CN217936026U - 一种buck调光电路、buck调光装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请属于电子电路技术领域，提供了一种BUCK调光电路、BUCK调光装置以及电子设备，通过参考信号源提供参考电压信号，驱动控制模块将输出端的电流采样信号与参考电压信号进行比较生成驱动控制信号，采样模块对输出滤波模块输出的调光电流进行采样生成电流采样信号，并由推挽模块接收驱动控制信号，并对驱动控制信号进行放大处理，生成调光驱动信号发送至驱动开关模块，以控制驱动开关模块的开关状态，从而实现在不使用芯片或者单片机的情况下完成调光控制。

Description

一种BUCK调光电路、BUCK调光装置以及电子设备

技术领域

本申请属于电子电路技术领域，尤其涉及一种BUCK调光电路、BUCK调光装置以及电子设备。

背景技术

Buck降压电路是常用处理直流电压转换成直流电压或者电流的拓扑结构，通常需要专用芯片来控制，还是需要外部控制电路，比如单片机协助来完成调光控制，或者使用单片机来控制，完成PID(比例积分微分控制)功能。

然而，目前调光控制方案存在设计复杂而且输出小电流时难以精确控制等问题。

实用新型内容

为了实现上述目的，本申请实施例提供一种BUCK调光电路、BUCK调光装置以及电子设备，旨在解决现有的BUCK调光电路存在的问题。

本申请实施例第一方面提供了一种BUCK调光电路，所述BUCK调光电路包括：

参考信号源，用于提供参考电压信号；

输入电压端，用于提供输入电压信号；

驱动控制模块，与所述参考信号源连接，用于将电流采样信号与所述参考电压信号进行比较生成驱动控制信号；

驱动开关模块，与所述输入电压端连接；

续流模块，与所述驱动开关模块的输出端连接；

输出滤波模块，与所述驱动开关模块的输出端连接；

采样模块，与所述输出滤波模块和所述驱动控制模块连接，用于对所述输出滤波模块输出的调光电流进行采样生成所述电流采样信号；

推挽模块，与所述驱动控制模块和所述驱动开关模块连接，用于接收所述驱动控制信号，并对所述驱动控制信号进行放大处理，生成调光驱动信号发送至所述驱动开关模块，以控制所述驱动开关模块的开关状态。

在一个实施例中，所述驱动控制模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第一开关管；

所述第一电容的第一端、所述第一电阻的第一端、所述第二电容的第一端、所述第二电阻的第一端以及所述第三电阻的第一端共接，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端共接于所述第一运算放大器的负极输入端，所述第四电阻的第二端与所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端、所述第一运算放大器的输出端以及所述第五电阻的第一端共接，所述第一运算放大器的正极输入端连接参考信号源；

所述第一运算放大器的电源端、所述第二电阻的第二端、所述第七电阻的第一端、所述第二运算放大器的电源端共接于运放电源的正极端；

所述第五电阻的第二端、所述第四电容的第一端共接于所述第二运算放大器的正极输入端，所述第六电阻的第一端、所述第五电容的第一端以及所述第七电阻的第一端共接于所述运算放大器的负极输入端，所述运算放大器的输出端连接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的控制端与所述第八电阻的第一端连接，所述第一开关管的第二端连接所述推挽模块；

所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第二端、所述第六电阻的第二端共接于所述采样模块；

所述第二电容的第二端、所述第一运算放大器的接地端、所述第四电容的第二端、所述第五电容的第二端、所述第八电阻的第二端以及所述运放电源的负极端共接于地。

在一个实施例中，所述推挽模块包括：第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第六电容、第七电容、第八电容、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管；

所述第六电容的第一端、所述第九电阻的第一端共接于所述驱动控制模块，所述第六电容的第二端、所述第九电阻的第二端、所述第十电阻的第一端、所述第二开关管的控制端共接，所述第二开关管的第一端、所述第十一电阻的第一端、所述第十二电阻的第一端共接，所述第十一电阻的第二端、所述第三开关管的控制端、所述第四开关管的控制端共接，所述第三开关管的第一端与所述第十二电阻的第二端共接于辅助电源，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端共接于所述第十七电阻的第一端，所述第四开关管的第二端、所述第二开关管的第二端以及所述第十电阻的第二端共接于地，所述第十七电阻的第二端连接所述第八电容的第一端，所述第八电容的第二端、所述第十三电阻的第一端、所述第十四电阻的第一端、所述第十六电阻的第一端、所述第三二极管的阳极共接，所述第十三电阻的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极、所述第十四电阻的第一端、所述第五开关管的第一端共接，所述第五开关管的第二端、所述第二二极管的阴极、所述第十六电阻的第二端以及所述第三二极管的阴极共接于所述输入电压端，所述第五开关管的控制端、所述第二二极管的阳极、所述第十五电阻的第一端共接，所述第十五电阻的第二端与所述第七电容的第一端连接，所述第七电容的第二端接地。

在一个实施例中，所述驱动开关模块包括：驱动开关管；

所述驱动开关管的第一端连接所述输入电压端，所述驱动开关管的第二端连接所述输出滤波模块，所述驱动开关管的控制端连接所述推挽模块。

在一个实施例中，所述驱动开关管为P型MOS管。

在一个实施例中，所述输出滤波模块包括：输出电感、第九电容；

所述输出电感的第一端连接所述驱动开关模块，所述输出电感的第二端与所述第九电容共接作为调光电流输出端与负载连接。

在一个实施例中，所述采样模块为采样电阻。

在一个实施例中，所述续流模块包括：第四二极管；所述第四二极管的阴极与所述驱动开关模块连接，所述第四二极管的阳极接地。

本申请实施例第二方面还提供了一种BUCK调光装置，包括如上述任一项所述的BUCK调光电路。

本申请实施例第三方面还提供了一种电子设备，包括：负载；以及如上述任一项所述的BUCK调光电路，所述BUCK调光电路与所述负载连接。

本申请实施例提供了一种BUCK调光电路、BUCK调光装置以及电子设备，通过参考信号源提供参考电压信号，驱动控制模块将输出端的电流采样信号与参考电压信号进行比较生成驱动控制信号，采样模块对输出滤波模块输出的调光电流进行采样生成电流采样信号，并由推挽模块接收驱动控制信号，并对驱动控制信号进行放大处理，生成调光驱动信号发送至驱动开关模块，以控制驱动开关模块的开关状态，从而实现在不使用芯片或者单片机的情况下完成调光控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的BUCK调光电路的结构示意图；

图2是本申请一个实施例提供的BUCK调光电路的另一结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

本申请实施例提供了一种BUCK调光电路，参见图1所示，本实施例中的BUCK调光电路包括：参考信号源V1、输入电压端V4、驱动控制模块100、驱动开关模块300、续流模块600、输出滤波模块400、采样模块500、推挽模块200。

在本实施例中，参考信号源V1用于提供参考电压信号；输入电压端V4用于提供输入电压信号；驱动控制模块100与参考信号源V1连接，通过驱动控制模块100将电流采样信号与参考电压信号进行比较生成驱动控制信号。

驱动开关模块300与输入电压端V4连接，续流模块600与驱动开关模块300的输出端连接，输出滤波模块400与驱动开关模块300的输出端连接。

在本实施例中，驱动开关模块300、续流模块600、输出滤波模块400组成一个BUCK电路，通过控制驱动开关模块300的开关频率调整其输出电流。

具体应用中，驱动控制模块100可以为高速运放比较，通过高速运放电路比较参考电压信号与电流采样信号，根据比较结果生成驱动控制信号，进而由推挽模块200实现对驱动控制信号的放大处理，实现对驱动开关模块300的开关驱动。

采样模块500与输出滤波模块400和驱动控制模块100连接，采样模块500用于对输出滤波模块400输出的调光电流进行采样生成电流采样信号；推挽模块200与驱动控制模块100和驱动开关模块300连接，推挽模块200用于接收驱动控制信号，并对驱动控制信号进行放大处理，生成调光驱动信号发送至驱动开关模块300，以控制驱动开关模块300的开关状态。

在一个实施例中，参考电压信号的电平可以为20mV。

在一个具体应用实施例中，参考信号源V1可以为单片机或者主控芯片，由单片机或者主控芯片提供一个电平较小的参考电压信号，实现输出电流的调整。在具体应用中，通过调节参考电压信号的电压即可实现对输出电流的调整。

在一个实施例中，参见图2所示，驱动控制模块100包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一开关管Q1。

在本实施例中，第一电容C1的第一端、第一电阻R1的第一端、第二电容C2的第一端、第二电阻R2的第一端以及第三电阻R3的第一端共接，第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第一端共接于第一运算放大器U1的负极输入端，第四电阻R4的第二端与第三电容C3的第一端连接，第三电容C3的第二端、第一运算放大器U1的输出端以及第五电阻R5的第一端共接，第一运算放大器U1的正极输入端连接参考信号源V1。

第一运算放大器U1的电源端、第二电阻R2的第二端、第七电阻R7的第一端、第二运算放大器U2的电源端共接于运放电源的正极端。

第五电阻R5的第二端、第四电容C4的第一端共接于第二运算放大器U2的正极输入端，第六电阻R6的第一端、第五电容C5的第一端以及第七电阻R7的第一端共接于运算放大器的负极输入端，运算放大器的输出端连接第一开关管Q1的第一端，第一开关管Q1的控制端与第八电阻R8的第一端连接，第一开关管Q1的第二端连接推挽模块200。

第一电阻R1的第二端、第一电容C1的第二端、第六电阻R6的第二端共接于采样模块500；第二电容C2的第二端、第一运算放大器U1的接地端、第四电容C4的第二端、第五电容C5的第二端、第八电阻R8的第二端以及运放电源V2的负极端共接于地。

在本实施例中，第一运算放大器U1及其外围器件组成一个放大电路，将电流采样信号与参考电压信号进行比较放大处理生成放大信号，第三电容C3和第四电阻R4组成一个反馈电路，形成放大反馈。

第一运算放大器U1及其外围器件组成一个比较放大电路，例如，第六电阻R6和第七电阻R7组成一个分压电路，用于为第二运算放大器U2的负极输入端提供一个参考电压，第二运算放大器U2的正极输入端接收第一运算放大器U1输出的放大信号，并将其与参考电压进行比较，最后由第一开关管Q1放大处理后生成驱动控制信号。

在一个实施例中，第一开关管Q1为PNP型三极管。

在一个实施例中，第一运算放大器U1、第二运算放大器U2可以为LMC系列运算放大器，其型号可以为LMC6482等。

在一个实施例中，运放电源V2的电压可以为3.3V。

在一个实施例中，参见图2所示，推挽模块200包括：第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3。

第六电容C6的第一端、第九电阻R9的第一端共接于驱动控制模块100，第六电容C6的第二端、第九电阻R9的第二端、第十电阻R10的第一端、第二开关管Q2的控制端共接，第二开关管Q2的第一端、第十一电阻R11的第一端、第十二电阻R12的第一端共接，第十一电阻R11的第二端、第三开关管Q3的控制端、第四开关管Q4的控制端共接，第三开关管Q3的第一端与第十二电阻R12的第二端共接于辅助电源V3，第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第一端共接于第十七电阻R17的第一端，第四开关管Q4的第二端、第二开关管Q2的第二端以及第十电阻R10的第二端共接于地，第十七电阻R17的第二端连接第八电容C8的第一端，第八电容C8的第二端、第十三电阻R13的第一端、第十四电阻R14的第一端、第十六电阻R16的第一端、第三二极管D3的阳极共接，第十三电阻R13的第二端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极、第十四电阻R14的第一端、第五开关管Q5的第一端共接，第五开关管Q5的第二端、第二二极管D2的阴极、第十六电阻R16的第二端以及第三二极管D3的阴极共接于输入电压端V4，第五开关管Q5的控制端、第二二极管D2的阳极、第十五电阻R15的第一端共接，第十五电阻R15的第二端与第七电容C7的第一端连接，第七电容C7的第二端接地。

在一个实施例中，第三开关管Q3和第四开关管Q4组成一个图腾推免电路，第八电容C8可以作为自举驱动电容，用于太高第八电容C8和第十七电阻之间的电压，从而实现驱动开关模块300的关断控制。

在一个实施例中，第二开关管Q2和第三开关管Q3为NPN型三极管。

在一个实施例中，第四开关管Q4可以为PNP型三极管。

在一个实施例中，第五开关管Q5可以为PNP型三极管。

在一个实施例中，参见图2所示，驱动开关模块300包括：驱动开关管M1；驱动开关管M1的第一端连接输入电压端V4，驱动开关管M1的第二端连接输出滤波模块400，驱动开关管M1的控制端连接推挽模块200。

在一个实施例中，参见图2所示，驱动开关管M1为P型MOS管。

在一个实施例中，参见图2所示，输出滤波模块400包括：输出电感L、第九电容C9；输出电感的第一端连接驱动开关模块300，输出电感的第二端与第九电容C9共接作为调光电流输出端与负载连接。

在一个实施例中，输出电感L可以为可调电感。

在一个实施例中，第九电容C9可以为可调电容。

在一个实施例中，参见图2所示，采样模块500为采样电阻Rs。

在一个实施例中，参见图2所示，续流模块600包括：第四二极管D4；第四二极管D4的阴极与驱动开关模块300连接，第四二极管D4的阳极接地。

在具体应用中，输出滤波模块400、负载700、采样模块500以及续流模块600可以组成一个回路，此时采样模块500与负载700串联，用于对负载的输出电流进行采样生成电流采样信号。

本申请实施例还提供了一种BUCK调光装置，包括如上述任一项所述的BUCK调光电路。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：负载；以及如上述任一项所述的BUCK调光电路，所述BUCK调光电路与所述负载连接。

本申请实施例提供了一种BUCK调光电路、BUCK调光装置以及电子设备，通过参考信号源提供参考电压信号，驱动控制模块将输出端的电流采样信号与参考电压信号进行比较生成驱动控制信号，采样模块对输出滤波模块输出的调光电流进行采样生成电流采样信号，并由推挽模块接收驱动控制信号，并对驱动控制信号进行放大处理，生成调光驱动信号发送至驱动开关模块，以控制驱动开关模块的开关状态，从而实现在不使用芯片或者单片机的情况下完成调光控制。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各步骤的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述各步骤由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

所述各步骤中的功能区的划分可以是或者也可以不是物理上分开的，作为功能区可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个区域上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种BUCK调光电路，其特征在于，所述BUCK调光电路包括：

参考信号源，用于提供参考电压信号；

输入电压端，用于提供输入电压信号；

驱动控制模块，与所述参考信号源连接，用于将电流采样信号与所述参考电压信号进行比较生成驱动控制信号；

驱动开关模块，与所述输入电压端连接；

续流模块，与所述驱动开关模块的输出端连接；

输出滤波模块，与所述驱动开关模块的输出端连接；

采样模块，与所述输出滤波模块和所述驱动控制模块连接，用于对所述输出滤波模块输出的调光电流进行采样生成所述电流采样信号；

推挽模块，与所述驱动控制模块和所述驱动开关模块连接，用于接收所述驱动控制信号，并对所述驱动控制信号进行放大处理，生成调光驱动信号发送至所述驱动开关模块，以控制所述驱动开关模块的开关状态。

2.如权利要求1所述的BUCK调光电路，其特征在于，所述驱动控制模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第一开关管；

所述第一电容的第一端、所述第一电阻的第一端、所述第二电容的第一端、所述第二电阻的第一端以及所述第三电阻的第一端共接，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端共接于所述第一运算放大器的负极输入端，所述第四电阻的第二端与所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端、所述第一运算放大器的输出端以及所述第五电阻的第一端共接，所述第一运算放大器的正极输入端连接参考信号源；

所述第一运算放大器的电源端、所述第二电阻的第二端、所述第七电阻的第一端、所述第二运算放大器的电源端共接于运放电源的正极端；

所述第五电阻的第二端、所述第四电容的第一端共接于所述第二运算放大器的正极输入端，所述第六电阻的第一端、所述第五电容的第一端以及所述第七电阻的第一端共接于所述运算放大器的负极输入端，所述运算放大器的输出端连接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的控制端与所述第八电阻的第一端连接，所述第一开关管的第二端连接所述推挽模块；

所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第二端、所述第六电阻的第二端共接于所述采样模块；

所述第二电容的第二端、所述第一运算放大器的接地端、所述第四电容的第二端、所述第五电容的第二端、所述第八电阻的第二端以及所述运放电源的负极端共接于地。

3.如权利要求1所述的BUCK调光电路，其特征在于，所述推挽模块包括：第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第六电容、第七电容、第八电容、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管；

所述第六电容的第一端、所述第九电阻的第一端共接于所述驱动控制模块，所述第六电容的第二端、所述第九电阻的第二端、所述第十电阻的第一端、所述第二开关管的控制端共接，所述第二开关管的第一端、所述第十一电阻的第一端、所述第十二电阻的第一端共接，所述第十一电阻的第二端、所述第三开关管的控制端、所述第四开关管的控制端共接，所述第三开关管的第一端与所述第十二电阻的第二端共接于辅助电源，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端共接于所述第十七电阻的第一端，所述第四开关管的第二端、所述第二开关管的第二端以及所述第十电阻的第二端共接于地，所述第十七电阻的第二端连接所述第八电容的第一端，所述第八电容的第二端、所述第十三电阻的第一端、所述第十四电阻的第一端、所述第十六电阻的第一端、所述第三二极管的阳极共接，所述第十三电阻的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极、所述第十四电阻的第一端、所述第五开关管的第一端共接，所述第五开关管的第二端、所述第二二极管的阴极、所述第十六电阻的第二端以及所述第三二极管的阴极共接于所述输入电压端，所述第五开关管的控制端、所述第二二极管的阳极、所述第十五电阻的第一端共接，所述第十五电阻的第二端与所述第七电容的第一端连接，所述第七电容的第二端接地。

4.如权利要求1所述的BUCK调光电路，其特征在于，所述驱动开关模块包括：驱动开关管；

所述驱动开关管的第一端连接所述输入电压端，所述驱动开关管的第二端连接所述输出滤波模块，所述驱动开关管的控制端连接所述推挽模块。

5.如权利要求4所述的BUCK调光电路，其特征在于，所述驱动开关管为P型MOS管。

6.如权利要求1所述的BUCK调光电路，其特征在于，所述输出滤波模块包括：输出电感、第九电容；

所述输出电感的第一端连接所述驱动开关模块，所述输出电感的第二端与所述第九电容共接作为调光电流输出端与负载连接。

7.如权利要求1所述的BUCK调光电路，其特征在于，所述采样模块为采样电阻。

8.如权利要求1所述的BUCK调光电路，其特征在于，所述续流模块包括：第四二极管；所述第四二极管的阴极与所述驱动开关模块连接，所述第四二极管的阳极接地。

9.一种BUCK调光装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的BUCK调光电路。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：负载；以及如权利要求1-8任一项所述的BUCK调光电路，所述BUCK调光电路与所述负载连接。

Images