双路电压转换控制芯片、双路电压转换器和电子式电能表的制作方法_2

文档序号:10408187阅读:来源:国知局
控制芯片的BST引脚,所述第三电容的另一端分别电连接至所述双路电压转换芯片的SW引脚和所述第一电感的一端,所述第一电感的另一端电连接至所述双路电压转换控制芯片的第一输出电压引脚和所述第五电容的一端,所述第五电容的一端电连接至所述双路电压转换芯片的第一输出电压引脚,所述第五电容的另一端接地,所述第四电容的一端电连接至所述双路电压转换控制芯片的第二输出电压引脚,所述第四电容的另一端接地;其中,所述电荷栗电路根据所述BUCK电路的第一输出电压引脚的输出电压以确定将所述双路电压转换控制芯片的第一输出电压引脚的输出电压作为所述电荷栗电路的输入电压,或者将所述双路电压转换芯片的输入电压引脚所接收到外部输入电压作为所述电荷栗电路的输入电压。
[0020]在本实用新型一实施例中,当判定双路电压转换控制芯片的第一输出电压引脚的输出电压大于一第一阈值时,则所述双路电压转换器自动将所述双路电压转换控制芯片的第一输出电压引脚的输出电压设置为所述电荷栗电路的输入电压,当判定双路电压转换控制芯片的第一输出电压引脚的输出电压小于或等于一第一阈值时,则所述双路电压转换器将所述双路电压转换控制芯片的输入电压引脚所接收到外部输入电压作为所述电荷栗电路的输入电压。
[0021]依据本实用新型的另一方面,提供一种电子式电能表,包括:一原边绕组、一第一直流输出电路、一第二直流输出电路和一第三直流输出电路;所述第一直流输出电路包括:一第一自親绕组、一第二整流二极管、一第六电容、一第一三端稳压器和一第七电容;所述第一自耦绕组耦接至所述第一原边绕组,所述第二整流二极管的正极电连接至第一自耦绕组,所述第二整流二极管的负极电连接至所述第六电容的一端,所述第六电容的一端电连接至所述第一三端稳压器的输入端,所述第六电容的另一端电连接至所述第一三端稳压器的公共端,所述第一三端稳压器的输出端电连接至所述第七电容的一端,所述第一三端稳压器的公共端电连接至所述第七电容的另一端;所述第二直流输出电路包括:一第一副边绕组、一第三整流二极管、一第八电容、一第二三端稳压器和一第九电容;所述第一副边绕组耦接至所述第一原边绕组,所述第三整流二极管的正极电连接至第一副边绕组,所述第三整流二极管的负极电连接至所述第八电容的一端,所述第八电容的一端电连接至所述第二三端稳压器的输入端,所述第八电容的另一端电连接至所述第二三端稳压器的公共输出端,所述第二三端稳压器的输出端电连接至所述第九电容的一端,所述第二三端稳压器的公共输出端电连接至所述第九电容的另一端;第三直流输出电路包括:一第二副边绕组、一整流桥、一第一电容、一第二电容、一第三电容、一第四电容、一第五电容、一第一电感以及上述双路电压转换控制芯片,所述第二副边绕组耦接至所述第一原边绕组,所述第二副边绕组耦接至所述整流桥,所述整流桥耦接至所述第一电容的两端,所述第二电容的两端分别电连接至所述双路电压转换控制芯片的CP引脚和CN引脚,所述第三电容的一端电连接至所述双路电压转换控制芯片的BST引脚,所述第三电容的另一端分别电连接至所述第一电感的一端和所述双路电压转换控制芯片的SW引脚,所述第四电容的一端电连接至所述双路电压转换控制芯片的第二输出电压引脚,所述第四电容的另一端接地,所述第五电容的一端分别电连接至所述双路电压转换控制芯片的第一输出电压引脚及所述第一电感的另一端。
[0022]本实用新型的优点在于,通过双路电压转换控制芯片(为单一芯片)实现电荷栗与BUCK降压转换器的双路输出,减小整个系统的体积;而且,利用I倍/0.5倍电荷栗替代线性稳压器,解决线性稳压器所引起的效率低和温升较高的问题;再者,通过电荷栗自适应选择系统输入或BUCK输出作为其输入,进一步提升转换效率,降低温升。若当BUCK电路的输出电压+12V出现故障(短路/开路)时,可以通过电荷栗电路的输出电压+5V进行供电,以保证整个系统正常工作。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型所述双路电压转换控制芯片的电路连接示意图;
[0024]图2是本实用新型所述双路电压转换器的电路连接示意图;
[0025]图3是本实用新型所述电子式电能表的电路连接示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型提供的双路电压转换控制芯片、双路电压转换器及采用该双路电压转换控制芯片的电子式电能表的【具体实施方式】做详细说明。
[0027]文中所述电荷栗亦称为开关电容式电压转换器,其利用电容作为储能元件以实现电压的转换。所述LDO线性稳压器利用工作在线性区域的晶体管或者FET场效应管,输入电压减去超额电压以产生经调节的输出电压。所述BUCK结构的降压转换器为一种常用的电压转换器的拓扑结构,其利用电感作为储能元件,以实现电压转换功能。
[0028]参见图1和图2所示,一种双路电压转换控制芯片Ul,包括:一BUCK电路10和一电荷栗电路20(图中虚线所示)。所述BUCK电路的输入端与一外部输入电压Vin电连接。当所述BUCK电路的输出电压小于或者等于一第一阈值时,所述电荷栗电路20的输入端通过所述芯片的输入电压引脚(即Vin引脚)与外部输入电压Vin电连接,其中所述外部输入电压可以通过一电压源产生。当所述BUCK电路10的输出电压大于所述第一阈值时,所述电荷栗电路20的输入端连接至所述BUCK电路10的输出端(即所述双路电压转换控制芯片Ul的Vol引脚,下文相同)。在本实施例中,所述第一阈值由第一基准电压V_REF1决定,所述第一阈值设置为所述第一基准电压V_REF1的95%。在本文中,所述BUCK电路10的输出端与双路电压转换控制芯片Ul的第一输出电压引脚(即Vol引脚)电连接,所述BUCK电路10的输出电压即为所述双路电压转换控制芯片Ul的第一输出电压引脚(S卩Vol引脚)的输出电压。所述电荷栗电路20的输出端与双路电压转换控制芯片Ul的第二输出电压引脚(S卩Vo2引脚)电连接,所述电荷栗电路20的输出电压即为所述双路电压转换控制芯片Ul的第二输出电压引脚(S卩Vo2引脚)的输出电压。
[0029]以下将具体说明所述BUCK电路10和所述电荷栗电路20。
[0030]所述BUCK电路10包括:第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第一驱动单元11和运算放大器(图中未标注);所述第一场效应管Ql的栅极电连接至所述第一驱动单元11的第一输出端,所述第一场效应管Ql的源极电连接至所述第二场效应管Q2的漏极,所述第一场效应管Ql的漏极与外部输入电压Vin电连接;所述第二场效应管Q2的栅极电连接至所述第一驱动单元11的第二输出端,所述第二场效应管Q2的源极接地;所述运算放大器的第一输入端连接第一基准电SV_REF I,所述运算放大器的第二输入端电连接至所述BUCK电路1的输出端,所述运算放大器的输出端电连接至所述第一驱动单元11的第一输入端。可选地,所述BUCK电路10进一步包括:一第一电阻Rl和一第二电阻R2;所述第一电阻Rl的一端电连接至所述第二电阻R2的一端,所述第二电阻R2的另一端接地,所述第一电阻Rl和第二电阻R2的共同连接点电连接至所述运算放大器的第二输入端,并且通过改变第一电阻Rl和第二电阻R2的阻值以调整所述BUCK电路1的输出电压。
[0031]在本实施例中,所述双路电压转换控制芯片Ul电连接至外部的第二电容C2和第四电容C4。也就是说,第二电容C2和第四电容C4可设置在所述双路电压转换控制芯片Ul的外部,然而也可以现场实际需求,将所述第二电容C2和第四电容C4集成于所述双路电压转换控制芯片Ul的内部。在所述双路电压转换控制芯片Ul电连接至外部的第二电容C2和第四电容C4的情况下,所述电荷栗电路20包括:第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管Q5、第六场效应管Q6、第七场效应管Q7、第二驱动单元21、二极管Dl、比较单元22和比较器(图中未标注);所述第七场效应管Q7的栅极电连接至所述第二驱动单元21的第一输出端,所述第七场效应管Q7的漏极电连接至所述BUCK电路10的输出端,所述第七场效应管Q7的源极电连接至所述二极管Dl的正极;所述第三场效应管Q3的栅极电连接至所述第二驱动单元21的第二输出端,所述第三场效应管Q3的源极分别电连接至所述第五场效应管Q5的漏极和所述二极管Dl的负极,所述第三场效应管Q3的漏极电连接外部输入电压Vin;所述第五场效应管Q5、第六场效应管Q6的漏极分别电连接至所述第二电容C2的两端,所述第五场效应管Q5、第六场效应管Q6的栅极分别电连接至所述第二驱动单元21的第三输出端和第四输出端,所述第五场效应管Q5、第六场效应管Q6的源极电连接至所述电荷栗电路20的输出端(SP所述双路电压转换控制芯片Ul的Vo2引脚,下文相同);所述第四场效应管Q4的漏极电连接至所述第六场效应管Q6的漏极和所述第二电容C2的一端,所述第四场效应管Q4的栅极电连接至所述第二驱动单元21的第五输出端;所述比较器的第一输入端连接第二基准电压乂_REF2,所述比较器的第二输入端电连接至所述电荷栗电路20的输出端,所述比较器的输出端电连接至所述第二驱动单元21的第一输入端;所述比较单元22的第一输入端电连接至外部输入电压Vin,第二输入端电连接至所述电荷栗电路20的输出端,所述比较单元22的输出端电连接至所述第二驱动单元21的第二输入端。可选地,所述电荷栗电路20进一步包括:第三电阻R3、第四电阻R4、第一电流源Ibl和第二电流源Ib2;所述第三电阻R3的一端电连接至所述第四电阻R4的一端,所述第四电阻R4的另一端接地,所述第三电阻R3和第四电阻R4的共同连接点电连接至所述比较器的第二输入端,所述第三场效应管Q3的漏极通过所述第一电流源Ibl电连接至外部输入电压Vin,所述第七场效应管Q7的漏极通过所述第二电流源Ib2电连接至所述BUCK电路的输出端,并且通过改变第三电阻R3和第四电阻R4的阻值以调整所述电荷栗电路的输出电压。
[0032]基于所述BUCK电路1和所述电荷栗电路20,本实用新型可以实现当所述BUCK电路的输出电压小于或者等于所述第一阈值时,所述第三场效应管Q3导通,所述第七场效应管Q7
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