CN215268072U - 一种高效降压开关转换电路 - Google Patents

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崔英杰
邓兴培
刘松
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Abstract

本实用新型公开了一种高效降压开关转换电路，属于开关电源技术领域，包括主要由开关管、电感、电容和同步整流MOS管组成的降压式变换电路以及PWM波电路，所述同步整流MOS管以及开关管的工作状态均由PWM电路控制，开关管导通时，同步整流MOS管关断，开关管关断时，同步整流MOS管导通。本实用新型用MOS管代替传统降压式变换电路中的续流二极管，构成同步整流，大大提高了转换效率，整体电路由分立器件构建，成本低。

Description

一种高效降压开关转换电路
技术领域
本实用新型属于开关电源技术领域，具体涉及一种高效降压开关转换电路。
背景技术
目前，市售的集成降压芯片，由于其内部无同步整流模块，电路转换效率低，并且相对于由分立元件构成的降压电路来说，成本也比较高。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种采用同步整流技术，成本低的高效降压开关转换电路。
为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种高效降压开关转换电路，包括主要由开关管、电感、电容和同步整流MOS管组成的降压式变换电路以及PWM波电路，所述同步整流MOS管以及开关管的工作状态均由PWM电路控制，开关管导通时，同步整流MOS管关断，开关管关断时，同步整流MOS管导通。
进一步的，所述PWM电路包括可控精密稳压源芯片Q1、电阻R7-R10、电容C3、三极管IC1和IC3，电阻R7和电阻R8串联构成反馈分压电路，电阻R7和电阻R8的连接节点连接可控精密稳压源芯片Q1的参考极，可控精密稳压源芯片Q1的阴极连接三极管IC1的基极，可控精密稳压源芯片Q1的阴极经电阻R9连接三极管IC3的基极，电阻R10并联在三极管IC3基极和发射极之间，用于滤波的电容C3并联在电阻R7两端，可控精密稳压源芯片Q1通过反馈分压电路反馈的电压控制三极管IC1和三极管IC3的导通关断，三极管IC1导通时，开关管导通，三极管IC3关断，同步整流MOS管关断，三极管IC1关断时，开关管关断，三极管IC3导通，同步整流MOS管导通。
优选的，所述开关管是GTR、GTO、MOSFET、IGBT中的任意一种。
优选的，所述可控精密稳压源芯片Q1为TL431。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本实用新型用MOS管代替传统降压式变换电路中的续流二极管，构成同步整流，大大提高了转换效率，整体电路由分立器件构建，成本低。
附图说明
图1是本实用新型电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对实用新型做进一步详细描述：
本实用新型是一种高效降压开关转换电路，如图1所示，主要由开关管IC2、电感L1、电容C4和同步整流MOS管IC4组成的降压式变换电路以及PWM波电路构成，所述同步整流MOS管IC4以及开关管IC2的工作状态均由PWM电路控制，开关管IC2导通时，同步整流MOS管IC4关断，开关管IC2关断时，同步整流MOS管IC4导通。
所述PWM电路包括可控精密稳压源芯片Q1、电阻R7-R10、电容C3、三极管IC1和IC3，电阻R7和电阻R8串联构成反馈分压电路，电阻R7和电阻R8的连接节点连接可控精密稳压源芯片Q1的参考极，可控精密稳压源芯片Q1的阴极连接三极管IC1的基极，可控精密稳压源芯片Q1的阴极经电阻R9连接三极管IC3的基极，电阻R10并联在三极管IC3基极和发射极之间，用于滤波的电容C3并联在电阻R7两端，可控精密稳压源芯片Q1通过反馈分压电路反馈的电压控制三极管IC1和三极管IC3的导通关断，三极管IC1导通时，开关管导通，三极管IC3关断，同步整流MOS管关断，三极管IC1关断时，开关管关断，三极管IC3导通，同步整流MOS管导通。所述开关管IC2可以是GTR(Giant Transistor，电力晶体管)、GTO(Gate-Turn-OffThyristor门极关断晶闸管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor金属-氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor绝缘栅双极型晶体管)中的任意一种。具体型号可根据实际应用电路进行选择，所述可控精密稳压源芯片Q1采用TL431，也可以采用诸如SPX2431，UPC1093等型号，具体型号可根据实际应用电路进行选择。
工作原理：
如图1所示，电路正常工作时，输入电压VIN经电阻R2与电阻R3分压，电阻R2与电阻R3构成的分压电路，电容C2用于滤波，使得三极管IC1发射极具有一定的电压VR3，利于三极管的彻底关断，使电阻R3的电压VR3处于VQ1(ON)＜VR3＜VIC4(ON)；其中VQ1(ON)为可控精密稳压源芯片Q1的1、3脚导通电压，VIC4(ON)为同步整流MOS管IC4处于饱和导通的栅源开启电压，由于可控精密稳压源芯片Q1的2脚电压小于2.5V时，Q1不导通，输入电压通过电阻R4加到三极管IC1的基极，此时三极管IC1导通，将开关管IC2(也称晶体管)的基极拉低，开关管IC2导通，三极管IC3的发射极为低电平，三极管IC3基极电压为VIN*R10/(R4+R9+R10)(需小于V(IC3)BEO)，此时IC3不导通，IC4不导通，输入电压VIN与电感L1以及负载形成回路，电感L1电流线性上升，输出电压逐渐上升，当输出电压VOUT的反馈输入分压VOUT*R7/(R7+R8)≥2.5V时，电阻R4两端电压逐渐升高，此时，三极管IC1基极电位逐渐下降，直至IC1关断，此时三极管IC3基极电位拉低，IC3导通，IC4导通，电感L1以及负载和IC4形成回路，电感L1、电容C4储存的能量给负载供电，由于同步整流MOS管IC4工作时产生的损耗非常小(IC4导通阻抗RON非常小)，电路转换效率高，负载消耗能量使输出电压VOUT逐渐降低时，可控精密稳压源芯片Q1的2脚电压降低使1脚与3脚之间的阻抗增大，电阻R4的两端电压逐渐降低，三极管IC1基极电位逐渐上升，最后三极管IC1、开关管IC2导通，此时三极管IC3基极电位升高，三极管IC3不导通，同步整流MOS管IC4不导通，输入电压VIN与电感L1和负载形成回路，使输出电压逐渐升高，周而复始，使输出电压保持为VIN*Ton/T，Ton为开关管IC2的导通时间，T为开关管IC2的导通时间与关闭时间总和。

Claims (4)

1.一种高效降压开关转换电路，其特征在于：包括主要由开关管、电感、电容和同步整流MOS管组成的降压式变换电路以及PWM波电路，所述同步整流MOS管以及开关管的工作状态均由PWM电路控制，开关管导通时，同步整流MOS管关断，开关管关断时，同步整流MOS管导通。
2.根据权利要求1所述的一种高效降压开关转换电路，其特征在于：所述PWM电路包括可控精密稳压源芯片Q1、电阻R7-R10、电容C3、三极管IC1和IC3，电阻R7和电阻R8串联构成反馈分压电路，电阻R7和电阻R8的连接节点连接可控精密稳压源芯片Q1的参考极，可控精密稳压源芯片Q1的阴极连接三极管IC1的基极，可控精密稳压源芯片Q1的阴极经电阻R9连接三极管IC3的基极，电阻R10并联在三极管IC3基极和发射极之间，用于滤波的电容C3并联在电阻R7两端，可控精密稳压源芯片Q1通过反馈分压电路反馈的电压控制三极管IC1和三极管IC3的导通关断，三极管IC1导通时，开关管导通，三极管IC3关断，同步整流MOS管关断，三极管IC1关断时，开关管关断，三极管IC3导通，同步整流MOS管导通。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效降压开关转换电路，其特征在于：所述开关管是GTR、GTO、MOSFET、IGBT中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的一种高效降压开关转换电路，其特征在于：所述可控精密稳压源芯片Q1为TL431。
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