CN215452792U

CN215452792U - 一种数字控制的小功率线性可调电源

Info

Publication number: CN215452792U
Application number: CN202121155646.9U
Authority: CN
Inventors: 王磊; 白海斌; 齐福淼; 郭鹏; 王勇; 贺磊; 王旭辉
Original assignee: Xi'an Xinleineng Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Xi'an Xinleineng Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2022-01-07
Anticipated expiration: 2031-05-26

Abstract

本实用新型公开了一种数字控制的小功率线性可调电源，涉及电源技术领域，包括：BOOST升压电路、占空比转换电路、稳压调节电路和辅源和基准电路；输入控制占空比信号频率能够在10KHz到100KHz之间灵活选择；输入控制占空比信号电压可以通过改变R27阻值灵活调节；选择不同型号的Q1三极管可以实现不同的输出大功率；调节R7和R15电阻可以得到20～120V的输出电压。通过该电路的使用，实现隔离控制调压，避免数字地和模拟地的干扰，调压控制方便，控制精度高，纹波噪声小。

Description

一种数字控制的小功率线性可调电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种数字控制的小功率线性可调电源。

背景技术

可调电源是采用当前国际先进的高频调制技术，其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽，实现了电压和电流的大范围调节，同时扩大了直流电源供应器的应用。但传统的线性可调电源采用电位器或者直流电平控制调压，在数字控制应用中，难以隔离噪声，并且控制精度低。

针对上述问题，本申请提供了一种数字控制的小功率线性可调电源，通过占空比调压代替直流电平或者电位器，实现隔离控制调压，避免数字地和模拟地的干扰，调压控制方便，控制精度高，且纹波噪声小。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种数字控制的小功率线性可调电源，通过占空比调压代替直流电平或者电位器，实现隔离控制调压，避免数字地和模拟地的干扰，调压控制方便，控制精度高，且纹波噪声小。

本实用新型提供了一种数字控制的小功率线性可调电源，包括：BOOST升压电路、占空比转换电路、稳压调节电路和辅源和基准电路；

所述BOOST升压电路的输入端输入外部电压，用于将外部电压提升至目标电压，所述占空比转换电路的输入端输入数字占空比信号，将输入的数字占空比信号转换为与占空比对应的直流电压，所述BOOST升压电路的输出端和所述占空比转换电路的输出端均与所述稳压调节电路电连接；

所述辅源和基准电路分别与所述占空比转换电路和稳压调节电路电连接，用于给所述占空比转换电路和稳压调节电路提供辅助供电和基准电压，所述稳压调节电路根据基准电压进行输出电压的调节。

进一步地，所述BOOST升压电路包括内部集成MOS的BOOST芯片IC1，所述BOOST芯片IC1的SW引脚电连接电容C1、电感L1、二极管D1和电容C2，所述二极管D1电连接由电容C6和电阻R1组成的RC吸收电路，所述BOOST芯片IC1的外围电路由电阻R4、R5、R7、R13、R15和电容C10、C11、C13、C15组成，所述BOOST芯片IC1电连接由电感L2和电容C3、C4、C5组成π型滤波电路，用于降低BOOST输出电压的纹波和噪声。

进一步地，所述占空比转换电路中包括逻辑转换电路、驱动电路、三级RC滤波电路组成，所述三级RC滤波电路、驱动电路和逻辑转换电路依次电连接；

所述逻辑转换电路由数字光偶IC9和NPN三极管Q8组成，用于将输入的占空比信号隔离转换为以V-REF为基准的方波信号；所述驱动电路由NPN三极管Q7和PNP三极管Q9组成，用于增加方波信号的驱动能力；所述三级RC滤波电路由电阻R22、R23、R24和电容C16、C17、C18组成，用于将处理后的方波信号滤成对应基准电压下的直流电平V-ADJ；

所述逻辑转换电路的输出端电连接电阻R27，进行输入占空比信号的限流；所述数字光偶IC9电连接驱动上拉电阻R19，所述NPN三极管Q8电连接驱动上拉R18和下拉电阻R28，所述NPN三极管Q8电连接限流电阻R17，所述三级RC滤波电路电连接误差调节电阻R30和R31。

进一步地，所述稳压调节电路由稳压电路和调节电路组成，所述调节电路电连接在所述稳压电路的输入端；

所述稳压电路由运算放大器放IC2、NPN三极管Q3和PNP三极管Q4组成，所述调节电路由NPN三极管Q1和PNP三极管Q2组成；由运算放大器放IC2接收直流电平V-ADJ，其输出端依此电连接所述NPN三极管Q3、PNP三极管Q4、PNP三极管Q2和NPN三极管Q1。

进一步地，所述辅源和基准电路由辅源电路和基准电路组成，所述辅源电路和基准电路进行电连接。

进一步地，所述辅源电路由NPN三极管Q5、电阻R21、稳压管VD1和电容C19组成，所述电阻R21和稳压管VD1并联连接在所述NPN三极管Q5的基极，所述电容C19电连接在所述NPN三极管Q5的发射极，所述稳压管VD1的输入端电连接温度补偿二极管D4。

进一步地，所述基准电路由NPN三极管Q6、电阻R20、电阻R25、电阻R26、电阻R29、431稳压芯片IC3和电容C20组成，所述电阻R20和电阻R25并联连接在所述NPN三极管Q6的基极，所述电阻R25与431稳压芯片IC3电连接，所述电阻R26与电容C20并联连接在所述NPN三极管Q6的发射极，所述电阻R26和电阻R29串联连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著优点：

本实用新型提出了一种数字控制的小功率线性可调电源，输入控制占空比信号频率能够在10KHz到100KHz之间灵活选择；输入控制占空比信号电压可以通过改变R27阻值灵活调节；选择不同型号的Q1三极管可以实现不同的输出大功率；调节R7和R15电阻可以得到20～120V的输出电压。通过该电路的使用，实现隔离控制调压，避免数字地和模拟地的干扰，调压控制方便，控制精度高，纹波噪声小。

附图说明

图1为本实用新型提供的原理框图；

图2为本实用新型提供的BOOST升压电路图；

图3为本实用新型提供的占空比转换电路图；

图4为本实用新型提供的稳压调节电路图；

图5为本实用新型提供的辅源和基准电路图。

具体实施方式

下面结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

为了便于理解和说明，如附图1所示，本实用新型提供了一种数字控制的小功率线性可调电源，包括：BOOST升压电路、占空比转换电路、稳压调节电路和辅源和基准电路；

所述BOOST升压电路的输入端输入外部电压，用于将外部电压提升至目标电压，所述占空比转换电路的输入端输入数字占空比信号，将输入的数字占空比信号转换为与占空比对应的直流电压，此电压作为稳压调节电路的给定基准电压，调节稳压调节电路以得到合适的输出电压，所述BOOST升压电路的输出端和所述占空比转换电路的输出端均与所述稳压调节电路电连接；

实施例1

如图2所示，所述BOOST升压电路包括内部集成MOS的BOOST芯片IC1，所述BOOST芯片IC1的SW引脚电连接电容C1、电感L1、二极管D1和电容C2，所述二极管D1电连接由电容C6和电阻R1组成的RC吸收电路，降低D1的开关噪声，所述BOOST芯片IC1的外围电路由电阻R4、R5、R7、R13、R15和电容C10、C11、C13、C15组成，配合IC1工作，所述BOOST芯片IC1电连接由电感L2和电容C3、C4、C5组成π型滤波电路，用于降低BOOST输出电压的纹波和噪声。

实施例2

如图3所示，所述占空比转换电路中包括逻辑转换电路、驱动电路、三级RC滤波电路组成，所述三级RC滤波电路、驱动电路和逻辑转换电路依次电连接；

其中，NPN三极管Q7和PNP三极管Q9可以采用驱动芯片代替。

实施例3

如图4所示，所述稳压调节电路由稳压电路和调节电路组成，所述调节电路电连接在所述稳压电路的输入端；

所述稳压调节电路的工作原理：

占空比转换电路输出的直流电平V-ADJ输入到运算放大器IC2的同相输入端，输出电压经过R9和R14分压后输入到IC2的反相输入端。当输出电压增大(或减小)时，IC2的反相输入端电压跟着增大(或减小)，IC2比较其同相和反相输入端电压调节其输出端电压值降低(或升高)；IC11输出经过R11连接到Q3的基极，IC11输出降低(或升高)调节Q3基极电流增大(或缩小)，Q3基极电流增大(或缩小)会导致流过其集电极电流增大(或缩小)；Q3集电极电流流过R12/R16和Q4基极到地，Q3集电极电流增大(或缩小)会导致Q4基极电流增大(或缩小)，Q4基极电流增大(或缩小)会导致其集电极电流增大(或缩小)；Q4集电极经过R8连接到Q2的基极，Q2基极电流增大(或缩小)会导致流入其发射极增大(或缩小)；流过Q2发射极电流增大(或缩小)会导致通过R2流入Q1基极电流降低(或升高)，流入Q1基极电流降低(或升高)会导致流出其发射极电流降低(或升高)，最后输出电压会降低(或升高)，形成闭环调节。电阻R3为Q1驱动电阻，R6为Q3驱动电阻，电阻R10和电容C14/C12组成环路的补偿网络，用于优化环路参数。二极管D2和D3补偿占空比转换电路中Q9的CE压降。

其中，所述NPN三极管Q3、PNP三极管Q4、PNP三极管Q2可以采用线性光耦替代。

实施例4

如图5所示，所述辅源和基准电路由辅源电路和基准电路组成，所述辅源电路和基准电路进行电连接。

所述辅源电路由NPN三极管Q5、电阻R21、稳压管VD1和电容C19组成，所述NPN三极管Q5、电阻R21、稳压管VD1和电容C19构成线性稳压电路，所述电阻R21和稳压管VD1并联连接在所述NPN三极管Q5的基极，所述电容C19电连接在所述NPN三极管Q5的发射极，所述稳压管VD1的输入端电连接温度补偿二极管D4，补偿高低温情况下的VD1稳压值的温度漂移。

所述基准电路由NPN三极管Q6、电阻R20、电阻R25、电阻R26、电阻R29、431稳压芯片IC3和电容C20组成，所述电阻R20和电阻R25并联连接在所述NPN三极管Q6的基极，所述电阻R25与431稳压芯片IC3电连接，所述电阻R26与电容C20并联连接在所述NPN三极管Q6的发射极，所述电阻R26和电阻R29串联连接。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种数字控制的小功率线性可调电源，其特征在于，包括：BOOST升压电路、占空比转换电路、稳压调节电路和辅源和基准电路；

2.如权利要求1所述的一种数字控制的小功率线性可调电源，其特征在于，所述BOOST升压电路包括内部集成MOS的BOOST芯片IC1，所述BOOST芯片IC1的SW引脚电连接电容C1、电感L1、二极管D1和电容C2，所述二极管D1电连接由电容C6和电阻R1组成的RC吸收电路，所述BOOST芯片IC1的外围电路由电阻R4、R5、R7、R13、R15和电容C10、C11、C13、C15组成，所述BOOST芯片IC1电连接由电感L2和电容C3、C4、C5组成π型滤波电路，用于降低BOOST输出电压的纹波和噪声。

3.如权利要求1所述的一种数字控制的小功率线性可调电源，其特征在于，所述占空比转换电路中包括逻辑转换电路、驱动电路、三级RC滤波电路组成，所述三级RC滤波电路、驱动电路和逻辑转换电路依次电连接；

4.如权利要求1所述的一种数字控制的小功率线性可调电源，其特征在于，所述稳压调节电路由稳压电路和调节电路组成，所述调节电路电连接在所述稳压电路的输入端；

5.如权利要求1所述的一种数字控制的小功率线性可调电源，其特征在于，所述辅源和基准电路由辅源电路和基准电路组成，所述辅源电路和基准电路进行电连接。

6.如权利要求5所述的一种数字控制的小功率线性可调电源，其特征在于，所述辅源电路由NPN三极管Q5、电阻R21、稳压管VD1和电容C19组成，所述电阻R21和稳压管VD1并联连接在所述NPN三极管Q5的基极，所述电容C19电连接在所述NPN三极管Q5的发射极，所述稳压管VD1的输入端电连接温度补偿二极管D4。

7.如权利要求5所述的一种数字控制的小功率线性可调电源，其特征在于，所述基准电路由NPN三极管Q6、电阻R20、电阻R25、电阻R26、电阻R29、431稳压芯片IC3和电容C20组成，所述电阻R20和电阻R25并联连接在所述NPN三极管Q6的基极，所述电阻R25与431稳压芯片IC3电连接，所述电阻R26与电容C20并联连接在所述NPN三极管Q6的发射极，所述电阻R26和电阻R29串联连接。