專利名稱：直流電源降壓器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流電源降壓器電路。應(yīng)用于汽車電路系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
市場常見的用3842等電源芯片制作的、或一些以前出現(xiàn)過的模塊電源，都是脈寬調(diào)制(PWM)電源；有的電源雖有變壓器隔離、變壓器儲(chǔ)能，但它也屬于脈寬調(diào)制(PWM)電源——它們都是有著固定且較高的工作頻率的特征。電源的損耗主要是由開關(guān)管開關(guān)的損耗所決定的:開關(guān)頻率高，損耗就大；開關(guān)頻率低，損耗就小。電源實(shí)際工作負(fù)載大多數(shù)是在動(dòng)態(tài)情況下的:比如拿收放機(jī)來說，新聞廣播、文藝節(jié)目，是較多地工作在中功率、低功率下，語音的停頓、音樂的間隔又是工作在極低功率下的；狂熱的搖滾音樂之類，持續(xù)高功率的時(shí)間是不多的。如果，電源在高輸出功率時(shí)，有確定頻率的有機(jī)組合；在中、低、極低功率工作時(shí)，開關(guān)頻率都隨著輸出功率的降低而降低，那該電源動(dòng)態(tài)工作時(shí)即可實(shí)現(xiàn)低功耗高效率。市場常見的用3842等電源芯片制作的、或一些以前出現(xiàn)過的模塊電源，它們的開關(guān)工作頻率都是固定在IOOKHz左右，它們工作時(shí)，我們在近旁收聽該頻率或接近該頻率的中波調(diào)幅節(jié)目時(shí)，是一定會(huì)受到干擾的；還有應(yīng)用到電視機(jī)中會(huì)有明暗相間的類似“百葉窗”的干擾。市場常見的用3842等電源芯片制作的、或一些以前出現(xiàn)過的模塊電源，那些沒有變壓器的隔離的，倘若其中的功率場效應(yīng)管被擊穿，輸入端電壓(較高的)，還會(huì)直通到它的輸出端(較低的)，會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞用電設(shè)備(負(fù)載)的。因此，需要提供一種新的技術(shù)方案來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有變壓器隔離作用的低功耗高效率的直流電源降壓器電路。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
直流電源降壓器電路，它包括
過功率保護(hù)電路，其用于控制電源主控芯片Ui ；
過流保護(hù)電路，其用于控制三極管Ql，該三極管Ql的集電極通過電阻R3與電源主控芯片Ul的Isense端連接；
欠壓保護(hù)電路，其包括開關(guān)二極管VD3，開關(guān)二極管VD3的陰極與電源主控芯片Ul的Vcc端連接；以及
過壓保護(hù)電路，其包括電阻R7、電阻R8、電容C9、穩(wěn)壓二極管VDz2和可控硅三極管VSl，該可控硅三極管VSl的陰極接地，該可控硅三極管VSl的陽極與開關(guān)二極管VD3的陽極連接。
所述控制電源主控芯片Ul包括Isense端、Vcc端、OUT端、COMP端、Vfb端、Vref端、RT/CT端和GND端；
所述控制電源主控芯片Ul的Isense端與電阻RlO和電阻Rll的并聯(lián)端連接，該電阻Rll還與電容C16串連；
所述控制電源主控芯片Ul的Vcc端與電容C14和電解電容C15的并聯(lián)電路連接，所述電容C14和電解電容C15并聯(lián)后接地，所述控制電源主控芯片Ul的Vcc端還與電壓輸入端連接；
所述控制電源主控芯片Ul的OUT端通過電容C22與變壓器Tl 一側(cè)連接，所述變壓器Tl另一側(cè)通過電容C21與功率MOSFET管VTl連接；
所述控制電源主控芯片Ul的COMP端與電阻R12和電容C17串連，所述電阻R12和電容C17串連連接后與控制電源主控芯片Ul的Vfb端連接；
所述控制電源主控芯片Ul的Vref端分別與電解電容C19的陽極和電阻R13 —端連接，所述電解電容C19的陰極接地，所述電阻R13另一端與電容C18 —端連接，所述電容C18另一端接地；
所述控制電源主控芯片Ul的RT/CT端與電阻RlO和電阻Rll的并聯(lián)端連接；
所述控制電源主控芯片Ul的GND端接地。所述三極管Ql的基極與電阻R2連接，所述三極管Ql的發(fā)射極分別與電容C4、電阻Rla和電阻Rlb連接，所述電阻Rla和電阻Rlb并聯(lián)后與電阻R2連接，所述電阻Rla和電阻Rlb并聯(lián)后還與功率MOSFET管VTl連接，所述功率MOSFET管VTl通過負(fù)載L2、負(fù)載L3與過壓保護(hù)電路的可控硅三極管VSl的陽極連接。所述過壓保護(hù)電路中的電阻R8和電容C9并聯(lián)連接，所述電阻R8和電容C9并聯(lián)連接后接地，所述電阻R8與穩(wěn)壓二極管VDz2連接，所述穩(wěn)壓二極管VDz2與電阻R7串連連接，所述電阻R7與可控硅三極管VSl的陽極連接，所述可控硅三極管VSl的閘極與電容C9連接，所述電阻R7還與電壓輸出端連接。本發(fā)明的有益效果:該電源有變壓器的隔離作用，即使其中的功率場效應(yīng)管被擊穿，輸入端的24V電壓也不會(huì)直通到它的輸出端(12V)，損壞用電設(shè)備；輸出端若過流短路，有更強(qiáng)的過功率保護(hù)(OPP)，特征為保護(hù)時(shí)功耗低，并且過流短路時(shí)的間歇振蕩時(shí)間可以設(shè)定，該電源還具有輸入欠壓保護(hù)(UVP)、輸入過壓保護(hù)(OVP)和過流保護(hù)(OCP)等，且它們之間可以互相協(xié)調(diào)，具有低功耗高效率的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的電路原理圖。1、過功率保護(hù)電路，2、過流保護(hù)電路，3、欠壓保護(hù)電路，4、過壓保護(hù)電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1所示，本發(fā)明的直流電源降壓器電路，它包括
過功率保護(hù)電路1，其用于控制電源主控芯片U1，控制電源主控芯片Ul包括Isense端、Vcc端、OUT端、COMP端、Vfb端、Vref端、RT/CT端和GND端；控制電源主控芯片Ul的Isense端與電阻RlO和電阻RlI的并聯(lián)端連接，該電阻Rll還與電容C16串連；控制電源主控芯片Ul的Vcc端與電容C14和電解電容C15的并聯(lián)電路連接，電容C14和電解電容C15并聯(lián)后接地，控制電源主控芯片Ul的Vcc端還與電壓輸入端連接，電壓輸入端包括電阻R9、電容Cl、電解電容C2、電容C3和續(xù)流二極管VDl，電解電容C2、電容C3和續(xù)流二極管VDl并聯(lián)連接，電容Cl和續(xù)流二極管VDl之間加有負(fù)載LI，電容C3與電阻R9連接，該電容Cl兩端分別接入輸入電壓12V和OV ;控制電源主控芯片Ul的OUT端通過電容C22與變壓器Tl 一側(cè)連接，變壓器Tl另一側(cè)通過電容C21與功率MOSFET管VTl連接；控制電源主控芯片Ul的COMP端與電阻R12和電容C17串連，電阻R12和電容C17串連連接后與控制電源主控芯片Ul的Vfb端連接；控制電源主控芯片Ul的Vref端分別與電解電容C19的陽極和電阻R13 —端連接，電解電容C19的陰極接地，電阻R13另一端與電容C18 —端連接，電容C18另一端接地；控制電源主控芯片Ul的RT/CT端與電阻RlO和電阻Rll的并聯(lián)端連接；控制電源主控芯片Ul的GND端接地；
過流保護(hù)電路2，其用于控制三極管Ql，該三極管Ql的集電極通過電阻R3與電源主控芯片Ul的Isense端連接，三極管Ql的基極與電阻R2連接，三極管Ql的發(fā)射極分別與電容C4、電阻Rla和電阻Rlb連接，電阻Rla和電阻Rlb并聯(lián)后與電阻R2連接，電阻Rla和電阻Rlb并聯(lián)后還與功率MOSFET管VTl連接，功率MOSFET管VTl通過負(fù)載L2、負(fù)載L3與過壓保護(hù)電路的可控硅三極管VSl的陽極連接；
欠壓保護(hù)電路3，其包括開關(guān)二極管VD3，開關(guān)二極管VD3的陰極與電源主控芯片Ul的Vcc端連接；以及
過壓保護(hù)電路4，其包括電阻R7、電阻R8、電容C9、穩(wěn)壓二極管VDz2和可控硅三極管VSl，該可控硅三極管VSl的陰極接地，該可控硅三極管VSl的陽極與開關(guān)二極管VD3的陽極連接；過壓保護(hù)電路中的電阻R8和電容C9并聯(lián)連接，電阻R8和電容C9并聯(lián)連接后接地，電阻R8與穩(wěn)壓二極管VDz2連接，穩(wěn)壓二極管VDz2與電阻R7串連連接，電阻R7與可控硅三極管VSl的陽極連接，可控硅三極管VSl的閘極與電容C9連接，電阻R7還與電壓輸出端連接，該電壓輸出端包括電解電容C13和電容Cl I，電解電容C13和電容Cl I并聯(lián)后接地，電容Cll兩端分別輸出電壓12V和0V。過流保護(hù)電路2和功率MOSFET管VTl之間接有電解電容C5和電容C6的并聯(lián)電路，功率MOSFET管VTl與可控硅三極管VSl的陽極之間接有芯片U2和整流二極管VDl的串聯(lián)電路。本電源在視聽設(shè)備中使用，用于汽車影音系統(tǒng)的音頻視頻輸出時(shí)，其功率消耗幾乎時(shí)時(shí)在變，因此它的工作頻率也幾乎時(shí)時(shí)在變；即使在固定的負(fù)載情況下，本電源也實(shí)施著頻率抖動(dòng)，可減少電磁干擾。本電源是采用了頻率盡可能低且頻率變化的技術(shù)，這些也同時(shí)提高了它的電磁兼容性能。該電源有變壓器的隔離作用，即使其中的功率場效應(yīng)管被擊穿，輸入端的24V電壓也不會(huì)直通到它的輸出端(12V)，損壞用電設(shè)備。輸出端若過流短路，有更強(qiáng)的過功率保護(hù)(OPP)，特征為保護(hù)時(shí)功耗低，并且過流短路時(shí)的間歇振蕩時(shí)間可以設(shè)定，該電源還具有輸入欠壓保護(hù)(UVP)、輸入過壓保護(hù)(OVP)和過流保護(hù)(OCP)等，且它們之間可以互相協(xié)調(diào)，過流保護(hù)(OCP)的斷路電平調(diào)節(jié)容易。該電源用最少數(shù)量的外部元件，材料成本不高。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出:
輸出電流8.5A時(shí)，該電源依然工作在臨界狀態(tài)，開關(guān)波形排列整齊；
輸出電流IOA時(shí)，開關(guān)管的源極電阻上的電壓波形還無一點(diǎn)飽和跡象；
最大輸出電流:輸出12A時(shí),本電源受保護(hù)截止輸出。負(fù)載調(diào)整:輸出電流IlA —空載，輸出電壓11.23V — 11.49V(1ut5.8A)— 11.81V(1ut0.76A) — 11.86V。效率:輸出電流1A，效率84% ;輸出電流3A，效率79% ;輸出電流7A，效率74%。因?yàn)檩^多地考慮了最大的輸出電流和最大輸出功率，所以在磁芯中心柱的氣隙間取了 2mm ；然而根據(jù)實(shí)際負(fù)載需要，假如可以降低些最大的輸出電流和最大輸出功率的話，那么效率會(huì)進(jìn)一步提高的。(這些都是額定負(fù)載時(shí)的功耗。)
老化程度:大理石板上，無風(fēng)，輸出電流7A，持續(xù)2個(gè)多小時(shí)，外表溫度51°，內(nèi)部空間溫度60°，散熱性強(qiáng)，多項(xiàng)性能指標(biāo)穩(wěn)定不變，不易老化。用于汽車影音系統(tǒng)的音頻視頻輸出時(shí)，消除雜音、噪音和畫面干擾；使您的影音系統(tǒng)質(zhì)量達(dá)到高一級的水平，讓你在旅途中享受更加完美的音質(zhì)和畫面效果，具有低功耗高效率的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.直流電源降壓器電路，其特征在于:它包括 過功率保護(hù)電路(1)，其用于控制電源主控芯片(UI)； 過流保護(hù)電路(2)，其用于控制三極管(Q1)，該三極管(Ql)的集電極通過電阻(R3)與電源主控芯片(Ul)的Isense端連接； 欠壓保護(hù)電路(3)，其包括開關(guān)二極管(VD3)，開關(guān)二極管(VD3)的陰極與電源主控芯片(Ul)的Vcc端連接；以及 過壓保護(hù)電路(4)，其包括電阻(R7)、電阻(R8)、電容(C9)、穩(wěn)壓二極管(VDz2)和可控硅三極管(VSl)，該可控硅三極管(VSl)的陰極接地，該可控硅三極管(VSl)的陽極與開關(guān)二極管(VD3)的陽極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源降壓器電路，其特征在于:所述控制電源主控芯片(Ul)包括 Isense 端、Vcc 端、OUT 端、COMP 端、Vfb 端、Vref 端、RT/CT 端和 GND 端； 所述控制電源主控芯片(Ul)的Isense端與電阻(RlO)和電阻(RlI)的并聯(lián)端連接，該電阻(Rll)還與電容(C16)串連； 所述控制電源主控芯片Ul的Vcc端與電容(C14)和電解電容(C15)的并聯(lián)電路連接，所述電容(C14)和電解電容(C15)并聯(lián)后接地，所述控制電源主控芯片(Ul)的Vcc端還與電壓輸入端連接； 所述控制電源主控芯片(Ul)的OUT端通過電容(C22)與變壓器(Tl) 一側(cè)連接，所述變壓器(Tl)另一側(cè)通過電容(C21)與功率MOSFET管(VTl)連接； 所述控制電源主控芯片(Ul)的COMP端與電阻(R12)和電容(C17)串連，所述電阻(R12)和電容(C17)串連連接后與控制電源主控芯片(Ul)的Vfb端連接； 所述控制電源主控芯片(Ul)的Vref端分別與電解電容(C19)的陽極和電阻(R13) —端連接，所述電解電容(C19 )的陰極接地，所述電阻(Rl3 )另一端與電容(C18 ) —端連接，所述電容(C18)另一端接地； 所述控制電源主控芯片(Ul)的RT/CT端與電阻(RlO)和電阻(Rll)的并聯(lián)端連接； 所述控制電源主控芯片(Ul)的GND端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源降壓器電路，其特征在于:所述三極管(Ql)的基極與電阻(R2)連接，所述三極管(Ql)的發(fā)射極分別與電容(C4)、電阻(Rla)和電阻(Rlb)連接，所述電阻(Rla)和電阻(Rlb)并聯(lián)后與電阻(R2)連接，所述電阻(Rla)和電阻(Rlb)并聯(lián)后還與功率MOSFET管(VTl)連接，所述功率MOSFET管(VTl)通過負(fù)載(L2)、負(fù)載(L3)與過壓保護(hù)電路(4)的可控硅三極管(VSl)的陽極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源降壓器電路，其特征在于:所述過壓保護(hù)電路(4)中的電阻(R8)和電容(C9)并聯(lián)連接，所述電阻(R8)和電容(C9)并聯(lián)連接后接地，所述電阻(R8)與穩(wěn)壓二極管(VDz2)連接，所述穩(wěn)壓二極管(VDz2)與電阻(R7)串連連接，所述電阻(R7)與可控硅三極管(VSl)的陽極連接，所述可控硅三極管(VSl)的閘極與電容(C9)連接，所述電阻(R7)還與電壓輸出端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了直流電源降壓器電路，它包括過功率保護(hù)電路(1)，其用于控制電源主控芯片(U1)；過流保護(hù)電路(2)，其用于控制三極管(Q1)，該三極管(Q1)的集電極通過電阻(R3)與電源主控芯片(U1)的Isense端連接；欠壓保護(hù)電路(3)，其包括開關(guān)二極管(VD3)，開關(guān)二極管(VD3)的陰極與電源主控芯片(U1)的Vcc端連接；以及過壓保護(hù)電路(4)，其包括電阻(R7)、電阻(R8)、電容(C9)、穩(wěn)壓二極管(VDz2)和可控硅三極管(VS1)。該電源有變壓器的隔離作用，即使其中的功率場效應(yīng)管被擊穿，輸入端的24V電壓也不會(huì)直通到它的輸出端(12V)，損壞用電設(shè)備，具有低功耗高效率的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H7/12GK103151921SQ20131007529
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者張臻東 申請人:啟東市愛普電器有限公司