專利名稱：無線圈電源降壓器的制作方法
技術領域：
本發明涉及電學領域，尤其涉及電子電路，特別涉及電壓變換電路，具體的是一種 無線圈電源降壓方法及電路。
背景技術：
現有技術中，電壓變換電路采用線圈電磁偶合技術，通過電磁變壓器從次級線圈 來獲得改變后的電壓。電磁變壓器在電路中占有較大的體積，同時，電磁變壓器需要消耗較 多的銅線圈材料，成本較多。另外，在直流電壓變換過程中，在電磁變壓器的初級線圈端需 要增加一個直流變換到交流的步驟，在次級線圈端需要增加一個交流變換到直流的步驟。
發明內容
本發明的目的在于提供一種無線圈電源降壓方法，所述的這種無線圈電源降壓方 法要解決現有技術中電壓變換電路中電磁變壓器占有較大的體積、消耗較多的線圈材料、 成本較多和非必要的交直流變換的技術問題。本發明的這種無線圈電源降壓方法，包括一個將輸入端電壓變換后從輸出端輸出 較低電壓的過程，其中，在所述的電壓變換過程中，利用一個開關將來自所述的輸入端的電 源斷續輸出到一個算術平均電路，利用所述的算術平均電路將斷續的供電平均后獲得一個 低于輸入端電壓的連續電壓，并輸出到負載。進一步的，利用一個脈沖寬度調制電路來調整所述的開關的斷/續時間比值，從 而決定所述的算術平均電路輸出的平均電壓即負載電壓，利用一個高頻振蕩單元向所述的 脈沖寬度調制電路輸出定高頻開/關信號。再進一步的，利用一個穩壓單元來檢測所述的算術平均電路輸出的平均電壓、并 將檢測到的平均電壓與一個設定電壓值進行比較，在檢測到的平均電壓大于或者小于所述 的設定電壓值時，利用所述的穩壓單元向一個脈沖寬度調制電路輸出一個校準信號，利用 脈沖寬度調制電路向所述的功率開關輸出校準后的開/關信號，調整開關的開關斷續時間 比值。本發明還提供了一種實現上述的無線圈電源降壓方法的電路，所述的這種無線圈 電源降壓電路由一個功率開關、一個算術平均電路、一個脈沖寬度調制電路、一個高頻振蕩 單元和一個穩壓單元構成，其中，所述的功率開關連接電源的輸入端，功率開關的輸出端與 所述的算術平均電路的輸入端連接，算術平均電路的輸出端與電源的輸出端連接，所述的 高頻震蕩單元的輸出端與所述的脈沖寬度調制電路的輸入端連接，算術平均電路的輸出端 與所述的穩壓單元的輸入端連接，穩壓單元的輸出端與脈沖寬度調制電路的輸入端連接， 脈沖寬度調制電路的輸出端與功率開關連接。進一步的，所述的算術平均電路是算術平均平均器。進一步的，所述的功率開關由開關管組成。進一步的，所述的脈沖寬度調制電路中連接有一個降壓比值調整器件。
進一步的，所述的高頻振蕩單元的頻率大于十倍電源頻率。具體的，本發明中所述的功率開關、算術平均電路、脈沖寬度調制電路、高頻振蕩 單元、降壓比值調整器件和穩壓單元均可采用現有技術中的公知方案，有關功率開關、算術 平均電路、脈沖寬度調制電路、高頻振蕩單元、降壓比值調整器件和穩壓單元的公知技術， 本領域的技術人員均已經了解，在此不再贅述。本發明的工作原理是高頻震蕩單元產生定高頻開/關信號并輸出到脈沖寬度調 制電路。脈沖寬度調制電路同時還來自穩壓單元的校準信號。穩壓單元檢測負載電壓、并將 檢測結果與一個設定電壓值進行比較，在檢測到的平均電壓大于或者小于設定電壓值時， 向脈沖寬度調制電路輸出校準信號，脈沖寬度調制電路調整功率開關的開/關斷續時間比 例，最后調整負載電壓至穩定值。脈沖寬度調制電路輸出已校準的開/關信號至功率開關， 功率開關在已校準的開/關信號控制下將電源功率送至算術平均電路。算術平均電路將被 開/關的電源電壓平均后取得算術平均值，并輸出至負載電壓。所述的算術平均值與開關 的斷續時間比相關。通過調節降壓比值調整器件，可以人工改變脈沖寬度調制電路輸出的 開/關信號比值，從而在輸出端獲得不同的電壓。本發明和已有技術相比較，其效果是積極和明顯的。本發明利用算術平均電路將 被開/關的電源電壓平均后取得算術平均值，并輸出至負載電壓，從而無需使用線圈電磁 偶合技術或者電磁變壓器，可減少成品電路體積，節約線圈銅材料，降低成本。利用連接在 負載端的穩壓單元檢測電壓，并向脈沖寬度調制電路反饋校準信號，通過脈沖寬度調制電 路來調整功率開關的開/關信號控制，從而在算術平均電路的輸出端獲得穩定的電壓。電 源可為直流或交流，降壓比可調節，可同時加入穩壓控制，本發明不是電阻或電抗降壓電 路，避免了電阻或電抗降壓電路的缺點。
圖1是本發明的一個優選實施例中的無線圈電源降壓電路的原理示意圖。圖2是本發明的一個優選實施例中在圖1中的電源測點測得的電源波形圖。圖3是本發明的一個優選實施例中在圖1中的斷續電源測點測得的電源波形圖。圖4是本發明的一個優選實施例中在圖1中的低壓電源測點測得的電源波形圖。
具體實施例方式實施例1 如圖1所示，本發明一種無線圈電源降壓方法，包括一個將輸入端電壓變換后從 輸出端輸出較低電壓的過程，其中，在所述的電壓變換過程中，利用一個功率開關PwrSw將 來自所述的輸入端的電源持續接通和切斷后輸出到一個算術平均電路AAvgr，利用所述的 算術平均電路AAvgr將斷續的供電平均后獲得一個低于輸入端電壓的連續電壓，并輸出到 負載。進一步的，利用一個脈沖寬度調制電路PWM來調整所述的功率開關PwrSw的斷/ 續時間比值，從而決定所述的算術平均電路AAvgr輸出的平均電壓即負載電壓，利用一個 高頻振蕩單元HFOsc向所述的脈沖寬度調制電路PWM輸出定高頻開/關信號。再進一步的，利用一個穩壓單元VRegu來檢測所述的算術平均電路AAvgr輸出的平均電壓、并將檢測到的平均電壓與一個設定電壓值進行比較，在檢測到的平均電壓大于 或者小于所述的設定電壓值時，利用所述的穩壓單元VRegu向一個脈沖寬度調制電路PWM 輸出一個校準信號，利用脈沖寬度調制電路PWM向所述的功率開關PwrSw輸出校準后的開 /關信號，調整功率開關PwrSw的開關斷續時間比值。圖2表示了在電源測點測到的電源波形，所述的電源測點位于電源的輸入端，圖3 表示了在斷續電源測點測到的斷續的電源波形，所述的斷續電源測點位于功率開關PwrSw 的輸出端之后、算術平均電路AAvgr的輸入端之前，圖4表示了算術平均電路AAvgr輸出的 連續電源波形，可見，算術平均電路AAvgr輸出的連續電源波形的幅度小于電源的輸入端 的電源波形的幅度，電路實現了降壓。本發明還提供了一種實現上述方法的無線圈電源降壓電路，所述的這種無線圈電 源降壓電路由一個功率開關PwrSw、一個算術平均電路AAvgr、一個脈沖寬度調制電路PWM、 一個高頻振蕩單元HFOsc和一個穩壓單元VRegu構成，其中，所述的功率開關PwrSw連接電 源的輸入端，功率開關PwrSw的輸出端與所述的算術平均電路AAvgr的輸入端連接，算術平 均電路AAvgr的輸出端與電源的輸出端連接，所述的高頻震蕩單元的輸出端與所述的脈沖 寬度調制電路PWM的輸入端連接，算術平均電路AAvgr的輸出端與所述的穩壓單元VRegu 的輸入端連接，穩壓單元VRegu的輸出端與脈沖寬度調制電路PWM的輸入端連接，脈沖寬度 調制電路PWM的輸出端與功率開關PwrSw連接。進一步的，所述的算術平均電路AAvgr是算術平均平均器。進一步的，所述的功率開關PwrSw由開關管組成。進一步的，所述的脈沖寬度調制電路PWM中連接有一個降壓比值調整器件。進一步的，所述的高頻振蕩單元HFOsc的頻率大于十倍電源頻率。具體的，在本發明的一個優選實施例中，高頻震蕩單元HFOsc產生定高頻開/關信 號并送至脈沖寬度調制電路PWM。脈沖寬度調制電路PWM同時接受定頻開/關信號及來自 穩壓單元VRegu，的校準信號。校準信號用以調整開/關的斷續時間比例，最后調整負載電 壓至穩定值。脈沖寬度調制電路PWM輸出已校準開/關信號至功率開關PwrSw。功率開關 PwrSw在已校準的開/關信號的控制下將電源功率送至算術平均電路AAvgr。算術平均電 路AAvgr平均被開/關的電源電壓以取得算術平均值，并輸出至負載電壓。穩壓單元VRegu 接受負載電壓并與內在標準電壓2比較輸出校準信號至脈沖寬度調制電路PWM。通過連接 在脈沖寬度調制電路PWM中的調節降壓比值調整器件1，可以人工改變脈沖寬度調制電路 PWM輸出的開/關信號比值，從而在輸出端獲得不同的電壓。其中，高頻振蕩單元HFOsc輸出定高頻開/關信號。所述的高頻高于十倍電源頻率。脈沖寬度調制電路PWM調整開關的斷續時間比例。脈沖寬度調制電路PWM輸入定
頻開/關信號及校準信號，輸出已校準開/關信號。功率開關PwrSw經過算術平均電路，實施電源至負載的開/關動作。功率開關 PwrSw輸入電源及已校準開/關信號，輸出斷續電源。算術平均電路AAvgr平均被開/關的電源電壓以取得算術平均值，即輸出至負載 電壓。此平均值與開關的斷續時間比相關。它輸入斷續電源，輸出已平均非斷續電源低電壓。
穩壓單元VRegu與內部標準電壓2比較后輸出校準信號至脈沖寬度調制電路PWM， 以調整開關斷續時間比，最后穩壓至標準值。它輸入負載電壓，輸出校準信號。上述實施例僅用于說明但不限于本發明的一個具體應用。凡利用任何開關達成高 壓電源斷續、并供至任何一算術平均器或電路，經平均后再輸出致低電壓負載的此類裝置， 無論任何此類裝置的斷續頻率或斷續時間比如何，均為本專利范圍。本發明的方法和電路裝置被應用于任何系統中任何單元時，該單元也在本專利的 保護范圍中。由于此裝置降壓比易調特性，因此極有利于控制系統的簡化，如電熱溫度控 制、照明亮度控制及電動機啟動等——任何以變動電壓為手段的控制系統。
權利要求
1. 一種無線圈電源降壓方法，包括一個將輸入端電壓變換后從輸出端輸出較低電壓的 過程，其特征在于在所述的電壓變換過程中，利用一個開關將來自所述的輸入端的電源斷 續輸出到一個算術平均電路，利用所述的算術平均電路將斷續的供電平均后獲得一個低于 輸入端電壓的連續電壓，并輸出到負載。
2.如權利要求1所述的無線圈電源降壓方法，其特征在于利用一個脈沖寬度調制電 路來調整所述的開關的斷/續時間比值，從而決定所述的算術平均電路輸出的平均電壓即 負載電壓，利用一個高頻振蕩單元向所述的脈沖寬度調制電路輸出定高頻開/關信號。
3.如權利要求2所述的無線圈電源降壓方法，其特征在于利用一個穩壓單元來檢測 所述的算術平均電路輸出的平均電壓、并將檢測到的平均電壓與一個設定電壓值進行比 較，在檢測到的平均電壓大于或者小于所述的設定電壓值時，利用所述的穩壓單元向一個 脈沖寬度調制電路輸出一個校準信號，利用脈沖寬度調制電路向所述的開關輸出校準后的 開/關信號，調整所述的開關的開關斷續時間比值。
4.一種實現如權利要求3所述的無線圈電源降壓方法的電路，由一個功率開關、一個 算術平均電路、一個脈沖寬度調制電路、一個高頻振蕩單元和一個<穩壓單元構成，其特征在 于所述的功率開關連接電源的輸入端，功率開關的輸出端與所述的算術平均電路的輸入 端連接，算術平均電路的輸出端與電源的輸出端連接，所述的高頻震蕩單元的輸出端與所 述的脈沖寬度調制電路的輸入端連接，算術平均電路的輸出端與所述的穩壓單元的輸入端 連接，穩壓單元的輸出端與脈沖寬度調制電路的輸入端連接，脈沖寬度調制電路的輸出端 與功率開關連接。
5.如權利要求4所述的無線圈電源降壓電路，其特征在于所述的算術平均電路是算 術平均平均器。
6.如權利要求4所述的無線圈電源降壓電路，其特征在于所述的功率開關由開關管 組成。
7.如權利要求4所述的無線圈電源降壓電路，其特征在于所述的高頻振蕩單元的頻 率大于十倍電源頻率。
8.如權利要求4所述的無線圈電源降壓電路，其特征在于所述的脈沖寬度調制電路 中連接有一個降壓比值調整器件。
全文摘要
一種無線圈電源降壓方法，利用功率開關將輸入端電源持續接通和切斷后輸出到算術平均電路，利用算術平均電路將斷續的供電平均后獲得一個低于輸入端電壓的連續電壓，并輸出到負載。一種無線圈電源降壓電路，由功率開關、算術平均電路、脈沖寬度調制電路、高頻振蕩單元和穩壓單元構成，利用算術平均電路將被開/關的電源電壓平均后取得算術平均值，獲得降壓的負載電壓，從而無需使用電磁線圈變壓器，節約線圈銅材料，降低成本。利用連接在負載端的穩壓單元檢測電壓，并向脈沖寬度調制電路反饋校準信號，通過脈沖寬度調制電路來調整功率開關的開/關信號控制，從而在算術平均電路的輸出端獲得穩定的電壓。電源可為直流或交流，降壓比可調節。
文檔編號H02M1/10GK102005910SQ201010539559
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月10日 優先權日2010年11月10日
發明者洪勤溪 申請人:洪勤溪