脚；第五电感的另一端同时连接第二稳压管的阳极和第八电容的另一端并接地；第六电感的另一端连接第三稳压管的阳极并接地，第七电感的另一端连接第一稳压管的阳极，将第一稳压管的阳极设置为第二供电电源负极引脚。

所述的低开启电压稳压电路包括低开启电压稳压源芯片、第九电容和第十电容；

所述低开启电压稳压电路中低开启电压稳压源芯片的输入电压引脚连接第九电容的一端，并作为开启电压稳压电路的输入端，第九电容的另一端同时连接低开启电压稳压源芯片的接地引脚和第十电容的一端并接地，第十电容的另一端连接低开启电压稳压源芯片的输出电压引脚，将低开启电压稳压源芯片的输出电压引脚设置为第四供电电源引脚。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过把电流模式开关稳压控制器和电流比较器巧妙的结合在一起，形成了有效的闭环负反馈环节，在电路中由电流的变化，触发电流比较器产生控制作用，从而对电路的电压进行实时监控并调节；电路中各线路上的电容电感的安放，达到了有效的消去谐波的效果，特别是对低次谐波起到了非常好的消除作用，使输出电压波形稳定标准，输出精度很高，具有很强的抗干扰能力。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路的电路图；

图2为本实用新型一种实施例的闭环反馈稳压电路的电路图；

图3为本实用新型一种实施例的稳压电路的电路图；

图4为本实用新型一种实施例的低开启电压稳压电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。

本实施例中，供电电源芯片X9采用SOCKET 33x2型号，降压电源芯片B1采用BNX012-01型号，电流比较器芯片Q1采用SI4920DY型号，稳压控制器芯片U1采用LTC1624I型号，低开启电压稳压源芯片U15采用LD1117/SOT型号，第一二极管D1采用1N906型号，第二二极管D2采用MBRS360T3G型号，第三二极管D3采用1N5919B型号，第一电容C1采用47μF 50V型号，第二电容C2采用1000pF 50V型号，第三电容C3采用470pF 50V型号，第四电容C4采用100pF 50V型号，第五电容C5、第七电容C7、第八电容C8和第九电容C9采用0.1μF 50V型号，第六电容C6采用220μF 6.3V型号，第十电容C10采用10μF 25V型号，第一电阻R1采用0.05R/1W 1％型号，第二电阻R2采用6.8K 1％型号，第三电阻R3采用35.7K1％型号，第四电阻R4采用11K 1％型号，第五电阻R5采用0ohm 1％型号，第一电感L1采用10μH 3A型号，第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6和第七电感L7采用3A/0.03R型号，第一稳压管V1、第二稳压管V2和第三稳压管V3采用MMSZV1T1G型号，所有器件焊接在电路板上。

本实施例中，一种微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路，电路图如图1所示，包括供电电源芯片X9、闭环反馈稳压电路和低开启电压稳压电路；闭环反馈稳压电路的电路图如图2所示，包括降压电源芯片B1、第一二极管D1、第一电容C1、稳压电路和电压输出电路；稳压电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、电流比较器芯片Q1、稳压控制器芯片U1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第二二极管D2；

本实施例中，供电电源芯片X9的输出电压引脚2连接降压电源芯片B1的输入电压引脚1，供电电源芯片X9的接地引脚1和接地引脚3接地；降压电源芯片B1的第三接地引脚3、第四接地引脚4、第五接地引脚5和第六接地引脚6接地，降压电源芯片B1的电路偏差引脚CB连接第一二极管D1的阳极；第一二极管D1的阴极同时连接第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端、第二电容C2的一端和稳压控制器芯片U1的输入电压引脚Vin；第一电容C1的另一端接地；第一电阻R1的另一端同时连接电流比较器芯片Q1漏极的四个并联引脚D1、D2、D3、D4、第二电容C2的另一端和稳压控制器芯片U1的电流检测比较器反向输入引脚SENSE-；

如图2所示，本实施例中，电压输出电路包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第三二极管D3、第一稳压管V1、第二稳压管V2和第三稳压管V3；

如图2所示，本实施例中，电压输出电路第一电感L1的一端作为电压输出电路的第一输入端，电压输出电路第一电感L1的另一端同时连接第三电阻R3的一端、第六电容C6的一端、第七电容C7的一端、第三二极管D3的阴极、第二电感L2的一端、第三电感L3的一端和第四电感L4的一端，第三电阻R3的另一端连接第四电阻R4的一端，并作为电压输出电路的第二输入端；第六电容C6的另一端同时连接第四电阻R4的另一端、第七电容C7的另一端、第三二极管D3的阳极、第五电感L5的一端、第六电感L6的一端和第七电感L7的一端；第二电感L2的另一端同时连接第二稳压管V2的阴极、第八电容C8的一端、第五电阻R5的一端和低开启电压稳压电路的输入端，将第五电阻R5的另一端设置为第一供电电源引脚，第一供电电源提供5V的供电电压；第三电感L3的另一端连接第一稳压管V1的阴极，将第一稳压管V1的阴极设置为第二供电电源正极引脚，第二供电电源为GPRS模块提供5V的供电电压，第四电感L4的另一端连接第三稳压管V3的阴极，将第三稳压管V3的阴极设置为第三供电电源引脚，第三供电电源提供5V的供电电压；第五电感L5的另一端同时连接第二稳压管V2的阳极和第八电容C8的另一端并接地；第六电感L6的另一端连接第三稳压管V3的阳极并接地，第七电感L7的另一端连接第一稳压管V1的阳极，将第一稳压管V1的阳极设置为第二供电电源负极引脚；

如图3所示，本实施例中，电流比较器芯片Q1源极的第一引脚S1同时连接电流比较器芯片Q1源极的第三引脚S3、稳压控制器芯片U1的转换引脚SW、第五电容C5的一端、第二二极管D2的阴极和电压输出电路的第一输入端；第五电容C5的另一端连接稳压控制器芯片U1的顶端浮动驱动自举电源引脚BOOST；第二二极管D2的阳极接地；电流比较器芯片Q1源极的第二引脚S2同时连接电流比较器芯片Q1的栅极G和稳压控制器芯片U1的前N沟道大电流栅极驱动器引脚TG；稳压控制器芯片U1的运行控制引脚lth/RUN连接第三电容C3的一端，第三电容C3的另一端连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端接地，稳压控制器芯片U1的误差放大器反馈引脚Vfb同时连接第四电容C4的一端和电压输出电路的第二输入端，第四电容C4的另一端连接稳压控制器芯片U1的接地引脚GND并接地；

如图4所示，本实施例中，低开启电压稳压电路包括低开启电压稳压源芯片U15、第九电容C9和第十电容C10；低开启电压稳压源芯片U15的输入电压引脚VIN连接第九电容C9的一端，并作为开启电压稳压电路的输入端，第九电容C9的另一端同时连接低开启电压稳压源芯片U15的接地引脚VOUT和第十电容C10的一端并接地，第十电容C10的另一端连接低开启电压稳压源芯片U15的输出电压引脚，将低开启电压稳压源芯片的输出电压引脚设置为第四供电电源引脚，第四供电电源提供3.3V的供电电压。

本实施例中，采用供电电源芯片X9提供24V的电压，由降压电源芯片B1降压并输出5V的供电电压，为电路供电，稳压控制器芯片U1的SW引脚输出5V电压，利用稳压控制器芯片U1的Vfb引脚控制分压电阻R3和R4之间的电压为1.19V，调节分压电阻R3和R4，并经过电容滤波和稳压管稳压，使第一供电电源、第二供电电源和第三供电电源输出电压为5V，同时利用低开启电压稳压源芯片U15调节电压使第四供电电源输出电压为3.3V；当供电电源的电压出现波动时，通过电容C2作用于稳压控制器芯片U1的顶端浮动驱动自举电源引脚BOOST，稳压控制器芯片U1的前N沟道大电流栅极驱动器引脚TG作用于电流比较器芯片Q1，控制导电沟道的宽窄，达到限制电流的作用。

Claims (3)

1.一种微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路，其特征在于：包括供电电源芯片、闭环反馈稳压电路和低开启电压稳压电路；其中，闭环反馈稳压电路包括降压电源芯片、第一二极管、第一电容、稳压电路和电压输出电路；

所述的稳压电路包括第一电阻、第二电阻、电流比较器芯片、稳压控制器芯片、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第二二极管；

所述供电电源芯片的输出电压引脚连接降压电源芯片的输入电压引脚；降压电源芯片的第三接地引脚、第四接地引脚、第五接地引脚和第六接地引脚接地，降压电源芯片的电路偏差引脚连接第一二极管的阳极；第一二极管的阴极同时连接第一电容的一端、第一电阻的一端、第二电容的一端和稳压控制器芯片的输入电压引脚；第一电容的另一端接地；第一电阻的另一端同时连接电流比较器芯片的漏极引脚、第二电容的另一端和稳压控制器芯片的电流检测比较器反向输入引脚；

电流比较器芯片源极的第一引脚同时连接电流比较器芯片源极的第三引脚、稳压控制器芯片的转换引脚、第五电容的一端、第二二极管的阴极和电压输出电路的第一输入端；第五电容的另一端连接稳压控制器芯片的顶端浮动驱动自举电源引脚；第二二极管的阳极接地；电流比较器芯片源极的第二引脚同时连接电流比较器芯片的栅极和稳压控制器芯片的前N沟道大电流栅极驱动器引脚；稳压控制器芯片的运行控制引脚连接第三电容的一端，第三电容的另一端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端接地，稳压控制器芯片的误差放大器反馈引脚同时连接第四电容的一端和电压输出电路的第二输入端，第四电容的另一端连接稳压控制器芯片的接地引脚并接地。

2.根据权利要求1所述的微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路，其特征在于：所述的电压输出电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第七电感、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容、第七电容、第八电容、第三二极管、第一稳压管、第二稳压管和第三稳压管；

所述电压输出电路第一电感的一端作为电压输出电路的第一输入端，电压输出电路第一电感的另一端同时连接第三电阻的一端、第六电容的一端、第七电容的一端、第三二极管的阴极、第二电感的一端、第三电感的一端和第四电感的一端，第三电阻的另一端连接第四电阻的一端，并作为电压输出电路的第二输入端；第六电容的另一端同时连接第四电阻的另一端、第七电容的另一端、第三二极管的阳极、第五电感的一端、第六电感的一端和第七电感的一端；第二电感的另一端同时连接第二稳压管的阴极、第八电容的一端、第五电阻的一端和低开启电压稳压电路的输入端，将第五电阻的另一端设置为第一供电电源引脚；第三电感的另一端连接第一稳压管的阴极，将第一稳压管的阴极设置为第二供电电源正极引脚，第四电感的另一端连接第三稳压管的阴极，将第三稳压管的阴极设置为第三供电电源引脚；第五电感的另一端同时连接第二稳压管的阳极和第八电容的另一端并接地；第六电感的另一端连接第三稳压管的阳极并接地，第七电感的另一端连接第一稳压管的阳极，将第一稳压管的阳极设置为第二供电电源负极引脚。

3.根据权利要求1所述的微电网自适应数据协议转换器闭环反馈稳压电源电路，其特征在于：所述的低开启电压稳压电路包括低开启电压稳压源芯片、第九电容和第十电容；

所述低开启电压稳压电路中低开启电压稳压源芯片的输入电压引脚连接第九电容的一端，并作为开启电压稳压电路的输入端，第九电容的另一端同时连接低开启电压稳压源芯片的接地引脚和第十电容的一端并接地，第十电容的另一端连接低开启电压稳压源芯片的输出电压引脚，将低开启电压稳压源芯片的输出电压引脚设置为第四供电电源引脚。