一种用于电池反接保护的稳压控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于电池反接保护的稳压控制电路，其特征在于，包括，一直流电源，一场效应晶体管，一电感线圈，一稳压二极管，一电荷泵单元，一直流直流转换单元以及一负载电容，所述直流电源连接至所述场效应晶体管的源极，所述场效应晶体管的漏极连接至所述电感线圈的一端以及所述直流直流转换单元，所述电感线圈的另一端连接至所述稳压二极管的正极、所述电荷泵单元以及所述直流直流转换单元，所述稳压二极管的负极连接至所述负载电容的一端以及所述直流直流转换单元，所述负载电容的另一端接地，所述场效应晶体管的栅极连接至所述电荷泵单元以及地，所述直流直流转换单元输出脉冲方波来驱动所述电荷泵单元。
【专利说明】-种用于电池反接保护的稳压控制电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电路领域，尤其涉及稳压控制电路。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，防止电池反接，最常见的方法是用一个二极管串入电池的供电线路， 但二极管会产生较大的压降，既然是肖特基二极管，其造成的压降对于电池供电的电路来 说，也有着较大的功耗。
[0003] 运用一个三极管来防止电池反接是一个比二极管更好的方案，但最佳的方案是使 用一个M0S管，因为M0S源极一漏极的压降比三极管更低，可以最大程度地减小电路的损 耗。
[0004] M0S的导通电阻非常小，可以最大程度地减小功率损耗。当电池正接时，M0S管导 通，电路正常工作；当电池反接时，M0S管被反向电压截止，电池与后端电路断开，保护了电 压的安全。
[0005] 但这样存在一个问题：当电路使用的电池电压较低，未能达到M0S管的栅源的开 启电压（\〈V T)时，电池正接的时候，M0S管将不能完全导通，而导致电池供电异常。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的缺陷，本发明提供一种用于电池反接保护的稳压控制电路，其特 征在于，包括，一直流电源，一场效应晶体管，一电感线圈，一稳压二极管，一电荷泵单兀，一 直流直流转换单元以及一负载电容，其中，所述直流电源连接至所述场效应晶体管的源极， 所述场效应晶体管的漏极连接至所述电感线圈的一端以及所述直流直流转换单元，所述电 感线圈的另一端连接至所述稳压二极管的正极、所述电荷泵单元以及所述直流直流转换单 元，所述稳压二极管的负极连接至所述负载电容的一端以及所述直流直流转换单元，所述 负载电容的另一端接地，所述场效应晶体管的栅极连接至所述电荷泵单元以及地，所述直 流直流转换单元输出脉冲方波来驱动所述电荷泵单元。
[0007] 优选地，所述直流直流转换单元具有输入引脚、关断引脚、方波输出引脚、电压输 出引脚、反馈引脚以及接地引脚，所述稳压控制电路还包括第二电阻、第三电阻以及第四电 阻，其中，所述输入引脚连接至所述场效应晶体管的漏极、所述电感线圈的一端以及所述第 二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接至所述关断引脚，所述方波输出引脚连接至所 述电感线圈的一端、所述稳压二极管的正极以及所述电荷泵单元，所述电压输出引脚连接 至所述稳压二极管的负极、所述负载电容的一端以及所述第三电阻的一端，所述第三电阻 的另一端连接至所述反馈引脚，所述反馈引脚通过第四电阻接地，所述接地引脚接地，所述 关断引脚用于根据其输入电压控制所述直流直流转换单元的关断，所述第二电阻用于控制 所述关断引脚的输入电压，所述方波输出引脚用于输出脉冲方波，以及所述反馈引脚用于 通过所述第三电阻以及所述第四电阻设置所述直流直流转换单元的输出电压。
[0008] 优选地，所述电荷泵单元包括一第一电容、一第一二极管以及一第二二极管，其 中，所述场效应晶体管的栅极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极连接 至所述第一二极管的正极以及所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接至所述稳 压二极管的正极、所述电感线圈的一端以及所述直流直流转换单元，所述第一二极管的负 极接地，当所述直流直流转换单元输出脉冲方波为高电平时，所述第一二极管导通，所述 第一电容充电；当所述直流直流转换单元输出脉冲方波为低电平时，所述第一二极管截止， 所述第一电容放电，所述场效应晶体管的栅极电压为所述第一电容的电压与所述直流直流 转换单元的输出电压的和的相反数。
[0009] 优选地，所述电荷泵单元包括一第二电容，所述第二电容的一端连接至所述第一 电容、所述稳压二极管的正极以及所述直流直流转换单元，所述第二电容的另一端接地，所 述第二电容用于稳定所述第一电容的输出电压。
[0010] 优选地，所述方波输出引脚连接至所述第一电容以及所述第二电容的连接点。
[0011] 优选地，所述第一电容以及第二电容为瓷片电容。
[0012] 优选地，还包括一第一电阻，所述第一电阻的一端连接至所述电荷泵单元以及所 述场效应晶体管的栅极，所述第一电阻的另一端接地，所述第一电阻为负载电阻。
[0013] 优选地，所述场效应晶体管为P沟道的场效应晶体管。
[0014] 优选地，所述稳压二极管为肖特基二极管。
[0015] 优选地，所述负载电容为瓷片电容。
[0016] 本发明利用稳压控制电路进行稳压的同时还巧妙地利用后端的直流直流转换器 产生的方波信号来驱动电荷泵电路，当电池正接时，场效应晶体管的栅极电压低于电源电 压，场效应晶体管导通，电路正常工作；当电池反接时，场效应晶体管被反向电压截止，电池 与后端电路断开，保护了电压的安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显： 图1示出一种用于电池反接保护的稳压控制电路的电路图。
【具体实施方式】
[0018] 图1示出一种降低继电器功耗的控制电路的电路图。具体地，图1示出了一直流 电源1，一场效应晶体管2, 一电感线圈3, 一稳压二极管4, 一电荷泵单兀6, 一直流直流转换 单元7、一负载电容5以及四个电阻8、9、10以及11。其中，电荷泵单元6包括两个二极管 61、62以及两个电容63、64。直流直流转换单元7具有输入引脚71、关断引脚72、方波输出 引脚73、电压输出引脚74、反馈引脚75以及接地引脚76。
[0019] 直流电源1连接至所述场效应晶体管2的源极。场效应晶体管2的漏极连接至电 感线圈3的一端、直流直流转换单元7的输入引脚71以及电阻8的一端。电阻8的另一端 连接至直流直流转换单元7的关断引脚72。电感线圈3的另一端连接至稳压二极管的正 极4、直流直流转换单元7的脉冲方波输出引脚73、以及电荷泵单元6。稳压二极管4的负 极连接至负载电容5的一端、直流直流转换单元7的电压输出引脚以及电阻9的一端。稳 压二极管4的负极与负载电容5连接的一端为负载输出端。负载电容5的另一端接地。电 阻9的另一端连接至直流直流转换单元7的反馈引脚75以及电阻10的一端。电阻10的 另一端接地。直流直流转换单元7的接地引脚76接地。场效应晶体管2的栅极连接至电 阻11的一端以及电荷泵单元6。电阻11的另一端接地。具体地，场效应晶体管2的栅极连 接至电荷泵单元6中的二极管62的正极。二极管62的负极连接至二极管61的正极以及 电容63的一端。二极管61的负极接地。电容63的另一端连接至电容64的一端、以及稳 压二极管4的正极。。电容64的另一端接地。
[0020] 当直流电源1的电池反接时，场效应晶体管2被反向电压截止，直流电源1与后端 电路断开。当直流电源1的电池正接时，初始，直流电源电压1小于场效应晶体管2的栅极 电压，场效应晶体管2不完全导通。但通过后端直流直流转换单元7的脉冲方波输出引脚 73输出向电荷泵单元6输出脉冲方波以控制场效应晶体管2的栅极电压降低，并实现场效 应晶体管2的完全导通。
[0021] 二极管61、62以及电容63、64组成一个电荷泵单元6,受直流直流转换单元7的 的脉冲方波输出引脚73驱动，以应对电池电压较低而未能使场效应晶体管2正常导通的情 况。脉冲方波输出引脚73提供一个脉冲方波，高电平时，通过二极管61以及电容63支路 对电容63进行充电。低电平时，电荷泵单元6的二极管61截止，由于电容63两端电压不 能突变，电容63开始通过二极管62以及电容63支路放电，并和直流直流转换单元7的输 出电压叠加，电容64稳定电容63的输出电压。则场效应晶体管2的栅极电压为电容63的 电压与直流直流转换单元7的电压输出引脚74的输出电压的和的相反数。通过这个电荷 泵单元6,将场效应晶体管2的栅极电位拉低，从而使得在低电压供电时，场效应晶体管2仍 能充分导通。其中，直流直流转换单元7的电压输出引脚74的输出电压可以通过其反馈引 脚75以及电阻9、10的电阻进行设置。
[0022] 电池供电电路一般都需要一个稳压控制电路，使电池的输出稳定。当直流电源1 的电池正接，场效应晶体管2导通时，电感线圈3为直流直流转换单元7的储存电能。电感 线圈3是直流直流转换单元7的储能电感。脉冲方波输出引脚73输出脉冲方波。当脉冲 方波输出引脚73输出脉冲方波为高电平时，稳压二极管4导通，电感线圈3放电，电容5充 电。当脉冲方波输出引脚73输出脉冲方波为低电平时，稳压二极管4截止，电感线圈3蓄 能，电容5放电。负载输出端的输出电压为电容5的电压与直流直流转换单兀7的电压输 出引脚74的输出电压的和。其中，稳压二极管4使脉冲方波输出引脚73维持一个可接受 的峰值电压。
[0023] 具体地，直流直流转换单元7的关断引脚72用于根据其输入电压控制直流直流转 换单元7的关断，电阻11用于控制关断引脚72的输入电压。
[0024] 在本实施例的一个优选例中，场效应晶体管2为P沟道的场效应晶体管，也就是 PM0S管。稳压二极管4为肖特基二极管。负载电容5、电容63以及电容64为瓷片电容。
[0025] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影 响本发明的实质内容。
【权利要求】
1. 一种用于电池反接保护的稳压控制电路，其特征在于，包括，一直流电源，一场效应 晶体管，一电感线圈，一稳压二极管，一电荷泵单兀，一直流直流转换单兀以及一负载电容， 其中，所述直流电源连接至所述场效应晶体管的源极，所述场效应晶体管的漏极连接 至所述电感线圈的一端以及所述直流直流转换单元，所述电感线圈的另一端连接至所述稳 压二极管的正极、所述电荷泵单元以及所述直流直流转换单元，所述稳压二极管的负极连 接至所述负载电容的一端以及所述直流直流转换单元，所述负载电容的另一端接地，所述 场效应晶体管的栅极连接至所述电荷泵单元以及地， 所述直流直流转换单元输出脉冲方波来驱动所述电荷泵单元。
2. 根据权利要求1所述的稳压控制电路，其特征在于，所述直流直流转换单元具有输 入引脚、关断引脚、方波输出引脚、电压输出引脚、反馈引脚以及接地引脚，所述稳压控制电 路还包括第二电阻、第三电阻以及第四电阻， 其中，所述输入引脚连接至所述场效应晶体管的漏极、所述电感线圈的一端以及所述 第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接至所述关断引脚，所述方波输出引脚连接至 所述电感线圈的一端、所述稳压二极管的正极以及所述电荷泵单元，所述电压输出引脚连 接至所述稳压二极管的负极、所述负载电容的一端以及所述第三电阻的一端，所述第三电 阻的另一端连接至所述反馈引脚，所述反馈引脚通过第四电阻接地，所述接地引脚接地， 所述关断引脚用于根据其输入电压控制所述直流直流转换单元的关断， 所述第二电阻用于控制所述关断引脚的输入电压， 所述方波输出引脚用于输出脉冲方波，以及 所述反馈引脚用于通过所述第三电阻以及所述第四电阻设置所述直流直流转换单元 的输出电压。
3. 根据权利要求2所述的稳压控制电路，其特征在于，所述电荷泵单元包括一第一电 容、一第一二极管以及一第二二极管， 其中，所述场效应晶体管的栅极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负 极连接至所述第一二极管的正极以及所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接至 所述稳压二极管的正极、所述电感线圈的一端以及所述直流直流转换单元，所述第一二极 管的负极接地， 当所述直流直流转换单元输出脉冲方波为高电平时，所述第一二极管导通，所述第一 电容充电； 当所述直流直流转换单元输出脉冲方波为低电平时，所述第一二极管截止，所述第一 电容放电，所述场效应晶体管的栅极电压为所述第一电容的电压与所述直流直流转换单元 的输出电压的和的相反数。
4. 根据权利要求3所述的稳压控制电路，其特征在于，所述电荷泵单元包括一第二电 容，所述第二电容的一端连接至所述第一电容、所述稳压二极管的正极以及所述直流直流 转换单元，所述第二电容的另一端接地，所述第二电容用于稳定所述第一电容的输出电压。
5. 根据权利要求4所述的稳压控制电路，其特征在于，所述方波输出引脚连接至所述 第一电容以及所述第二电容的连接点。
6. 根据权利要求5所述的稳压控制电路，其特征在于，所述第一电容以及第二电容为 瓷片电容。
7. 根据权利要求1所述的稳压控制电路，其特征在于，还包括一第一电阻，所述第一电 阻的一端连接至所述电荷泵单元以及所述场效应晶体管的栅极，所述第一电阻的另一端接 地，所述第一电阻为负载电阻。
8. 根据权利要求1 一 7任一项所述的稳压控制电路，其特征在于，所述场效应晶体管为 P沟道的场效应晶体管。
9. 根据权利要求1 一 7任一项所述的稳压控制电路，其特征在于，所述稳压二极管为肖 特基-极管。
10. 根据权利要求1 一 7任一项所述的稳压控制电路，其特征在于，所述负载电容为瓷 片电容。
【文档编号】H02H7/18GK104104066SQ201310131950
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月15日 优先权日:2013年4月15日
【发明者】周明杰, 林锦旭 申请人:海洋王（东莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司