集成化大电流直流—直流升压稳压电源的辅助电路的制作方法

文档序号:7413347阅读:375来源:国知局
专利名称:集成化大电流直流—直流升压稳压电源的辅助电路的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种用于电子设备的稳压电源,特别涉及一种集成化大电流直流一直流升压稳压电源的辅助电路。
背景技术
随着手机的迅速推广,以电池供电的各种电子仪器随之进入了一个大发展时代,已经成为各种电子仪表的新一代便携式仪表。
以电池供电的电子仪器经常使用直流一直流(DC—DC)升压型的各种集成化稳压电源。其优点在于可以从电池的低电压升至某一高电源电压,并且稳压。这一类集成电路目前有上百种不同型号,应用于各种便携式仪表中。然而与降压型集成稳压电路相比较,上述升压型集成电路的一个共同的主要缺点,在于它们的输出电压都随大电流输出而下降,与此同时,供电电池也会有不同程度的电源电压下降的现象。例如,这种稳压电路的输出电流达到额定输出电流的50%时,它们的输出电压依型号的不同可能有10% 30%范围内下降。上述不良效应可能导致如下四个缺点(1)集成稳压电路和电池电压的下降,可能引起整机掉电保护电路的误动作,甚至可能迫使整机自动停电。(2)电池电压的下降或波动,可以做为一种电源干扰信号窜入整机的其它电路中,使它们不能正常工作。(3)随着电池电压的下降和集成稳压电路的输出电压下降,又导致集成稳压电路的工作效率的下降,形成集成电路内部的无谓功耗。当效率过低时,集成电路自身的发热量,可能导致电源电路故障。(4)还要特别指出,这种升压、稳压集成电路在输出间歇型大电流时,危害更甚,主要表现在电池电压剧烈地周期性波动。发明内容
鉴于现有技术存在的缺点,本实用新型提供了一种集成化大电流DC—DC升压稳压电源的辅助电路。
本实用新型为实现上述目的,所采取的技术方案是集成化大电流DC—DC升压稳压电源的辅助电路,包括供电电池及升压稳压电源电路,其特征在于,还包括RC辅助电路,所述RC辅助电路包括电阻、电容,所述供电电池的正极与电阻一端连接,电阻的另一端分别与电容正极及升压稳压电源电路连接,电容的负极分别与供电电池的负极及升压稳压电源电路的GND连接。
本实用新型的有益效果是为电池供电的这种升压稳压电路在大电流间歇供电条件下,增加一个辅助电路,在电池和DC—DC升压稳压电路中起到了重要的缓冲作用,以解决间歇性输出大电流时,不会使供电电池的工作电压过大下降的问题,克服或部分克服了现有技术存在的四个缺点。

图1为现有技术稳压电路的电路连接框图。图2为本实用新型的电路连接框图并作为摘要附图。
具体实施方式

如图2所示,集成化大电流DC—DC升压稳压电源的辅助电路,包括供电电池1及升压稳压电源电路2,还包括RC辅助电路3, RC辅助电路3包括电阻R、电容C,供电电池1的正极分别与电阻R —端及其它负载连接,电阻R的另一端分别与电容C正极及升压稳压电源电路Vi连接,电容C的负极分别与供电电池1的负极及升压稳压电源电路的GND连接,升压稳压电源电路2的输出端Vo接至部件2间歇性大电流负载RL。
由图2可见,辅助电路3在供电电池1和升压稳压电源电路2之间起到了隔离作用。电解电容的容量C很大,可以暂存一部分电荷。当有间歇大电流需要时,通过C的反向放电可以保证大电流负载的用电。于是电池1的供电电流大为减小,甚至减到大电流需求的10%以内,从而实现了电池电压仅有较小波动。当间歇性大电流过去之后,电池l仅以小电流通过R为C充电,补充C中的电荷,已备下次大电流的需求。
可见RC辅助电路在保证电池和DC—DC升压稳压电路中起到了重要的缓冲作用。
RC辅助电路中的元件数值选取方法
设计辅助电路要满足如下三个条件
(1) 按图1联接电路能够正常工作。电池1和DC—DC升压稳压集成电路能够连续工作,虽然它们在大电流之下输出都有明显下降。
(2) DC—DC升压稳压集成电路的输出电流应是间歇大电流供电状态。若为间歇正脉冲输出电流形式,其占空比应小于15%,若为脉冲串的间歇输出电流形式,则脉冲串持续出现时间与脉冲串产生周期之比应小于20%,或者说大电流供电时间应远小于供电周期。
(3) 使用图1的电路,在大电流输出期间应小于l秒,且DC—DC升压稳压集成电路的输出电压的下降不得小于其额定输出电压的50%,供电电池的输出电压的下降不得小于其额定值的40%,超出上述范围时RC辅助电路的效果将明显下降。
RC辅助电路图请见图2。该辅助电路设计实质上是两个元件(电阻R和电容C)的数值设计,包括以下四步骤。一、 电容的容量设计
鉴于DC—DC升压稳压集成电路的输出功率不太大,电容C的容量依表1按比例选取。电容C的额定耐压值应大于供电电池的额定输出电压的1. 5倍。
_表1 电容C容量的初选值_
图1中RL上的
瞬时大电流之值 电容C的容量暂选值
50mA 200 mA 1000 P ~ 2200 P
200mA ~ 500 mA 2200 P 3300 P
二、电阻R之值的暂选
依表2按比例暂选电阻R的阻值。R的额定功率应是升压稳压集成电路的全部负载功率总和的一半。
_表2R的暂选值_
~~希望电池电压下降
不超过额定电压,—围— R的暂选值_
10 20 Q20 40 Q40 100 Q
5% 10%10% 20%20% ~ 40%
三、 RC数值的实际调整
调整更换R的不同阻值,对图2进行有载实验。多种实验之时,在脉冲或脉冲串过去之后的R两端最大压降应该不大于且接近于电池额定电压的11%,选择其中电阻较小者。
再对于不同的C的电容值分别做电路实验。对于图2电路,要求在大电流输出期间电池电压下降值不超出电池额定输出电压的10%范围,从中取C的容量相对较小者。
四、 重复第三步骤多遍,使实现同时满足步骤三的两个测试范围。倘上述两条件始终不能同时满足时,认为图1中某些部件的阻抗不满足常规电路要求,
或者认为电池1的能量不足,明显有负载误差。可以考虑加大C的容量再进行实验,以期能使电源电路进入正常工作状态。
总而言之,RC辅助电源是电池1和集成稳压电源2之间的一个有效的隔离电路。当输出大电流时,电容C处于放电状态,为负载提供主要电流;当输出大电流结束之后,电池l为C进行慢速充电,使之有一段时间为C储存电量,为下一次提供大电流做准备。应用实例
DC1型电池供电的智能仪表,其中有间歇性励磁大电流出现。励磁电流约80mA,持续时间0.6秒,此期间电池电压下降约为0.52伏。励磁电流重复周期5秒。
希望励磁期间电池电压下降不会超过5%,经过图2电路调整试验,最后确定R之值定为IOQ,电容C之值定为1500 PF。实测励磁期间电池电压下降O. 15伏,励磁过后R上最大电流7mA,是最大励磁电流的1/11。
本例中使用3.6 V电池供电,DC—DC型升压稳压集成电路型号为MAX167(+5V输出)。其接线电路图仍采用图2电路。
权利要求1、一种集成化大电流直流—直流升压稳压电源的辅助电路,包括供电电池(1)及升压稳压电源电路(2),其特征在于,还包括RC辅助电路(3),所述RC辅助电路(3)包括电阻(R)、电容(C),所述供电电池(1)的正极与电阻(R)一端连接,电阻(R)的另一端分别与电容(C)正极及升压稳压电源电路(Vi)连接,电容(C)的负极分别与供电电池(1)的负极及升压稳压电源电路的(GND)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种集成化大电流直流—直流升压稳压电源的辅助电路。包括供电电池及升压稳压电源电路,还包括RC辅助电路,RC辅助电路包括电阻、电容,供电电池的正极与电阻一端连接,电阻的另一端分别与电容正极及升压稳压电源电路连接,电容的负极分别与供电电池的负极及升压稳压电源电路的GND连接。本实用新型的有益效果是在电池和DC-DC升压稳压电路中起到了重要的缓冲作用,以解决间歇性输出大电流时,不会使供电电池的工作电压过大下降的问题,克服或部分克服了现有技术存在的四个缺点。
文档编号H02M3/06GK201282422SQ20082014237
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月14日 优先权日2008年10月14日
发明者李长奇, 楠 王, 王双存, 皇甫晓蓉, 耿世钧, 晶 马 申请人:天津天仪集团仪表有限公司
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