CN215934716U - 限流点可控的dc-dc电路及电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种限流点可控的DC‑DC电路及电源电路，该限流点可控的DC‑DC电路包括电源电压输入端VIN、输入滤波电容C2、限流电路、DC‑DC主电路、频率设置电容C3、电压反馈电路、输出滤波电路和转变后电压输出端VOUT，限流电路包括有控制产生偏置电压的限流使能控制回路，限流使能控制回路具有带使能引脚EN的MCU芯片和分压器件，并将该限流使能控制回路的一端与原来限流电路中的第二并联端(即输出端)连接，从而实现人为利用芯片N1使能干预控制整个DC‑DC电路的关断或开启，满足多档位电流输出功能需求，以及满足该DC‑DC电路后端多种变化负载需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流转直流电路领域，尤其涉及一种限流点可控的DC-DC电路及电源电路。
背景技术
直流转直流电路，又称DC-DC电路，它能够将直流电转变为另一固定电压或可调电压的直流电，也可以将其称为直流-直流变换器(DC-DC变换器)。在实际的使用过程中，考虑到电路转换效率的问题，通常使用该DC-DC电路实现直流降压。
参见图1所示，目前常用的DC-DC电路主要包括电源电压输入端VIN(如电源电压输入端VIN设置为16V)、输入滤波电容C2、限流电路(包括电阻R1、R2和R3)、DC-DC主电路(包括负责控制DC转DC的芯片N1、电感L1和二极管VD1)、输出滤波电路(包括贴片电容CE1和电容C1)、电压反馈电路(包括电阻R6、R7和R8)、频率设置电容C3和转变后电压输出端VOUT。其中：
输入滤波电容C2用于提供DC-DC主电路工作时所输入的瞬间大电流及旁路DCDC工作时产生的高频噪声；
限流电路用于设置DC-DC主电路的输入电流阀值以及控制电流输出能力，实现DC-DC电路的恒流输出功能；
DC-DC主电路作为DC-DC电路的核心部分，芯片N1负责提供高频调制脉宽信号驱动电感L1。当芯片N1的内置三极管导通时，电感L1会通过该芯片N1的内置三极管连接至电源电压输入端VIN，电源电压输入端VIN给电感L1开始储能；当芯片N1的内置三极管关断时，电感L1存储的能量通过二极管VD1提供给输出回路。
输出滤波电路，用于滤除输出电压纹波，为后端提供稳定且纹波小的直流电压；
电压反馈电路负责对输出电压信号进行采样，并且将采样信号反馈至芯片N1侧，用于调节芯片N1工作状态，稳定输出设定电压，通过调整电阻比例达到输出电压可调。
频率设置电容C3通过芯片N1的内部电流源充放电控制该芯片N1内部的三极管导通截止，调节该电容C3的容值，以达到设定芯片N1处于不同工作频率。
但是，目前的DC-DC电路也存在不足：首先，目前的DC-DC电路不具备使能功能，无法实现人为干预关断或开启控制DCDC电路，无法满足DC-DC电路后端负载短时停电及复位功能。其次，当限流电路内的限流电阻R1、R2和R3的阻值均为固定参数时，目前DC-DC电路的限流点将固定不变，导致DC-DC电路无法实现多档位电流输出功能，无法满足DC-DC电路后端多种变化负载需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种限流点可控的DC-DC电路。
本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种应用有上述限流点可控的DC-DC电路的电源电路。
本实用新型解决第一个技术问题所采用的技术方案为：限流点可控的DC-DC电路，包括：
电源电压输入端VIN；
输入滤波电容C2，其第一端连接电源电压输入端VIN，其第二端连接接地端F_GND；
限流电路，包括至少两个相互并联在一起的限流电阻，限流电路的第一并联端连接电源电压输入端VIN；
DC-DC主电路，包括控制DC转DC的芯片N1、电感L1和二极管VD1，芯片N1分别连接限流电路中的第一并联端、第二并联端以及电感L1的第一端，电感L1的第一端连接二极管VD1的负极，二极管VD1的负极连接接地端F_GND；
频率设置电容C3，其一端连接芯片N1，该频率设置电容C3的另一端连接接地端F_GND；
电压反馈电路，包括反馈电阻R7和反馈电阻R8，反馈电阻R8的第一端连接接地端F_GND，反馈电阻R8的第二端通过直接方式或者间接方式连接反馈电阻R7的第一端，反馈电阻R7的第二端连接电感L1的第二端；
输出滤波电路，包括相互并联的贴片电容CE1和电容C1，贴片电容CE1和电容C1的第一并联端连接电感L1的第二端，贴片电容CE1和电容C1的第二并联端连接接地端F_GND；
转变后电压输出端，连接电感L1的第二端；
其特征在于，所述限流电路还包括控制产生偏置电压的限流使能控制回路，该限流使能控制回路的一端连接限流电路中的第二并联端。
改进地，在所述限流点可控的DC-DC电路中，所述限流使能控制回路包括：
MCU芯片，具有使能引脚EN；
分压器件R4，其第一端连接限流电路中的第二并联端，其第二端连接芯片N1；
分压器件R5，其第一端连接使能引脚EN，其第二端连接分压器件R4的第二端。
进一步地，在所述限流点可控的DC-DC电路中，所述限流使能控制回路的分压器件R4和分压器件R5中的任一个分压器件为阻性器件。
可选择地，在所述限流点可控的DC-DC电路中，所述阻性器件为贴片电阻或绕线电阻或金属膜电阻。
再改进地，在所述限流点可控的DC-DC电路中，所述限流使能控制回路的分压器件R4和分压器件R5中的任一个分压器件为感性器件。
再改进，在所述限流点可控的DC-DC电路中，所述限流使能控制回路的分压器件R4和分压器件R5中的任一个分压器件为容性器件。
可选择地，在所述限流点可控的DC-DC电路中，所述MCU芯片的使能引脚EN为本地非隔离控制引脚或者本地非隔离光耦控制引脚。
本实用新型解决第二个技术问题所采用的技术方案为：电源电路，其特征在于，应用有所述的限流点可控的DC-DC电路。
改进地，在该实用新型中，所述电源电路为直流电源电路。或者，在该实用新型中，所述电源电路为反激式开关电源电路或正激式开关电源电路。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该实用新型中的DC-DC电路在现有常规DC-DC电路基础上，在其限流电路中增加了控制产生偏置电压的限流使能控制回路，限流使能控制回路具有带使能引脚EN的MCU芯片和分压器件，并且将该限流使能控制回路的一端与原来限流电路中的第二并联端(即输出端)连接，实现人为利用芯片N1使能干预控制整个DC-DC电路的关断或开启，满足多档位电流输出功能需求以及该DC-DC电路后端多种变化负载需求。
附图说明
图1为目前常用的DC-DC电路示意图；
图2为本实用新型实施例中限流点可控的DC-DC电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
本实施例提供一种限流点可控的DC-DC电路。具体地，参见图2所示，该实施例的限流点可控的DC-DC电路，包括电源电压输入端VIN、输入滤波电容C2、限流电路、DC-DC主电路、频率设置电容C3、电压反馈电路、输出滤波电路和转变后电压输出端VOUT，限流电路包括有控制产生偏置电压的限流使能控制回路，电源电压输入端VIN设置为12V。其中：
输入滤波电容C2的第一端连接电源电压输入端VIN，输入滤波电容C2的第二端连接接地端F_GND；
限流电路，包括三个相互并联在一起的限流电阻R1、限流电阻R2和限流电阻R3，限流电路的第一并联端(即三个限流电阻并联后的一个并联端)连接电源电压输入端VIN；
DC-DC主电路包括控制DC转DC的芯片N1、电感L1和二极管VD1，该芯片N1的型号是UC33063，芯片N1包括有8个引脚，芯片N1的第6引脚连接限流电路中的第一并联端，芯片N1的第7引脚通过间接方式连接限流电路中的第二并联端，芯片N1的第8引脚直接连接限流电路中的第二并联端，并且该第8引脚与芯片N1的第1引脚相连，芯片N1的第2引脚连接电感L1的第一端，电感L1的第一端连接二极管VD1的负极，二极管VD1的负极连接接地端F_GND；芯片N1的第3引脚连接频率设置电容C3的一端，频率设置电容C3的另一端连接接地端F_GND，芯片N1的第4引脚连接接地端F_GND；
电压反馈电路包括反馈电阻R6、反馈电阻R7和反馈电阻R8，反馈电阻R8的第一端连接接地端F_GND，反馈电阻R8的第二端连接反馈电阻R6的第一端，反馈电阻R6的第二端连接反馈电阻R7的第一端，反馈电阻R7的第二端连接电感L1的第二端；其中，反馈电阻R6的第一端还连接芯片N1的第5引脚；
输出滤波电路包括相互并联的贴片电容CE1和电容C1，贴片电容CE1和电容C1的第一并联端连接电感L1的第二端，电感L1的第二端连接转变后电压输出端，贴片电容CE1和电容C1的第二并联端连接接地端F_GND，该限流使能控制回路的一端连接限流电路中的第二并联端。并且，该实施例中的限流使能控制回路包括MCU芯片、分压器件R4和分压器件R5，MCU芯片具有使能引脚EN，分压器件R4的第一端连接限流电路中的第二并联端，如此，实现芯片N1的第7引脚通过间接方式连接限流电路中的第二并联端的效果，分压器件R4的第二端连接芯片N1，分压器件R5的第一端连接使能引脚EN，分压器件R5的第二端连接分压器件R4的第二端。其中，该实施例中的分压器件R4和分压器件R5中的任一个分压器件可以根据需要选择阻性器件或感性器件或者容性器件。至于选择阻性器件，例如可以是贴片电阻或绕线电阻或金属膜电阻。MCU芯片的使能引脚EN为本地非隔离控制引脚或者本地非隔离光耦控制引脚。
以下结合图2，对该实施例中限流点可控的DC-DC电路工作情况做出说明：
该实施例的DC-DC电路正常启动工作时，芯片N1的第7引脚检测限流电阻R1、限流电阻R2和限流电阻R3并联后所形成限流电路后端电压，芯片N1通过第7引脚电压与第6引脚电压进行比较，可以得到限流电阻压差，从而实现实时监测输入电流功能。
针对限流使能控制回路，当后端负载需要不同负载电流档位时，MCU芯片控制使能引脚EN拉低或拉高，分压器件R4参与到限流电阻R1、R2和R3的限流工作。其中：
当MCU芯片控制使能引脚EN的电压拉低时，经过限流电阻R1、R2、R3的电流将经过分压器件R4，使得芯片N1的第7脚电压拉高，从而实现芯片N1提前进入限流状态，满足后端负载不同负载电流的需求。
当MCU芯片控制使能引脚EN的电压拉高时，经过限流电阻R1、R2、R3的电流将不再经过分压器件R4，芯片N1的第7脚电压恢复初始状态，芯片N1恢复正常限流状态，恢复后端负载正常负载电流的需求。
通过合理选择分压器件R4、分压器件R5与电源电压输入端VIN的分压比例关系，该限流使能控制回路可满足人为利用芯片N1使能干预控制关断或开启功能。
当MCU芯片控制使能引脚EN的电压拉低时，经过限流电阻R1、R2、R3的电流将经过分压器件R4，当分压器件R4阻值足够大，使得芯片N1的第7脚电压抬高至芯片限流关断水平，此时芯片N1通过比较7脚与6脚压差足够大，因此芯片N1处于过流关断状态，从而实现芯片N1使能人为干预控制关断或开启功能，满足后端负载掉电复位功能的需求。
当MCU芯片控制使能引脚EN的电压拉高时，经过限流电阻R1、R2、R3的电流将不再经过分压器件R4，芯片N1的第7脚电压恢复至初始状态，芯片N1恢复正常限流状态，因此芯片N1重新开始正常工作。
该实施例还提供了一种电源电路。具体地，该电源电路应用有以上的限流点可控的DC-DC电路。其中，此处的电源电路可以根据需要采用直流电源电路或反激式开关电源电路或正激式开关电源电路。
尽管以上详细地描述了本实用新型的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.限流点可控的DC-DC电路，包括：
电源电压输入端VIN；
输入滤波电容C2，其第一端连接电源电压输入端VIN，其第二端连接接地端F_GND；
限流电路，包括至少两个相互并联在一起的限流电阻，限流电路的第一并联端连接电源电压输入端VIN；
DC-DC主电路，包括控制DC转DC的芯片N1、电感L1和二极管VD1，芯片N1分别连接限流电路中的第一并联端、第二并联端以及电感L1的第一端，电感L1的第一端连接二极管VD1的负极，二极管VD1的负极连接接地端F_GND；
频率设置电容C3，其一端连接芯片N1，该频率设置电容C3的另一端连接接地端F_GND；
电压反馈电路，包括反馈电阻R7和反馈电阻R8，反馈电阻R8的第一端连接接地端F_GND，反馈电阻R8的第二端通过直接方式或者间接方式连接反馈电阻R7的第一端，反馈电阻R7的第二端连接电感L1的第二端；
输出滤波电路，包括相互并联的贴片电容CE1和电容C1，贴片电容CE1和电容C1的第一并联端连接电感L1的第二端，贴片电容CE1和电容C1的第二并联端连接接地端F_GND；
转变后电压输出端VOUT，连接电感L1的第二端；
其特征在于，所述限流电路还包括控制产生偏置电压的限流使能控制回路，该限流使能控制回路的一端连接限流电路中的第二并联端。
2.根据权利要求1所述的限流点可控的DC-DC电路，其特征在于，所述限流使能控制回路包括：
MCU芯片，具有使能引脚EN；
分压器件R4，其第一端连接限流电路中的第二并联端，其第二端连接芯片N1；
分压器件R5，其第一端连接使能引脚EN，其第二端连接分压器件R4的第二端。
3.根据权利要求2所述的限流点可控的DC-DC电路，其特征在于，所述限流使能控制回路的分压器件R4和分压器件R5中的任一个分压器件为阻性器件。
4.根据权利要求3所述的限流点可控的DC-DC电路，其特征在于，所述阻性器件为贴片电阻或绕线电阻或金属膜电阻。
5.根据权利要求2所述的限流点可控的DC-DC电路，其特征在于，所述限流使能控制回路的分压器件R4和分压器件R5中的任一个分压器件为感性器件。
6.根据权利要求2所述的限流点可控的DC-DC电路，其特征在于，所述限流使能控制回路的分压器件R4和分压器件R5中的任一个分压器件为容性器件。
7.根据权利要求2～6任一项所述的限流点可控的DC-DC电路，其特征在于，所述MCU芯片的使能引脚EN为本地非隔离控制引脚或者本地非隔离光耦控制引脚。
8.电源电路，其特征在于，应用有权利要求1～7任一项所述的限流点可控的DC-DC电路。
9.根据权利要求8所述的电源电路，其特征在于，该电源电路为直流电源电路。
10.根据权利要求8所述的电源电路，其特征在于，该电源电路为反激式开关电源电路或正激式开关电源电路。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121187050.7U CN215934716U (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 限流点可控的dc-dc电路及电源电路 |
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| CN202121187050.7U Active CN215934716U (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 限流点可控的dc-dc电路及电源电路 |
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|---|---|
| CN (1) | CN215934716U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113364258A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-07 | 宁波三星医疗电气股份有限公司 | 限流点可控的dc-dc电路及电源电路 |
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2021
- 2021-05-31 CN CN202121187050.7U patent/CN215934716U/zh active Active
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| CN113364258A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-07 | 宁波三星医疗电气股份有限公司 | 限流点可控的dc-dc电路及电源电路 |
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