CN218301214U - 输出电压软切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种输出电压软切换电路，包括采样模块、反馈模块及功率传输模块，本实用新型通过在采样模块中设置缓冲单元，使得输出电压由高压输出切换到低压输出时，采样模块中的电压不会突然降低，而是缓慢变化，使得输入至控制器的电流缓慢减小，从而可以及时调整输出电压至正常工作状态，从而提高了电源电路的稳定性。该输出电压软切换电路还具有适应性强、结构简单、易于实施的效果。

Description

输出电压软切换电路

技术领域

本实用新型涉及电源电路领域，特别是涉及一种输出电压软切换电路。

背景技术

传统的电源输出切换线路，是以SLEEP信号控制电阻接地与否来实现输出电压VOUT的切换，这种切换方式会造成输出较大电压过冲，由高压输出切换到低压输出时会出现负过冲现象，这种过冲导致输出电压VOUT不稳定。具体情况为：当SLEEP信号突然切换成低电平，此时采样模块中的电压突然降低，使得输入至控制器的电流突然大幅减小，从而无法及时调整输出电压至正常工作状态，从而降低了电源电路的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种输出电压软切换电路，通过在采样模块中设置缓冲单元，使得输出电压由高压输出切换到低压输出时，采样模块中的电压不会突然降低，而是缓慢变化，使得输入至控制器的电流缓慢减小，从而可以及时调整输出电压至正常工作状态，从而提高了电源电路的稳定性。该输出电压软切换电路还具有适应性强、结构简单、易于实施的效果。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种输出电压软切换电路，其特征在于，包括：采样模块、反馈模块及功率传输模块，

所述采样模块的输入端用于接入电压信号，所述采样模块的输出端与所述反馈模块的一输入端电连接，所述反馈模块的输出端与所述功率传输模块的输入端电连接，所述功率传输模块的输出端与所述反馈模块的另一输入端电连接，所述功率传输模块的输出端用于输出电压VOUT；

优选的，所述采样模块包括信号接收单元、缓冲单元及开关单元，所述信号接收单元的输入端用于接入电压信号，所述信号接收单元的输出端与所述缓冲单元的输入端电连接，所述缓冲单元的输出端与所述开关单元的控制端电连接，所述开关单元的输出端与所述反馈模块的一输入端电连接。

优选的，所述信号接收单元包括电阻RS24、二极管DS4及电阻RS23，所述电阻RS24的一端用于接入外部供电电压，所述电阻RS24的另一端与二极管DS4的正极电连接同时用于接入外部信号，所述二极管DS4的正极用于接入外部信号，所述二极管DS4的负极分别与所述电阻RS23的一端和所述缓冲单元的输入端电连接，所述电阻RS23的另一端接地。

优选的，所述缓冲单元包括二极管DS5、电容CS10及电阻RS25，所述二极管DS5的正极与所述信号接收单元的输出端电连接，所述二极管DS5的负极分别与所述电容CS10的一端和所述电阻RS25的一端电连接，所述电容CS10的另一端接地，所述电阻RS25的另一端与所述开关单元的输入端电连接。

优选的，所述开关单元包括三极管QS4及电阻RS14，所述三极管QS4的基极与所述缓冲单元的输出端电连接，所述三极管QS4的发射极接地，所述三极管QS4的集电极与所述电阻RS14的一端电连接，所述电阻RS14的另一端与所述反馈模块的输入端电连接。

优选的，所述功率传输模块包括调节控制单元及整流滤波单元，所述调节控制单元的输入端与所述反馈模块的输出端电连接，所述调节控制单元的输出端与所述整流滤波单元的输入端电连接，所述整流滤波单元的输出端用于输出电压VOUT，并且所述整流滤波单元的输出端与所述反馈模块的另一输入端电连接。

优选的，所述调节控制单元包括PWM控制器、MOS管Q1及变压器T1，所述PWM控制器的COMP脚作为调节控制单元的输入端与所述反馈模块的输出端电连接，所述PWM控制器的OUT脚与所述MOS管Q1的栅极电连接，所述MOS管Q1的漏极与所述变压器T1的一次侧电连接，所述变压器T1的二次侧与所述整流滤波单元的输入端电连接。

优选的，所述MOS管Q1为N沟道增强型MOS场效应晶体管。

优选的，所述反馈模块包括采样稳压单元及电压反馈单元，所述采样稳压单元的一输入端与所述采样模块的输出端电连接，所述采样稳压单元的输出端与所述电压反馈单元的一输入端电连接，所述电压反馈单元的另一输入端与所述采样稳压单元的另一输入端和所述功率传输模块的输出端电连接，所述电压反馈单元的输出端与所述功率传输模块的输入端电连接。

优选的，所述采样稳压单元包括电阻RS4、电阻RS6、电阻RS7及集成芯片U2，所述电阻RS4的一端与所述电压反馈单元的另一输入端和所述功率传输模块的输出端电连接，所述电阻RS4的另一端、所述电阻RS6的一端、所述电阻RS7一端及集成芯片U2的参考极与所述采样模块的输出端电连接，所述集成芯片U2的的阳极与所述电压反馈单元的一输入端电连接。

优选的，所述电压反馈单元包括光耦U3及电阻RS1，所述光耦U3的一输入端与所述采样稳压单元的输出端电连接，所述光耦U3的另一输入端与所述电阻RS1的一端电连接，所述光耦U3的输出端与所述功率传输模块的输入端电连接，所述电阻RS1的另一端与所述采样稳压单元的另一输入端和所述功率传输模块的输出端电连接。

本实用新型相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本实用新型为一种输出电压软切换电路，通过在采样模块中设置缓冲单元，使得输出电压由高压输出切换到低压输出时，采样模块中的电压不会突然降低，而是缓慢变化，使得输入至控制器的电流缓慢减小，从而可以及时调整输出电压至正常工作状态，从而提高了电源电路的稳定性。该输出电压软切换电路还具有适应性强、结构简单、易于实施的效果。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的输出电压软切换电路的功能模块图；

图2为图1所示的输出电压软切换电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

请参阅图1～图2，一种输出电压软切换电路，包括：采样模块、反馈模块及功率传输模块，需要说明的是，所述采样模块是用于接入并处理外部信号，所述反馈模起到调压的作用，所述功率传输模块用于输出电压。

请参阅图1，所述采样模块的输入端用于接入电压信号，所述采样模块的输出端与所述反馈模块的一输入端电连接，所述反馈模块的输出端与所述功率传输模块的输入端电连接，所述功率传输模块的输出端与所述反馈模块的另一输入端电连接，所述功率传输模块的输出端用于输出电压VOUT。

所述采样模块包括信号接收单元、缓冲单元及开关单元，所述信号接收单元的输入端用于接入电压信号，所述信号接收单元的输出端与所述缓冲单元的输入端电连接，所述缓冲单元的输出端与所述开关单元的控制端电连接，所述开关单元的输出端与所述反馈模块的一输入端电连接。如此，通过在采样模块中设置缓冲单元，使得输出电压由高压输出切换到低压输出时，采样模块中的电压不会突然降低，而是缓慢变化，使得输入至控制器的电流缓慢减小，从而可以及时调整输出电压至正常工作状态，从而提高了电源电路的稳定性。该输出电压软切换电路还具有适应性强、结构简单、易于实施的效果。

具体地工作原理为：当SLEEP信号切换成低电平时，因二极管DS5的反向截止特性，电容CS10只能通过电阻RS25对三极管QS4 BE结放电，电容CS10上的电压下降的比较缓慢，三极管QS4缓慢截止，在三极管QS4截止前，输出电压VOUT由电阻RS4和电阻RS7、电阻RS6、电阻RS14设定，所以输出电压设定点是缓慢达到设定值，直到三极管QS4完全截止，输出电压设定点达到设定值。这个过程是比较缓慢的，控制器有充足的时间调整占空比，使输出稳定，不会出现负过冲。

请参阅图2，在一实施例中，所述信号接收单元包括电阻RS24、二极管DS4及电阻RS23，所述电阻RS24的一端用于接入外部供电电压，所述电阻RS24的另一端与二极管DS4的正极电连接同时用于接入外部信号，所述二极管DS4的正极用于接入外部信号，所述二极管DS4的负极分别与所述电阻RS23的一端和所述缓冲单元的输入端电连接，所述电阻RS23的另一端接地。通过设置电阻RS24、二极管DS4及电阻RS23，使得所述信号接收单元具有接收外部信号的功能，其中二极管DS4是为了防止电流倒流，从而影响信号接收单元的工作，进而提高了整个电路的可靠性。

请参阅图2，在一实施例中，所述缓冲单元包括二极管DS5、电容CS10及电阻RS25，所述二极管DS5的正极与所述信号接收单元的输出端电连接，所述二极管DS5的负极分别与所述电容CS10的一端和所述电阻RS25的一端电连接，所述电容CS10的另一端接地，所述电阻RS25的另一端与所述开关单元的输入端电连接。通过设置二极管DS5、电容CS10及电阻RS25，使得所述缓冲单元具有使电压缓慢变化的功能，从而使得所述开关单元中的三极管QS4缓慢截止，进而使得输出电压设定点是缓慢达到设定值，直到三极管QS4完全截止，输出电压设定点达到设定值，这个过程是比较缓慢的，控制器有充足的时间调整占空比，使输出稳定，不会出现负过冲。最终提高了电源电路的稳定性。

请参阅图2，在一实施例中，所述开关单元包括三极管QS4及电阻RS14，所述三极管QS4的基极与所述缓冲单元的输出端电连接，所述三极管QS4的发射极接地，所述三极管QS4的集电极与所述电阻RS14的一端电连接，所述电阻RS14的另一端与所述反馈模块的输入端电连接。通过设置三极管QS4及电阻RS14，使得所述开关单元具有开关功能，进而使得整个电路具有根据外部信号控制调节输出电压的功能。

请参阅图2，在一实施例中，所述功率传输模块包括调节控制单元及整流滤波单元，所述调节控制单元的输入端与所述反馈模块的输出端电连接，所述调节控制单元的输出端与所述整流滤波单元的输入端电连接，所述整流滤波单元的输出端用于输出电压VOUT，并且所述整流滤波单元的输出端与所述反馈模块的另一输入端电连接。通过设置调节控制单元及整流滤波单元，使得所述功率传输模块具有调节控制及整流滤波输出电压的功能。

请参阅图2，在一实施例中，所述调节控制单元包括PWM控制器、MOS管Q1及变压器T1，所述PWM控制器的COMP脚作为调节控制单元的输入端与所述反馈模块的输出端电连接，所述PWM控制器的OUT脚与所述MOS管Q1的栅极电连接，所述MOS管Q1的漏极与所述变压器T1的一次侧电连接，所述变压器T1的二次侧与所述整流滤波单元的输入端电连接。通过设置PWM控制器、MOS管Q1及变压器T1，使得所述调节控制单元具有调节控制输出电压的功能，其中PWM控制器用于控制调整输出电压占空比，进而控制输出电压的大小，MOS管Q1起到稳压的作用，增加了电路的稳定性，变压器T1起到改变电压的作用。

请参阅图2，在一实施例中，所述MOS管Q1为N沟道增强型MOS场效应晶体管。

请参阅图2，在一实施例中，所述反馈模块包括采样稳压单元及电压反馈单元，所述采样稳压单元的一输入端与所述采样模块的输出端电连接，所述采样稳压单元的输出端与所述电压反馈单元的一输入端电连接，所述电压反馈单元的另一输入端与所述采样稳压单元的另一输入端和所述功率传输模块的输出端电连接，所述电压反馈单元的输出端与所述功率传输模块的输入端电连接。通过设置采样稳压单元及电压反馈单元，使得所述反馈模块具有稳压及输出电压反馈功能，其中，所述采样稳压单元用于确定输出电压设定值，所述电压反馈单元用于根据输出电压的反馈，控制输入到所述功率传输模块的电流，进而调节输出电压。

请参阅图2，在一实施例中，所述采样稳压单元包括电阻RS4、电阻RS6、电阻RS7及集成芯片U2，所述电阻RS4的一端与所述电压反馈单元的另一输入端和所述功率传输模块的输出端电连接，所述电阻RS4的另一端、所述电阻RS6的一端、所述电阻RS7一端及集成芯片U2的参考极与所述采样模块的输出端电连接，所述集成芯片U2的的阳极与所述电压反馈单元的一输入端电连接。通过设置电阻RS4、电阻RS6、电阻RS7及集成芯片U2，使得所述采样稳压单元拥有确定输出电压设定值的功能，其中电阻RS4、电阻RS6、电阻RS7的电阻大小影响设定值，集成芯片U2为所述输出电压软切换电路提供一个确定的输出电压设定值。

请参阅图2，在一实施例中，所述电压反馈单元包括光耦U3及电阻RS1，所述光耦U3的一输入端与所述采样稳压单元的输出端电连接，所述光耦U3的另一输入端与所述电阻RS1的一端电连接，所述光耦U3的输出端与所述功率传输模块的输入端电连接，所述电阻RS1的另一端与所述采样稳压单元的另一输入端和所述功率传输模块的输出端电连接。通过设置光耦U3及RS1，使得所述电压反馈单元可以根据输出电压的反馈，控制输入到所述功率传输模块的电流，进而调节输出电压。其中光耦U3根据流经的电流，影响所述反馈模块输出到所述功率传输模块的电流。

以上所述实施方式仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种输出电压软切换电路，其特征在于，包括：采样模块、反馈模块及功率传输模块，

所述采样模块的输入端用于接入电压信号，所述采样模块的输出端与所述反馈模块的一输入端电连接，所述反馈模块的输出端与所述功率传输模块的输入端电连接，所述功率传输模块的输出端与所述反馈模块的另一输入端电连接，所述功率传输模块的输出端用于输出电压VOUT；

所述采样模块包括信号接收单元、缓冲单元及开关单元，所述信号接收单元的输入端用于接入电压信号，所述信号接收单元的输出端与所述缓冲单元的输入端电连接，所述缓冲单元的输出端与所述开关单元的控制端电连接，所述开关单元的输出端与所述反馈模块的一输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的输出电压软切换电路，其特征在于，所述信号接收单元包括电阻RS24、二极管DS4及电阻RS23，所述电阻RS24的一端用于接入外部供电电压，所述电阻RS24的另一端与二极管DS4的正极电连接同时用于接入外部信号，所述二极管DS4的正极用于接入外部信号，所述二极管DS4的负极分别与所述电阻RS23的一端和所述缓冲单元的输入端电连接，所述电阻RS23的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的输出电压软切换电路，其特征在于，所述缓冲单元包括二极管DS5、电容CS10及电阻RS25，所述二极管DS5的正极与所述信号接收单元的输出端电连接，所述二极管DS5的负极分别与所述电容CS10的一端和所述电阻RS25的一端电连接，所述电容CS10的另一端接地，所述电阻RS25的另一端与所述开关单元的输入端电连接。

4.根据权利要求1所述的输出电压软切换电路，其特征在于，所述开关单元包括三极管QS4及电阻RS14，所述三极管QS4的基极与所述缓冲单元的输出端电连接，所述三极管QS4的发射极接地，所述三极管QS4的集电极与所述电阻RS14的一端电连接，所述电阻RS14的另一端与所述反馈模块的输入端电连接。

5.根据权利要求1所述的输出电压软切换电路，其特征在于，所述功率传输模块包括调节控制单元及整流滤波单元，所述调节控制单元的输入端与所述反馈模块的输出端电连接，所述调节控制单元的输出端与所述整流滤波单元的输入端电连接，所述整流滤波单元的输出端用于输出电压VOUT，并且所述整流滤波单元的输出端与所述反馈模块的另一输入端电连接。

6.根据权利要求5所述的输出电压软切换电路，其特征在于，所述调节控制单元包括PWM控制器、MOS管Q1及变压器T1，所述PWM控制器的COMP脚作为调节控制单元的输入端与所述反馈模块的输出端电连接，所述PWM控制器的OUT脚与所述MOS管Q1的栅极电连接，所述MOS管Q1的漏极与所述变压器T1的一次侧电连接，所述变压器T1的二次侧与所述整流滤波单元的输入端电连接。

7.根据权利要求6所述的输出电压软切换电路，其特征在于，所述MOS管Q1为N沟道增强型MOS场效应晶体管。

8.根据权利要求1所述的输出电压软切换电路，其特征在于，所述反馈模块包括采样稳压单元及电压反馈单元，所述采样稳压单元的一输入端与所述采样模块的输出端电连接，所述采样稳压单元的输出端与所述电压反馈单元的一输入端电连接，所述电压反馈单元的另一输入端与所述采样稳压单元的另一输入端和所述功率传输模块的输出端电连接，所述电压反馈单元的输出端与所述功率传输模块的输入端电连接。

9.根据权利要求8所述的输出电压软切换电路，其特征在于，所述采样稳压单元包括电阻RS4、电阻RS6、电阻RS7及集成芯片U2，所述电阻RS4的一端与所述电压反馈单元的另一输入端和所述功率传输模块的输出端电连接，所述电阻RS4的另一端、所述电阻RS6的一端、所述电阻RS7一端及集成芯片U2的参考极与所述采样模块的输出端电连接，所述集成芯片U2的阳极与所述电压反馈单元的一输入端电连接。

10.根据权利要求8所述的输出电压软切换电路，其特征在于，所述电压反馈单元包括光耦U3及电阻RS1，所述光耦U3的一输入端与所述采样稳压单元的输出端电连接，所述光耦U3的另一输入端与所述电阻RS1的一端电连接，所述光耦U3的输出端与所述功率传输模块的输入端电连接，所述电阻RS1的另一端与所述采样稳压单元的另一输入端和所述功率传输模块的输出端电连接。

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