一种开关电源电路的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种开关电源电路。

背景技术：

开关电源电路具有功耗小、变换效率高、线性变化小、工作稳定等特点，因此被广泛应用于工业控制、通信办公、家庭消费等各种电子设备中。开关电源中的开关管可以是三极管、场效应管、绝缘栅双极型晶体管、晶闸管等三端控制器件或其派生器件。

在现有技术的开关电源电路中，由于设计缺陷等原因，大多数开关电源电路的自身功耗大、易发热、开关响应速度缓慢，且无过载能力，尤其当负载发生短路时，无法实现电路的自我保护，从而引起电路元件的损坏。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足和上述问题，提供一种开关电源电路,采用N沟道MOS晶体管和P沟道MOS晶体管配对设置，无需高压驱动，电路简单可靠，自身功耗极低，负载能力强，重载时温升极低，抗过载和抗短路能力超强，无需散热器，开关速度极快且适合模块化生产。本实用新型提供的一种开关电源电路包括:

输入电源(101)，用以向所述开关电源电路持续地提供电源，包括第一输入电源和第二输入电源，所述第一输入电源提供第一输入电压，所述第二输入电源提供第二输入电压，所述第一输入电压和所述第二输入电压的电压值不相等；

开关控制电路(102)，所述第一输入电压提供至所述开关控制电路(102)，接通开关K1后，所述开关控制电路(102)用以向驱动及反向电路(103)输出控制信号；

驱动及反向电路(103)，用以接收所述控制信号并向功率开关(104)输出驱动信号；

功率开关(104)，用以接收所述驱动信号并输出第一工作电压和第二工作电压,其中，所述第一工作电压与所述第一输入电压具有相等的电压值，所述第二工作电压与所述第二输入电压具有相等的电压值。

作为优选，所述开关控制电路(102)包括三极管Q1、Q2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、电容C1、C2、C3、二极管D3以及开关K1，其中，三极管Q1的发射极、电阻R1的一端、电容C1的一端以及所述第一输入电源的正极并联连接，电容C1的另一端、三极管Q1的基极、电阻R2的一端并联连接，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端，电阻R3的一端、二极管D3的负极、三极管Q2的集电极并联连接，电阻R3的另一端、二极管D3的正极、电阻R4的一端及电容C2的一端并联连接，三极管Q1的集电极作为所述开关控制电路(102)的输出端且电连接至所述驱动及反向电路(103)，电阻R5的一端电连接至三极管Q1的集电极，电阻R5的另一端、电容C3的一端、三极管Q2的基极、开关K1的一端并联连接，开关K1的另一端电连接至电阻R4的另一端，电容C2的另一端、三极管Q2的发射极、电容C3的另一端均电连接至电源地。

作为优选，所述驱动及反向电路(103)包括电阻R9、R10、R11及三极管Q5，其中，R9的一端、R10的一端、R11的一端及所述开关控制电路(102)中三极管Q1的集电极并联连接，电阻R10的另一端电连接至三极管Q5的基极，R9的另一端及三极管Q5的集电极分别作为所述驱动及反向电路(103)的输出端并各自电连接至所述功率开关(104)，电阻R11的另一端及三极管Q5的发射极均电连接至电源地。

作为优选，所述功率开关(104)包括电阻R7、R8、P沟道MOS晶体管Q3、N沟道MOS晶体管Q4，其中，

电阻R7的一端、R8的一端及所述驱动及反向电路(103)中三极管Q5的集电极并联连接，R8的另一端电连接至P沟道MOS晶体管Q3的栅极，电阻R7的另一端、P沟道MOS晶体管Q3的源极、电容C21的一端、电阻R21的一端及所述第一输入电源的正极并联连接，P沟道MOS晶体管Q3的漏极作为所述功率开关(104)的第一输出端且电连接至电容C22的一端、电阻R22的一端，所述第一输出端输出所述第一工作电压；

N沟道MOS晶体管Q4的栅极电连接至电阻R9的另一端，N沟道MOS晶体管Q4的漏极、电容C23的一端、电阻R23的一端及所述第二输入电源的正极并联连接，N沟道MOS晶体管Q4的源极作为所述功率开关(104)的第二输出端且电连接至电容C24的一端、电阻R24的一端，所述第二输出端输出所述第二工作电压；

电阻R21、R22、R23、R24的另一端以及电容C21、C22、C23、C24的另一端均电连接至电源地。

作为优选，配置电容C1，使得电容C1在所述第一输入电源的作用下持续向三极管Q1基极充电，保证三极管Q1可靠截止，避免因电容C2的电容量误差、电阻R3的电阻值误差以及电容C3吸收电荷有限而使得三极管Q1误导通。

作为优选，配置电阻R11作为所述开关控制电路(102)的输出负载电阻，同时也作为N沟道MOS晶体管Q4及三极管Q5的下拉电阻，以加快响应开关控制速度。

作为优选，配置电阻R21、R22作为所述功率开关(104)中P沟道MOS晶体管Q3的放电电阻，以保护P沟道MOS晶体管Q3不被静电击穿，配置电容C21、C22分别作为所述第一输入电源输入端及所述第一输出端的滤波电容以抑制高频纹波；配置电阻R23、R24作为所述功率开关(104)中N沟道MOS晶体管Q4的放电电阻，以保护N沟道MOS晶体管Q4不被静电击穿，配置电容C23、C24分别作为所述第二输入电源输入端及所述第二输出端的滤波电容以抑制高频纹波。

作为优选，所述开关K1为点动开关。

与现有技术相比，本实用新型具有电路简单可靠、无需高压驱动、自身功耗极低、负载能力强、重载时温升极低、抗过载和抗短路能力超强、无需散热器、开关速度极快且适合模块化生产等有益效果。

附图说明

图1示出了本实用新型的开关电源电路的结构框图。

图2示出了本实用新型实施例的开关电源电路的电路图。

具体实施方式

提供参照附图的以下描述，以帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本实用新型的实施例及各种特定细节，但这些细节仅被视为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，可对描述于此的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁，省略对公知的功能和结构的描述。下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。

图1示出了本实用新型的开关电源电路的结构框图。如图1所示，一种开关电源电路，包括:

输入电源(101)，用以向开关电源电路持续地提供电源，包括第一输入电源和第二输入电源，第一输入电源提供第一输入电压，第二输入电源提供第二输入电压，第一输入电压和第二输入电压的电压值不相等；

开关控制电路(102)，第一输入电压提供至开关控制电路(102)，接通开关K1后，开关控制电路(102)用以向驱动及反向电路(103)输出控制信号；

驱动及反向电路(103)，用以接收控制信号并向功率开关(104)输出驱动信号；

功率开关(104)，用以接收驱动信号并输出第一工作电压和第二工作电压,其中，第一工作电压与第一输入电压具有相等的电压值，第二工作电压与第二输入电压具有相等的电压值。

图2示出了本实用新型实施例的开关电源电路的电路图，如图2所示，本实施例中，输入电源中的第一输入电源提供第一输入电压+12V DC，第二输入电源提供第二输入电压+5V DC；

如图2所示，+12V DC in通过电阻R1输出至A点，此时三极管Q2处于截止状态，A点电压等于+12V DC，该+12V DC电压通过高阻值的电阻R3向电容C2充电，直至B点电压升高到+12V DC，充电过程中由于充电的电流很小，无法满足三极管Q1导通的条件，D点无电平输出，因此，三极管Q5及N沟道MOS晶体管Q4也处于截止状态；同时，+12V DC in通过电阻R7输出至E点并使得E点的电压为+12V DC，此时，P沟道MOS晶体管Q3也截止，电路无输出；

如图2所示，将按压开关K1，B点的+12V DC通过电阻R4限流后流经开关K1并输出至C点，经过电容C3滤波消噪，三极管Q2基极获得正向偏置电压并使得三极管Q2导通，A点电压因三极管Q2导通而降低为零，电容C2的电荷迅速通过二极管D3、三极管Q2的集电极和发射极的回路泄放并等待下一次充电；与此同时，由于三极管Q1导通，电流流经电阻R5及三极管Q2并使三极管Q2导通并达到深度饱和，此时，三极管Q1保持稳定的导通状态，D点持续输出+12V DC；

如图2所示，D点+12V DC经过电阻R10限流后输出至三极管Q5基极使得三极管Q5获得正向偏置电压并导通，E点电位因此为零；此时，电流流向是经由电阻R8从右向左，P沟道MOS晶体管Q3导通，P沟道MOS晶体管Q3的漏极作为功率开关(104)的第一输出端并输出第一工作电压+12V DC；

如图2所示，D点的+12V DC经过电阻R9限流后输出至N沟道MOS晶体管Q4栅极并使得N沟道MOS晶体管Q4导通；此时，电流流向是经由电阻R9从左向右，N沟道MOS晶体管Q4导通，N沟道MOS晶体管Q4源极作为功率开关(104)的第二输出端并输出第二工作电压+5V DC；由于此时流经电阻R8和R9的电流流向相反，因此称为反相；

如图2所示，在电路输出第一工作电压+12V DC、第二工作电压+5V DC的情况下，按压开关K1，由于电容C2的电容量远远大于电容C3的电容量，因此，C点的电荷通过开关K1和电阻R4迅速被电容C2吸收，C点的电压降低从而使三极管Q2失去正向偏置电压而截止，A点电位升至+12V DC，三极管Q1截止，D点为零电位，三极管Q5、P沟道MOS晶体管Q3及N沟道MOS晶体管Q4均截止，第一输出端、第二输出端无输出。

应当理解的是，本实用新型不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。