一种恒压电路装置的制作方法

本实用新型涉及恒压技术，尤其涉及一种无辅助绕组的恒压电路装置。

背景技术：

目前的恒压电路装置广泛应用于各领域，一般包含有输入滤波电路、控制器、采样电路、变压器以及续流电路。

图1为现有恒压电路装置结构示意图。如图1所示，包括：输入滤波电路、控制器、采样电路、供电电路、输出电压采样电路、变压器以及续流电路，其中，

输入滤波电路，包括第一电容(C1)，第一电容的一端接地，另一端分别接输入电压以及变压器中的第一初级绕组(N1)的一端；

控制器，包括第一端、第二端、第三端以及第四端，其中，第四端接地；

采样电路，包括第一金属氧化物场效应管(Q1)以及第四电阻(R4)，栅极与第一端相连，漏极与变压器中的第一初级绕组(N1)的另一端相连，源极与第四电阻的一端相连，第四电阻的另一端接地；

供电电路，包括第一二极管(D1)、第三电阻(R3)以及第二电容(C2)，第一二极管的正极与变压器中的辅助初级绕组(Naux)的一端相连，负极与第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端分别与控制器的第三端以及第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地；

变压器中的辅助初级绕组(Naux)的另一端接地，接地端靠近第一初级绕组的另一端；

输出电压采样电路，包括第一电阻以及第二电阻，第一电阻的一端与与变压器中的辅助初级绕组(Naux)的一端相连，另一端分别与控制器的第二端以及第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端接地；

变压器，包括：第一初级绕组(N1)、辅助初级绕组(Naux)以及第二次级绕组(N2)；

续流电路，包括第二二极管(D2)、第三电容(C3)以及负载电阻(Rload)，第二次级绕组的一端与第二二极管的正极相连，第二次级绕组的另一端分别与第二电容的一端以及负载电阻的一端相连，第三电容的另一端分别与第二二极管的负极以及负载电阻的另一端相连。

在图1中，输出电压为：

式中，

V_out为输出电压；

V_ref为控制器内部环路基准电压；

N_aux为辅助初级绕组匝数；

N₂为第二次级绕组匝数。

由上述可见，现有的恒压电路装置，在实现恒压输出时，对于采样电路，利用第一金属氧化物场效应管设置一屏蔽时间，在设置的屏蔽时间内，可以防止错误的输出电压采样，而在设置的屏蔽时间过后，对第一金属氧化物场效应管的漏极和输入电压进行差分采样，将采样的结果作为输出电压输出，从而实现恒压输出。但对于输出电压采样电路以及芯片的供电电路，需要设置一辅助初级绕组，这样，需要额外增加一个辅助初级绕组、两个分压电阻(第一电阻以及第二电阻)、一个二极管(第一二极管)以及一个限流电阻(第三电阻)，使得恒压电路装置结构较为复杂。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种恒压电路装置，能够降低恒压电路装置的结构复杂度，以解决现有的恒压电路装置需要设置辅助初级绕组导致的结构较为复杂的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种恒压电路装置，包括：

输入滤波电路、控制器、采样电路、变压器以及续流电路，其中，

输入滤波电路分别与控制器以及变压器相连；

控制器与采样电路相连；

采样电路与变压器相连；

变压器与续流电路相连。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述输入滤波电路包括第一电容，第一电容的一端接地，另一端分别接输入电压以及变压器中的初级绕组的一端；

控制器，包括第一端、第二端、第三端、第四端、第五端以及第六端，其中，第四端接地，第二端与第五端分别与变压器中的初级绕组的一端相连，第六端与变压器中的初级绕组的另一端相连；

采样电路，包括金属氧化物场效应管以及第一电阻，金属氧化物场效应管的栅极与控制器的第一端相连，漏极与变压器中的初级绕组的另一端相连，源极与第一电阻的一端相连，第一电阻的另一端接地；

控制器的第三端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地；

变压器，包括：初级绕组以及次级绕组；

续流电路，包括第二二极管、第三电容以及负载电阻，次级绕组的一端与第二二极管的正极相连，次级绕组的另一端分别与第二电容的一端以及负载电阻的一端相连，第三电容的另一端分别与第二二极管的负极以及负载电阻的另一端相连。

结合第一方面，在第一方面的第二种实施方式中，所述控制器包括：供电以及限压电路、输出电压采样电路，其中，

供电以及限压电路的第二端与变压器中的初级绕组的一端相连，第三端与第二电容的一端相连；

输出电压采样电路的第五端与变压器中的初级绕组的一端相连，第六端与变压器中的初级绕组的另一端相连，第四端接地，第一端与金属氧化物场效应管的栅极相连。

结合第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，所述供电以及限压电路包括：低压差线性稳压器以及限流二极管，其中，

低压差线性稳压器的第二端与变压器中的初级绕组的一端相连，第三端分别与第二电容的一端以及限流二极管的负极相连，限流二极管的正极接地。

结合第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，所述输出电压采样电路包括：第二金属氧化物场效应管、第三金属氧化物场效应管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、前置放大器、直流电路以及控制环路，其中，

第二金属氧化物场效应管的漏极与变压器中的初级绕组的另一端相连，源极与第四电阻的一端相连；

第三金属氧化物场效应管的漏极与变压器中的初级绕组的一端相连，源极与第二电阻的一端相连；

第四电阻的另一端分别与第五电阻的一端以及前置放大器的第二端相连；

第五电阻的另一端分别与第八电阻的一端以及前置放大器的第三端相连并接地；

第二电阻的另一端分别与第三电阻的一端以及前置放大器的第一端相连；

第三电阻的另一端分别与前置放大器的第四端、直流电路的一端以及第六电阻的一端相连并接地；

直流电路的另一端与前置放大器的第五端相连；

第六电阻的另一端分别与第七电阻的一端以及第八电阻的另一端相连；

第七电阻的另一端分别与控制环路以及第九电阻的一端相连；

第九电阻的另一端接地；

金属氧化物场效应管的栅极接收控制环路输出的第一控制信号，第二金属氧化物场效应管的栅极接收控制环路输出的第二控制信号，第三金属氧化物场效应管的栅极接收控制环路输出的第三控制信号。

本实用新型实施例提供的一种恒压电路装置，包括：输入滤波电路、控制器、采样电路、变压器以及续流电路，其中，输入滤波电路分别与控制器以及变压器相连；控制器与采样电路相连；采样电路与变压器相连；变压器与续流电路相连，能够降低恒压电路装置的结构复杂度，以解决现有的恒压电路装置需要设置辅助初级绕组导致的结构较为复杂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有恒压电路装置结构示意图；

图2为本实用新型的实施例一恒压电路装置结构示意图；

图3为本实用新型包含控制器电路的恒压电路装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图2为本实用新型的实施例一恒压电路装置结构示意图，如图2所示，本实施例的恒压电路装置可以包括：输入滤波电路、控制器、采样电路、变压器以及续流电路，其中，

输入滤波电路分别与控制器以及变压器相连；

控制器与采样电路相连；

采样电路与变压器相连；

变压器与续流电路相连。

本实施例中，作为一可选实施例，输入滤波电路，包括第一电容(C1)，第一电容的一端接地，另一端分别接输入电压以及变压器中的初级绕组(N1)的一端；

控制器，包括第一端、第二端、第三端、第四端、第五端以及第六端，其中，第四端接地，第二端与第五端分别与变压器中的初级绕组(N1)的一端相连，第六端与变压器中的初级绕组(N1)的另一端相连；

采样电路，包括金属氧化物场效应管(Q1)以及第一电阻(R1)，金属氧化物场效应管的栅极与控制器的第一端相连，漏极与变压器中的初级绕组(N1)的另一端相连，源极与第一电阻的一端相连，第一电阻的另一端接地；

控制器的第三端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地；

变压器，包括：初级绕组(N1)以及次级绕组(N2)；

续流电路，包括第二二极管(D2)、第三电容(C3)以及负载电阻(Rload)，次级绕组的一端与第二二极管的正极相连，次级绕组的另一端分别与第二电容的一端以及负载电阻的一端相连，第三电容的另一端分别与第二二极管的负极以及负载电阻的另一端相连。

图3为本实用新型包含控制器电路的恒压电路装置结构示意图，如图3所示，本实施例的控制器可以包括：供电以及限压电路、输出电压采样电路，其中，

供电以及限压电路的第二端与变压器中的初级绕组(N1)的一端相连，第三端与第二电容的一端相连；

输出电压采样电路的第五端与变压器中的初级绕组(N1)的一端相连，第六端与变压器中的初级绕组(N1)的另一端相连，第四端接地，第一端与金属氧化物场效应管的栅极相连。

本实施例中，供电以及限压电路的第二端以及第三端分别为控制器的第二端以及第三端，输出电压采样电路的第五端、第六端、第四端、第一端分别为控制器的第五端、第六端、第四端、第一端。

本实施例中，作为一可选实施例，供电以及限压电路包括：低压差线性稳压器(LDO，Low Dropout Regulator)以及限流二极管，其中，

低压差线性稳压器的第二端与变压器中的初级绕组(N1)的一端相连，第三端分别与第二电容的一端以及限流二极管的负极相连，限流二极管的正极接地。

输出电压采样电路包括：第二金属氧化物场效应管(Q2)、第三金属氧化物场效应管(Q3)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、前置放大器(EA，Preliminary Amplifier)、直流电路(DC，Direct Current)以及控制环路，其中，

第二金属氧化物场效应管(Q2)的漏极(第六端)与变压器中的初级绕组(N1)的另一端相连，源极与第四电阻(R4)的一端相连；

第三金属氧化物场效应管(Q3)的漏极(第五端)与变压器中的初级绕组(N1)的一端相连，源极与第二电阻(R2)的一端相连；

第四电阻(R4)的另一端分别与第五电阻(R5)的一端以及前置放大器的第二端相连；

第五电阻(R5)的另一端分别与第八电阻(R8)的一端以及前置放大器的第三端相连并接地；

第二电阻(R2)的另一端分别与第三电阻(R3)的一端以及前置放大器的第一端相连；

第三电阻(R3)的另一端分别与前置放大器的第四端、直流电路的一端以及第六电阻(R6)的一端相连并接地；

直流电路的另一端与前置放大器的第五端相连；

第六电阻(R6)的另一端分别与第七电阻(R7)的一端以及第八电阻(R8)的另一端相连；

第七电阻(R7)的另一端分别与控制环路以及第九电阻(R9)的一端相连；

第九电阻(R9)的另一端接地；

金属氧化物场效应管(Q1)的栅极接收控制环路输出的第一控制信号，第二金属氧化物场效应管(Q2)的栅极接收控制环路输出的第二控制信号，第三金属氧化物场效应管(Q3)的栅极接收控制环路输出的第三控制信号。

本实施例中，输出电压为：

式中，

V_out为输出电压；

V_ref为控制器内部环路基准电压。

本实施例中，当有输入电压后，控制器开始工作，输出电压逐渐增大。此时，输出电压经过采样，为控制环路提供一输入信号。当输出电压小于计算得到的输出电压(V_out)时，控制器增加输出至金属氧化物场效应管(Q1)栅极的PWM信号的占空比，以将更多的能量传递到输出端。而当输出电压大于计算得到的输出电压(V_out)时，减小输出至金属氧化物场效应管(Q1)栅极的PWM信号的占空比，以将更少的能量传递到输出端，最终得到并维持稳定的电压输出。

用于驱动第二金属氧化物场效应管(Q2)以及第三金属氧化物场效应管(Q3)栅极的驱动信号为控制器内部信号，每一PWM信号输出从高电平(ON)切换成低电平时，经过一预先设置的消隐时间，打开第二金属氧化物场效应管(Q2)以及第三金属氧化物场效应管(Q3)。

本实施例中，输出电压采样电路通过对母线(变压器中的初级绕组(N1)的另一端)和金属氧化物场效应管(Q1)漏极电压的差分采样得到一采样电压，该采样电压值为Vout*N1/N2，然后，通过调整控制器外围第八电阻以及第九电阻(R8，R9)的电阻值得到所需的输出电压。

本实施例中，输入电压为Vin，输出电压为Vout，在实现恒压输出时，对于采样电路，利用第一金属氧化物场效应管设置一屏蔽时间(消隐时间)，在设置的屏蔽时间内，可以防止错误的输出电压采样，而在设置的屏蔽时间过后，通过差分采样(对Vin+Vout与Vin)和延时处理获得输出电压，从而实现恒压输出。与现有的恒压电路装置相比，装置的供电以及输出电压的采样都不需要通过辅助初级绕组以及对应的取电电路或者采样电路，从而可以有效简化恒压电路装置的复杂度，减少外围电路复杂程度，降低线路成本，减少恒压电路装置的元器件数量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。

为了描述的方便，描述以上装置是以功能分为各种单元/模块分别描述。当然，在实施本实用新型时可以把各单元/模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。