一種具有低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)監(jiān)控設(shè)備的供電一般有兩種方式:市電和電池。以上兩種供電方式中市電一般比較穩(wěn)定，正常時(shí)電壓的波動(dòng)不會(huì)超出正常值的±20%，當(dāng)市電的波動(dòng)超出該范圍后電源設(shè)備一般沒有辦法正常工作。因此，常規(guī)電源的設(shè)計(jì)其電壓適應(yīng)范圍相對較窄。
[0003]但隨著技術(shù)的和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，通過一些特殊手段獲取能量的方法越來越具有現(xiàn)實(shí)意義，比如通過輸電線的空間感應(yīng)磁場獲取能量。但是這種能量和傳統(tǒng)市電供電和電池供電相對穩(wěn)定的電壓相比，其電壓波動(dòng)范圍相當(dāng)巨大。比如在輸電線路輕負(fù)荷時(shí)其感應(yīng)電壓只有幾伏特，但在重負(fù)荷時(shí)其感應(yīng)電壓可能有100?200伏特，而目前市面上的開關(guān)電源芯片和穩(wěn)壓電源芯片的輸入電壓范圍一般為幾伏特到幾十伏特，一般沒有超過100伏特的。因此在沒有特殊設(shè)計(jì)的寬范圍PWM(脈寬調(diào)制)芯片出現(xiàn)之前，需要有一種手段把超高電壓的輸入轉(zhuǎn)換成常規(guī)PWM調(diào)制芯片可接收的電壓。
[0004]目前常規(guī)的技術(shù)是采用降壓變壓器的方式對高電壓進(jìn)行降壓，但這種方式對于低壓輸入的電壓同樣會(huì)進(jìn)行降壓，因此其對輸入電能的應(yīng)用效率會(huì)大大降低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對工作在電壓頻繁波動(dòng)的環(huán)境中的應(yīng)用，提供一種具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路，當(dāng)輸入電壓高于設(shè)定值時(shí)，要求脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出工作模式，而一旦輸入電壓低于設(shè)定值后，輸入電壓可以不帶損失的進(jìn)行輸出。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路，其特征在于，包括:主通道開關(guān)電路、電感、電容以及二極管、采樣電路、PWM控制電路和主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路；
[0007]輸入電壓經(jīng)過主通道開關(guān)電路、電感作為輸出電壓輸出；主通道開關(guān)電路、與電感的連接端接二極管的負(fù)端，二極管的正端接地；電感輸出端通過電容連接到地；
[0008]采樣電路對輸出電壓進(jìn)行采樣，并送入PWM控制電路；
[0009]當(dāng)輸出電壓低于設(shè)定值時(shí)，PffM控制電路輸出導(dǎo)通信號(hào)，通過主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路打開主通道開關(guān)電路，此時(shí)輸入電壓經(jīng)過主通道開關(guān)電路、電感對電容進(jìn)行充電；當(dāng)輸出電壓高于設(shè)定值時(shí)，PWM控制電路輸出關(guān)閉信號(hào)，通過主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路關(guān)閉主通道開關(guān)電路，此時(shí)輸出電壓僅僅靠電容進(jìn)行維持，當(dāng)電容電壓即輸出電壓低于設(shè)定值后，PWM控制電路通過采樣電路獲取的電壓又低于設(shè)定值，則PWM控制電路發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)，通過主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路打開主通道開關(guān)電路，此時(shí)輸入電壓通過主通道開關(guān)電路、電感對電容進(jìn)行充電，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)了對輸入電壓的穩(wěn)壓功能。
[0010]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。
[0011]本實(shí)用新型具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路，該電路包括主通道開關(guān)電路、電感、電容以及二極管、采樣電路、PWM控制電路和主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，輸入電壓接入到主通道開關(guān)電路的輸入端，主通道開關(guān)電路輸出端接到一個(gè)由電感、二極管和濾波電容構(gòu)成的Π型電路，輸出電壓通過采樣電路接入到PffM控制電路的采樣輸入端，PffM控制電路的輸出接到主開關(guān)驅(qū)動(dòng)的電路的輸入，主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的輸出接到住主通道開關(guān)電路的控制端。PWM控制電路通過采樣電路檢測輸出電壓，當(dāng)輸出電壓一旦高于設(shè)定值則PWM電路就驅(qū)動(dòng)主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷主開關(guān)，一旦輸出電壓低于設(shè)定值則又打開主開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)壓。
[0012]本實(shí)用新型利用PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)在較高的輸入電壓下實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)壓，同時(shí)和市面上現(xiàn)有的PWM調(diào)制技術(shù)低電壓切斷高電壓導(dǎo)通不同，本發(fā)明中所實(shí)現(xiàn)的電路具有低電壓導(dǎo)通高電壓穩(wěn)壓的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路一種【具體實(shí)施方式】原理框圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路一種具體應(yīng)用中輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系示意圖，其中，(a)為輸入電壓大于50伏，(b)為輸入電壓小于50伏而大于10伏。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許會(huì)淡化本實(shí)用新型的主要內(nèi)容時(shí)，這些描述在這里將被忽略。
[0016]在本實(shí)施例中，如圖1所示，本實(shí)用新型具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路，包括主通道開關(guān)電路、電感L、電容C以及二極管D、采樣電路、PffM控制電路和主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路。在本實(shí)施例中，主通道開關(guān)電路為具有百伏級(jí)別尚耐壓的開關(guān)型器件，具體根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行選擇。
[0017]輸入電壓Vin接入到主通道開關(guān)電路的輸入端，主通道開關(guān)電路輸出端接到一個(gè)由電感L、二極管D和濾波電容C構(gòu)成的Π型電路，經(jīng)過Π型電路得到輸出電壓Vout。輸出電壓Vout通過采樣電路接入到PffM控制電路的采樣輸入端，PWM控制電路的輸出接到主開關(guān)驅(qū)動(dòng)的電路的輸入，主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的輸出接到住主通道開關(guān)電路的控制端。PWM控制電路通過采樣電路檢測輸出電壓，當(dāng)輸出電壓一旦高于設(shè)定值則PWM電路就驅(qū)動(dòng)主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷主開關(guān)，一旦輸出電壓低于設(shè)定值則又打開主開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)壓。
[0018]本實(shí)用新型具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路，實(shí)現(xiàn)把高的波動(dòng)的輸入電壓轉(zhuǎn)換為一種較低的穩(wěn)壓輸出，并且其最高耐受電壓為現(xiàn)有市面上常規(guī)穩(wěn)壓芯片的8?10倍，當(dāng)輸入電壓不高時(shí)，采用不帶損耗的直通輸出，這樣既保證了高電壓輸入時(shí)輸出不過壓，又保證了低電壓輸入時(shí)對電能的有效利用。
[0019]應(yīng)用實(shí)例:
[0020]如果某一個(gè)設(shè)備需要在1V?250V的電壓范圍內(nèi)工作，而所采用的穩(wěn)壓芯片最大耐壓是60V，有效輸出為5V。如果采用降壓變壓器的工作模式，我們采用5:1的降壓變壓器，則輸入電壓為250V時(shí)，輸出電壓變?yōu)?0V，滿足了穩(wěn)壓芯片的工作要求。但是對于1V輸入電壓，此時(shí)通過變壓器后輸入電壓為2V，無法滿足5V輸出的需要，因此其有效工作范圍就被縮減到了 25V?250V。如圖2所示，而采用本實(shí)用新型具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路，則可以在不改變工作范圍的情況下實(shí)現(xiàn)保證穩(wěn)壓芯片的可靠工作。如圖2 (a)、當(dāng)輸入電壓超過50V時(shí)，電路采用脈寬調(diào)制模式使輸出電壓穩(wěn)定在50V左右，圖2 (b)當(dāng)輸入電壓低于50V后，電路采用直通模式使輸出電壓基本上和輸入電壓相等，因此即便是輸入電壓低到1V時(shí)，任然可以通過穩(wěn)壓芯片獲取5V的穩(wěn)定輸出電壓。
[0021]盡管上面對本實(shí)用新型說明性的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本實(shí)用新型，但應(yīng)該清楚，本實(shí)用新型不限于【具體實(shí)施方式】的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本實(shí)用新型構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路，其特征在于，包括:主通道開關(guān)電路、電感、電容以及二極管、采樣電路、PWM控制電路和主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路； 輸入電壓經(jīng)過主通道開關(guān)電路、電感作為輸出電壓輸出；主通道開關(guān)電路、與電感的連接端接二極管的負(fù)端，二極管的正端接地；電感輸出端通過電容連接到地； 采樣電路對輸出電壓進(jìn)行采樣，并送入PWM控制電路； 當(dāng)輸出電壓低于設(shè)定值時(shí)，PWM控制電路輸出導(dǎo)通信號(hào)，通過主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路打開主通道開關(guān)電路，此時(shí)輸入電壓經(jīng)過主通道開關(guān)電路、電感對電容進(jìn)行充電；當(dāng)輸出電壓高于設(shè)定值時(shí)，PWM控制電路輸出關(guān)閉信號(hào)，通過主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路關(guān)閉主通道開關(guān)電路，此時(shí)輸出電壓僅僅靠電容進(jìn)行維持，當(dāng)電容電壓即輸出電壓低于設(shè)定值后，PWM控制電路通過采樣電路獲取的電壓又低于設(shè)定值，則PWM控制電路發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)，通過主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路打開主通道開關(guān)電路，此時(shí)輸入電壓通過主通道開關(guān)電路、電感對電容進(jìn)行充電，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)了對輸入電壓的穩(wěn)壓功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述的主通道開關(guān)電路為具有百伏級(jí)別高耐壓的開關(guān)型器件。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具體低壓導(dǎo)通高壓穩(wěn)壓特性的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓電路，該電路包括主通道開關(guān)電路、電感、電容以及二極管、采樣電路、PWM控制電路和主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，輸入電壓接入到主通道開關(guān)電路的輸入端，主通道開關(guān)電路輸出端接到一個(gè)由電感、二極管和濾波電容構(gòu)成的Π型電路，輸出電壓通過采樣電路接入到PWM控制電路的采樣輸入端，PWM控制電路的輸出接到主開關(guān)驅(qū)動(dòng)的電路的輸入，主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的輸出接到住主通道開關(guān)電路的控制端。PWM控制電路通過采樣電路檢測輸出電壓，當(dāng)輸出電壓一旦高于設(shè)定值則PWM電路就驅(qū)動(dòng)主開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷主開關(guān)，一旦輸出電壓低于設(shè)定值則又打開主開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)壓。
【IPC分類】H02M3/156
【公開號(hào)】CN204886699
【申請?zhí)枴緾N201520714797
【發(fā)明人】楊軍
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月15日