一種寬電源輸入的穩壓電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種寬電源輸入的穩壓電路，包括：第一穩壓電路，耦接外部電源，設定第一預設值；第二穩壓電路，耦接外部電源，包括第一單向導通元件，所述第一單向導通元件負極耦接所述第一穩壓電路輸出；當輸入電壓高于第一預設值時，輸入電壓經第一穩壓電路穩壓輸出，所述第一單向導通元件反向截止，第二穩壓電路停止工作；當輸入電壓低于第一預設值時，所述第一單向導通元件導通，輸入電壓經第二穩壓電壓電路輸出，第一穩壓電路停止工作。本實用新型提供一種寬電源輸入的穩壓電路，很好的彌補了在不同電壓范圍內，做到降壓穩壓，穩定工作狀態，可以將輸入電壓范圍擴展至12V?400V范圍內。
【專利說明】
一種寬電源輸入的穩壓電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及穩壓電路技術領域，特別涉及一種寬電源輸入的穩壓電路。
【背景技術】
[0002]在大多數的控制電路中，總是習慣用到了一些降壓穩壓電路，作為控制器內部電源使用，例如需要將12V電壓降壓到5V電壓使用，那么常規的使用方式一般為LD0(lowdropout regulator，低壓差線性穩壓器)電路降壓或者采用DC-DC降壓；
[0003]而采用了LDO降壓電路，如果輸入電壓和輸出電壓壓降比較大的情況下，會導致LDO芯片功率過大，發熱量過高，容易導致芯片燒毀或者出現不穩定的情況發生。所以使用LDO降壓的時候，通常會在芯片上安裝散熱片對LDO芯片進行散熱，以保證芯片穩定工作。
[0004]而采用了 DC-DC降壓電路，雖然減小了 LDO的發熱和功耗問題，但是市場上的DC-DC芯片一般供電只能在40V以下才能供電，過高電壓輸入，容易燒毀芯片，同時會燒毀后續電路，導致控制器失去功能。
[0005]開關電源設計一般是采用AC供電，將AC整流濾波后，進行單端反激式電路設計，但是該方式則需要采用單端反激式變換器作為電壓轉換主要器件，但是這樣的變壓器體積一般會比較大，對電源的布局很有要求，同時這樣的電路方式，必須包括高低壓隔離電路。雖然這樣的電路可以使用于高壓100-400V的范圍內進行穩壓，但是針對于于100V以下的電壓穩壓設計就沒有辦法。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型提供一種寬電源輸入的穩壓電路，很好的彌補了在不同電壓范圍內，做到降壓穩壓，穩定工作狀態，可以將輸入電壓范圍擴展至12V-400V范圍內。
[0007]為解決上述問題，本實用新型實施例提供一種寬電源輸入的穩壓電路，包括:
[0008]第一穩壓電路，耦接外部電源，設定第一預設值；
[0009]第二穩壓電路，耦接外部電源，包括第一單向導通元件，所述第一單向導通元件負極耦接所述第一穩壓電路輸出；
[0010]DC-DC轉換電路，耦接所述第一穩壓電路的輸出端和所述第二穩壓電路的輸出端，將第一穩壓電路和所述第二穩壓電路穩壓后的電壓降壓輸出；
[0011]當輸入電壓高于第一預設值時，輸入電壓經第一穩壓電路穩壓輸出，所述第一單向導通元件反向截止，第二穩壓電路停止工作；當輸入電壓低于第一預設值時，所述第一單向導通元件導通，輸入電壓經第二穩壓電壓電路輸出，第一穩壓電路停止工作。
[0012]作為一種實施方式，所述第一穩壓電路包括第一場效應管和PffM控制器，所述第一場效應管漏極耦接電壓輸入，柵極耦接所述PWM控制器，源極耦接DC-DC轉換電路，所述PWM控制器一端耦接所述第一場效應管輸出。
[0013]作為一種實施方式，所述第一穩壓電路還包括儲能元件和第一采樣電路，所述儲能元件一端耦接所述第一場效應管源極，另一端耦接DC-DC轉換電路，所述第一采樣電路一端親接儲能元件輸出，另一端親接PWM控制器。
[0014]作為一種實施方式，所述第二穩壓電路包括第二場效應管和穩壓元件，所述第二場效應管漏極耦接電壓輸入并通過電阻耦接柵極，柵極通過所述穩壓元件接地，源極耦接所述第一單向導通元件正極。
[0015]作為一種實施方式，所述儲能元件的輸出端還連接有第一濾波電路。
[0016]作為一種實施方式，所述第二場效應管的源極還連接有第二濾波電路。
[0017]作為一種實施方式，所述第一采樣電路包括串聯的第一電阻和第二電阻，所述第一電阻和第二電阻的連接節點耦接所述PWM控制器。
[0018]作為一種實施方式，所述第一穩壓電路還包括第二單向導通元件，所述第二單向導通元件正極親接所述儲能元件輸出，負極親接所述DC-DC轉換電路。
[0019]作為一種實施方式，所述DC-DC轉換電路包括DC-DC芯片和第二采樣電路，所述DC-DC芯片耦接所述第一穩壓電路和所述第二穩壓電路，所述第二采樣電路一端耦接所述DC-DC轉換電路輸出，另一端耦接所述DC-DC芯片。
[0020]本實用新型相比于現有技術的有益效果在于:通過更改了傳統的PffM控制器電路，由PWM控制器和第二場效應管Q2來選擇先由那個電路進行穩壓，60V-400V電壓輸入時，有PWM控制器電路先進行穩壓，低于60V電壓輸入時，由第二場效應管Q2進行穩壓，穩壓后的電壓送給DC-DC轉換電路進行小電壓降壓穩壓，得到所有設備需求的電壓選擇。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的寬電源輸入的穩壓電路的框架結構圖。
[0022]附圖標注:1、第一穩壓電路；11、第一采樣電路;2、第二穩壓電路;3、DC_DC轉換電路;31、第二米樣電路。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特征和優點進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的部分實施例，而不是全部實施例。
[0024]如圖1所示，一種寬電源輸入的穩壓電路，包括第一穩壓電路1、第二穩壓電路2和DC-DC轉換電路3，第一穩壓電路I和第二穩壓電路2的輸出端均耦接DC-DC轉換電路3的輸入端，通過第一預設值和輸入電壓的大小來選擇先由哪個穩壓電路對其進行穩壓輸入至DC-DC轉換電路3。
[0025]第一穩壓電路I包括第一場效應管Ql控制器、儲能元件、第一濾波電路、第二單向導通元件和第一采樣電路11。第一場效應管Ql漏極耦接外部電源VD，柵極耦接PffM控制器，源極親接儲能元件。第一采樣電路11一端親接儲能元件的輸出端，第一采樣電路11包括串聯的第一電阻Rl和第二電阻R2，第一電阻Rl和第二電阻R2的連接節點耦接PffM控制器。第二單向導通元件的正極親接儲能元件的輸出端，負極親接DC-DC轉換電路3的輸入端。在本實施例中，第一濾波電路包括濾波電容Cl。在本實施例中，上述的儲能元件采用電感LI，第二單向導通元件采用二極管D2。第一預設值大小由采樣何種PWM控制器芯片所決定，PWM控制器芯片的閾值即為第一預設值。
[0026]第二穩壓電路2包括第二場效應管Q2、穩壓元件、第二濾波電路、第一單向導通元件，第二場效應管Q2漏極耦接外部電源VD并通過電阻R3耦接其柵極，柵極通過穩壓元件接地，源極耦接第一單向導通元件正極，第一單向導通元件負極耦接DC-DC轉換電路3輸入。還連接有濾波電路，在本實施例中，第二濾波電路包括濾波電容C3，濾波電容C3耦接第二場效應管的源極。上述的穩壓元件采用穩壓二極管D3，第一單向導通元件采用二極管D1。第二穩壓電路2的輸出電壓大小取決于采用多大的穩壓二極管。
[0027]DC-DC轉換電路3包括DC-DC芯片、儲能元件、第二采樣電路31，DC_DC芯片耦接第一穩壓電路I和第二穩壓電路2的輸出，DC-DC芯片輸出耦接儲能元件，儲能元件輸出端耦接有第二采樣電路31，第二采樣電路31包括第四電阻R4和第五電阻R5，第四電阻R4和第五電阻R5的連接節點耦接DC-DC芯片。儲能元件輸出端還設有濾波電路，其包括濾波電容C4。上述的儲能元件采用電感L2。
[0028]綜上所述，如圖1中A點所示，其電壓的大小取決于PWM控制器芯片的類型和穩壓二極管的大小。
[0029]在本實用新型中，以PWM控制器芯片的閾值為60V，穩壓二極管D3的閾值為20V為例進行下列闡述。
[0030]VD電壓輸入到第一場效應管Ql和第二場效應管Q2的漏極(D極)，當VD電壓高于60V時，PWM控制器能正常工作，第一場效應管Ql處于PWM控制器控制狀態，使得第一場效應管Ql處于開關狀態，電感LI起到儲能作用。當第一場效應管Ql導通時，電感LI開始儲能，同時輸出電壓，當第一場效應管Ql截止時，電感LI開始釋放能量，為后續電路提供電能。濾波電容Cl將電感LI輸出的電能進行濾波。同時電阻Rl和R2進行B點電壓采集，控制了 PWM控制器輸出的PWM波形，使得輸出B點電壓達到穩定，電路中設定B點電壓為20V，或者根據調節Rl和R2來進行調節，最高不能操作36V。此時B點電壓通過二極管Dl傳輸到A點，則A點電壓為19.3V。A點電壓輸送到后續的DC-DC電路開始正常工作，通過調節電阻R4和電阻R5穩定VCC電壓值；
[0031]VD電壓高于60V時，通過電阻R3和穩壓二極管D3，將第二場效應管Q2的柵極(G極)電壓穩定在20V，則此時第二場效應管Q2導通，但是由于場效應管的導通特性，第二場效應管Q2的源極(S極)電壓為柵極(G極)電壓，但是會低于柵極電壓2V左右，所以第二場效應管Q2的源極電壓為18V。由于此時A點電壓為19.3V，所以二極管D3處于截止狀態，第二場效應管Q2上不消耗電流，以保護第二場效應管Q2。
[0032]當VD電壓低于60V時，Pmi控制器由于在這么低的電壓下無法工作，因此導致了第一場效應管Ql截止不工作，B點電壓將至為0V，二極管Dl截止。此時由于場效應第二場效應管Q2—直處于導通狀態，第二場效應管Q2的柵極電壓保持為20V，所以場效應第二場效應管Q2的源極電壓保持為18V，18V電壓通過二極管D3傳輸到A點，則A點電壓從19.3V降至17.3V，由于這個電壓的波動，不會影響后續DC-DC轉換電路3工作，所以VCC電壓值還是不會有變化，依然可以穩定的輸出電壓值。
[0033]當VD電壓低于20V時，穩壓二極管D3無法達到穩壓條件，第二場效應管Q2的柵極電壓將會下降，但是由于場效應管的導通特性，第二場效應管Q2的源極電壓也將下降，只要VCC電壓遠比A點電壓低，那么DC-DC轉換電路3都能將A點電壓轉換為VCC電壓，同時保證VCC電壓穩定。
[0034]通過更改了傳統的PffM控制器電路，由PffM控制器和第二場效應管Q2來選擇先由哪個電路進行穩壓，60V-400V電壓輸入時，有Pmi控制器電路先進行穩壓，低于60V電壓輸入時，由第二場效應管Q2進行穩壓，穩壓后的電壓送給DC-DC轉換電路3進行小電壓降壓穩壓，得到所有設備需求的電壓選擇。
[0035]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，應當理解，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍。特別指出，對于本領域技術人員來說，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種寬電源輸入的穩壓電路，其特征在于，包括: 第一穩壓電路，耦接外部電源，設定第一預設值； 第二穩壓電路，耦接外部電源，包括第一單向導通元件，所述第一單向導通元件負極耦接所述第一穩壓電路輸出； DC-DC轉換電路，耦接所述第一穩壓電路的輸出端和所述第二穩壓電路的輸出端，將第一穩壓電路和所述第二穩壓電路穩壓后的電壓降壓輸出； 當輸入電壓高于第一預設值時，輸入電壓經第一穩壓電路穩壓輸出，所述第一單向導通元件反向截止，第二穩壓電路停止工作；當輸入電壓低于第一預設值時，所述第一單向導通元件導通，輸入電壓經第二穩壓電壓電路輸出，第一穩壓電路停止工作。2.根據權利要求1所述的寬電源輸入的穩壓電路，其特征在于，所述第一穩壓電路包括第一場效應管和PWM控制器，所述第一場效應管漏極耦接電壓輸入，柵極耦接所述PWM控制器，源極耦接DC-DC轉換電路，所述PffM控制器一端耦接所述第一場效應管輸出。3.根據權利要求2所述的寬電源輸入的穩壓電路，其特征在于，所述第一穩壓電路還包括儲能元件和第一采樣電路，所述儲能元件一端耦接所述第一場效應管源極，另一端耦接DC-DC轉換電路，所述第一采樣電路一端耦接儲能元件輸出，另一端耦接PffM控制器。4.根據權利要求1所述的寬電源輸入的穩壓電路，其特征在于，所述第二穩壓電路包括第二場效應管和穩壓元件，所述第二場效應管漏極耦接電壓輸入并通過電阻耦接柵極，柵極通過所述穩壓元件接地，源極耦接所述第一單向導通元件正極。5.根據權利要求3所述的寬電源輸入的穩壓電路，其特征在于，所述儲能元件的輸出端還連接有第一濾波電路。6.根據權利要求4所述的寬電源輸入的穩壓電路，其特征在于，所述第二場效應管的源極還連接有第二濾波電路。7.根據權利要求3所述的寬電源輸入的穩壓電路，其特征在于，所述第一采樣電路包括串聯的第一電阻和第二電阻，所述第一電阻和第二電阻的連接節點耦接所述PWM控制器。8.根據權利要求3所述的寬電源輸入的穩壓電路，其特征在于，所述第一穩壓電路還包括第二單向導通元件，所述第二單向導通元件正極耦接所述儲能元件輸出，負極耦接所述DC-DC轉換電路。9.根據權利要求1所述的寬電源輸入的穩壓電路，其特征在于，所述DC-DC轉換電路包括DC-DC芯片和第二采樣電路，所述DC-DC芯片耦接所述第一穩壓電路和所述第二穩壓電路，所述第二采樣電路一端耦接所述DC-DC轉換電路輸出，另一端耦接所述DC-DC芯片。
【文檔編號】H02M3/156GK205693560SQ201620565231
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月12日 公開號201620565231.1, CN 201620565231, CN 205693560 U, CN 205693560U, CN-U-205693560, CN201620565231, CN201620565231.1, CN205693560 U, CN205693560U
【發明人】宋宏偉, 俞偉
【申請人】浙江方大智控科技有限公司