CN211321218U

CN211321218U - 一种智能网关的高效降压电源装置

Info

Publication number: CN211321218U
Application number: CN201921525319.0U
Authority: CN
Inventors: 吴济温
Original assignee: Zhejiang Jushi Security Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Jushi Security Technology Co ltd
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2029-09-12

Abstract

一种智能网关的高效降压电源装置，包括稳压转换芯片，稳压转换芯片包括第一连接脚和第二连接脚，电源装置包括电压输入端、电压输出端以及串联于稳压转换芯片的第一场效应管，稳压转换芯片起动，当第二场效应管栅极电压达到约2.5V时导通，将第一场效应管栅极电压拉至地关断，该关断操作去掉了稳压转换芯片的输入电压，由于第一电容向稳压转换芯片放电，第二二极管变成正偏，从输出电压向稳压转换芯片提供电源电压，如果出现电力故障或临时短路，造成输出电压下降至低于稳压转换芯片正常运转的最低值时，可再次将输入电压供至稳压转换芯片，当电压再次升高时，又恢复正常的运行状态，通过转化电路的设计是电源装置的电源总效率得到有效提升。

Description

一种智能网关的高效降压电源装置

技术领域

本实用新型涉及一种电源装置，尤其涉及一种智能网关的高效降压电源装置。

背景技术

智能网关在物联网时代扮演非常重要的角色，它是连接无线传感网络和传统通信网络的纽带，完成无线传感网络、传统通信网络以及其他不同类型网络之间的协议转换，因此智能网关的稳定性尤为重要，电源装置是网关的一个重要部件，现有的设备在系统的负载较低时，拥有较高的电源效率，而当系统的负载较高时，设备的电源效率就会下降，或者，现有的设备只设计在一定系统的负载范围内具有较高的电源效率，而在预设范围之外，电源效率就会下降，并且该负载范围无法满足用户的使用需求。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术的不足，提供了一种智能网关的高效降压电源装置，有效提高了电源转化效率。

本实用新型技术方案：一种智能网关的高效降压电源装置，包括稳压转换芯片，所述稳压转换芯片包括第一连接脚和第二连接脚，所述电源装置包括电压输入端、电压输出端以及串联于稳压转换芯片的第一场效应管，所述第一场效应管的漏级连接电压输入端，该第一场效应管源级连接有第一电容，所述第一电容正极连接第一场效应管源级，另一端负极接地连接，所述第一场效应管控制级连接有第二场效应管，并连接于第二场效应管的漏级，所述第一场效应管控制级还连接有第二电阻，所述第二电阻另一端连接电压输入端，该第二场效应管源级接地连接，该第二场效应管控制级连接有第二电容，所述第二电容正极连接第二场效应管控制级，另一端负极接地连接，所述第二电容正极还串联有第一电阻和第一二极管，所述第一电阻和第一二极管为并联连接，所述第一二极管阳极连接第二电容正极，所述第一电阻和第一二极管另一端串联有第二二极管，所述第二二极管阳极连接第一二极管阴极，第二二极管阴极连接至稳压转换芯片第一连接脚，并连接至第一电容正极，所述第二连接脚串联有第一稳压管，所述第一稳压管正极第二连接脚，负极连接有串联连接的第三电阻和第四电阻，所述第四电阻另一端连接电压输入端，所述电压输入端还串联有三级管，所述三级管集电极连接电压输入端，基级连接于所述第三电阻和第四电阻之间，所述发射极与基级之间设置有第三二极管，所述第三二极管阳极连接发射极，阴极连接基级，所述三级管发射极连接有第三场效应管，所述第三场效应管控制级连接所述三级管的发射极，所述第三场效应管源级连接电压输入端，该漏级连接第二稳压管和第一电感，所述第二稳压管正极连接该漏级，负极串联有第三电容，所述第一电感与所述第二稳压管和第三电容为并联连接，所述第一电感与所述第二稳压管和第三电容另一端串联有第二电感，所述第二电感另一端连接电压输出端。

本实用新型的进一步设置：所述电源装置包括变压模块，所述变压模块包括变压器、整流桥、第一滤波电容、第二滤波电容、第一调节电阻、第二调节电阻和稳压芯片，所述变压器包括初级绕组端和次级绕组端，所述整流桥包括第一交流端、第二交流端、正极端和负极端，所述第一交流端和第二交流端分别连接至次级绕组端两端，所述正极端和负极端之间并接有第一滤波电容，所述第一滤波电容正极连接正极端，负极连接负极端，所述稳压芯片包括稳压输入脚、稳压输出脚和调节脚，所述稳压输入脚串联连接于整流桥的正极端，所述第一调节电阻一端连接调节脚，另一端连接接地，所述第二调节电阻一端连接调节脚，另一端连接稳压输出脚，所述稳压输出脚和负极端之间并联有第二滤波电容，所述第二滤波电容正极连接稳压输出脚，负极连接负极端。

本实用新型的进一步设置：所述第一调节电阻为可调电阻。

本实用新型的进一步设置：所述稳压芯片为LM317稳压芯片。

采用上述技术方案，智能网关的高效降压电源装置包括变压模块和稳压转换芯片，变压模块的变压器采用220V转12V变压器，第一滤波电容为100uF，稳压芯片为LM317 稳压芯片，第二滤波电容为150uF，第一调节电阻为18K欧姆，并且第一调节电阻为可调电阻，第二调节电阻为1K欧姆，线性稳压器LM317稳压芯片进行稳压，并可通过第一调节电阻调至12V输出电压，本方案稳压转换芯片采用LT1072单片式高功率开关稳压器，其可在所有标准的开关配置中运作，包括降压、升压、反激式、正激式、负输出和“cuk”，一个高电流、高效率开关与所有的振荡器、控制器和保护电路一起集成在芯片之内，本方案电源首次加电时，稳压转换芯片无输出，第一电阻和第一二极管使第二电容保持在未充电状态，并将第二场效应管的栅极接地，由于第二场效应管关断，升高的电压通过第二电阻将第一场效应管的栅极拉高，随着电源电压的升高，第一场效应管导通，将全部输入电压加到稳压转换芯片上，使稳压转换芯片开始工作，稳压转换芯片起动后，输出电压升高时，第二电容开始通过第一电阻充电，当第二场效应管栅极电压达到约2.5V时，第二场效应管导通，将第一场效应管栅极电压拉至地，使其关断，该关断操作去掉了稳压转换芯片的输入电压，由于第一电容向稳压转换芯片放电，第二二极管变成正偏，从输出电压向稳压转换芯片提供电源电压，如果出现电力故障或临时短路，造成输出电压下降至低于LT1072单片式高功率开关稳压器正常运转的最低值时，第一二极管会使第二电容快速放电，再次将输入电压供至稳压转换芯片，当电压再次升高时，又恢复正常的运行状态，通过转化电路的设计是电源装置的电源总效率得到有效提升。

附图说明

附图1为本实用新型具体实施例的整体电路图；

附图2为本实用新型具体实施例的变压模块1电路图；

附图3为本实用新型具体实施例的变压模块2电路图；

附图4为本实用新型具体实施例的稳压转换芯片内部结构图。

具体实施方式

如图1至4所示的一种智能网关的高效降压电源装置，包括稳压转换芯片1，所述稳压转换芯片1包括第一连接脚VIN和第二连接脚VSW，所述电源装置包括电压输入端11、电压输出端12以及串联于稳压转换芯片1的第一场效应管13，所述第一场效应管13的漏级连接电压输入端11，该第一场效应管13源级连接有第一电容14，所述第一电容14正极连接第一场效应管13源级，另一端负极接地连接，所述第一场效应管13控制级连接有第二场效应管15，并连接于第二场效应管15的漏级，所述第一场效应管13控制级还连接有第二电阻16，所述第二电阻16另一端连接电压输入端11，该第二场效应管15源级接地连接，该第二场效应管15控制级连接有第二电容17，所述第二电容17正极连接第二场效应管15控制级，另一端负极接地连接，所述第二电容17正极还串联有第一电阻18和第一二极管19，所述第一电阻18和第一二极管19为并联连接，所述第一二极管19阳极连接第二电容17正极，所述第一电阻18和第一二极管19另一端串联有第二二极管21，所述第二二极管21阳极连接第一二极管19阴极，第二二极管21阴极连接至稳压转换芯片1第一连接脚VIN，并连接至第一电容14正极，所述第二连接脚VSW串联有第一稳压管22，所述第一稳压管22正极第二连接脚VSW，负极连接有串联连接的第三电阻23和第四电阻24，所述第四电阻24另一端连接电压输入端11，所述电压输入端11还串联有三级管25，所述三级管25集电极连接电压输入端11，基级连接于所述第三电阻23和第四电阻24之间，所述发射极与基级之间设置有第三二极管26，所述第三二极管26阳极连接发射极，阴极连接基级，所述三级管25发射极连接有第三场效应管31，所述第三场效应管31控制级连接所述三级管25的发射极，所述第三场效应管31源级连接电压输入端11，该漏级连接第二稳压管32和第一电感33，所述第二稳压管32正极连接该漏级，负极串联有第三电容34，所述第一电感33与所述第二稳压管32和第三电容34为并联连接，所述第一电感33与所述第二稳压管32和第三电容34另一端串联有第二电感35，所述第二电感35另一端连接电压输出端12。

所述电源装置包括变压模块，所述变压模块包括变压器41、整流桥42、第一滤波电容43、第二滤波电容44、第一调节电阻51、第二调节电阻52和稳压芯片53，所述变压器 41包括初级绕组端和次级绕组端，所述整流桥42包括第一交流端、第二交流端、正极端和负极端，所述第一交流端和第二交流端分别连接至次级绕组端两端，所述正极端和负极端之间并接有第一滤波电容43，所述第一滤波电容43正极连接正极端，负极连接负极端，所述稳压芯片53包括稳压输入脚IN、稳压输出脚OUT和调节脚ADJ，所述稳压输入脚IN串联连接于整流桥42的正极端，所述第一调节电阻51一端连接调节脚ADJ，另一端连接接地，所述第二调节电阻52一端连接调节脚ADJ，另一端连接稳压输出脚OUT，所述稳压输出脚 OUT和负极端之间并联有第二滤波电容44，所述第二滤波电容44正极连接稳压输出脚 OUT，负极连接负极端。

所述第一调节电阻51为可调电阻。

所述稳压芯片53为LM317稳压芯片。

智能网关的高效降压电源装置包括变压模块和稳压转换芯片，变压模块的变压器41 采用220V转12V变压器，第一滤波电容43为100uF，稳压芯片53为LM317稳压芯片，第二滤波电容44为150uF，第一调节电阻51为18K欧姆，并且第一调节电阻51为可调电阻，第二调节电阻52为1K欧姆，线性稳压器LM317稳压芯片进行稳压，并可通过第一调节电阻51调至12V输出电压，同时通过附图3所示变压模块2电路图，通过输出滤波电容 102和输出稳压芯片101组成，输出稳压芯片包括稳压接入脚IN-1、稳压接出脚OUT-1和稳压控制脚ADJ-1,输出稳压芯片的型号采用AMS1117，可将12V转化为3.3V，其中稳压输出脚OUT连接稳压接入脚IN-1，稳压接出脚OUT-1将输出3.3V电压，本方案稳压转换芯片1采用LT1072单片式高功率开关稳压器，其可在所有标准的开关配置中运作，包括降压、升压、反激式、正激式、负输出和“cuk”，一个高电流、高效率开关与所有的振荡器、控制器和保护电路一起集成在芯片之内，第一场效应管13的漏级连接电压输入端11正极，电压输入端11负极连接串联连接限流电容61和限流电阻62，限流电阻62另一端连接稳压转化芯片1，限流电阻62选用1KM电阻，限流电容61选用2F以上电压振荡变大，为使负载变动时输出电压振荡变小，尽量增大限流电阻，减小限流电容，限流电容61可选用 2PF以下电容，在电源接通时，若冲击电流过大就进行限载，并停止电路工作，限流，停止等功能就起作用，本方案电源首次加电时，稳压转换芯片1无输出，第一电阻18和第一二极管19使第二电容17保持在未充电状态，并将第二场效应管15的栅极接地，由于第二场效应管15关断，升高的电压通过第二电阻16将第一场效应管13的栅极拉高，随着电源电压的升高，第一场效应管13导通，将全部输入电压加到稳压转换芯片1上，使稳压转换芯片1开始工作，稳压转换芯片1起动后，输出电压升高时，第二电容17开始通过第一电阻 18充电，当第二场效应管15栅极电压达到约2.5V时，第二场效应管15导通，将第一场效应管13栅极电压拉至地，使其关断，该关断操作去掉了稳压转换芯片1的输入电压，由于第一电容14向稳压转换芯片1放电，第二二极管21变成正偏，从输出电压向稳压转换芯片 1提供电源电压，如果出现电力故障或临时短路，造成输出电压下降至低于LT1072单片式高功率开关稳压器正常运转的最低值时，第一二极管19会使第二电容17快速放电，再次将输入电压供至稳压转换芯片1，当电压再次升高时，又恢复正常的运行状态，通过转化电路的设计是电源装置的电源总效率得到有效提升。

Claims

1.一种智能网关的高效降压电源装置，包括稳压转换芯片，所述稳压转换芯片包括第一连接脚和第二连接脚，其特征在于，所述电源装置包括电压输入端、电压输出端以及串联于稳压转换芯片的第一场效应管，所述第一场效应管的漏级连接电压输入端，该第一场效应管源级连接有第一电容，所述第一电容正极连接第一场效应管源级，另一端负极接地连接，所述第一场效应管控制级连接有第二场效应管，并连接于第二场效应管的漏级，所述第一场效应管控制级还连接有第二电阻，所述第二电阻另一端连接电压输入端，该第二场效应管源级接地连接，该第二场效应管控制级连接有第二电容，所述第二电容正极连接第二场效应管控制级，另一端负极接地连接，所述第二电容正极还串联有第一电阻和第一二极管，所述第一电阻和第一二极管为并联连接，所述第一二极管阳极连接第二电容正极，所述第一电阻和第一二极管另一端串联有第二二极管，所述第二二极管阳极连接第一二极管阴极，第二二极管阴极连接至稳压转换芯片第一连接脚，并连接至第一电容正极，所述第二连接脚串联有第一稳压管，所述第一稳压管正极第二连接脚，负极连接有串联连接的第三电阻和第四电阻，所述第四电阻另一端连接电压输入端，所述电压输入端还串联有三级管，所述三级管集电极连接电压输入端，基级连接于所述第三电阻和第四电阻之间，所述发射极与基级之间设置有第三二极管，所述第三二极管阳极连接发射极，阴极连接基级，所述三级管发射极连接有第三场效应管，所述第三场效应管控制级连接所述三级管的发射极，所述第三场效应管源级连接电压输入端，该漏级连接第二稳压管和第一电感，所述第二稳压管正极连接该漏级，负极串联有第三电容，所述第一电感与所述第二稳压管和第三电容为并联连接，所述第一电感与所述第二稳压管和第三电容另一端串联有第二电感，所述第二电感另一端连接电压输出端。

2.根据权利要求1所述的智能网关的高效降压电源装置，其特征在于，所述电源装置包括变压模块，所述变压模块包括变压器、整流桥、第一滤波电容、第二滤波电容、第一调节电阻、第二调节电阻和稳压芯片，所述变压器包括初级绕组端和次级绕组端，所述整流桥包括第一交流端、第二交流端、正极端和负极端，所述第一交流端和第二交流端分别连接至次级绕组端两端，所述正极端和负极端之间并接有第一滤波电容，所述第一滤波电容正极连接正极端，负极连接负极端，所述稳压芯片包括稳压输入脚、稳压输出脚和调节脚，所述稳压输入脚串联连接于整流桥的正极端，所述第一调节电阻一端连接调节脚，另一端连接接地，所述第二调节电阻一端连接调节脚，另一端连接稳压输出脚，所述稳压输出脚和负极端之间并联有第二滤波电容，所述第二滤波电容正极连接稳压输出脚，负极连接负极端。

3.根据权利要求2所述的智能网关的高效降压电源装置，其特征在于，所述第一调节电阻为可调电阻。

4.根据权利要求2所述的智能网关的高效降压电源装置，其特征在于，所述稳压芯片为LM317稳压芯片。