CN206962704U - 一种悬浮驱动的辅助供电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种悬浮驱动的辅助供电电路,包括降压电路,降压电路拓扑为BUCK降压拓扑结构,在降压电路的开关管Q14源极设置有检流电阻,检流电阻两端分别形成检流信号Is和悬浮地S_GND;检流信号Is从开关电源控制芯片IC6的第3脚输入,开关电源控制芯片IC6的第5脚接悬浮地S_GND,第6脚为输出的驱动开关管的驱动信号DR,第8脚为基准电压Vref,第4脚通过限流电阻R93连接至Vref,同时通过振荡电容C54连接至第5脚,第2脚为BUCK电路输出信号反馈输入脚,第1脚通过电阻R98与电容C56并联后连接到第2脚,第7脚是开关电源控制芯片IC6的辅助供电VCC。本实施例通过设置悬浮地的方式,省去了一个自举芯片,简化电路,降低成本,提升产品竞争力。
Description
技术领域
本实用新型涉及悬浮驱动的辅助供电电路。
背景技术
三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差为120度角的交流电路组成电力系统。目前,国内生产、配送的都是三相交流电。每两根相线之间的电压称为线电压,幅值为380Vac,由于其电压高,承载负载时电流会小很多,工业领域很多使用线电压作为输入电压使用。在经过桥堆的整流以后,380Vac可以整流为540VDC,经过功率因数校正之后可达650VDC。
为了使用650VDC的高电压,需要将该高电压降压成12VDC或者5VDC等设备所需要的直流电流,目前,一般采用BUCK降压型电路拓扑结构,利用开关管的控制信号控制输出的占空比,使BUCK电路输出一个需要的电压如12VDC 或者5VDC等。
传统的驱动方式中,使用电位地GND为驱动电路的电位地,想要驱动开关管,还须在驱动与开关管之间加一个自举芯片来完成。由于有这个自举芯片的存在使该驱动电路成本居高不下。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种成本较低的悬浮驱动的辅助供电电路。
本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是:
一种悬浮驱动的辅助供电电路,包括将输入的高电压降低到所需供电电压的降压电路,所述的降压电路拓扑为BUCK降压拓扑结构,所述的BUCK电路接功率开关管Q14;所述的功率开关管Q14由悬浮驱动电路驱动;所述的悬浮驱动电路包括产生驱动功率开关管Q14的驱动信号的开关电源控制芯片 IC6,所述的开关电源控制芯片IC6的型号是UC2845;在所述的功率开关管 Q14与BUCK电路之间设置有检流电阻,所述的检流电阻两端分别形成检流信号Is和悬浮地S_GND;
检流信号Is从开关电源控制芯片IC6的第3脚输入,开关电源控制芯片IC6的第5脚接悬浮地S_GND,第6脚为输出驱动信号DR,驱动信号DR接所述的功率开关管的Q14的控制端,第8脚为基准电压Vref,第4脚通过振荡电阻R93连接至Vref,同时通过振荡电容C54连接至第5脚,第2脚为所述的BUCK电路输出信号反馈输入脚,第1脚通过电阻R98与电容C56并联后连接到第2脚,第7脚是开关电源控制芯片IC6的辅助供电VCC。
本实施例通过设置悬浮地的方式,省去了一个自举芯片,简化电路,降低成本,提升产品竞争力。
进一步的,上述的悬浮驱动的辅助供电电路中:所述的BUCK电路包括开关管Q14、续流二极管D16、变压器T4、滤波电容C52、稳压管ZD6、储能电容E8,所述的开关管Q14的输出端分别接变压器T4的第2引脚和续流二极管 D16的阴极,变压器T4的第1引脚分别接滤波电容C52的一端、稳压管ZD6 的阴极、储能电容E8的阳极,续流二极管D16的阳极、滤波电容C52的另一端、稳压管ZD6的阳极、储能电容E8的阴极分别接地GND,在变压器T4的第1引脚形成所述的供电电压输出。
进一步的,上述的悬浮驱动的辅助供电电路中:还包括为所述的开关电源控制芯片IC6提供辅助供电VCC的辅助供电电路,所述的IC6辅助供电电路包括变压器T4、限流电阻R96、整流二极管D19、储能电容E9、滤波电容 C57;
变压器T4的第4脚接悬浮地S_GND;第3脚经过限流电阻R96接整流二极管D19的阳极,整流二极管D19的阴极分别接储能电容E9的阳极、滤波电容C57的一端,储能电容E9的阴极、滤波电容C57的另一端分别接悬浮地 S_GND;所述的储能电容E9的阳极形成开关电源控制芯片IC6的辅助供电VCC。
进一步的,上述的悬浮驱动的辅助供电电路中:还包括二极管D21,所述的供电电压输出接二极管D21的阳极,二极管D21的阴极接开关电源控制芯片IC6的辅助供电VCC输入端。
进一步的,上述的悬浮驱动的辅助供电电路中:所述的BUCK电路输出信号反馈输入到开关电源控制芯片IC6的第2脚时,还包括二极管D20、限流电阻R103、滤波电容C59、分压电阻R107;所述的BUCK电路输出信号反馈输入端接二极管D20的阳极、二极管D20的阴极接限流电阻R103的一端,限流电阻R103的另一端接开关电源控制芯片IC6的第2脚,在限流电阻R103两端分别还通过滤波电容C59、分压电阻R107接悬浮地S_GND。
进一步的,上述的悬浮驱动的辅助供电电路中:在开关电源控制芯片IC6 的第7脚还通过启动电阻R77和启动电阻R82串联后接输入的高电压。
进一步的,上述的悬浮驱动的辅助供电电路中:在开关电源控制芯片IC6 的第8脚还通过旁波电容C51接悬浮地S_GND。
进一步的,上述的悬浮驱动的辅助供电电路中:检流信号Is从开关电源控制芯片IC6的第3脚输入时,还包括限流电阻R94、滤波电容C55;检流信号Is接限流电阻R94的一端,限流电阻R94的另一端分别接开关电源控制芯片IC6的第3脚和滤波电容C55的一端,滤波电容C55的另一端接悬浮地 S_GND。
进一步的,上述的悬浮驱动的辅助供电电路中:所述的检流电阻包括并联的电阻R89、电阻R88、电阻R90,电阻R89、电阻R88、电阻R90组成的并联电路设置在所述的开关管Q14与T4第2脚之间。
进一步的,上述的悬浮驱动的辅助供电电路中:所述的输入高电压为 650VDC、所述的降压电路输出为12VDC,所述的开关管Q14为功率开关管,型号为6N80。
以下将结合附图和实施例,对本实用新型进行较为详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的框架图。
图2为本实用新型实施例1的降压部分原理图。
图3为本实用新型实施例1的悬浮驱动部分原理图。
具体实施方式
实施例1,如图1所示为本实施例的框架图,本实施例是通过悬浮驱动方式,直接驱动高压端MOS管的辅助供电电路。通过将悬浮驱动部分的电位地设置成悬浮模式,驱动信号可直接驱动降压部分的功率MOS管,使降压部分可将650V高压直流输入电压降低至12V低压直流输出。
本实用新型包括悬浮驱动电路及降压电路。
如图3所示,悬浮驱动电路由芯片IC6搭建,由电阻R77、电阻R82、电阻R98、电阻R107、电阻R103、电阻R94、电阻R93,电容C51、电容C54、电容C55、电容C56、电容C59组成外围电路。其中电阻R77、电阻R82为IC6 的启动电阻,电阻R98为反馈补偿电阻,电阻R107、电阻R103为反馈分压电阻,电阻R94为检流信号输入电阻,电阻R93为振荡电阻。电容C51为开关电源控制芯片IC6基准电压的旁波电容,电容C54为振荡电容,电容C55为检流信号平滑电容,电容C56为补偿电容,电容C59为反馈电压滤波电容。
开关电源控制芯片IC6型号为UC2845,第7脚接辅助供电VCC,第5脚为电位地,此电位地为浮动地。在IC6输出高电平时,IC6的第5脚连接到650V 高压直流处,IC6输出低电平时,IC6的第5脚则被二极管钳D16位于GND电压。这样IC6则可直接驱动MOS管,而不需要一个高压驱动的自举芯片。
具体的电路如图3所示,本实施例的悬浮驱动电路由芯片悬浮驱动电路由芯片IC6搭建,IC6第7脚接辅助供电VCC,通过启动电阻R77、R82连接至650V。当VCC还未建立时,650V通过R77、R82向IC6辅助供电,启动IC6。 IC6的第5脚接悬浮地S_GND,第6脚为输出信号DR,第8脚为芯片基准电压 Vref,第4脚通过电阻R93连接至Vref,通过C54连接至第5脚,调节R93 及C54的大小,可以调节IC6的输出频率。第3脚为检流信号输入脚,通过限制电阻R94连接到电流信号取样点Is,同时通过电容C55连接到S_GND。调节R94及C55的大小,可以调节进入第3脚的信号强弱。第2脚为12V电压信号反馈输入脚,12V过二极管D20后,经R107、R103分压连接到第2脚,调节R107、R103的分压比例,可以调节所述的分压部分输出电压的大小。第1脚为反馈输出脚,通过电阻R98与电容C56并联后连接到第2脚,调节电阻R98及电容C56大小,可以调节所述的分压部分输出电压的响应速度。
二极管D20作用为在悬浮地S_GND电位为负电压时,第2脚采样所述的分压部分输出电压数值大小,在悬浮地S_GND电位为650V时,反向关断,避免芯片IC6损坏。这里D20型号为US1K,反向耐压数值800V。
本实施例中,通过设置悬浮驱动部分的电位地S_GND在MOS管Q14导通时为650V,在MOS管Q14关闭时为负0.7负的方式,可使用芯片IC6直接驱动MOS管Q14,与传统方式相比节省一个自举芯片,并通过BUCK拓扑结构将650V有效的降低至12V输出,达到将高压650DC直流输入降低至12VDC低压输出,并有效降低成本,提升产品竞争力的目的。
降压电路输入电压为650V高压,输出电压为12V。由开关管也就是MOS 管Q14、二极管D15、二极管D16、二极管D19、二极管D21,电阻R81、电阻 R88、电阻R89、电阻R90、电阻R96,电容C52、野心家C57、电容E8、电容 E9,稳压管ZD6组成。其中,MOS管Q14为功率开关管,型号为6N80,二极管D15为加速关断二极管,二极管D16为续流二极管,二极管D19为整流二极管,二极管D21为防反向二极管,电阻R81为驱动电阻,电阻R88、电阻 R89、电阻R90为并联在一起的检流电阻,电阻R96为限流电阻,电容C52、电容C57为滤波电容,电容E8、电容E9为储能电容,ZD6为稳压管,限制输出电压数值。
降压部分电路拓扑为BUCK降压拓扑结构,当MOS管导通时,电流由650V 经Q14,检流电阻R88、R89、R90,经变压器T4以12V输出,MOS管断开时,由于T4电感的作用,电流由T4至输出12V,经GND、D16回至T4。
如图2所示为本实施例的降压电路,可将650VDC高压输入降低至12VDC 低压输出。
检流电阻R88、R89、R90两端中的S_GND接所述的悬浮驱动部分的电位地,Is为所述的悬浮驱动部分的检流信号。
悬浮电位地S_GND在MOS管Q14导通时,S_GND通过检流电阻、Q14与 650V连接,由于MOS管导通时电阻阻值几乎为0欧,检流电阻也非常小(几乎接近0欧),S_GND可视为直接与650V短路,此时S_GND的电压为650VDC 高压;MOS管Q14断开时,由于电感T4A的电流不能突变,电流由D16正极流向负极,D16的正极为接地GND,二极管的导通压降为0.7V,因此D16的负极为负0.7V,也就是S_GND的电位为负的0.7V。随着MOS管Q14的导通与关闭,悬浮地S_GND的电位在650V与负0.7V之间切换。
传统的驱动方式不设置悬浮地,而是使用电位地GND为驱动电路的电位地,想要驱动本实施例中的MOS管Q14,还须在驱动与MOS管之间加一个自举芯片来完成。本实施例通过设置悬浮地的方式,省去了一个自举芯片,简化电路,降低成本,提升产品竞争力。
降压部分使用BUCK拓扑作为功率传送结构,可以有效将输入650VDC高压降低至12VDC低压输出,同时可增加MOS管Q14的耐压选择性,便于器件选取,进而降低成本。
降压部分还包括变压器T4B所在的负绕组、电阻R96、电容E9、电容C57、二极管D21。在T4A工作时,T4B感应产生电压,通过R96存储于E9输出VCC, VCC为悬浮驱动电路的芯片供电电压。在降压电路有输出时,通过降压电路的输出端的12VDC接二极管D21也可以为悬浮驱动电路的芯片供电。
Claims (10)
1.一种悬浮驱动的辅助供电电路,包括将输入的高电压降低到所需供电电压的降压电路,所述的降压电路拓扑为BUCK降压拓扑结构,所述的BUCK电路接功率开关管Q14;其特征在于:所述的功率开关管Q14由悬浮驱动电路驱动;所述的悬浮驱动电路包括产生驱动功率开关管Q14的驱动信号的开关电源控制芯片IC6,所述的开关电源控制芯片IC6的型号是UC2845;在所述的功率开关管Q14与BUCK电路之间设置有检流电阻,所述的检流电阻两端分别形成检流信号Is和悬浮地S_GND;
检流信号Is从开关电源控制芯片IC6的第3脚输入,开关电源控制芯片IC6的第5脚接悬浮地S_GND,第6脚为输出驱动信号DR,驱动信号DR接所述的功率开关管的Q14的控制端,第8脚为基准电压Vref,第4脚通过振荡电阻R93连接至Vref,同时通过振荡电容C54连接至第5脚,第2脚为所述的BUCK电路输出信号反馈输入脚,第1脚通过电阻R98与电容C56并联后连接到第2脚,第7脚是开关电源控制芯片IC6的辅助供电VCC。
2.根据权利要求1所述的悬浮驱动的辅助供电电路,其特征在于:所述的BUCK电路包括功率开关管Q14,续流二极管D16、变压器T4、滤波电容C52、稳压管ZD6、储能电容E8,所述的功率开关管Q14的输出端分别接变压器T4的第2引脚和续流二极管D16的阴极,变压器T4的第1引脚分别接滤波电容C52的一端、稳压管ZD6的阴极、储能电容E8的阳极,续流二极管D16的阳极、滤波电容C52的另一端、稳压管ZD6的阳极、储能电容E8的阴极分别接地GND,在变压器T4的第1引脚形成所述的供电电压输出。
3.根据权利要求2所述的悬浮驱动的辅助供电电路,其特征在于:还包括为所述的开关电源控制芯片IC6提供辅助供电VCC的辅助供电电路,所述的IC6辅助供电电路包括变压器T4、限流电阻R96、整流二极管D19、储能电容E9、滤波电容C57;
变压器T4的第4脚接悬浮地S_GND;第3脚经过限流电阻R96接整流二极管D19的阳极,整流二极管D19的阴极分别接储能电容E9的阳极、滤波电容C57的一端,储能电容E9的阴极、滤波电容C57的另一端分别接悬浮地S_GND;所述的储能电容E9的阳极形成开关电源控制芯片IC6的辅助供电VCC。
4.根据权利要求3所述的悬浮驱动的辅助供电电路,其特征在于:还包括二极管D21,所述的供电电压输出接二极管D21的阳极,二极管D21的阴极接开关电源控制芯片IC6的辅助供电VCC输入端。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的悬浮驱动的辅助供电电路,其特征在于:所述的BUCK电路输出信号反馈输入到开关电源控制芯片IC6的第2脚时,还包括二极管D20、限流电阻R103、滤波电容C59、分压电阻R107;所述的BUCK电路输出信号反馈输入端接二极管D20的阳极、二极管D20的阴极接限流电阻R103的一端,限流电阻R103的另一端接开关电源控制芯片IC6的第2脚,在限流电阻R103两端分别还通过滤波电容C59、分压电阻R107接悬浮地S_GND。
6.根据权利要求5所述的悬浮驱动的辅助供电电路,其特征在于:在开关电源控制芯片IC6的第7脚还通过启动电阻R77和启动电阻R82串联串联后接输入的高电压。
7.根据权利要求5所述的悬浮驱动的辅助供电电路,其特征在于:在开关电源控制芯片IC6的第8脚还通过旁波电容C51接悬浮地S_GND。
8.根据权利要求5所述的悬浮驱动的辅助供电电路,其特征在于:检流信号Is从开关电源控制芯片IC6的第3脚输入时,还包括限流电阻R94、滤波电容C55;检流信号Is接限流电阻R94的一端,限流电阻R94的另一端分别接开关电源控制芯片IC6的第3脚和滤波电容C55的一端,滤波电容C55的另一端接悬浮地S_GND。
9.根据权利要求5所述的悬浮驱动的辅助供电电路,其特征在于:所述的检流电阻包括并联的电阻R89、电阻R88、电阻R90,电阻R89、电阻R88、电阻R90组成的并联电路设置在所述的开关管Q14源极与变压器T4第2脚之间。
10.根据权利要求5所述的悬浮驱动的辅助供电电路,其特征在于:所述的输入高电压为650VDC、所述的降压电路输出为12VDC,所述的开关管Q14为功率开关管,型号为6N80。
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