高压差交流输入的线性稳压电路和方法与流程

本发明涉及及电子技术领域，尤其涉及高压差交流输入的线性稳压电路和方法。

背景技术：

随着智能家居的发展，在应用中急需一种应用简单、成本低的电路能将市电转为5v或者3.3v低压给mcu等低压模块供电。由于输入输出压差大，传统的线性稳压器结构已经无法实现这种转换，目前应用中大多使用变压器或者电感、二极管等组成的开关电源，应用电路比较复杂，并且需要比较大的空间体积，成本较高，不符合电源小型化的趋势。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明目的是：提供一种电路简单，成本较低，占用空间小且能稳定高效转换市电压的高压差交流输入的线性稳压电路和方法。

本发明所采用的技术方案是：高压差交流输入的线性稳压电路，包括基准电压电路、输入检测电路、mos开关控制电路和输出控制电路；所述输入检测电路包括sns模块，sns模块一端与输入电压连接，一端与输出控制电路连接，用于检测输入电压的高低；所述mos开关控制电路包括control模块和mos管q2；所述control模块一端与mos管q2连接，另一端与所述sns模块连接，用于控制mos管q2的开关；所述mos管q2与所述输出控制电路连接。

优选地，所述输出控制电路包括基础线性稳压电路和电容c1；所述电容c1与基础线性稳压电路连接。

优选地，所述基础稳压电路包括交流输入电压ac、r1、r2、功率管q1；所述交流输入电压ac整流后经所述电容c1滤波，r1、r2分压检测输出电压vout，与内部参考电压vref进行比较，通过运放控制功率管q1的gate电压控制vout的电压。

本发明还提供一种上述高压差交流线性稳压器设计的方法：

所述输入检测电路检测输入电压的高低，在输入电压较低时，mos开关控制电路通过控制mos管导通给电容充电；当输入电压较高时，所述mos开关控制电路通过控制mos管关断停止充电，由电容给外部供电；转换为低电压输入后通过线性稳压器来实现输出的稳压。

本发明提供的一种用于高压差交流输入的线性稳压电路和方法，其通过sns模块检测输入电压的高低，并通过内部control模块控制mos管的导通与关闭，在输入电压比较低时闭合mos管q2，给外置的电容c1充电，在输入电压比较高时断开mos管q2，由c1给负载供电。这样在每个交流周期内，只有输入电压比较低时才有输入电流，输入电压高时无输入电流，从而实现把高交流电压输入转换为一段一段的低电压输入，转换为低电压输入后就可以用线性稳压器来实现输出的稳压，这样整体效率就等于输出电压除以输入电压的有效值，由于输入的高电压只被截取低压部分，从而实现效率的显著提升，有效的降低了损耗。由于sns模块、control模块、mos管q2和二极管d1可以集成到芯片内，外围应用电路简单，相比开关式或者变压器式极大地减小了空间需求和整体成本。本发明电路简单，成本较低，占用空间小且能稳定高效转换市电压。

附图说明

图1是本发明高压差交流线性稳压器电路的结构示意图。

图2是图1所示电路的主要工作波形图。

图3是本发明sns模块和control模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照附图1所示：本发明提供的技术方案是：高压差交流输入的线性稳压电路，包括基准电压电路、输入检测电路、mos开关控制电路和输出控制电路；输入检测电路包括sns模块，sns模块一端与输入电压连接，一端与输出控制电路连接，用于检测输入电压的高低；mos开关控制电路包括control模块和mos管q2，control模块一端与mos管q2连接，另一端与所述sns模块连接，用于控制mos管q2的开关；mos管q2与输出控制电路连接。

输出控制电路包括基础线性稳压电路和电容c1；电容c1与基础线性稳压电路连接。

基础稳压电路包括交流输入电压ac、r1、r2、功率管q1；交流输入电压ac整流后经所述电容c1滤波，r1、r2分压检测输出电压vout，与内部参考电压vref进行比较，通过运放控制功率管q1的gate电压控制vout的电压。

参照附图3，sns模块由r3和r4分压检测输入电压的高低，control模块当检测到的电压vsns低于内部基准电压vref时，比较器输出为高电平，mos管q2的gate电压为高电平，q2导通给外部电容c1充电；当vsns电压高于内部基准电压vref时，比较器输出为低电平，mos管q2的gate电压为低电平，q2关断，此时vin不再有电流流入，外部负载电流由电容c1提供。

本发明还提供一种上述高压差交流线性稳压器设计的方法：

所述输入检测电路检测输入电压的高低，在输入电压较低时，mos开关控制电路通过控制mos管导通给电容充电；当输入电压较高时，mos开关控制电路通过控制mos管关断停止充电，由电容给外部供电；转换为低电压输入后通过线性稳压器来实现输出的稳压。

在输入电压比较低时q2导通，给c1充电；当输入电压比较高时，q2关闭，由c1供电。此时的充电电流出现在输入电压较低时，因此功率小，效率高，损耗小。

本发明提供的一种用于高压差交流输入的线性稳压电路和方法，其通过sns模块检测输入电压的高低，并通过内部control模块控制mos管的导通与关闭，在输入电压比较低时闭合mos管q2，给外置的电容c1充电，在输入电压比较高时断开mos管q2，由c1给负载供电。这样在每个交流周期内，只有输入电压比较低时才有输入电流，输入电压高时无输入电流，从而实现把高交流电压输入转换为一段一段的低电压输入，转换为低电压输入后就可以用线性稳压器来实现输出的稳压，这样整体效率就等于输出电压除以输入电压的有效值，由于输入的高电压只被截取低压部分，从而实现效率的显著提升，有效的降低了损耗。由于sns模块、control模块、mos管q2和二极管d1可以集成到芯片内，外围应用电路简单，相比开关式或者变压器式极大地减小了空间需求和整体成本。本发明电路简单，成本较低，占用空间小且能稳定高效转换市电压。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
高压差交流输入的线性稳压电路，包括基准电压电路、输入检测电路、MOS开关控制电路和输出控制电路；所述输入检测电路包括SNS模块，SNS模块一端与输入电压连接，一端与输出控制电路连接，用于检测输入电压的高低；所述MOS开关控制电路包括Control模块和MOS管Q2；所述Control模块一端与MOS管Q2连接，另一端与所述SNS模块连接，用于控制MOS管Q2的开关；所述MOS管Q2与所述输出控制电路连接。本发明电路简单，成本较低，占用空间小且能稳定高效转换市电压。

技术研发人员：王曙光
受保护的技术使用者：厦门奇力微电子有限公司
技术研发日：2017.08.12
技术公布日：2017.10.24