可输出正负电压的直流变换器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及直流变换器【技术领域】，特别涉及可输出正负电压的直流变换器，该变换器的电压输入端V-in输入的电压值经开关管后同时提供给两个被隔离支路隔离开来的输出支路，其中一个输出支路与电压输入端V-in构成boost变换电路或者buck变换电路，其对输入的电压进行升/降压等稳压操作后输出与电压输入端V-in极性相同的电压，另一输出支路与电压输入端V-in构成buck-boost变换电路，其对输入的电压进行极性翻转并升/降压后输出与电压输入端V-in极性相反的电压。本电路采用一个PWM芯片即可实现两种电压输出，在满足元器件需求的同时可以有效减少PWM芯片的使用量，节约了成本。
【专利说明】可输出正负电压的直流变换器
【技术领域】
[0001]本发明创造涉及直流变换器【技术领域】，特别涉及可输出正负电压的直流变换器。【背景技术】
[0002]在现代电子设备中，涉及的元器件越来越复杂，越来越精密，许多元器件需要电子设备为之提供稳定的电源，例如构成采样电路、调理电路等基础电路的基本元件运算放大器。由于这些元器件对电源的稳定性要求比较高，因此必须采用一定的电源电路来为之提供可靠的电源。直流(DC-DC)变换器是在电子设备中常用的电源电路。
[0003]直流变换器一般采用隔离式开关电源电路，例如boost (升压)电路、buck (降压)电路和buck-boost (升降压)电路,其中boost电路用于对输入的电压进行升压后稳定输出，buck电路用于对输入电压降压后稳定输出，buck-boost电路用于对输入电压进行极性翻转后在升压/降压输出。隔离式开关电源电路具有开关管，通过一个PWM模块来控制开关管的开关管的开/关，实现调节电压输出的目的。
[0004]目前，一个直流变换器一般只能提供一种电压，但是在电子设备中，由于元器件类型多样，其对电源的要求也不尽相同，有些元器件需要电子设备为之提供正电源，有些需要为之提供负电源，例如不同类型的运算放大器其要求的电源就不同。因此，在电子设备中一般需要采用两个变换器，一个用来输出正电压，一个用来输出负电压，由于一个变换器电路需要一个PWM模块，而每个PWM模块中需采用一个PWM芯片，因此，在目前的电子设备中至少需要配备两个PWM芯片，导致产品成本较高。
【发明内容】
[0005]本发明创造的目的在于提供一种利用一个PWM模块即可同时输出正电压和负电压的直流变换器，从而能够减少PWM芯片的使用，降低生产成本。
[0006]为此给出可输出正负电压的直流变换器，包括电压输入端Vin和PWM开关模块，所述PWM开关模块依其内部产生的PWM信号周期性导通/截止，其特征在于:还包括第一输出支路和第二输出支路，电压输入端Vin经PWM开关模块与第一输出支路构成boost变换电路或者buck变换电路，电压输入端Vin经PWM开关模块与第二输出支路构成buck-boost变换电路使第二输出支路输出相反极性的电压，第一输出支路和第二输出支路之间设置有隔离电路。
[0007]其中，PWM开关模块根据第一输出支路和/或第二输出支路的输出反馈来调节其导通/截止周期。
[0008]其中，PWM开关模块根据第一输出支路的输出反馈来调节其导通/截止周期。
[0009]其中，第一输出支路和第二输出支路当中，一个输出支路的输出反馈信号至PWM开关模块以调节PWM开关模块的导通/截止周期，另一个输出支路的输出端连接有稳压芯片。
[0010]其中，所述隔离电路包括二极管D2，第一输出支路的输入端和第二输出支路的输入端中，在PWM开关模块导通时电位高的输入端与二极管D2的负极连接，电位低的一端与二极管D2的正极连接。
[0011 ] 其中，第一输出支路经PWM开关模块与电压输入端Vin构成buck变换电路，其包括二极管Dl、储能电感L1、输入电容C2和第一电压输出端Vl，所述储能电感LI在PWM开关模块导通时经PWM开关模块连通电压输人端Vin构成第一供电通路给第一电压输出端Vl供电，储能电感LI在PWM开关模块闭合时经二极管Dl连接电源地构成第二供电通路给第一电压输出端Vl供电，输入电容C2 —端与第一电压输出端Vl连接,另一端与电源地连接。
[0012]其中，第二输出支路包括二极管D3、储能电感L2、输入电容C4和第二电压输出端V2，储能电感L2在PWM开关模块导通时经PWM开关模块连通电压输入端Vin构成储能通路给电感L2存储电能，所述储能电感L2在PWM开关模块闭合时经二极管D3连接电源地构成供电通路给第二电压输出端V2供电，输入电容C4 一端与第二电压输出端V2连接,另一端与电源地连接。
[0013]本发明创造的有益效果:本发明创造提供了一种直流变换器，该变换器的电压输入端Vin输入的电压值经开关管后同时提供给两个被隔离支路隔离开来的输出支路，其中一个输出支路与电压输入端Vin构成boost变换电路或者buck变换电路，其对输入的电压进行升/降压等稳压操作后输出与电压输入端Vin极性相同的电压，另一输出支路与电压输入端Vin构成buck-boost变换电路,其对输入的电压进行极性翻转并升/降压后输出与电压输入端Vin极性相反的电压，由于存在隔离支路，两个输出支路不会相互干扰，有效保证两个输出支路有效工作。本电路在一个变换器中实现了两种电压(正电压和负电压)输出，即采用一个PWM芯片即可实现两种电压输出，在满足元器件需求的同时可以有效减少PWM芯片的使用量，节约了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是可输出正负电压的直流变换器的电路示意图。
【具体实施方式】
[0015]可输出正负电压的直流变换器如图1所示，本实施例中PWM开关模块采用控制芯片Ul，控制芯片Ul具体为MC34063型芯片，这种芯片集成了 PWM芯片的和受PWM芯片控制的开关管，该芯片的I脚可视为开关管的集电极，该芯片的2脚可视为开关管的发射极，开关管的基极(即控制极)与在芯片内部与PWM芯片连接使得其集电极和发射极之间依PWM控制信号周期性导通/截止，即控制芯片Ul的I脚和2脚依控制芯片Ul内部的PWM信号周期性导通/截止。根据实际情况，也可以选用没有集成开关管的PWM芯片和一个与PWM芯片连接的开关管来构成功能与控制芯片Ul类似的PWM开关模块。
[0016]具体地，该电路的结构是控制芯片Ul的I脚经电阻R3与正极的电压输入端Vin连接，控制芯片Ul的发射极一方面经过隔离二极管D2后与由二极管D1、储能电感L1、输入电容C2和第一电压输出端Vl构成的第一输出支路I连接，另一方与由二极管D3、储能电感L2、输入电容C4和第二电压输出端V2构成的第二输出支路2连接。
[0017]从图1中可以明显地得知，第一输出支路I经控制芯片Ul内置的开关管与电压输入端Vin构成buck变换电路。当控制芯片Ul内置的开关管导通时，电压输入端Vin输入的电压通过电阻R3、开关管和隔离二极管D2加载到储能电感LI的左端，二极管Dl处于反向偏置状态。由于电阻R3和开关管的压降很低，在此忽略。设电压输入端Vin的电压值为Vin，第一电压输出端Vl的电压值为VI，则加载到储能电感LI上的电压为VL=Vin-Vl。设开关管的导通时间为tl，在此期间，电感电流线性上升，输入提供的能量一部分经第一电压输出端提供给负载，另一部分储存在储能电感LI中。
[0018]当开关管截止时，根据法拉第定律，储能电感LI上的感应电动势极性倒置，二极管Dl导通，储能LI左端的电位降为地电位，储能LI存储的能量传递到第一电压输出端，设开关管的导通时间为t2,则输出电压和输入电压的关系为:
m式中D为占空比，即
【权利要求】
1.可输出正负电压的直流变换器，包括电压输入端Vin和PWM开关模块，所述PWM开关模块依其内部产生的PWM信号周期性导通/截止，其特征在于:还包括第一输出支路和第二输出支路，电压输入端Vin经PWM开关模块与第一输出支路构成boost变换电路或者buck变换电路，电压输入端Vin经PWM开关模块与第二输出支路构成buck-boost变换电路使第二输出支路输出相反极性的电压，第一输出支路和第二输出支路之间设置有隔离电路。
2.如权利要求1所述的可输出正负电压的直流变换器，其特征在于:PWM开关模块根据第一输出支路和/或第二输出支路的输出反馈来调节其导通/截止周期。
3.如权利要求2所述的可输出正负电压的直流变换器，其特征在于:PWM开关模块根据第一输出支路的输出反馈来调节其导通/截止周期。
4.如权利要求1所述的可输出正负电压的直流变换器，其特征在于:第一输出支路和第二输出支路当中，一个输出支路输出反馈信号至PWM开关模块以调节PWM开关模块的导通/截止周期，另一个输出支路的输出端连接有稳压芯片。
5.如权利要求1所述的可输出正负电压的直流变换器，其特征在于:所述隔离电路包括二极管D2,第一输出支路的输入端和第二输出支路的输入端中，在PWM开关模块导通时电位高的输入端与二极管D2的负极连接，电位低的一端与二极管D2的正极连接。
6.如权利要求1所述的可输出正负电压的直流变换器，其特征在于:第一输出支路经PWM开关模块与电压输入端Vin构成buck变换电路，其包括二极管Dl、储能电感L1、输入电容C2和第一电压输出端VI，所述储能电感LI在PWM开关模块导通时经PWM开关模块连通电压输人端Vin构成第一供电通路给第一电压输出端Vl供电,储能电感LI在PWM开关模块闭合时经二极管Dl连接电源地构成第二供电通路给第一电压输出端Vl供电，输入电容C2 一端与第一电压输出端Vl连接，另一端与电源地连接。
7.如权利要求1所述的可输出正负电压的直流变换器，其特征在于:第二输出支路包括二极管D3、储能电感L2、输入电容C4和第二电压输出端V2，储能电感L2在PWM开关模块导通时经PWM开关模块连通电压输入端Vin构成储能通路给电感L2存储电能，所述储能电感L2在PWM开关模块闭合时经二极管D3连接电源地构成供电通路给第二电压输出端V2供电，输入电容C4 一端与第二电压输出端V2连接，另一端与电源地连接。
【文档编号】H02M3/145GK203761267SQ201420127387
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】陈书生 申请人:广东易事特电源股份有限公司