電源轉換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電源轉換器，所述電源轉換器包括：輸出端、偵測電路、參考值產(chǎn)生電路、比較電路，偵測電路與比較電路、負載電性相連，用于偵測負載的電流，并將偵測的負載的電流轉換為電壓信號后提供給比較電路；參考值產(chǎn)生電路與比較電路電性相連，用于產(chǎn)生參考電壓，并將產(chǎn)生的參考電壓提供給比較電路；比較電路與輸出端電性相連，用于將偵測電路提供的電壓信號與參考值產(chǎn)生電路提供的參考電壓進行比較，并根據(jù)比較結果輸出相應的電平信號。本發(fā)明電源轉換器結構簡單，能夠提高轉換效率、降低EMI噪聲，并且能夠極大地降低成本。
【專利說明】
電源轉換器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電源轉換技術領域，特別涉及一種電源轉換器。
【背景技術】
[0002]開關電源是一種通過控制開關器件的開關占空比來調整輸出電壓大小的裝置，被廣泛應用在智能終端等各類電子設備中。升壓型(Boost)變換器是開關電源的一種常見的拓撲結構。Boost變換器作為基本的直流/直流(DC/DC)變換器之一，能夠實現(xiàn)從低電壓電源變換到高電壓電源，并且具有體積小、結構簡單、變換效率高等優(yōu)點，因而得到廣泛的應用，特別是在使用電池供電，但目標電壓卻高于電源電壓的場合。
[0003]圖1是現(xiàn)有的一種Boost變換器的電路示意圖，如圖1所示，Boost變換器包括切換式升壓電路110、脈寬調制電路120和負載130。切換式升壓電路110包括電感L1、二極管D、電容C、晶體管T。脈寬調制電路120用于輸出一定占空比的脈寬調制信號，以驅動切換式升壓電路110中的晶體管T的導通或截止。當晶體管T導通時，二極管D呈現(xiàn)反向偏壓，來自輸入電壓Vin的電能存儲于電感LI，此時負載130的電能由電容C提供。當晶體管T截止時，二極管D呈現(xiàn)順向偏壓，此時電容C以及負載130吸收由輸入電壓Vin以及電感LI所提供的電能，并以此得到高于輸入電壓的輸出電壓，從而達到升壓的目的。
[0004]但是上述Boost變換器因是實現(xiàn)從低電壓變換到高電壓，會在晶體管T上消耗過多不必要的切換效率，因此使得整體的輸入功率損耗提高，而導致Boost變換器的轉換效率降低，并且上述Boost變換器不穩(wěn)定，EMI噪聲也較大，此外，上述Boost變換器不能同時提供升壓、降壓兩種切換方式。故設計一個能提高轉換效率、降低EMI噪聲、提供多種輸出電壓的直流/直流電源轉換器是十分必要的。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明提供一種電源轉換器，結構簡單，能夠提高轉換效率、降低EMI噪聲，并且能夠極大地降低成本。
[0006]所述技術方案如下:
[0007]本發(fā)明實施例提供了一種電源轉換器，其包括:輸出端、偵測電路、參考值產(chǎn)生電路、比較電路，其中，所述偵測電路，與所述比較電路、負載電性相連，用于偵測所述負載的電流，并將偵測的所述負載的電流轉換為電壓信號后提供給所述比較電路;所述參考值產(chǎn)生電路，與所述比較電路電性相連，用于產(chǎn)生參考電壓，并將產(chǎn)生的參考電壓提供給所述比較電路;所述比較電路，與所述輸出端電性相連，用于將所述偵測電路提供的電壓信號與所述參考值產(chǎn)生電路提供的參考電壓進行比較，并根據(jù)比較結果輸出相應的電平信號。
[0008]在本發(fā)明的一個實施例中，所述偵測電路包括第一電阻，所述第一電阻的一端與所述負載及所述偵測電路的輸入端電性相連，所述第一電阻的另一端接地。
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，所述偵測電路包括放大電路，所述放大電路與所述比較電路電性相連，用于將電壓信號放大后提供給所述比較電路。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述放大電路包括第二電阻、第三電阻、放大器，所述放大器的正向輸入端與所述負載電性相連，所述放大器的反向輸入端通過所述第二電阻接地，還通過所述第三電阻與所述放大器的輸出端電性相連。
[0011 ]在本發(fā)明的一個實施例中，所述參考值產(chǎn)生電路包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻和穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓器的第一端接地，所述穩(wěn)壓器的第二端通過所述第八電阻與所述參考值產(chǎn)生電路的輸入端電性相連，所述穩(wěn)壓器的公共端通過所述第七電阻接地，所述第六電阻連接于所述穩(wěn)壓器的第二端和公共端之間，所述第四電阻的一端與所述穩(wěn)壓器的第二端電性相連，所述第四電阻的另一端通過所述第五電阻接地，所述第四電阻的另一端還與所述比較電路電性相連。
[0012]在本發(fā)明的一個實施例中，所述比較電路包括第九電阻、第十電阻、第十一電阻、比較器;所述比較器的正向輸入端通過所述第十電阻與所述參考值產(chǎn)生電路電性相連，所述比較器的反向輸入端通過所述第九電阻與所述偵測電路電性相連，所述比較器的輸出端通過所述第十一電阻與所述輸出端相連。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，所述比較電路還包括穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的陰極與所述輸出端電性相連，所述穩(wěn)壓管的陽極接地。
[0014]本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0015]通過偵測電路偵測負載的電流，并將偵測的負載的電流轉換為電壓信號后提供給比較電路;參考值產(chǎn)生電路產(chǎn)生參考電壓，并將產(chǎn)生的參考電壓提供給比較電路;比較電路將偵測電路提供的電壓信號與參考值產(chǎn)生電路提供的參考電壓進行比較，并根據(jù)比較結果輸出相應的電平信號。從而可以輸出多種電平信號，并且結構簡單，還能夠提高轉換效率、降低EMI噪聲，并且能夠極大地降低成本。
[0016]上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[00?7]圖1是現(xiàn)有的一種Boost變換器的電路不意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明第一實施例提供的電源轉換器的結構框圖；
[0019]圖3是本發(fā)明第二實施例提供的電源轉換器的結構框圖；
[0020]圖4是本發(fā)明第三實施例提供的電源轉換器的電路圖。
【具體實施方式】
[0021]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的電源轉換器其【具體實施方式】、結構、特征及功效，詳細說明如后。
[0022]有關本發(fā)明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例詳細說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過【具體實施方式】的說明，當可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0023]第一實施例
[0024]圖2是本發(fā)明第一實施例提供的電源轉換器的結構框圖。所述電源轉換器結構簡單，能夠提高轉換效率、降低EMI噪聲，并且能夠極大地降低成本。請參考圖2，本實施例的電源轉換器包括:輸出端Vout、偵測電路1、參考值產(chǎn)生電路11、比較電路12。
[0025]具體地，偵測電路10，與比較電路12、負載9電性相連，用于偵測負載9的電流，并將偵測的負載9的電流轉換為電壓信號后提供給比較電路12。
[0026]其中，偵測電路10還用于將電壓信號放大后提供給比較電路12。這主要適用于電壓信號比較小，而需要經(jīng)過放大后以得到較大電壓信號的應用場合，以方便后續(xù)比較電路12對放大后的電壓信號進行比較，提高比較效率。優(yōu)選地，負載9還可以與一 Boost變換器相連。從而本發(fā)明實施例的電源轉換器可以實現(xiàn)自動切換Boost變換器的輸出頻率。若Boost變換器的帶載能力為A，則可以設定為當負載的電流<1/2A，即負載的電壓信號小于一參考電壓(例如參考電壓可以由參考值產(chǎn)生電路11提供)，則Boost變換器切換為高頻輸出，即電源轉換器的輸出端輸出高頻信號；當負載電流>1/2A，即負載的電壓信號大于一參考電壓，貝IJBoost變換器切換為低頻輸出，即電源轉換器的輸出端輸出低頻信號，其中Boost變換器可以為任意的電路類型。當然，在本發(fā)明其它實施例中，負載9還可以與一電源輸出端相連，從而本發(fā)明實施例的電源轉換器可以實現(xiàn)自動切換電源輸出端的輸出電平信號的大小。
[0027]參考值產(chǎn)生電路11，與比較電路12電性相連，用于產(chǎn)生參考電壓，并將產(chǎn)生的參考電壓提供給比較電路12。
[0028]比較電路12，與偵測電路10、參考值產(chǎn)生電路11、輸出端Vout電性相連，用于將偵測電路10提供的電壓信號與參考值產(chǎn)生電路11提供的參考電壓進行比較，并根據(jù)比較結果輸出相應的電平信號。
[0029]具體地，比較電路12還用于若比較得出電壓信號大于參考電壓時，則輸出高電平信號，若比較得出電壓信號小于參考電壓時，則輸出低電平信號。
[0030]其中，通過比較電路12輸出高電平信號和低電平信號，以使得電源轉換器能夠提供兩種輸出電壓的方式，而高電平信號可以對應高頻信號，低電平可以對應低頻信號，因輸出高頻信號可以提升響應時間、降低輸出電壓的紋波，輸出低頻信號可以降低EMI噪聲，且與高頻相比轉換效率較高，從而使得本發(fā)明實施例不僅能夠提供兩種信號輸出方式，并且還可以提高轉換效率、降低EMI噪聲。
[0031]綜上所述，本發(fā)明實施例提供的電源轉換器，通過偵測電路偵測負載的電流，并將偵測的負載的電流轉換為電壓信號后提供給比較電路;參考值產(chǎn)生電路產(chǎn)生參考電壓，并將產(chǎn)生的參考電壓提供給比較電路;比較電路將偵測電路提供的電壓信號與參考值產(chǎn)生電路提供的參考電壓進行比較，并根據(jù)比較結果輸出相應的電平信號。從而可以輸出多種電平信號，并且結構簡單，還能夠提高轉換效率、降低EMI噪聲，并且能夠極大地降低成本。
[0032]第二實施例
[0033]圖3是本發(fā)明第二實施例提供的電源轉換器的結構框圖。請參考圖3，其中，圖3是在圖2的基礎上改進而來的。圖3與圖2的區(qū)別在于，圖3的電源轉換器中的偵測電路10可以包括放大電路13。
[0034]具體地，放大電路13，與比較電路12電性相連，用于將電壓信號放大后提供給比較電路12。這主要適用于電壓信號比較小，而需要經(jīng)過放大后以得到較大電壓信號的應用場合，以方便后續(xù)比較電路12對放大后的電壓信號進行比較，提高比較效率。優(yōu)選地，比較電路12用于將放大電路13提供的放大后的電壓信號與參考值產(chǎn)生電路11提供的參考電壓進行比較，并根據(jù)比較結果輸出相應的電平信號。其中，比較電路12還用于若比較得出放大后的電壓信號大于參考電壓時，則輸出高電平信號，若比較得出放大后的電壓信號小于參考電壓時，則輸出低電平信號。其中，通過比較電路12輸出高電平信號和低電平信號，以使得電源轉換器能夠提供兩種輸出電壓的方式，而高電平信號可以對應高頻信號，低電平可以對應低頻信號，因輸出高頻信號可以提升響應時間、降低輸出電壓的紋波，輸出低頻信號可以降低EMI噪聲，且與高頻相比轉換效率較高，從而使得本發(fā)明實施例不僅能夠提供兩種信號輸出方式，并且還可以提高轉換效率、降低EMI噪聲。
[0035]綜上所述，本發(fā)明實施例提供的電源轉換器，還通過放大電路13對電壓信號進行放大后提供給比較電路12，從而方便后續(xù)比較電路12對放大后的電壓信號進行比較，提高比較效率。
[0036]第三實施例
[0037]圖4是本發(fā)明第三實施例提供的電源轉換器的電路圖。請參考圖4，其中，圖4是在圖3的基礎上改進而來的。圖4與圖3的區(qū)別在于，圖4是圖3的一種具體的實現(xiàn)本發(fā)明構思的電路圖。
[0038]具體地，偵測電路10包括第一電阻Rs，第一電阻Rs的一端與負載9及偵測電路10的輸入端電性相連，第一電阻Rs的另一端接地。
[0039]其中，第一電阻Rs與負載9之間的節(jié)點可以提供電壓信號Vsl。
[0040]放大電路13包括第二電阻Rl、第三電阻R2、放大器OPl，放大器OPI的正向輸入端與負載9電性相連，放大器OPl的反向輸入端通過第二電阻Rl接地，還通過第三電阻R2與放大器OPI的輸出端Vs電性相連。
[0041]其中，第一電阻Rs為電流取樣電阻，由于第一電阻Rs的電阻值通常比較小，所以取得的電壓信號Vsl比較低，故要經(jīng)過放大電路13得到輸出端Vs輸出的電壓信號，以方便后續(xù)比較電路12對放大后的電壓信號進行比較，提供比較效率。具體地，放大電路13中的放大器OPl將電壓信號Vsl放大后通過輸出端Vs提供給比較電路12，第二電阻Rl和第三電阻R2決定了放大器OPl的增益。
[0042]參考值產(chǎn)生電路11包括第四電阻R3、第五電阻R4、第六電阻R5、第七電阻R6、第八電阻R7和穩(wěn)壓器Dl，例如所述穩(wěn)壓器Dl可以為三端穩(wěn)壓器。其中，穩(wěn)壓器Dl的第一端接地，穩(wěn)壓器Dl的第二端通過第八電阻R7與參考值產(chǎn)生電路11的輸入端Input電性相連，穩(wěn)壓器Dl的公共端通過第七電阻R6接地。第六電阻R5連接于穩(wěn)壓器Dl的第二端和公共端之間。第四電阻R3的一端與穩(wěn)壓器Dl的第二端電性相連，第四電阻R3的另一端通過第五電阻R4接地，第四電阻R3的另一端還與比較電路12電性相連。
[0043]其中，假設第七電阻R6兩端的電壓為Vref，流經(jīng)穩(wěn)壓器Dl的公共端的電流為Iref，第八電阻R7和第四電阻R3之間的節(jié)點的電壓為VKA，則VKA的計算公式為:VKA = Vref*(l +R5/R6)+Iref*R5。其中，通過穩(wěn)壓器Dl的穩(wěn)壓作用，使得參考值產(chǎn)生電路11的第八電阻R7和第四電阻R3之間的節(jié)點可以產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓VKA，電壓VKA通過第四電阻R3和第五電阻R4分壓后得到參考電壓Vref I，以提供給比較電路12。
[0044]比較電路12包括第九電阻R8、第十電阻R9、第^^一電阻RlO、比較器TP、穩(wěn)壓管D2，例如所述穩(wěn)壓管D2可以為穩(wěn)壓二極管。其中，比較器TP的正向輸入端通過第十電阻R9與參考值產(chǎn)生電路11的第四電阻R3和第五電阻R4之間的節(jié)點電性相連，比較器TP的反向輸入端通過第九電阻R8與偵測電路10的輸出端Vs電性相連，比較器TP的輸出端通過第十一電阻RlO與輸出端相連，比較器TP的輸出端通過第十一電阻RlO還與穩(wěn)壓管D2的陰極相連，穩(wěn)壓管D2的陽極接地。
[0045]其中，比較電路12中的比較器TP將偵測電路10提供的電壓信號與參考值產(chǎn)生電路11提供的參考電壓進行比較，并根據(jù)比較結果其輸出端輸出相應的電平信號。具體地，例如，比較器TP若比較得出電壓信號大于參考電壓時，則輸出端輸出高電平信號，若比較得出電壓信號小于參考電壓時，則輸出端輸出低電平信號。其中，穩(wěn)壓管D2起到穩(wěn)壓作用，在其他實施例中，也可以根據(jù)實際需要而省去穩(wěn)壓管D2。
[0046]下面詳細說明電源轉換器的工作過程:
[0047]偵測電路10的第一電阻Rs采樣流經(jīng)負載9的電流，并通過第一電阻Rs與負載9之間的節(jié)點提供電壓信號Vsl給放大電路13。放大電路13中的放大器OPl對電壓信號Vsl進行放大后通過輸出端Vs提供給比較電路12。另外，參考值產(chǎn)生電路11的第四電阻R3和第五電阻R4之間的節(jié)點提供穩(wěn)定的參考電壓Vr efl給比較電路12。比較電路12中的比較器TP將偵測電路10提供的電壓信號與參考值產(chǎn)生電路11提供的參考電壓Vrefl進行比較，并根據(jù)比較結果其輸出端Vout輸出相應的電平信號，例如，若比較得出電壓信號大于參考電壓時，則輸出端Vout輸出高電平信號，若比較得出電壓信號小于參考電壓時，則輸出端Vout輸出低電平信號。
[0048]綜上所述，本發(fā)明實施例提供的電源轉換器，通過偵測電路偵測負載的電流，并將偵測的負載的電流轉換為電壓信號后提供給比較電路;參考值產(chǎn)生電路產(chǎn)生參考電壓，并將產(chǎn)生的參考電壓提供給比較電路;比較電路將偵測電路提供的電壓信號與參考值產(chǎn)生電路提供的參考電壓進行比較，并根據(jù)比較結果輸出相應的電平信號。從而可以輸出多種電平信號，并且結構簡單，還能夠提高轉換效率、降低EMI噪聲，并且能夠極大地降低成本。
[0049]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種電源轉換器，其特征在于，其包括:輸出端、偵測電路、參考值產(chǎn)生電路、比較電路，其中， 所述偵測電路，與所述比較電路、負載電性相連，用于偵測所述負載的電流，并將偵測的所述負載的電流轉換為電壓信號后提供給所述比較電路； 所述參考值產(chǎn)生電路，與所述比較電路電性相連，用于產(chǎn)生參考電壓，并將產(chǎn)生的參考電壓提供給所述比較電路； 所述比較電路，與所述輸出端電性相連，用于將所述偵測電路提供的電壓信號與所述參考值產(chǎn)生電路提供的參考電壓進行比較，并根據(jù)比較結果輸出相應的電平信號。2.根據(jù)權利要求1所述的電源轉換器，其特征在于，所述偵測電路包括第一電阻，所述第一電阻的一端與所述負載及所述偵測電路的輸入端電性相連，所述第一電阻的另一端接地。3.根據(jù)權利要求1所述的電源轉換器，其特征在于，所述偵測電路包括放大電路，所述放大電路與所述比較電路電性相連，用于將電壓信號放大后提供給所述比較電路。4.根據(jù)權利要求3所述的電源轉換器，其特征在于，所述放大電路包括第二電阻、第三電阻、放大器，所述放大器的正向輸入端與所述負載電性相連，所述放大器的反向輸入端通過所述第二電阻接地，還通過所述第三電阻與所述放大器的輸出端電性相連。5.根據(jù)權利要求1所述的電源轉換器，其特征在于，所述參考值產(chǎn)生電路包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻和穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓器的第一端接地，所述穩(wěn)壓器的第二端通過所述第八電阻與所述參考值產(chǎn)生電路的輸入端電性相連，所述穩(wěn)壓器的公共端通過所述第七電阻接地，所述第六電阻連接于所述穩(wěn)壓器的第二端和公共端之間，所述第四電阻的一端與所述穩(wěn)壓器的第二端電性相連，所述第四電阻的另一端通過所述第五電阻接地，所述第四電阻的另一端還與所述比較電路電性相連。6.根據(jù)權利要求1所述的電源轉換器，其特征在于，所述比較電路包括第九電阻、第十電阻、第十一電阻、比較器;所述比較器的正向輸入端通過所述第十電阻與所述參考值產(chǎn)生電路電性相連，所述比較器的反向輸入端通過所述第九電阻與所述偵測電路電性相連，所述比較器的輸出端通過所述第十一電阻與所述輸出端相連。7.根據(jù)權利要求1所述的電源轉換器，其特征在于，所述比較電路還包括穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的陰極與所述輸出端電性相連，所述穩(wěn)壓管的陽極接地。
【文檔編號】H02M3/158GK106026633SQ201610559791
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月15日
【發(fā)明人】張曉娥, 常琳, 袁婷
【申請人】昆山龍騰光電有限公司