CN204886699U - 一种具有低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路，该电路包括主通道开关电路、电感、电容以及二极管、采样电路、PWM控制电路和主开关驱动电路，输入电压接入到主通道开关电路的输入端，主通道开关电路输出端接到一个由电感、二极管和滤波电容构成的Π型电路，输出电压通过采样电路接入到PWM控制电路的采样输入端，PWM控制电路的输出接到主开关驱动的电路的输入，主开关驱动电路的输出接到住主通道开关电路的控制端。PWM控制电路通过采样电路检测输出电压，当输出电压一旦高于设定值则PWM电路就驱动主开关驱动电路关断主开关，一旦输出电压低于设定值则又打开主开关，从而实现输出电压的稳压。

Description

一种具有低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路

技术领域

本实用新型属于电源技术领域，更为具体地讲，涉及一种具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路。

背景技术

目前，国内监控设备的供电一般有两种方式：市电和电池。以上两种供电方式中市电一般比较稳定，正常时电压的波动不会超出正常值的±20％，当市电的波动超出该范围后电源设备一般没有办法正常工作。因此，常规电源的设计其电压适应范围相对较窄。

但随着技术的和经济的发展，通过一些特殊手段获取能量的方法越来越具有现实意义，比如通过输电线的空间感应磁场获取能量。但是这种能量和传统市电供电和电池供电相对稳定的电压相比，其电压波动范围相当巨大。比如在输电线路轻负荷时其感应电压只有几伏特，但在重负荷时其感应电压可能有100～200伏特，而目前市面上的开关电源芯片和稳压电源芯片的输入电压范围一般为几伏特到几十伏特，一般没有超过100伏特的。因此在没有特殊设计的宽范围PWM(脉宽调制)芯片出现之前，需要有一种手段把超高电压的输入转换成常规PWM调制芯片可接收的电压。

目前常规的技术是采用降压变压器的方式对高电压进行降压，但这种方式对于低压输入的电压同样会进行降压，因此其对输入电能的应用效率会大大降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，针对工作在电压频繁波动的环境中的应用，提供一种具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路，当输入电压高于设定值时，要求脉宽调制稳压电路实现稳压输出工作模式，而一旦输入电压低于设定值后，输入电压可以不带损失的进行输出。

为实现上述实用新型目的，本实用新型具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路，其特征在于，包括：主通道开关电路、电感、电容以及二极管、采样电路、PWM控制电路和主开关驱动电路；

输入电压经过主通道开关电路、电感作为输出电压输出；主通道开关电路、与电感的连接端接二极管的负端，二极管的正端接地；电感输出端通过电容连接到地；

采样电路对输出电压进行采样，并送入PWM控制电路；

当输出电压低于设定值时，PWM控制电路输出导通信号，通过主开关驱动电路打开主通道开关电路，此时输入电压经过主通道开关电路、电感对电容进行充电；当输出电压高于设定值时，PWM控制电路输出关闭信号，通过主开关驱动电路关闭主通道开关电路，此时输出电压仅仅靠电容进行维持，当电容电压即输出电压低于设定值后，PWM控制电路通过采样电路获取的电压又低于设定值，则PWM控制电路发出导通信号，通过主开关驱动电路打开主通道开关电路，此时输入电压通过主通道开关电路、电感对电容进行充电，如此反复，实现了对输入电压的稳压功能。

本实用新型的目的是这样实现的。

本实用新型具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路，该电路包括主通道开关电路、电感、电容以及二极管、采样电路、PWM控制电路和主开关驱动电路，输入电压接入到主通道开关电路的输入端，主通道开关电路输出端接到一个由电感、二极管和滤波电容构成的Π型电路，输出电压通过采样电路接入到PWM控制电路的采样输入端，PWM控制电路的输出接到主开关驱动的电路的输入，主开关驱动电路的输出接到住主通道开关电路的控制端。PWM控制电路通过采样电路检测输出电压，当输出电压一旦高于设定值则PWM电路就驱动主开关驱动电路关断主开关，一旦输出电压低于设定值则又打开主开关，从而实现输出电压的稳压。

本实用新型利用PWM技术实现在较高的输入电压下实现输出电压的稳压，同时和市面上现有的PWM调制技术低电压切断高电压导通不同，本发明中所实现的电路具有低电压导通高电压稳压的特点。

附图说明

图1是本实用新型具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路一种具体实施方式原理框图；

图2是本实用新型具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路一种具体应用中输入电压和输出电压的关系示意图，其中，(a)为输入电压大于50伏，(b)为输入电压小于50伏而大于10伏。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本实用新型。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本实用新型的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

在本实施例中，如图1所示，本实用新型具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路，包括主通道开关电路、电感L、电容C以及二极管D、采样电路、PWM控制电路和主开关驱动电路。在本实施例中，主通道开关电路为具有百伏级别高耐压的开关型器件，具体根据实际应用进行选择。

输入电压Vin接入到主通道开关电路的输入端，主通道开关电路输出端接到一个由电感L、二极管D和滤波电容C构成的Π型电路，经过Π型电路得到输出电压Vout。输出电压Vout通过采样电路接入到PWM控制电路的采样输入端，PWM控制电路的输出接到主开关驱动的电路的输入，主开关驱动电路的输出接到住主通道开关电路的控制端。PWM控制电路通过采样电路检测输出电压，当输出电压一旦高于设定值则PWM电路就驱动主开关驱动电路关断主开关，一旦输出电压低于设定值则又打开主开关，从而实现输出电压的稳压。

本实用新型具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路，实现把高的波动的输入电压转换为一种较低的稳压输出，并且其最高耐受电压为现有市面上常规稳压芯片的8～10倍，当输入电压不高时，采用不带损耗的直通输出，这样既保证了高电压输入时输出不过压，又保证了低电压输入时对电能的有效利用。

应用实例：

如果某一个设备需要在10V～250V的电压范围内工作，而所采用的稳压芯片最大耐压是60V，有效输出为5V。如果采用降压变压器的工作模式，我们采用5:1的降压变压器，则输入电压为250V时，输出电压变为50V，满足了稳压芯片的工作要求。但是对于10V输入电压，此时通过变压器后输入电压为2V，无法满足5V输出的需要，因此其有效工作范围就被缩减到了25V～250V。如图2所示，而采用本实用新型具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路，则可以在不改变工作范围的情况下实现保证稳压芯片的可靠工作。如图2(a)、当输入电压超过50V时，电路采用脉宽调制模式使输出电压稳定在50V左右，图2(b)当输入电压低于50V后，电路采用直通模式使输出电压基本上和输入电压相等，因此即便是输入电压低到10V时，任然可以通过稳压芯片获取5V的稳定输出电压。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

Claims (2)

1.一种具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路，其特征在于，包括：主通道开关电路、电感、电容以及二极管、采样电路、PWM控制电路和主开关驱动电路；

输入电压经过主通道开关电路、电感作为输出电压输出；主通道开关电路、与电感的连接端接二极管的负端，二极管的正端接地；电感输出端通过电容连接到地；

采样电路对输出电压进行采样，并送入PWM控制电路；

当输出电压低于设定值时，PWM控制电路输出导通信号，通过主开关驱动电路打开主通道开关电路，此时输入电压经过主通道开关电路、电感对电容进行充电；当输出电压高于设定值时，PWM控制电路输出关闭信号，通过主开关驱动电路关闭主通道开关电路，此时输出电压仅仅靠电容进行维持，当电容电压即输出电压低于设定值后，PWM控制电路通过采样电路获取的电压又低于设定值，则PWM控制电路发出导通信号，通过主开关驱动电路打开主通道开关电路，此时输入电压通过主通道开关电路、电感对电容进行充电，如此反复，实现了对输入电压的稳压功能。

2.根据权利要求1所述的具体低压导通高压稳压特性的脉宽调制稳压电路，其特征在于，所述的主通道开关电路为具有百伏级别高耐压的开关型器件。