专利名称：Dc-dc直流电源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流电源电路，更具体的说是一种DC TO DC的非隔离升降压 直流电源电路。
背景技术：
在需要稳定电源电压的电子应用中，DC-DC直流电源被广泛地作为目前现有的电 路；目前，此类电路通常分为两种一为直流电源的一端与另一端之间连接变压器的主线 圈和开关的串联电路，变压器次级线圈处连接整流平滑电路并在开关处并联连接了局部共 振用电容器的回归式DC-DC直流变换电路，开关接通时变压器储能，开关断开时变压器向 负载侧释放能量，当开关接通时局部共振用电容器残留有电荷时，由于此电荷经开关进行 放电，会产生电能消耗，因此该电路效率不高且使用了变压器而体积较大；另一种DC-DC直 流电源电路通过P丽脉宽调制方式控制开关管的导通和截止以控制大电感储能和释放电 能来实现目的，完全依靠一个电感储能和释放电能的方式，整个输入电压范围与输出电压 范围内时，兼顾不到所有点的效率都为最高，从而使得电源效率低下，电感发热量大，影响 产品寿命，同时完全依靠一个开关管控制电感储能和释放能量的方式，则过压、过流、过温 等保护电路实现起来比较复杂。
发明内容为克服上述不足，本实用新型提供了一种简单的DC-DC直流电源电路。 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种DC-DC直流电源电路， 其包括输入滤波电路、功率转换电路、P丽控制电路、稳压反馈电路、输出滤波电路，输入滤 波电路连接DC-DC直流电源电路的输入端，功率转换电路连接输入滤波电路和输出滤波电 路，稳压反馈电路连接P丽控制电路和输出滤波电路的输出端，P丽控制电路与功率转换电 路相连接，其特征在于功率转换电路上还连接一个升降压的切换电路，功率转换电路的输 入地与输出滤波电路的输出地之间跨接第一 MOSFET Q2，输出滤波电路的输出地与功率转 换电路的输入端正极之间跨接第二MOSFET Q3，以上两MOSFET的栅极分别电连接于升降压 的切换电路上。 升降压的切换电路包括运算放大器U3，二极管D18、 D19-l、 D19_2、 D19_3、 D21、 D23、 D24，电阻RS50、 RS51、 RS52、 RS53、 RS54、 RS55_1、 RS55_2、 RS55-3, MOSFET :Q5、 Q6，电 容C13。 当运算放大器U3检测到输入电压小于输出电压时，MOSFET Q5就会导通，MOSFET Q6随即截止，从而使M0SFETQ2导通、MOSFET Q3截止，使输出的地与输入的地接通，实现升 压功能；当运算放大器U3检测到输入电压大于输出电压时，就会MOSFET Q6导通、MOSFET Q5截止，从而使MOSFET Q3导通、M0SFET Q2截止，使输出的地与输入的正接通，实现降压功 能；因此，本实用新型是根据输入与输出电压之间的关系来决定是升压还是降压，在升压时 本实用新型电路完全等效一个BOOST电路，相当于电感与输入串起来后再给输出供电的，这时利用了一部份输入，从而使电感负担减轻，同时输出电流的一部由输入提供，从而使电 源效率得到提升； 由于利用输入与电感同时作用调节输出，那么在电感上消耗的能量减少，电源发 热量大的问题也得到了改善。 由于本实用新型加入了升降压的切换电路和与其共同作用的第一 MOSFET Q2、第 二 MOSFET Q3，那么本实用新型加入保护电路的时候，反馈信号不仅仅通过反馈使芯片Ul 去关闭MOSFET Ql来完成停止电源工作的目的，同时可以通过反馈信号作用芯片Ul使第一 MOSFET Q2、第二 MOSFET Q3都关闭来达到快速停止电源工作的目的 因此，本实用新型不仅能够把整个输入电压范围与输出电压范围的效率提高，电 源发热量大的问题也得到改善，同时过压、过流、短路等保护更加容易实现。
图1是本实用新型的升降压的切换电路图； 图2是本实用新型的输出滤波电路图； 图3是本实用新型的保护和稳压反馈电路图； 图4是本实用新型的输入滤波、功率转换、P丽控制电路图； 图5是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的描述说明。 如图5所示，本实用新型公开了一种DC-DC直流电源电路，包括输入滤波电路、功
率转换电路、升降压的切换电路、P丽控制电路、输出滤波电路、稳压反馈电路、保护电路，输
入滤波电路连接DC-DC直流电源电路的输入端，功率转换电路连接输入滤波电路和输出滤
波电路，升降压的切换电路与功率转换电路相连接，P丽控制电路与功率转换电路相连接，
稳压反馈电路连接P丽控制电路和输出滤波电路的输出端，保护电路连接在稳压反馈电路
与P丽控制电路之间。 如图4所示，二极管D1，电容C1、C2、C3、C4，和电感L1构成输入滤波电路；电感 L3、 L2， M0SFET :Q1、 Q2、 Q3、 Q7、 Q8， 二极管D14、 D15和芯片:U1、 U6及其外围电路组成功率 转换和P丽控制电路。 如图1所示，升降压的切换电路包括运算放大器U3，二极管D18、 D19-l、 D19-2、 D19-3、D21、D23、D24，电阻RS50、RS51、RS52、RS53、RS54、RS55-l、RS55-2、RS55-3， M0SFET : Q5、 Q6，电容C13 ;二极管D23的正极与MOSFET Q3的栅极电连接，二极管D23的负极与 MOSFET Q5的漏极电连接，二极管D24的正极与MOSFET Q2的栅极电连接，二极管D24的负 极与MOSFET Q6的漏极电连接，M0SFET Q5与MOSFET Q6的源极都接地，运算放大器U3第4 脚接地，运算放大器U3第8脚与二极管D18的负极电连接，二极管D18的正极与输出电压 端正极电连接，运算放大器U3的第2、5脚与输出电压端正极电连接，运算放大器U3的第3、 6脚电连接于电阻RS55-1的一端和二极管D19-2的负极上，电阻RS55-1的另一端与二极管 D19-l负极电连接，二极管D19-1的正极串联到电感L2A节点上，二极管D19-2的正极电连 接于电感L2C节点上，电阻RS55-2和电容C13并联在运算放大器U3的第3脚与地之间，二极管D19-3的负极与运算放大器U3的第1脚电连接，二极管D19-3的正极与MOSFET Q5的 栅极电连接，二极管D21的负极电连接于运算放大器U3第1脚上，二极管D21的正极电连 接于MOSFET Q6的栅极上，电阻RS50两端分别电连接于运算放大器U3的第8脚和MOSFET Q5的栅极上，电阻RS51两端分别电连接于运算放大器U3第8脚和MOSFET Q5的漏极上，电 阻RS52两端分别电连接于运算放大器U3的第8脚和MOSFET Q6的栅极上，电阻RS53两端 分别电连接于运算放大器U3的第8脚和MOSFET Q6的漏极上，电阻RS55-3两端分别电连 接于MOSFET Q6的栅极与输出地上。 如图1所示，MOSFET Q5与MOSFET Q6之间连接一个二极管D20， 二极管D20的正
极与MOSFET Q5的栅极电连接，二极管D20的负极与MOSFET Q6的漏极电连接。 如图1所示，MOSFET Q5与MOSFET Q6之间连接一个二极管D22， 二极管D22的正
极与MOSFET Q6的栅极电连接，二极管D22的负极与MOSFET Q5的漏极电连接。 如图1所示，运算放大器U3的第2 、 5脚电连接，运算放大器U3的第3 、 6脚电连接。 如图2所示，电容C7、C8、C9、C10、CS7，电阻R1以及电感L4构成输出滤波电路。 如图3所示，芯片U2，U4和U5及其外围电路组成稳压及各种保护电路，实现过流、
过压、过温、短路保护功能。 本实用新型接通电源后，输入滤波电路对输入信号的杂讯进行平滑过滤，同时芯 片Ul就会通电工作，芯片Ul输出高电平，MOSFET Ql导通，电感L2储能，这时电感电流线 性上升，当电感电流上升到芯片Ul的限制电平时，芯片Ul输出低电平，M0SFET Ql关断，电 感L2的相位反相，这时输出整流器导通，电感L2放能给负载供电，同时给输出电容充电，当 芯片U1输出高电平时，MOSFET Ql再次导通，如此循环，以达到稳定输出的目的； 当输出电压有下降趋势时，芯片U4将误差放大后通过芯片U5反馈给芯片Ul，使其 占空比增大，电感储能增加，达到稳压的目的； 当输出电压有上升趋势时，芯片U4将误差放大后通过芯片U5反馈给芯片Ul，使其 占空比减小，电感储能减少，达到稳压的目的； 当运算放大器U3检测到输入电压小于输出电压时，就会让MOSFET Q5导通、 MOSFET Q6截止，从而使M0SFETQ2导通、MOSFET Q3截止，使输出的地与输入的地接通，实 现升压功能；当运算放大器U3检测到输入电压大于输出电压时，就会让MOSFET Q6导通、 M0SFET Q5截止，从而使M0SFETQ3导通、M0SFET Q2截止，使输出的地与输入的正接通，实现 降压功能。 由于升降压的切换电路中运算放大器U3的第2、5脚电连接，运算放大器U3的第 3、6脚电连接，运算放大器U3的脚1和脚7的输出信号相反，则使得M0SFET Q5、M0SFET Q6 不能同时导通，那么M0SFET Q2与M0SFET Q3也不会出现同时导通的情况，避免异常的发 生。 当出现过压、过流、过温、过载时，芯片U2就会输出触发信号通过芯片U6锁死 M0SFET Q7、M0SFET Q8及外围电路，从而使芯片Ul停止工作，并且MOSFET Q2和MOSFET Q3 都被拉死关闭，以达到保护的目的。 以上所述的仅是本实用新型DC-DC直流电源电路优选实施方式，应当指出，对于 本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变 形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种DC-DC直流电源电路，其包括输入滤波电路、功率转换电路、PWM控制电路、稳压反馈电路、输出滤波电路，输入滤波电路连接DC-DC直流电源电路的输入端，功率转换电路连接输入滤波电路和输出滤波电路，稳压反馈电路连接PWM控制电路和输出滤波电路的输出端，PWM控制电路与功率转换电路相连接，其特征在于功率转换电路上还连接一个升降压的切换电路，功率转换电路的输入地与输出滤波电路的输出地之间跨接一第一MOSFET Q2，输出滤波电路的输出地与功率转换电路的输入端正极之间跨接一第二MOSFET Q3，所述第一和第二MOSFET的栅极分别电连接于升降压的切换电路上。
2. 根据权利要求1所述的DC-DC直流电源电路，其特征在于所述升降压的切换电路包 括运算放大器U3，二极管D18、D19-1、D19-2、D19-3、D21、D23、D24，电阻RS50、RS51、RS52、 RS53、RS54、RS55-l、RS55-2、RS55-3， MOSFET :Q5、Q6，电容C13 ;其中，二极管D23的正极与 MOSFET Q3的栅极电连接，二极管D23的负极与MOSFET Q5的漏极电连接，二极管D24的正 极与MOSFET Q2的栅极电连接，二极管D24的负极与MOSFET Q6的漏极电连接，MOSFET Q5 与MOSFET Q6的源极都接地，运算放大器U3第4脚接地，运算放大器U3第8脚与二极管D18 的负极电连接，二极管D18的正极与输出电压端正极电连接，运算放大器U3的第2、5脚与 输出电压端正极电连接，运算放大器U3的第3、6脚电连接于电阻RS55-1的一端和二极管 D19-2的负极上，电阻RS55-1的另一端与二极管D19-1负极电连接，二极管D19-l的正极串 联到电感L2A节点上，二极管D19-2的正极电连接于电感L2C节点上，电阻RS55-2和电容 C13并联在运算放大器U3的第3脚与地之间，二极管D19-3的负极与运算放大器U3的第1 脚电连接，二极管D19-3的正极与MOSFET Q5的栅极电连接，二极管D21的负极电连接于运 算放大器U3第1脚上，二极管D21的正极电连接于MOSFET Q6的栅极上，电阻RS50两端分 别电连接于运算放大器U3的第8脚和MOSFET Q5的栅极上，电阻RS51两端分别电连接于 运算放大器U3第8脚和MOSFET Q5的漏极上，电阻RS52两端分别电连接于运算放大器U3 的第8脚和MOSFET Q6的栅极上，电阻RS53两端分别电连接于运算放大器U3的第8脚和 MOSFET Q6的漏极上，电阻RS55-3两端分别电连接于MOSFET Q6的栅极与输出地上。
3. 根据权利要求1所述的DC-DC直流电源电路，其特征在于所述稳压反馈电路与P丽 控制电路之间连接保护电路。
4. 根据权利要求2所述的DC-DC直流电源电路，其特征在于所述MOSFET Q5与MOSFET Q6之间连接一个二极管D20， 二极管D20的正极与MOSFET Q5的栅极电连接，二极管D20的 负极与MOSFET Q6的漏极电连接。
5. 根据权利要求2所述的DC-DC直流电源电路，其特征在于所述MOSFET Q5与MOSFET Q6之间连接一个二极管D22， 二极管D22的正极与MOSFET Q6的栅极电连接，二极管D22的 负极与MOSFET Q5的漏极电连接。
6. 根据权利要求2所述的DC-DC直流电源电路，其特征在于所述运算放大器U3的第 2、5脚电连接，U3的第3、6脚电连接。
7. 根据权利要求3所述的DC-DC直流电源电路，其特征在于所述保护电路包括芯片 U2， U4和芯片U5及其外围电路组成各种保护电路，实现过流、过压、过温、短路保护功能。
专利摘要本实用新型涉及一种DC-DC直流电源电路，包括输入滤波电路、功率转换电路、PWM控制电路、稳压反馈电路、输出滤波电路、保护电路和升降压的切换电路，功率转换电路的输入地与输出滤波电路的输出地之间跨接第一MOSFET Q2，输出滤波电路的输出地与功率转换电路的输入端正极之间跨接第二MOSFET Q3，以上两MOSFET的栅极分别电连接于升降压的切换电路上，本实用新型有效地提高了电源的效率，改善了电源发热量大的问题，同时过压、过流、短路等保护更加容易实现。
文档编号H02M3/156GK201438672SQ20092016180
公开日2010年4月14日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日
发明者徐建华 申请人:深圳市龙威盛电子科技有限公司