一种宽电源输入的稳压电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种宽电源输入的稳压电路，包括：第一稳压电路，耦接外部电源，设定第一预设值；第二稳压电路，耦接外部电源，包括第一单向导通元件，所述第一单向导通元件负极耦接所述第一稳压电路输出；当输入电压高于第一预设值时，输入电压经第一稳压电路稳压输出，所述第一单向导通元件反向截止，第二稳压电路停止工作；当输入电压低于第一预设值时，所述第一单向导通元件导通，输入电压经第二稳压电压电路输出，第一稳压电路停止工作。本实用新型提供一种宽电源输入的稳压电路，很好的弥补了在不同电压范围内，做到降压稳压，稳定工作状态，可以将输入电压范围扩展至12V?400V范围内。
【专利说明】
一种宽电源输入的稳压电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及稳压电路技术领域，特别涉及一种宽电源输入的稳压电路。
【背景技术】
[0002]在大多数的控制电路中，总是习惯用到了一些降压稳压电路，作为控制器内部电源使用，例如需要将12V电压降压到5V电压使用，那么常规的使用方式一般为LD0(lowdropout regulator，低压差线性稳压器)电路降压或者采用DC-DC降压；
[0003]而采用了LDO降压电路，如果输入电压和输出电压压降比较大的情况下，会导致LDO芯片功率过大，发热量过高，容易导致芯片烧毁或者出现不稳定的情况发生。所以使用LDO降压的时候，通常会在芯片上安装散热片对LDO芯片进行散热，以保证芯片稳定工作。
[0004]而采用了 DC-DC降压电路，虽然减小了 LDO的发热和功耗问题，但是市场上的DC-DC芯片一般供电只能在40V以下才能供电，过高电压输入，容易烧毁芯片，同时会烧毁后续电路，导致控制器失去功能。
[0005]开关电源设计一般是采用AC供电，将AC整流滤波后，进行单端反激式电路设计，但是该方式则需要采用单端反激式变换器作为电压转换主要器件，但是这样的变压器体积一般会比较大，对电源的布局很有要求，同时这样的电路方式，必须包括高低压隔离电路。虽然这样的电路可以使用于高压100-400V的范围内进行稳压，但是针对于于100V以下的电压稳压设计就没有办法。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型提供一种宽电源输入的稳压电路，很好的弥补了在不同电压范围内，做到降压稳压，稳定工作状态，可以将输入电压范围扩展至12V-400V范围内。
[0007]为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种宽电源输入的稳压电路，包括:
[0008]第一稳压电路，耦接外部电源，设定第一预设值；
[0009]第二稳压电路，耦接外部电源，包括第一单向导通元件，所述第一单向导通元件负极耦接所述第一稳压电路输出；
[0010]DC-DC转换电路，耦接所述第一稳压电路的输出端和所述第二稳压电路的输出端，将第一稳压电路和所述第二稳压电路稳压后的电压降压输出；
[0011]当输入电压高于第一预设值时，输入电压经第一稳压电路稳压输出，所述第一单向导通元件反向截止，第二稳压电路停止工作；当输入电压低于第一预设值时，所述第一单向导通元件导通，输入电压经第二稳压电压电路输出，第一稳压电路停止工作。
[0012]作为一种实施方式，所述第一稳压电路包括第一场效应管和PffM控制器，所述第一场效应管漏极耦接电压输入，栅极耦接所述PWM控制器，源极耦接DC-DC转换电路，所述PWM控制器一端耦接所述第一场效应管输出。
[0013]作为一种实施方式，所述第一稳压电路还包括储能元件和第一采样电路，所述储能元件一端耦接所述第一场效应管源极，另一端耦接DC-DC转换电路，所述第一采样电路一端親接储能元件输出，另一端親接PWM控制器。
[0014]作为一种实施方式，所述第二稳压电路包括第二场效应管和稳压元件，所述第二场效应管漏极耦接电压输入并通过电阻耦接栅极，栅极通过所述稳压元件接地，源极耦接所述第一单向导通元件正极。
[0015]作为一种实施方式，所述储能元件的输出端还连接有第一滤波电路。
[0016]作为一种实施方式，所述第二场效应管的源极还连接有第二滤波电路。
[0017]作为一种实施方式，所述第一采样电路包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的连接节点耦接所述PWM控制器。
[0018]作为一种实施方式，所述第一稳压电路还包括第二单向导通元件，所述第二单向导通元件正极親接所述储能元件输出，负极親接所述DC-DC转换电路。
[0019]作为一种实施方式，所述DC-DC转换电路包括DC-DC芯片和第二采样电路，所述DC-DC芯片耦接所述第一稳压电路和所述第二稳压电路，所述第二采样电路一端耦接所述DC-DC转换电路输出，另一端耦接所述DC-DC芯片。
[0020]本实用新型相比于现有技术的有益效果在于:通过更改了传统的PffM控制器电路，由PWM控制器和第二场效应管Q2来选择先由那个电路进行稳压，60V-400V电压输入时，有PWM控制器电路先进行稳压，低于60V电压输入时，由第二场效应管Q2进行稳压，稳压后的电压送给DC-DC转换电路进行小电压降压稳压，得到所有设备需求的电压选择。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的宽电源输入的稳压电路的框架结构图。
[0022]附图标注:1、第一稳压电路；11、第一采样电路;2、第二稳压电路;3、DC_DC转换电路;31、第二米样电路。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。
[0024]如图1所示，一种宽电源输入的稳压电路，包括第一稳压电路1、第二稳压电路2和DC-DC转换电路3，第一稳压电路I和第二稳压电路2的输出端均耦接DC-DC转换电路3的输入端，通过第一预设值和输入电压的大小来选择先由哪个稳压电路对其进行稳压输入至DC-DC转换电路3。
[0025]第一稳压电路I包括第一场效应管Ql控制器、储能元件、第一滤波电路、第二单向导通元件和第一采样电路11。第一场效应管Ql漏极耦接外部电源VD，栅极耦接PffM控制器，源极親接储能元件。第一采样电路11一端親接储能元件的输出端，第一采样电路11包括串联的第一电阻Rl和第二电阻R2，第一电阻Rl和第二电阻R2的连接节点耦接PffM控制器。第二单向导通元件的正极親接储能元件的输出端，负极親接DC-DC转换电路3的输入端。在本实施例中，第一滤波电路包括滤波电容Cl。在本实施例中，上述的储能元件采用电感LI，第二单向导通元件采用二极管D2。第一预设值大小由采样何种PWM控制器芯片所决定，PWM控制器芯片的阈值即为第一预设值。
[0026]第二稳压电路2包括第二场效应管Q2、稳压元件、第二滤波电路、第一单向导通元件，第二场效应管Q2漏极耦接外部电源VD并通过电阻R3耦接其栅极，栅极通过稳压元件接地，源极耦接第一单向导通元件正极，第一单向导通元件负极耦接DC-DC转换电路3输入。还连接有滤波电路，在本实施例中，第二滤波电路包括滤波电容C3，滤波电容C3耦接第二场效应管的源极。上述的稳压元件采用稳压二极管D3，第一单向导通元件采用二极管D1。第二稳压电路2的输出电压大小取决于采用多大的稳压二极管。
[0027]DC-DC转换电路3包括DC-DC芯片、储能元件、第二采样电路31，DC_DC芯片耦接第一稳压电路I和第二稳压电路2的输出，DC-DC芯片输出耦接储能元件，储能元件输出端耦接有第二采样电路31，第二采样电路31包括第四电阻R4和第五电阻R5，第四电阻R4和第五电阻R5的连接节点耦接DC-DC芯片。储能元件输出端还设有滤波电路，其包括滤波电容C4。上述的储能元件采用电感L2。
[0028]综上所述，如图1中A点所示，其电压的大小取决于PWM控制器芯片的类型和稳压二极管的大小。
[0029]在本实用新型中，以PWM控制器芯片的阈值为60V，稳压二极管D3的阈值为20V为例进行下列阐述。
[0030]VD电压输入到第一场效应管Ql和第二场效应管Q2的漏极(D极)，当VD电压高于60V时，PWM控制器能正常工作，第一场效应管Ql处于PWM控制器控制状态，使得第一场效应管Ql处于开关状态，电感LI起到储能作用。当第一场效应管Ql导通时，电感LI开始储能，同时输出电压，当第一场效应管Ql截止时，电感LI开始释放能量，为后续电路提供电能。滤波电容Cl将电感LI输出的电能进行滤波。同时电阻Rl和R2进行B点电压采集，控制了 PWM控制器输出的PWM波形，使得输出B点电压达到稳定，电路中设定B点电压为20V，或者根据调节Rl和R2来进行调节，最高不能操作36V。此时B点电压通过二极管Dl传输到A点，则A点电压为19.3V。A点电压输送到后续的DC-DC电路开始正常工作，通过调节电阻R4和电阻R5稳定VCC电压值；
[0031]VD电压高于60V时，通过电阻R3和稳压二极管D3，将第二场效应管Q2的栅极(G极)电压稳定在20V，则此时第二场效应管Q2导通，但是由于场效应管的导通特性，第二场效应管Q2的源极(S极)电压为栅极(G极)电压，但是会低于栅极电压2V左右，所以第二场效应管Q2的源极电压为18V。由于此时A点电压为19.3V，所以二极管D3处于截止状态，第二场效应管Q2上不消耗电流，以保护第二场效应管Q2。
[0032]当VD电压低于60V时，Pmi控制器由于在这么低的电压下无法工作，因此导致了第一场效应管Ql截止不工作，B点电压将至为0V，二极管Dl截止。此时由于场效应第二场效应管Q2—直处于导通状态，第二场效应管Q2的栅极电压保持为20V，所以场效应第二场效应管Q2的源极电压保持为18V，18V电压通过二极管D3传输到A点，则A点电压从19.3V降至17.3V，由于这个电压的波动，不会影响后续DC-DC转换电路3工作，所以VCC电压值还是不会有变化，依然可以稳定的输出电压值。
[0033]当VD电压低于20V时，稳压二极管D3无法达到稳压条件，第二场效应管Q2的栅极电压将会下降，但是由于场效应管的导通特性，第二场效应管Q2的源极电压也将下降，只要VCC电压远比A点电压低，那么DC-DC转换电路3都能将A点电压转换为VCC电压，同时保证VCC电压稳定。
[0034]通过更改了传统的PffM控制器电路，由PffM控制器和第二场效应管Q2来选择先由哪个电路进行稳压，60V-400V电压输入时，有Pmi控制器电路先进行稳压，低于60V电压输入时，由第二场效应管Q2进行稳压，稳压后的电压送给DC-DC转换电路3进行小电压降压稳压，得到所有设备需求的电压选择。
[0035]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种宽电源输入的稳压电路，其特征在于，包括: 第一稳压电路，耦接外部电源，设定第一预设值； 第二稳压电路，耦接外部电源，包括第一单向导通元件，所述第一单向导通元件负极耦接所述第一稳压电路输出； DC-DC转换电路，耦接所述第一稳压电路的输出端和所述第二稳压电路的输出端，将第一稳压电路和所述第二稳压电路稳压后的电压降压输出； 当输入电压高于第一预设值时，输入电压经第一稳压电路稳压输出，所述第一单向导通元件反向截止，第二稳压电路停止工作；当输入电压低于第一预设值时，所述第一单向导通元件导通，输入电压经第二稳压电压电路输出，第一稳压电路停止工作。2.根据权利要求1所述的宽电源输入的稳压电路，其特征在于，所述第一稳压电路包括第一场效应管和PWM控制器，所述第一场效应管漏极耦接电压输入，栅极耦接所述PWM控制器，源极耦接DC-DC转换电路，所述PffM控制器一端耦接所述第一场效应管输出。3.根据权利要求2所述的宽电源输入的稳压电路，其特征在于，所述第一稳压电路还包括储能元件和第一采样电路，所述储能元件一端耦接所述第一场效应管源极，另一端耦接DC-DC转换电路，所述第一采样电路一端耦接储能元件输出，另一端耦接PffM控制器。4.根据权利要求1所述的宽电源输入的稳压电路，其特征在于，所述第二稳压电路包括第二场效应管和稳压元件，所述第二场效应管漏极耦接电压输入并通过电阻耦接栅极，栅极通过所述稳压元件接地，源极耦接所述第一单向导通元件正极。5.根据权利要求3所述的宽电源输入的稳压电路，其特征在于，所述储能元件的输出端还连接有第一滤波电路。6.根据权利要求4所述的宽电源输入的稳压电路，其特征在于，所述第二场效应管的源极还连接有第二滤波电路。7.根据权利要求3所述的宽电源输入的稳压电路，其特征在于，所述第一采样电路包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的连接节点耦接所述PWM控制器。8.根据权利要求3所述的宽电源输入的稳压电路，其特征在于，所述第一稳压电路还包括第二单向导通元件，所述第二单向导通元件正极耦接所述储能元件输出，负极耦接所述DC-DC转换电路。9.根据权利要求1所述的宽电源输入的稳压电路，其特征在于，所述DC-DC转换电路包括DC-DC芯片和第二采样电路，所述DC-DC芯片耦接所述第一稳压电路和所述第二稳压电路，所述第二采样电路一端耦接所述DC-DC转换电路输出，另一端耦接所述DC-DC芯片。
【文档编号】H02M3/156GK205693560SQ201620565231
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月12日 公开号201620565231.1, CN 201620565231, CN 205693560 U, CN 205693560U, CN-U-205693560, CN201620565231, CN201620565231.1, CN205693560 U, CN205693560U
【发明人】宋宏伟, 俞伟
【申请人】浙江方大智控科技有限公司