CN209313724U - 一种电压转换电路和驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电子领域，提供了一种电压转换电路和驱动装置。电压转换电路包括分别与高压电源输入端电连接的反馈控制模块和功率模块，还包括分别与反馈控制模块和功率模块电连接的保护电路模块，反馈控制模块与功率模块电连接，功率模块的其中一端作为低压供电输出端。本实用新型的电压转换电路在不同负载下VDD输出变化小，且负载变化时VDD瞬态响应快。
Description
技术领域
本实用新型属于电子领域，尤其涉及一种电压转换电路和驱动装置。
背景技术
图1所示为传统的带输出钳位功能的电压转换电路，主要用于将高压电源转换成一个较低的供电电压。当高压电源输入端输入的高电压VM较低时，节点n1的电压跟随高压电源输入端输入的高电压VM，所以低压供电输出端输出的低电压VDD＝VM-VGS(MN1)，其中，VGS(MN1)是高压MOS管MN1的源极和栅极之间的电压，当高压电源输入端输入的高电压VM增大至足以导通高压MOS管MN2和稳压二极管D1时,低压供电输出端输出的低电压VDD＝VD1+VGS(MN2)-VGS(MN1),其中，VD1是稳压二极管D1的钳位电压，VGS(MN2)是高压MOS管MN2的源极和栅极之间的电压，由于高压MOS管MN1和高压MOS管MN2为同类型的高压MOS管，因此低压供电输出端输出的低电压VDD近似为VD1。然而，不同负载下低压供电输出端输出的低电压VDD变化大，负载变化时瞬态响应慢。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电压转换电路和驱动装置，旨在解决传统的带输出钳位功能的电压转换电路，不同负载下低压供电输出端输出的电压VDD变化大，负载变化时瞬态响应慢的问题。
第一方面，本实用新型提供了一种电压转换电路，包括分别与高压电源输入端电连接的反馈控制模块和功率模块，还包括分别与反馈控制模块和功率模块电连接的保护电路模块，反馈控制模块与功率模块电连接，功率模块的其中一端作为低压供电输出端；
功率模块用于完成高电压VM到低电压VDD的转换；
反馈控制模块通过检测高电压VM的电压大小以及负载情况来调整功率模块的电压，实现电压转换和钳位；
保护电路模块用于提高电压转换电路的稳定性和可靠性。
进一步地，功率模块是MOS管，反馈控制模块是通过检测高电压VM的电压大小以及负载情况来调整MOS管的栅极电压。
进一步地，述反馈控制模块包括第二稳压二极管D2、第一低压MOS管MN1、第二低压MOS管MN2、第一高压MOS管MP1和第二高压MOS管MP2，所述功率模块包括第五高压MOS管MP5，所述保护电路模块包括补偿电容C1、滤波电容C2、第三高压MOS管MN3和第四高压MOS管MN4；
第一高压MOS管MP1的源极、第二高压MOS管MP2的源极和第五高压MOS管MP5的源极均接高压电源输入端，第一高压MOS管MP1的漏极同时接第三高压MOS管MN3的漏极、第五高压MOS管MP5的栅极和补偿电容C1的一端，第一高压MOS管MP1的栅极同时接第二高压MOS管MP2的栅极和漏极，第二高压MOS管MP2的漏极接第四高压MOS管MN4的漏极，第三高压MOS管MN3的源极接电源地GND，第三高压MOS管MN3的栅极和第四高压MOS管MN4的栅极均接使能脚EN，第四高压MOS管MN4的源极接第一低压MOS管MN1的漏极，第一低压MOS管MN1的源极接电源地GND，第一低压MOS管MN1的栅极同时接第二低压MOS管MN2的栅极和漏极，第二低压MOS管MN2的源极接电源地GND，滤波电容C2的一端接电源地GND，另一端接第二稳压二极管D2的负极，第二稳压二极管D2的正极接第二低压MOS管MN2的漏极，第二稳压二极管D2的负极和补偿电容C1的另一端均接第五高压MOS管MP5的漏极，第五高压MOS管MP5的漏极作为低压供电输出端。
进一步地，所述保护电路模块还包括第一限流电阻R1和第二限流电阻R2，第三高压MOS管MN3的源极通过第二限流电阻R2接电源地GND，第一限流电阻R1并联在第一高压MOS管MP1的源极和漏极之间。
进一步地，所述保护电路模块还包括第一稳压二极管D1，第一稳压二极管D1的负极接第一高压MOS管MP1的源极，第一稳压二极管D1的正极接第一高压MOS管MP1的漏极。
第二方面，本实用新型提供了一种驱动装置，所述驱动装置包括上述的电压转换电路。
在本实用新型中，由于电压转换电路包括反馈控制模块，因此不同负载下VDD输出变化小，且负载变化时VDD瞬态响应快。另外，本实用新型电压转换电路的电路简单。
附图说明
图1是传统的带输出钳位功能的电压转换电路图。
图2是本实用新型实施例提供的电压转换电路的模块图。
图3是本实用新型实施例提供的一种电压转换电路的电路图。
图4是本实用新型实施例提供的另一种电压转换电路的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。
为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
请参阅图2，本实用新型实施例提供的电压转换电路包括分别与高压电源输入端电连接的反馈控制模块11和功率模块12，还包括分别与反馈控制模块11和功率模块12电连接的保护电路模块13，反馈控制模块11与功率模块12电连接，功率模块12的其中一端作为低压供电输出端。
功率模块12用于完成高电压VM到低电压VDD的转换；反馈控制模块11通过检测高电压VM的电压大小以及负载情况来调整功率模块12的电压，实现电压转换和钳位；保护电路模块13用于提高电压转换电路的稳定性和可靠性。
功率模块12具体可以是MOS管，反馈控制模块11具体是通过检测高电压VM的电压大小以及负载情况来调整MOS管的栅极电压。
请结合图2和图3，本实用新型实施例提供的电压转换电路中的反馈控制模块包括第二稳压二极管D2、第一低压MOS管MN1、第二低压MOS管MN2、第一高压MOS管MP1和第二高压MOS管MP2，功率模块包括第五高压MOS管MP5，保护电路模块包括补偿电容C1、滤波电容C2、第三高压MOS管MN3和第四高压MOS管MN4。
第一高压MOS管MP1的源极、第二高压MOS管MP2的源极和第五高压MOS管MP5的源极均接高压电源输入端，第一高压MOS管MP1的漏极同时接第三高压MOS管MN3的漏极、第五高压MOS管MP5的栅极和补偿电容C1的一端，第一高压MOS管MP1的栅极同时接第二高压MOS管MP2的栅极和漏极，第二高压MOS管MP2的漏极接第四高压MOS管MN4的漏极，第三高压MOS管MN3的源极接电源地GND，第三高压MOS管MN3的栅极和第四高压MOS管MN4的栅极均接使能脚EN，第四高压MOS管MN4的源极接第一低压MOS管MN1的漏极，第一低压MOS管MN1的源极接电源地GND，第一低压MOS管MN1的栅极同时接第二低压MOS管MN2的栅极和漏极，第二低压MOS管MN2的源极接电源地GND，滤波电容C2的一端接电源地GND，另一端接第二稳压二极管D2的负极，第二稳压二极管D2的正极接第二低压MOS管MN2的漏极，第二稳压二极管D2的负极和补偿电容C1的另一端均接第五高压MOS管MP5的漏极，第五高压MOS管MP5的漏极作为低压供电输出端。
请参阅图4，本实用新型实施例提供的另一种电压转换电路与图3所示的电压转换电路的区别在于，图4所示的电压转换电路中的保护电路模块与图3所示的不同。
图4所示的电压转换电路中的保护电路模块还包括第一限流电阻R1、第二限流电阻R2和第一稳压二极管D1，第三高压MOS管MN3的源极通过第二限流电阻R2接电源地GND，第一限流电阻R1并联在第一高压MOS管MP1的源极和漏极之间，第一稳压二极管D1的负极接第一高压MOS管MP1的源极，第一稳压二极管D1的正极接第一高压MOS管MP1的漏极。
图4所示的本实用新型实施例提供的另一种电压转换电路的工作原理如下：
高压电源输入端输入的高电压VM较低时，合理设置第一限流电阻R1和第二限流电阻R2的比值，使得节点n1的电压为一个接近电源地GND的电压值，则第五高压MOS管MP5处于线性导通状态，低压供电输出端输出的低电压VDD＝VM-VDS(MP5)，其中VDS(MP5)为第五高压MOS管MP5的导通压降。此时低电压VDD不足以使第二稳压二极管D2和第二低压MOS管MN2导通，所以第一低压MOS管MN1、第二低压MOS管MN2、第一高压MOS管MP1和第二高压MOS管MP2组成的反馈控制模块不工作；第一稳压二极管D1用于保护第五高压MOS管MP5的栅源不被击穿；
当低压供电输出端输出的低电压VDD电压随着高压电源输入端输入的高电压VM增大至足以导通第二稳压二极管D2和第二低压MOS管MN2时,第一低压MOS管MN1、第二低压MOS管MN2、第一高压MOS管MP1和第二高压MOS管MP2组成的反馈控制模块开始工作，根据负载调节节点n1的电压，使得第五高压MOS管MP5工作在饱和区状态，低压供电输出端输出的低电压VDD钳位在VD2+VGS(MN2)，其中VD2为稳压二极管钳位电压；这种状态下节点n1电压为一个接近高压电源输入端输入的高电压VM的值，所以加入第三高压MOS管MN3和第四高压MOS管MN4作为开关管来保护低压电路；同时通过补偿电容C1来保证环路的稳定性。
本实用新型实施例还提供了一种包括本实用新型实施例提供的电压转换电路的驱动装置。所述驱动装置可以是电机驱动装置或者是栅极驱动装置。
在本实用新型中，由于电压转换电路包括反馈控制模块，因此不同负载下VDD输出变化小，且负载变化时VDD瞬态响应快。另外，本实用新型电压转换电路的电路简单。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电压转换电路，其特征在于，包括分别与高压电源输入端电连接的反馈控制模块和功率模块，还包括分别与反馈控制模块和功率模块电连接的保护电路模块，反馈控制模块与功率模块电连接，功率模块的其中一端作为低压供电输出端；
功率模块用于完成高电压VM到低电压VDD的转换；
反馈控制模块通过检测高电压VM的电压大小以及负载情况来调整功率模块的电压，实现电压转换和钳位；
保护电路模块用于提高电压转换电路的稳定性和可靠性。
2.如权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，功率模块是MOS管，反馈控制模块是通过检测高电压VM的电压大小以及负载情况来调整MOS管的栅极电压。
3.如权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述反馈控制模块包括第二稳压二极管D2、第一低压MOS管MN1、第二低压MOS管MN2、第一高压MOS管MP1和第二高压MOS管MP2，所述功率模块包括第五高压MOS管MP5，所述保护电路模块包括补偿电容C1、滤波电容C2、第三高压MOS管MN3和第四高压MOS管MN4；
第一高压MOS管MP1的源极、第二高压MOS管MP2的源极和第五高压MOS管MP5的源极均接高压电源输入端，第一高压MOS管MP1的漏极同时接第三高压MOS管MN3的漏极、第五高压MOS管MP5的栅极和补偿电容C1的一端，第一高压MOS管MP1的栅极同时接第二高压MOS管MP2的栅极和漏极，第二高压MOS管MP2的漏极接第四高压MOS管MN4的漏极，第三高压MOS管MN3的源极接电源地GND，第三高压MOS管MN3的栅极和第四高压MOS管MN4的栅极均接使能脚EN，第四高压MOS管MN4的源极接第一低压MOS管MN1的漏极，第一低压MOS管MN1的源极接电源地GND，第一低压MOS管MN1的栅极同时接第二低压MOS管MN2的栅极和漏极，第二低压MOS管MN2的源极接电源地GND，滤波电容C2的一端接电源地GND，另一端接第二稳压二极管D2的负极，第二稳压二极管D2的正极接第二低压MOS管MN2的漏极，第二稳压二极管D2的负极和补偿电容C1的另一端均接第五高压MOS管MP5的漏极，第五高压MOS管MP5的漏极作为低压供电输出端。
4.如权利要求3所述的电压转换电路，其特征在于，所述保护电路模块还包括第一限流电阻R1和第二限流电阻R2，第三高压MOS管MN3的源极通过第二限流电阻R2接电源地GND，第一限流电阻R1并联在第一高压MOS管MP1的源极和漏极之间。
5.如权利要求3或4所述的电压转换电路，其特征在于，所述保护电路模块还包括第一稳压二极管D1，第一稳压二极管D1的负极接第一高压MOS管MP1的源极，第一稳压二极管D1的正极接第一高压MOS管MP1的漏极。
6.一种驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括如权利要求1-5任一项所述的电压转换电路。
7.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置是电机驱动装置或者是栅极驱动装置。
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| CN201920047286.7U CN209313724U (zh) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | 一种电压转换电路和驱动装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113687683A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-11-23 | 武汉职业技术学院 | 一种预稳压电路 |
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- 2019-01-11 CN CN201920047286.7U patent/CN209313724U/zh active Active
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