一种快速响应开关电源实现的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及时分双工系统电源控制的装置，更具体说，它涉及一种快速响应开关电源实现的装置。
【背景技术】
[0002]当前移动通信领域时分双工系统广泛应用，采用上下行信号分时接收或发送，因此对上下行信号链路的开关电源要求较高。
[0003]传统的开关电源结构如图1所示，由晶体管U1，晶体管U2及其上拉电阻Rl构成；晶体管Ul为P沟道场效应管晶体管，晶体管Ul为N沟道场效应管晶体管；晶体管Ul的源级接电源Vin，漏极接输出开关电源Vout，栅极接晶体管U2的漏极；所述的晶体管U2的漏极通过上拉电阻与电源Vin连接，栅极与开关控制信号TX_EN1连接，源级接地；当开关控制信号TX_EN1高电平时，晶体管U2导通，晶体管U2漏极输出低电平，此时晶体管Ul的栅源电压为负压，晶体管Ul导通，输出开关电源Vout为高电平电压输出；当开关控制信号TX_ENl低电平时，晶体管U2截止，晶体管U2漏极输出高电平，此时晶体管Ul的栅源电压为零，晶体管Ul截止，输出开关电源Vout无输出。该电路的优点是结构简单，成本较低。但也存在缺点，一方面由于上拉电阻Rl及晶体管U2漏极杂散电容Cu构成的RC充电电路，造成U2漏极电压的上升沿时间较长，从而使晶体管Ul的截止时间加长即输出开关电源Vout的下降沿时间变长；另一方面由于输出开关电源Vout后接负载电路，受负载电路上的滤波电容Q2的影响，使晶体管Ul截止后输出开关电源Vout的电压也不能快速下降；这两方面原因的叠加导致输出开关电源Vout的下降沿时间远大于其上升沿时间，对时分双工系统上下行正常工作造成很大的影响。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，而提供一种快速响应开关电源实现的装置，明显改善了电压下降沿慢的缺点。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。这种快速响应开关电源实现的装置，包括晶体管Ul，晶体管U2及其上拉电阻Rl，所述晶体管Ul的源级接电源Vin，漏极接输出开关电源Vout，栅极接晶体管U2的漏极；所述的晶体管U2的漏极通过上拉电阻与电源Vin连接，栅极与开关控制信号TX_EN1连接，源级接地；还包括延迟提升电路I和延迟提升电路2，其中延迟提升电路I中:所述电路的输入端与开关控制信号TX_EN1连接，电源端与电源Vin连接，输出端接晶体管U2的漏极；延迟提升电路2:所述电路的输入端接晶体管U2的漏极，电源端接输出开关电源Vout。
[0006]作为优选，所述的延迟提升电路I由P沟道场效应管晶体管U3、电阻R2及电容Cl构成；U3的源级与电源Vin连接，漏极与晶体管U2的漏极连接；电阻R2并联在U3的源级与栅极之间；电容Cl并联在U3的栅极和开关控制信号TX_EN1之间。
[0007]作为优选，所述的延迟提升电路2由N沟道场效应管晶体管U4及限流电阻R3构成；R3串联在输出开关电源Vout与U4的漏极之间；U4的栅极与晶体管U2的漏极连接，源级接地。
[0008]作为优选，所述的晶体管Ul为P沟道场效应管晶体管，所述的晶体管U2为N沟道场效应管晶体管。
[0009]本实用新型的有益效果是:针对传统开关电源电路上出现的导致下降沿时间变长的问题设计了两个延时提升电路，这两个电路的结构简单、成本较低且能显著改善延迟时间。
【附图说明】
[0010]图1是传统开关电源电路结构；
[0011]图2是本实用新型开关电源电路结构。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。
[0013]如图2，本实用新型在传统开关电源电路的输入输出口上分别加一个延时提升电路。延时电路I为在上拉电阻Rl上并联一个受控的PMOS管U3，开关控制信号TX_EN1由高电平变为低电平时，U3的源级与漏极之间导通，降低了上拉电阻两端的电阻，使U2漏极的充电时间大大减小，从而使输出开关电源Vout的下降沿时间大大缩短。延时电路2为在输出开关电源Vout处并一个受控的到地NMOS管U4，开关控制信号TX_EN1由高电平变为低电平时即输出开关电源Vout由高电平变低电平时在输出开关电源Vout上由一个低电阻的放电旁路，减小了放电时间，从而减小了输出开关电源Vout的下降沿时间。
[0014]本实用新型的具体工作原理如下:
[0015]1.开关稳定状态(TX_EN1为高电平或低电平)
[0016]TX_EN1为高电平:由于R2两端电压没有压差，U3截止，U1、U2导通，U4截止，输出开关电源Vout为高电平；
[0017]TX_EN1为低电平:由于R2两端电压没有压差，U3截止，U1、U2截止，U4导通，输出开关电源Vout为低电平；
[0018]2.开关切换状态(TX_EN1由高电平变低电平或由低电平变高电平)
[0019]TX_EN1由高电平变低电平时，电容Cl两端产生压差，电源Vin通过电阻R2给电容Cl充电，使R2两端产生一定的压差，从而使晶体管U3导通(导通时间可由电阻R2和电容Cl构成的RC充电电路决定)，此时晶体管U2截止，电源Vin可通过晶体管U3快速加载到晶体管U2的漏极(该点的杂散电容Cu不变，但电阻由Rl变为晶体管U3的导通电阻，因此充电时间大大减小)，进而使晶体管U4快速导通、晶体管Ul快速截止；同时晶体管U4的导通使得输出开关电源Vout后面负载电路上滤波电容(；2上的电压能通过晶体管U4和R3快速放电(这里加R3是为了防止放电是的电流太大而损坏器件，阻值较小)；通过晶体管Ul快速截止和负载电路上电容的快速放电是输出开关电源Vout的下降沿时间大大减短。
[0020]TX_EN1由低电平变高电平时，电容Cl两端的压差减小并通过R2放电，晶体管U3栅源电压为正，晶体管U3保持截止；由于晶体管U2导通，晶体管U2漏极电压快速降为低电平即晶体管U1、U4的栅极电压变为低电平，晶体管Ul快速导通、晶体管U4也从导通变为截止；此时晶体管U3、U4都截止，输出开关电源Vout的上升沿由晶体管U1、U2本身的开关时间决定。
[0021]从电路工作原理可以看出，本实用新型电路在不影响原有较快的上升沿时间的情况下可以达到降低开关电源的下降沿时间且只分别增加了一个的N沟道MOS晶体管、一个P沟道MOS晶体管、一个电容及2个电阻，其价格低廉且通用，适合用于时分双工通信系统中。
[0022]应当指出的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
[0023]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【主权项】
1.一种快速响应开关电源实现的装置，包括晶体管U1，晶体管U2及其上拉电阻R1，所述晶体管Ul的源级接电源Vin，漏极接输出开关电源Vout，栅极接晶体管U2的漏极；所述的晶体管U2的漏极通过上拉电阻与电源Vin连接，栅极与开关控制信号TX_EN1连接，源级接地；其特征在于:还包括延迟提升电路I和延迟提升电路2，其中延迟提升电路I中:所述电路的输入端与开关控制信号TX_EN1连接，电源端与电源Vin连接，输出端接晶体管U2的漏极；延迟提升电路2:所述电路的输入端接晶体管U2的漏极，电源端接输出开关电源Vout02.根据权利要求1所述的快速响应开关电源实现的装置，其特征在于:所述的延迟提升电路I由P沟道场效应管晶体管U3、电阻R2及电容Cl构成；U3的源级与电源Vin连接，漏极与晶体管U2的漏极连接；电阻R2并联在U3的源级与栅极之间；电容Cl并联在U3的栅极和开关控制信号TX_EN1之间。3.根据权利要求1所述的快速响应开关电源实现的装置，其特征在于:所述的延迟提升电路2由N沟道场效应管晶体管U4及限流电阻R3构成；R3串联在输出开关电源Vout与U4的漏极之间；U4的栅极与晶体管U2的漏极连接，源级接地。4.根据权利要求1所述的快速响应开关电源实现的装置，其特征在于:所述的晶体管Ul为P沟道场效应管晶体管，所述的晶体管U2为N沟道场效应管晶体管。
【专利摘要】本实用新型公开了一种快速响应开关电源实现的装置，包括晶体管U1，晶体管U2及其上拉电阻R1，所述晶体管U1的源级接电源Vin，漏极接输出开关电源Vout，栅极接晶体管U2的漏极；所述的晶体管U2的漏极通过上拉电阻与电源Vin连接，栅极与开关控制信号TX_EN1连接，源级接地；还包括延迟提升电路1和延迟提升电路2，其中延迟提升电路1中：所述电路的输入端与开关控制信号TX_EN1连接，电源端与电源Vin连接，输出端接晶体管U2的漏极；延迟提升电路2：所述电路的输入端接晶体管U2的漏极，电源端接输出开关电源Vout。本实用新型的有益效果是：针对传统开关电源电路上出现的导致下降沿时间变长的问题设计了两个延时提升电路，这两个电路的结构简单、成本较低。
【IPC分类】H02M3/155
【公开号】CN204947899
【申请号】CN201520655230
【发明人】俞利光
【申请人】三维通信股份有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年8月27日