一种降压型dc-dc开关电源电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种降压型DC-DC开关电源电路。本实用新型包括主电路、控制电路和保护电路，主电路完成对直流电压的降压和滤波工作，控制电路控制Mos管的导通和截止时间，维持输出稳定的电压电路，保护电路对Mos管在开通时采取di/dt保护，在关断时采取过压保护和在工作状态时采取过流保护以及输入端、接地端反接时的回路保护。占空比检测电路获取控制环路中的PWM 信号产生电路输出的PWM 信号或主电路中的驱动电路根据PWM 信号产生的脉冲输出电压信号，并将其转换成三角波信号，避免使用复杂的采集电路从电感上采集信号，降低了开关电源的复杂程度，减少了电流采集的时间，提高了工作频率。
【专利说明】
—种降压型DC-DC开关电源电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及开关电源电路，具体是一种降压型DC-DC开关电源电路。
【背景技术】
[0002]开关电源由于体积小、重量轻和效率高等优点，得到越来越广泛的应用。现有开关电源分为电压模式开关电源和电流模式开关电源，其中，电流模式开关电源的基本工作原理为:将输入的直流电压信号进行PWM处理和滤波处理，将进行滤波处理后的直流电压信号进行误差放大后送入比较器，比较器将该误差放大后的信号和从低通滤波器的电感上采得到的电流信号比较，根据比较后生成的电平信号生成一定占空比的PWM信号，使用PWM信号去驱动晶闸管等开关元件，得到稳定的输出电压信号。
[0003]在现有的电源应用中，由于产品空间和成本以及外部器件小型化的压力，需要开关电源的开关频率越来越高，但是目前的电流模式开关电源中，控制环路中的比较器需要通过采样电路采集电感上的电流，但是目前的采样电路存在时延的限制，无法在较高频率下准确工作。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单且能够在较高频率下准确工作的降压型DC-DC开关电源电路，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]一种降压型DC-DC开关电源电路，包括主电路、控制电路和保护电路，所述主电路完成对直流电压的降压和滤波工作，主电路包括二极管D、电阻R和Mos管VT2，所述控制电路控制Mos管的导通和截止时间，维持输出稳定的电压电路，控制电路包括芯片U、电阻R4和电容R2，所述保护电路对Mos管在开通时采取di/dt保护，在关断时采取过压保护和在工作状态时采取过流保护以及输入端、接地端反接时的回路保护，保护电路包括变压器Tl、变压器T2和电阻R3。
[0007]所述芯片U引脚I分别连接电容C6和电阻R9，芯片U引脚2分别连接电容C6另一端、电阻R9另一端和电阻R8，芯片U引脚3分别连接电容C8和电阻R6，芯片U引脚4分别连接电容C4和电阻R4，芯片U引脚5分别连接电容C2、电容C4另一端、电容C8另一端、电阻RlO、电阻R11、电阻R7、电容C5、变压器T2次级线圈一端，电容C7、三极管VTl集电极、电阻R12、电容C9电容C4另一端、二极管D2正极、电容Cl和变压器Tl次级线圈并接地，芯片U引脚6连接电容C3，芯片U引脚7分别连接电阻R2和电阻R5，芯片U引脚8分别连接电容C2另一端和电阻R4另一端，所述电阻R2另一端连接二极管Dl负极，二极管Dl正极分别连接二极管D2负极、电容Cl另一端、Mos管D极、二极管D正极和电压输入端，所述电容C3另一端连接变压器Tl次级线圈另一端，变压器Tl初级线圈一端分别连接电阻R3、Mos管s极、电容C3和变压器T2初级线圈，变压器Tl初级线圈另一端分别连接电阻R3另一端和电阻Rl，电阻Rl连接Mos管G极，变压器T2初级线圈另一端分别连接三极管VTl基极、三极管VT1发射极和电感LI，所述变压器T2次级线圈另一端分别连接二极管D3和电阻R7另一端，所述电容C另一端分别连接二极管D负极和电阻R另一端，所述电阻R5另一端连接二极管D4负极，二极管D4正极连接电阻R13、电容C9另一端、电感L1和电压输出端，电阻R13另一端分别连接电阻R8另一端和电阻R12另一端。
[0008]作为本实用新型进一步的方案:所述芯片U型号为UC3845。
[0009]作为本实用新型再进一步的方案:所述变压器Τ1和变压器Τ2的磁芯具备低损耗、宽工作温度范围以及与所选Mos管开关速度相应的频响。
[0010]作为本实用新型更进一步的方案:所述电压输入端输入电压为20?70V直流，所述电压输出端输出电压为0?25V直流。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:占空比检测电路获取控制环路中的PWM信号产生电路输出的PWM信号或主电路中的驱动电路根据PWM信号产生的脉冲输出电压信号，并将获取到的PWM信号或脉冲输出电流信号转换成三角波信号，避免使用复杂的采集电路从电感上采集信号，降低了开关电源的复杂程度，减少了电流采集的时间，提高了工作频率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为降压型DC-DC开关电源电路的电路图。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0014]请参阅图1，本实用新型实施例中，一种降压型DC-DC开关电源电路，包括主电路、控制电路和保护电路，主电路完成对直流电压的降压和滤波工作，主电路包括二极管D、电阻R和Mos管VT2，控制电路控制Mos管的导通和截止时间，维持输出稳定的电压电路，控制电路包括芯片U、电阻R4和电容R2，保护电路对Mos管在开通时采取di/dt保护，在关断时采取过压保护和在工作状态时采取过流保护以及输入端、接地端反接时的回路保护，保护电路包括变压器T1、变压器T2和电阻R3。
[0015]芯片U引脚1分别连接电容C6和电阻R9，芯片U引脚2分别连接电容C6另一端、电阻R9另一端和电阻R8，芯片U引脚3分别连接电容C8和电阻R6，芯片U引脚4分别连接电容C4和电阻R4，芯片U引脚5分别连接电容C2、电容C4另一端、电容C8另一端、电阻R10、电阻R11、电阻R7、电容C5、变压器T2次级线圈一端，电容C7、三极管VT1集电极、电阻R12、电容C9电容C4另一端、二极管D2正极、电容C1和变压器T1次级线圈并接地，芯片U引脚6连接电容C3，芯片U引脚7分别连接电阻R2和电阻R5，芯片U引脚8分别连接电容C2另一端和电阻R4另一端，电阻R2另一端连接二极管D1负极，二极管D1正极分别连接二极管D2负极、电容C1另一端、Mos管D极、二极管D正极和电压输入端，电容C3另一端连接变压器T1次级线圈另一端，变压器T1初级线圈一端分别连接电阻R3、Mos管s极、电容C3和变压器T2初级线圈，变压器T1初级线圈另一端分别连接电阻R3另一端和电阻R1，电阻Rl连接Mos管G极，变压器T2初级线圈另一端分别连接三极管VTl基极、三极管VTl发射极和电感LI，变压器T2次级线圈另一端分别连接二极管D3和电阻R7另一端，电容C另一端分别连接二极管D负极和电阻R另一端，电阻R5另一端连接二极管D4负极，二极管D4正极连接电阻R13、电容C9另一端、电感LI和电压输出端，电阻R13另一端分别连接电阻R8另一端和电阻Rl2另一端。
[0016]芯片U型号为UC3845，变压器Tl和变压器T2的磁芯具备低损耗、宽工作温度范围以及与所选Mos管开关速度相应的频响。
[0017]电压输入端输入电压为20?70V直流，电压输出端输出电压为O?25V直流。
[0018]本实用新型的工作原理是:将直流电压送入主电路，通过脉宽调制控制调节输出电压平均值，再经过LC滤波电路使电压稳定。脉宽调制控制信号由Mos管驱动电路发出；二极管D、电阻R和电容C构成RCD保护电路，用以缓冲Mos管在高频工作环境下关断时因为正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。
[0019]输入电压通过二极管D1、电阻R2分压，提供12-25V的电压给芯片U的引脚7，从而驱动芯片U，芯片U驱动后，维持工作状态的电压由输出电压的反馈经过二极管D4和电阻R5提供。芯片U工作时，根据输出端的反馈通过电阻R12和电阻Rl的比例分压，送至芯片U的引脚2控制PWM波输出的占空比，即控制Mos管导通和截止的时间，从而达到维持稳定输出电压电流的目的。电容C6和电阻R9构成输出反馈的环路补偿，电容C2为芯片U的参考输出滤波电容，PWM波的输出频率有电阻R4和电容C4决定，电阻R4向电容C4提供充电电流。
【权利要求】
1.一种降压型DC-DC开关电源电路，包括主电路、控制电路和保护电路，其特征在于，所述主电路完成对直流电压的降压和滤波工作，主电路包括二极管D、电阻R和Mos管VT2，所述控制电路控制Mos管的导通和截止时间，维持输出稳定的电压电路，控制电路包括芯片U、电阻R4和电容R2，所述保护电路对Mos管在开通时采取di/dt保护，在关断时采取过压保护和在工作状态时采取过流保护以及输入端、接地端反接时的回路保护，保护电路包括变压器T1、变压器T2和电阻R3 ； 所述芯片U引脚1分别连接电容C6和电阻R9，芯片U引脚2分别连接电容C6另一端、电阻R9另一端和电阻R8，芯片U引脚3分别连接电容C8和电阻R6，芯片U引脚4分别连接电容C4和电阻R4，芯片U引脚5分别连接电容C2、电容C4另一端、电容C8另一端、电阻R10、电阻R11、电阻R7、电容C5、变压器T2次级线圈一端，电容C7、三极管VT1集电极、电阻R12、电容C9电容C4另一端、二极管D2正极、电容C1和变压器T1次级线圈并接地，芯片U引脚6连接电容C3，芯片U引脚7分别连接电阻R2和电阻R5，芯片U引脚8分别连接电容C2另一端和电阻R4另一端，所述电阻R2另一端连接二极管D1负极，二极管D1正极分别连接二极管D2负极、电容C1另一端、Mos管D极、二极管D正极和电压输入端，所述电容C3另一端连接变压器T1次级线圈另一端，变压器T1初级线圈一端分别连接电阻R3、Mos管s极、电容C3和变压器T2初级线圈，变压器T1初级线圈另一端分别连接电阻R3另一端和电阻R1，电阻R1连接Mos管G极，变压器T2初级线圈另一端分别连接三极管VT1基极、三极管VT1发射极和电感L1，所述变压器T2次级线圈另一端分别连接二极管D3和电阻R7另一端，所述电容C另一端分别连接二极管D负极和电阻R另一端，所述电阻R5另一端连接二极管D4负极，二极管D4正极连接电阻R13、电容C9另一端、电感L1和电压输出端，电阻R13另一端分别连接电阻R8另一端和电阻R12另一端。
2.根据权利要求1所述的降压型DC-DC开关电源电路，其特征在于，所述芯片U型号为UC3845，变压器T1匝数比为1:1，变压器T2匝数比为1:100，Mos管耐压值为75V。
3.根据权利要求1所述的降压型DC-DC开关电源电路，其特征在于，所述变压器T1和变压器T2的磁芯具备低损耗、宽工作温度范围以及与所选Mos管开关速度相应的频响。
4.根据权利要求1所述的降压型DC-DC开关电源电路，其特征在于，所述电压输入端输入电压为20?70V直流，所述电压输出端输出电压为0?25V直流。
【文档编号】H02M3/155GK204205948SQ201420688226
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】张文雷 申请人:宁波经济技术开发区恒率电源科技有限公司