CN2919675Y - 一种直流－直流变换器 - Google Patents
一种直流－直流变换器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2919675Y CN2919675Y CN 200520065712 CN200520065712U CN2919675Y CN 2919675 Y CN2919675 Y CN 2919675Y CN 200520065712 CN200520065712 CN 200520065712 CN 200520065712 U CN200520065712 U CN 200520065712U CN 2919675 Y CN2919675 Y CN 2919675Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- converter
- circuit
- pwm
- short
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本实用新型涉及了一种直流－直流变换器，包括输出电容C及其充电电路(4)，其特征在于，还包括依次控制连接的电压比较单元(3)、控制单元(2)和短路保护开关(1)；所述短路保护开关串接在所述输出电容C“+”输出端与所述充电电路之间，所述电压比较单元一输入端直接连接所述输出电容C“+”输出端。这种直流－直流变换器，利用电压检测和短路保护开关实现短路保护，进一步，特别在PWM变换器中，采用两级比较放大电路，结合PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC的基准电压和电容充放电过程，动态实现间歇式短路保护以及短路恢复，避免该变换器由于连续短路保护而产生的热积累，也避免该热积累损坏电路，进一步去掉短路后，该变换器无须人工、可自动恢复工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术，特别涉及带短路保护功能的PWM直流变换器。
背景技术
脉宽调制Pulse Width Modulation，简称PWM，在开关型直流-直流变换器中主要采用PWM技术，分为升压(Boost)和降压(Buck)直流-直流变换。以升压为例，如图1，该普通变换器包括场效应晶体管Q1和二极管D1，它们是交替导通和截止的，其基本工作原理如下：。
(一)当场效应晶体管Q1导通时，电流流过电感线圈L1，电感线圈L1被充电储存能量。
(二)当场效应晶体管Q1关断时，流过电感L1中的电流出现由最大值转向减小的趋势，电感L1产生反向自感电势，为右正左负，这样，电感L1转化成的电压与输入电压Vs串联，以高于输入电压Vs的输出电压向负载供电，建立输出电压Vo，电容C被充电储能。
(三)当场效应晶体管Q1再次导通时，二极管D1截止，由C放电维持Vo基本不变。
由于负载上的Vo电压极性与输入电压Vs的极性相同，且Vo输出平均电压大于输入电压Vs，故称为升压变换器。
目前的PWM降压变换器，如图2所示，与图1所示升压变换器一致，当输出端短路时，电路不具有输出短路保护功能，此时电路短路电流很大，就会造成该电源变换器及其相关设备受损坏。同时，其他类型的直流变换器也不具有短路保护。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是，如何提供一种新的直流-直流变换器，在输出端短路后可避免损坏变换器本身和其他相关设备。
本实用新型上述技术问题这样解决，提供一种直流-直流变换器，包括输出电容C及其充电电路，其特征在于，还包括依次控制连接的电压比较单元、控制单元和短路保护开关；所述短路保护开关串接在所述输出电容C“+”输出端与所述充电电路之间，所述电压比较单元一输入端连接所述输出电容C“+”输出端。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，所述直流-直流变换器是PWM变换器，包括PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC，所述电压比较单元输出端还连接PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC的控制端。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，所述直流-直流变换器包括但不限制于PWM变换器。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，所述PWM变换器是升压变换器。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，所述PWM变换器是降压变换器。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，所述短路保护开关是场效应晶体管Q2；所述控制单元是自举升压/降压电路，分别对应场效应晶体管Q2正/负偏置。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，所述短路保护开关包括但不限制于场效应晶体管。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，所述电压比较单元包括但不限制于两级比较放大电路。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，所述两级比较放大电路中第二级放大器一输入端与第一级放大器输出端之间并联电阻R3和二极管D3；第一级放大器输出端还通过电阻R4连接PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC的基准电压输出端Vdd，所述第二级放大器一输入端还通过电容C1接地；该电路实现PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC和场效应晶体管Q2间歇工作/关断。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，通过选定电阻R3和R4以及电容C1的值，使PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC工作时间(由R4、C1决定)很短，停止时间(由R3+R4、C1决定)很长。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，所述两级比较放大电路中第一级放大器一输入端通过并联的电阻R7和电容C2连接所述变换器“+”输出端，另一输入端通过电阻R5连接所述PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC的基准电压输出端Vdd，并通过电阻R6接地。
按照本实用新型提供的直流-直流变换器，R3的取值应远远大于R4，R8对C2的充电时间应大于输出电压提升时间，该电路实现短路恢复。
本实用新型提供的直流-直流变换器，利用电压检测和短路保护开关实现短路保护，进一步，特别在PWM变换器中，采用两级比较放大电路，结合PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC的基准电压和电容充放电过程，动态实现间歇式短路保护以及短路恢复，避免该变换器由于连续短路保护而产生的热积累，也避免该热积累损坏电路，进一步去掉短路后，该变换器无须人工、可自动恢复工作。
附图说明
下面结合附图和具体实施例进一步对本实用新型进行详细说明。
图1是普通PWM升压变换器原理示意图。
图2是普通PWM降压变换器原理示意图。
图3是本实用新型提供的PWM升压变换器原理示意图。
具体实施方式
本实用新型提供的PWM升压变换器，结构如图2，在普通PWM升压变换器基础上，还包括短路保护开关1、控制单元2和电压比较单元3；短路保护开关1采用正偏置场效应晶体管Q2，控制单元2为自举升压电路，电压比较单元3为两级比较放大电路，包括两级比较放大器U3(含U3A和U3B)、电容C1～2、二极管D2～3、电阻R1～8以及场效应晶体管Q2，其具体连接如下：二极管D2正极的一端连接电阻R10的一端，二极管D2正极的另一端与电阻R1的一端、电阻R2的一端相连接，电阻R10的另一端与开关电路相连接，电阻R1的另一端与输入电压Vin相连接，电阻R2的另一端与输出地端GND相连接，二极管D2的负极与两级比较放大器U3的1脚相连接，两级比较放大器U3的2脚与电容C1的一端、电阻R3的一端、二极管D3的负极相连接，电容C1的另一端连接两级比较放大器U3的4脚、输出地端GND，电阻R3的另一端连接二极管D3正极和电阻R4的一端、两级比较放大器U3的7脚，电阻R4的另一端与电阻R5的一端、基准电压Vdd相连接，电阻R5的另一端与两级比较放大器U3的5脚、电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端连接输出地端GND，两级比较放大器U3的6脚与电阻R7的一端、电阻R8的一端、电容C2的一端相连接，电阻R8的另一端连接输出地端GND，电阻R7的另一端与电容C2的另一端、输出的正极+Vout相连接，场效应晶体管Q2的漏极(D极)与二极管D1的负极相连接，场效应晶体管Q2的源极(S极)与输出的正极+Vout、输出电容C的一端及反馈电路相连接，场效应晶体管Q2的栅极(G极)与自举升压驱动电路的一端相连接。
这部分电路配合整体PWM升压变换器电路基本工作原理是：
(一)正常工作：电源变换器在正常工作时，比较放大器U3A的1脚输出高阻态；自举升压驱动电路2给场效应晶体管Q2的控制极(栅极)提供Vin+Vout的高电平，使场效应晶体管Q2导通，因而使输出端得到正常的输出电压信号。
(二)短路保护：当电源变换器输出端(GND和+Vout之间)被短路时，比较放大器U3B的6脚被拉低至零电位，U3B的5脚电位，即PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC输出的Vdd基准电压，高于6脚电位，从而使得比较放大器U3B的7脚输出高阻态，此时Vdd基准电压通过电阻R4、二极管D3对电容C1快速充电，U3A的2脚电位随之升高，当U3A的2脚电位升至高于其3脚电位时，U3A的1脚电位输出低阻态，致使开关电路输出为低电位，PWM控制器关断、自举升压驱动电路2不起件用，场效应晶体管Q2截止；此处利用关断场效应晶体管Q2的方法可有效地对整个电路进行关断，实现电路的短路保护功能。
(三)间歇短路保护：PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC关断时，Vdd基准电压不再输出、为低电位，电容C1通过电阻R3、R4慢速放电，当放电至U3A的2脚电位低于3脚电位时，PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC重新动作；由此通过C1持续地充、放电，形成了间歇“打嗝”的短路保护状态，并且PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC工作时间很短(由电阻R4、电容C1值决定)停止时间很长(电阻R3+R4、电容C1值决定)，避免了连续进行短路保护产生热积累而损坏电路。
(四)短路恢复功能：去掉短路动作后，电容C2在去掉短路的瞬间相当于被短路，而随之被充电，比较放大器U3B的6脚电位提升；同时输出端电压逐渐提升，此时只要保证输出端电压上升速度比电阻R8对电容C2的充电速度快，比较放大器U3B的7脚输出将为低阻态，电路恢复正常工作。
以上所述仅为本实用新型的一PWM电流模式升压变换器的具体实施例，据此实施例，相近或类似的可有PWM电流模式降压变换器或者其他类型直流-直流变换器，因此在本技术领域普通技术人员理解范围内，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。
Claims (8)
1、一种直流-直流变换器，包括输出电容C及其充电电路(4)，其特征在于，还包括依次控制连接的电压比较单元(3)、控制单元(2)和短路保护开关(1)；所述短路保护开关串接在所述输出电容C“+”输出端与所述充电电路之间，所述电压比较单元一输入端直接连接所述输出电容C“+”输出端。
2、根据权利要求1所述直流-直流变换器，其特征在于，所述直流-直流变换器是PWM变换器，包括PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC，所述电压比较单元输出端还连接PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC的控制端。
3、根据权利要求2所述直流-直流变换器，其特征在于，所述PWM变换器是升压变换器。
4、根据权利要求2所述直流-直流变换器，其特征在于，所述PWM变换器是降压变换器。
5、根据权利要求1或2所述直流-直流变换器，其特征在于，所述短路保护开关(1)是场效应晶体管Q2；所述控制单元(2)是自举升压/降压电路。
6、根据权利要求1或2所述直流-直流变换器，其特征在于，所述电压比较单元(3)为两级比较放大电路。
7、根据权利要求6所述直流-直流变换器，其特征在于，所述两级比较放大电路中第二级放大器一输入端与第一级放大器输出端之间并联电阻R3和二极管D3；第一级放大器输出端还通过电阻R4连接PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC的基准电压输出端Vdd，所述第二级放大器一输入端还通过电容C1接地。
8、根据权利要求7所述直流-直流变换器，其特征在于，所述两级比较放大电路中第一级放大器一输入端通过并联的电阻R7和电容C2连接所述变换器“+”输出端，另一输入端通过电阻R5连接所述PWM控制器/PWM脉宽调制集成IC的基准电压输出端Vdd，并通过电阻R6接地。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200520065712 CN2919675Y (zh) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | 一种直流－直流变换器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200520065712 CN2919675Y (zh) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | 一种直流－直流变换器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2919675Y true CN2919675Y (zh) | 2007-07-04 |
Family
ID=38217494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200520065712 Expired - Fee Related CN2919675Y (zh) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | 一种直流－直流变换器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2919675Y (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101673938B (zh) * | 2009-09-29 | 2012-06-27 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 输出短路的软恢复控制电路及其在dc-dc转换器中的应用 |
| CN102522903A (zh) * | 2010-12-13 | 2012-06-27 | 成都成电硅海科技股份有限公司 | 开关型多电源供电管理电路 |
| CN103780065A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-05-07 | 惠州市锦湖实业发展有限公司 | 一种软关断电源变换器 |
| CN104617558A (zh) * | 2013-11-01 | 2015-05-13 | 欧姆龙株式会社 | 电源短路保护电路 |
-
2005
- 2005-10-13 CN CN 200520065712 patent/CN2919675Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101673938B (zh) * | 2009-09-29 | 2012-06-27 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 输出短路的软恢复控制电路及其在dc-dc转换器中的应用 |
| CN102522903A (zh) * | 2010-12-13 | 2012-06-27 | 成都成电硅海科技股份有限公司 | 开关型多电源供电管理电路 |
| CN104617558A (zh) * | 2013-11-01 | 2015-05-13 | 欧姆龙株式会社 | 电源短路保护电路 |
| CN104617558B (zh) * | 2013-11-01 | 2018-10-30 | 欧姆龙株式会社 | 电源短路保护电路 |
| CN103780065A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-05-07 | 惠州市锦湖实业发展有限公司 | 一种软关断电源变换器 |
| CN103780065B (zh) * | 2014-02-28 | 2016-07-13 | 惠州市锦湖实业发展有限公司 | 一种软关断电源变换器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1041984C (zh) | 脉宽调制直流-直流升压转换器 | |
| CN100521473C (zh) | 用于开关变换器快速瞬态响应的分级电感器 | |
| CN103248221B (zh) | 降压转换器 | |
| CN100483908C (zh) | 脉冲频率调制型dc/dc升压转换器 | |
| CN101753081B (zh) | 风扇驱动电路和使用该驱动电路的风扇 | |
| CN100395955C (zh) | 直流风扇启动电路 | |
| CN106787088A (zh) | 应用于非连续压电能量采集系统的自供电电源管理电路 | |
| CN1780126A (zh) | 用于同步整流dc－dc转换器的负脉冲消除器电路和方法 | |
| CN2919675Y (zh) | 一种直流－直流变换器 | |
| CN101478226B (zh) | 一种直流电源预置电压链式电压型逆变器功率单元的旁路电路 | |
| CN112003354B (zh) | 用于充电限流电路的控制电路及充电限流器和充放电电路 | |
| CN2790003Y (zh) | Apd器件工作保护电路 | |
| CN115347768B (zh) | 一种半桥驱动电路 | |
| CN1133263C (zh) | 升压及降压变换软开关拓扑电路 | |
| CN104052279A (zh) | 一种基于MOSFET的自激式Sepic变换器 | |
| CN2919648Y (zh) | 电池充电控制电路 | |
| CN212969451U (zh) | 一种三电平boost装置 | |
| CN113595393B (zh) | Dc/dc模块、发电系统和dc/dc模块保护方法 | |
| CN2812377Y (zh) | 可逆充电式便携装置 | |
| CN113489126B (zh) | 一种高效毫瓦级光伏能量收集控制电路 | |
| CN1967991A (zh) | 直流－直流转换器 | |
| CN2652035Y (zh) | 软开关升压变换器 | |
| CN2702527Y (zh) | 能防护反驱动的反相型变换电路 | |
| CN111883085A (zh) | 一种改善液晶设备稳定工作的装置 | |
| CN1216450C (zh) | 提供正负电压的电源供应器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070704 Termination date: 20111013 |