一种DC‑DC电源电路的制作方法

本实用新型涉及电源电路技术领域，尤其涉及一种DC-DC电源电路。

背景技术：

目前，DC-DC电源芯片静电测试时一般很少出现即时失效的现象，因此DC-DC电源芯片在设计中一般不会考虑过多的静电防护问题。然而，由于静电放电而产生的高电压可能潜在性地对DC-DC电源芯片造成损伤，使DC-DC电源芯片在终端设备的使用中造成潜在的失效，降低了DC-DC电源芯片的使用寿命，同时也使得DC-DC电源芯片的可靠性降低。

因此，现有的DC-DC电源电路存在难以抵御高电压冲击而容易受损、可靠性低以及使用寿命短的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种DC-DC电源电路，旨在解决现有的DC-DC电源电路存在难以抵御高电压或大电流冲击而容易受损、可靠性低以及使用寿命短的问题。

本实用新型是这样实现的，一种DC-DC电源电路，包括DC-DC电源芯片，所述DC-DC电源芯片通过其输入端接入直流电，并对所述直流电进行电压变换；所述DC-DC电源电路还包括使能模块、过流短路保护模块、分压模块以及电压释放模块。

所述使能模块的输入端连接所述DC-DC电源芯片的输入端，所述使能模块的输出端连接所述DC-DC电源芯片的使能端，所述过流短路保护模块的第一输入端和第二输入端分别连接所述DC-DC电源芯片的电压自举端和开关端，所述过流短路保护模块的输出端与所述分压模块的输出端共接，所述分压模块的输入端与所述电压释放模块的输入端共接于所述DC-DC电源芯片的反馈端。

所述使能模块输出使能信号驱动所述DC-DC电源芯片工作；所述过流短路保护模块对所述DC-DC电源芯片的工作电流进行检测，并将所述工作电流控制在预设电流范围内；所述分压模块对所述反馈端的输出电压进行分压并输出。

当所述DC-DC电源芯片受到高压冲击且在所述反馈端产生高压时，所述电压释放模块对所述高压进行释放。

本实用新型通过在DC-DC电源电路中采用使能模块、过流短路保护模块、分压模块以及电压释放模块，当DC-DC电源芯片受到高压冲击且在其反馈端产生高压时，由电压释放模块对高压进行释放，从而保护DC-DC电源芯片在高压冲击下不受损坏，提高DC-DC电源芯片的可靠性以及使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的DC-DC电源电路的模块结构图；

图2是本实用新型实施例提供的DC-DC电源电路的另一模块结构图；

图3是图1所示的DC-DC电源电路的具体电路结构图；

图4是图2所示的DC-DC电源电路的具体电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

图1示出了本实用新型实施例提供的DC-DC电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

DC-DC电源电路包括DC-DC电源芯片102，DC-DC电源芯片102通过其输入端IN接入直流电，并对直流电进行电压变换。其中，DC-DC电源芯片102是降压型DC-DC转换器，通过其输入端IN接入直流电，并对直流电进行电压变换，具体地，对直流电进行降压变换。在具体应用中，DC-DC电源芯片102可以采用FR系列的电源芯片，更具体地，可以是FR8205系列的电源芯片。其中，FR8205系列的电源芯片可接入4.5V～18V的直流电，同时可输出低至0.6V的输出电压。

DC-DC电源电路还包括使能模块101、过流短路保护模块103、分压模块104以及电压释放模块105。

使能模块101的输入端连接DC-DC电源芯片102的输入端IN，使能模块101的输出端连接DC-DC电源芯片102的使能端EN，过流短路保护模块103的第一输入端和第二输入端分别连接DC-DC电源芯片102的电压自举端BST和开关端SW，过流短路保护模块103的输出端与分压模块104的输出端共接，分压模块104的输入端与电压释放模块105的输入端共接于DC-DC电源芯片102的反馈端FB。

使能模块101输出使能信号驱动DC-DC电源芯片102工作；过流短路保护模块103对DC-DC电源芯片102的工作电流进行检测，并将工作电流控制在预设电流范围内；分压模块104对反馈端FB的输出电压进行分压并输出。

当DC-DC电源芯片102受到高压冲击且在反馈端FB产生高压时，电压释放模块105对高压进行释放。

在本实用新型实施例中，使能模块101用于输出使能信号驱动DC-DC电源芯片102工作。具体地，当使能模块101输出的电压大于或者等于DC-DC电源芯片102的使能端EN的电压阈值时，该使能模块101输出的电压作为使能信号驱动DC-DC电源芯片102工作；当使能模块101输出的电压小于DC-DC电源芯片102的使能端EN的电压阈值时，DC-DC电源芯片102处于关机状态，无法工作。

在本实用新型实施例中，过流短路保护模块103用于对DC-DC电源芯片102的工作电流进行检测，并将工作电流控制在预设电流范围内，对DC-DC电源芯片102进行过流保护或短路保护。具体地，当DC-DC电源芯片102出现过流或短路时，过流短路保护模块103检测到DC-DC电源芯片102的工作电流超出预设电流范围，则过流短路保护模块103的内部电流随之增加，当内部电流达到电流极限阈值时，过流短路保护模块103通过降低其输出电压以调节DC-DC电源芯片102的工作电流至预设电流范围内，从而达到对DC-DC电源芯片102实现过流保护和短路保护的目的。

在本实用新型实施例中，分压模块104用于对DC-DC电源芯片102的反馈端FB的输出电压进行分压并输出。具体地，当DC-DC电源芯片102为FR8205系列的电源芯片时，则其反馈端FB的输出电压U₀为0.6V，则分压模块104对0.6V进行分压后输出U_out。

在本实用新型实施例中，电压释放模块105用于当DC-DC电源芯片102受到高压冲击且在反馈端FB产生高压时，电压释放模块105对高压进行释放。例如，当DC-DC电源电路所处的终端设备遭遇雷击时，高压将通过DC-DC电源芯片102的反馈端FB涌入芯片内部，若是反馈端FB没有接入电压释放模块105，高压将直接损坏芯片；而当反馈端FB接入电压释放模块105时，当DC-DC电源芯片102受到高压冲击且在反馈端FB产生高压时，高压驱动电压释放模块105导通以将高压引向大地，从而保护DC-DC电源芯片102在高压冲击下不受损坏，提高DC-DC电源芯片102的可靠性以及使用寿命。

在图1所示架构的基础上，图2示出了本实用新型实施例提供的DC-DC电源电路的另一模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

DC-DC电源电路还包括输入滤波模块106，输入滤波模块106的滤波端与使能模块101的输入端共接于DC-DC电源芯片102的输入端IN。在本实用新型实施例中，输入滤波模块106用于对直流电进行滤波。

DC-DC电源电路还包括输出滤波模块107，输出滤波模块107的滤波端与分压模块104的第二端共接。在本实用新型实施例中，输出滤波模块107用于对分压模块104分压后的输出电压进行滤波。

DC-DC电源电路还包括电阻调节模块108，电阻调节模块108的输入端与输出滤波模块107以及分压模块104的第二端共接，电阻调节模块108的输出端为DC-DC电源电路的输出端。本实用新型实施例中，电阻调节模块108用于对输出滤波模块107滤波后的输出电压进行调节。具体地，电阻调节模块108包括至少一个可调电阻。

图3(对应图1)和图4(对应图2)示出了本实用新型实施例提供的DC-DC电源电路的具体电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图3和图4所示，电压释放模块105包括TVS管D1，TVS管D1的第一端为电压释放模块105的输入端，TVS管D1的第二端接地。其中，TVS管D1可以是双向TVS管。具体地，当DC-DC电源芯片102受到高压冲击且在反馈端FB产生高压时，高压驱动TVS管D1导通以将高压引向大地，从而保护DC-DC电源芯片102在高压冲击下不受损坏，提高DC-DC电源芯片102的可靠性以及使用寿命。

如图3和图4所示，使能模块101包括：第一电阻R1和第一电容C1。

第一电阻R1的第一端为使能模块101的第一端，第一电阻R1的第二端与第一电容C1的第一端共接于构成使能模块101的第二端，第一电容C1的第二端接地。

在本实用新型实施例中，由第一电阻R1和第一电容C1组成的使能模块101对输入的直流电进行取样后，将取样电压输出至DC-DC电源芯片102的使能端EN，当取样电压大于或者等于DC-DC电源芯片102的使能端EN的电压阈值时，该取样电压作为使能信号驱动DC-DC电源芯片102工作；当取样电压小于DC-DC电源芯片102的使能端EN的电压阈值时，DC-DC电源芯片102处于关机状态，无法工作。

如图3和图4所示，过流短路保护模块103包括：第二电容C2和第一电感L1。

第二电容C2的第一端为过流短路保护模块103的第一输入端，第二电容C2的第二端和第一电感L1的第一端共接构成过流短路保护模块103的第二输入端，第一电感L1的第二端为过流短路保护模块103的输出端。

在本实用新型实施例中，由第二电容C2和第一电感L1组成的过流短路保护模块103主要用于对DC-DC电源芯片102的工作电流进行检测，并将工作电流控制在预设电流范围内，对DC-DC电源芯片102进行过流保护及短路保护。具体地，DC-DC电源芯片102的工作电流通过芯片内部的开关管进行检测，当开关管检测到DC-DC电源芯片102工作电流超出预设电流范围时，开关管导通，DC-DC电源芯片102的开关端SW输出电压至过流短路保护模块103的输入端，由于输入的电压为直流电，第一电感L1上的电流以一定的比率线性增加，随着电感电流的增加，第一电感L1存储了能量；当第一电感L1上的电流达到电流极限阈值时，第一电感L1向第二电容C2充电，第二电容C2两端电压升高。充电时，第一电感L1吸收能量，放电时第一电感L1放出能量，因此能够保持DC-DC电源芯片102工作电流在预设电流范围内。

如图3和图4所示，分压模块104包括：第二电阻R2、第三电阻R3以及第三电容C3。

第二电阻R2的第一端、第三电阻R3的第一端以及第三电容C3的第一端共接构成分压模块104的输入端，第二电阻R2的第二端和第三电容C3的第二端共接构成分压模块104的输出端，第三电阻R3的第二端接地。

在本实用新型实施例中，作为上拉电阻的第二电阻R2和作为下拉电阻的第三电阻R3对DC-DC电源芯片102的反馈端FB的输出电压U₀进行分压并输出输出电压U_out。其中，输出电压U_out根据公式(1)可以计算得出：U₀对应为DC-DC电源芯片102的反馈端FB的输出电压。具体地，当DC-DC电源芯片102为FR8205系列芯片时，U₀对应为0.6V，即当DC-DC电源芯片102为其他系列芯片时，U₀对应为改变。具体地，当DC-DC电源芯片102的类型选定后，用户可以根据实际需要通过改变第二电阻R2和第三电阻R3的电阻阻值以调节输出电压U_out的电压值。

如图4所示，输入滤波模块106包括：第四电容C4以及第五电容C5。

第四电容C4的第一端和第五电容C5的第一端共接构成输入滤波模块106的滤波端；第四电容C4的第二端和第五电容C5的第二端共接于地。在本实用新型实施例中，第四电容C4和第五电容C5组成的输入滤波单元对输入的直流电进行滤波。

如图4所示，输出滤波模块107包括：第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9以及第十电容C10。

第六电容C6的第一端、第七电容C7的第一端、第八电容C8的第一端、第九电容C9的第一端以及第十电容C10的第一端共接构成输出滤波模块107的滤波端；第六电容C6的第二端、第七电容C7的第二端、第八电容C8的第二端、第九电容C9的第二端以及第十电容C10的第二端共接于地。在本实用新型实施例中，第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9以及第十电容C10组成的输出滤波单元对分压单元分压后的输出电压进行滤波。

如图4所示，电阻调节模块108包括第四电阻R4。第四电阻R4的第一端为电阻调节模块108的第一端，第四电阻R4的第二端为电阻调节模块108的第二端。在本实用新型实施例中，用户可以根据实际需要通过调节第四电阻R4的阻值以调节输出滤波模块107滤波后的输出电压。

本实用新型实施例提供的一种DC-DC电源电路。该DC-DC电源电路包括DC-DC电源芯片102，还包括使能模块101、过流短路保护模块103、分压模块104以及电压释放模块105。在本实用新型实施例中，当DC-DC电源芯片102受到高压冲击且在其反馈端FB产生高压时，由电压释放模块105对高压进行释放，从而保护DC-DC电源芯片102在高压冲击下不受损坏，提高DC-DC电源芯片102的可靠性以及使用寿命。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。