一种基于BUCK电路的可调开关电源的制作方法

本实用新型涉及开关电源，尤其涉及一种基于BUCK电路的可调开关电源。
背景技术：
：随着电子技术的发展，电子设备在人们的生活和生产中的地位也越来越重要，许多的电子设备对所需的电源也提出了更高的要求。而这其中相当多的电子设备不能直接使用电网提供的交流电源，而是需要稳定的直流电源，因此对直流电源的性能、体积、重量等的要求也不断提高。传统的开关电源，由于是固定输出，即使可调也是微调，难以适应现代电子产品的要求。技术实现要素：针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提出了一种基于BUCK电路的可调开关电源，其输出恒压恒流自动切换，输出电压从0V起连续线性可调，而输出电流从0A起连续线性可调。为实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于BUCK电路的可调开关电源，包括第一线性稳压供电电路、低压关闭及软启动电路、PWM控制电路、恒压恒流控制电路、自举悬浮驱动电路、过流关断电路、MOS管、恒流负载电路和电压电流采样电路，所述第一线性稳压供电电路用于向所述PWM控制电路和所述恒压恒流控制电路提供稳压电源，所述低压关闭及软启动电路用于软启动所述PWM控制电路以及在出现低压时关断所述PWM控制电路的PWM输出，所述自举悬浮驱动电路用于采用推挽输出驱动所述MOS管，所述恒流负载电路用于为系统输出提供负载以实现系统稳定输出，所述电压电流采样电路用于采集系统输出的电压或电流并反馈给所述过流关断电路和所述恒压恒流控制电路，所述过流关断电路用于在系统的输出电流过大时关断所述PWM控制电路的PWM输出，所述恒压恒流控制电路用于将系统输出电压与电位器调节的电压进行比较，当系统输出电压或电流不等于所述电位器调节的电压或电流时，通过反馈控制所述PWM控制电路的PWM输出的占空比来调节系统输出的电压或电流。较佳的，所述PWM控制电路包括TL494芯片、第八三极管、第五二极管、第十七电容、第二十四电阻、第三电阻和第二十三电阻，所述TL494芯片的11引脚分别连接所述第三电阻的一端、第二十三电阻的一端和所述第十七电容的一端，所述第三电阻的另一端连接所述线性稳压供电电路的输出端，所述第二十三电阻和所述第十七电容的另一端均分别连接所述第八三极管的基极和所述第二十四电阻的一端，所述第八三极管的发射极连接所述第五二极管的阳极，所述第五二极管的阴极和所述第二十四电阻的另一端均连接所述电压电流采样电路的输出端，所述第八三极管的集电极连接所述自举悬浮驱动电路的输入端。较佳的，所述自举悬浮驱动电路包括第二线性稳压供电电路、第四三极管、第五三极管和PNP型第三三极管、第十四电阻、第十三电阻、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻，所述第八三极管的集电极分别连接所述第十电阻的一端和所述第十二电阻的一端，所述第十电阻的另一端分别连接所述第五三极管的集电极、所述第四三极管的集电极和所述第二线性稳压供电电路的输出端，所述第二线性稳压供电电路的输入端与直流输入端连接，所述第十二电阻的另一端分别连接所述第五三极管的基极和所述PNP型第三三极管的基极，所述第五三极管的发射极分别连接所述第十一电阻的一端和所述第四三极管的基极，所述第十一电阻的另一端和所述第四三极管的发射极均分别连接所述第十四电阻的一端和所述PNP型第三三极管的发射极，所述第十四电阻的另一端分别连接所述第十三电阻的一端和所述MOS管的栅极，所述MOS管的漏极连接直流输入端，所述PNP型第三三极管的集电极和所述第十三电阻的另一端均分别连接所述MOS管的源极和一第一电感的一端，所述第一电感的另一端为系统的电压和电流的输出端。较佳的，所述恒流负载电路包括电荷泵电路、第二十一电容、第十二极管、第九二极管、第二十二电容、第二十九电阻和第九三极管，所述TL494的5引脚连接所述电荷泵电路的输入端，所述电荷泵电路的输出端连接所述第二十一电容的一端，所述第二十一电容的另一端分别连接所述第十二极管的阳极和所述第九二极管的阴极，所述第九二极管的阳极分别连接所述第二十二电容的一端和所述第二十九电阻的一端，所述第九三极管的集电极与所述第一电感的另一端连接，发射极与所述第二十九电阻的另一端连接，基极与输入地连接，所述第十二极管的阴极和所述第二十二电容的另一端分别与所述第九三极管的基极连接。较佳的，所述恒压恒流控制电路包括双运算放大器、第二发光二极管和第一发光二极管，系统输出的电压与电位器调节的电压在所述双运算放大器上进行比较，当系统输出的电压不等于所述电位器调节的电压时反馈控制所述TL494芯片的PWM输出的占空比来调节系统输出的电压；所述第二发光二极管用于在恒压模式下发光，而所述第一发光二极管用于在恒流模式下发光。较佳的，所述低压关闭及软启动电路包括第一电阻、第二电阻、第六电阻、PNP型第二三极管和第三电容，所述TL494芯片的12脚连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端分别连接所述第一电阻的一端和所述PNP型第二三极管的基极，所述TL494芯片的14脚分别连接所述PNP型第二三极管的发射极和所述第三电容的一端，所述第一电阻的另一端和所述第六电阻的一端均接地，所述第六电阻的另一端、所述PNP型第二三极管的集电极和所述第三电容的另一端分别连接所述TL494芯片的4脚。较佳的，所述第一线性稳压供电电路包括第一稳压管、第一三极管、第四电阻和第五电阻，所述第一稳压管的阳极接地，阴极接所述第一三极管的基极，所述第四电阻的一端、所述第五电阻的一端和所述第一三极管的集电极连接直流输入端，所述第四电阻和所述第五电阻的另一端接所述第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极输出稳定电压。较佳的，所述过流关断电路包括第七二极管、第三十三电阻、PNP型第十二三极管、第十三三极管、第二十电容和第三十四电阻，所述PWM控制电路的输出端连接所述第七二极管的阳极，所述第七二极管的阴极分别连接所述第三十三电阻R33的一端和所述PNP型第十二三极管的发射极，所述第三十三电阻的另一端分别连接所述PNP型第十二三极管的基极和所述第十三三极管的集电极，所述第十三三极管的发射极连接所述电压电流采样电路的输出端和所述第二十电容的一端，所述第十三三极管的基极分别连接所述第二十电容的另一端、所述PNP型第十二三极管的集电极和所述第三十四电阻的一端，所述第三十四电阻的另一端接地。较佳的，所述电压电流采样电路包括电流检测电阻，所述电流检测电阻的一端连接所述第十三三极管的发射极，另一端连接系统的电压和电流的输出端。较佳的，开关电源包括一肖特基二极管，所述肖特基二极管的负极连接所述MOS管的源极，所述肖特基二极管的正极连接所述电流检测电阻的一端。与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：①直流输入电压范围12-50V，输出电压0V起调，在输入大于36V时最大输出30V，输出电流0-10A可调；②输出CC/CV恒压恒流自动切换，电压电流值连续线性调节；③保证在轻载低压的情况下稳定输出；④具有输入低压保护、过流保护、软启动。当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明图1为本实用新型的一种基于BUCK电路的可调开关电源的系统框图；图2为本实用新型的第一线性稳压供电电路的原理图；图3为本实用新型的PWM控制电路的原理图；图4为本实用新型的过流关断电路的原理图；图5为本实用新型的自举悬浮驱动电路的原理图；图6为本实用新型的恒流负载电路的原理图；图7为本实用新型的恒压恒流控制电路的原理图；图8为本实用新型的低压关闭及软启动电路的原理图；图9为本实用新型的一种基于BUCK电路的可调开关电源的原理图。具体实施方式为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。以下请综合参考图1至图9，一种基于BUCK电路的可调开关电源，包括第一线性稳压供电电路、低压关闭及软启动电路、PWM控制电路、恒压恒流控制电路、自举悬浮驱动电路、过流关断电路、MOS管、恒流负载电路和电压电流采样电路，第一线性稳压供电电路用于向PWM控制电路和恒压恒流控制电路提供稳压电源，低压关闭及软启动电路用于软启动PWM控制电路以及在出现低压时关断PWM控制电路的PWM输出，自举悬浮驱动电路用于采用推挽输出驱动MOS管，恒流负载电路用于为系统输出提供负载以实现系统稳定输出，电压电流采样电路用于采集系统输出的电压或电流并反馈给过流关断电路和恒压恒流控制电路，过流关断电路用于在系统的输出电流过大时关断PWM控制电路的PWM输出，恒压恒流控制电路用于将系统输出电压与电位器调节的电压进行比较，当系统输出电压或电流不等于电位器调节的电压或电流时，通过反馈控制PWM控制电路的PWM输出的占空比来调节系统输出的电压或电流。如图2所示，第一线性稳压供电电路包括第一稳压管ZD1、第一三极管Q1、第四电阻R4和第五电阻R5，第一稳压管ZD1的阳极接地，阴极接第一三极管Q1的基极，第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端和第一三极管Q1的集电极连接直流输入端，第四电阻R4和第五电阻R5的另一端接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的发射极输出稳定电压。该设计中，系统供电需要一个9V的直流电压，采用第一稳压管ZD1和第一三极管Q1组成的线性稳压电源，当直流输入，经过第四电阻R4、第五电阻R5和第一稳压管ZD1得到一个9.1V电压，这个电压加到第一三极管Q1的基极，使得第一三极管Q1的发射极输出一个近似9V的电压。如图3所示，PWM控制电路包括TL494芯片、第八三极管Q8、第五二极管D5、第十七电容C17、第二十四电阻R24、第三电阻R3和第二十三电阻R23，TL494芯片的11引脚分别连接第三电阻R3的一端、第二十三电阻R23的一端和第十七电容C17的一端，第三电阻R3的另一端连接线性稳压供电电路的输出端，第二十三电阻R23和第十七电容C17的另一端均分别连接第八三极管Q8的基极和第二十四电阻R24的一端，第八三极管Q8的发射极连接第五二极管D5的阳极，第五二极管D5的阴极和第二十四电阻R24的另一端均连接电压电流采样电路的输出端，第八三极管Q8的集电极连接自举悬浮驱动电路的输入端。该设计中，TL494芯片是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波震荡器，震荡频率由外部的第十六电阻和第十二电容决定。TL494芯片的3脚是反馈脚接收恒压恒流控制电路的反馈信号，11脚输出PWM经过第八三极管Q8以增加驱动能力，14脚输出一个5V基准源。如图4所示，过流关断电路包括第七二极管D7、第三十三电阻R33、PNP型第十二三极管Q12、第十三三极管Q13、第二十电容C20和第三十四电阻R34，PWM控制电路的输出端连接第七二极管D7的阳极，第七二极管D7的阴极分别连接第三十三电阻R33的一端和PNP型第十二三极管Q12的发射极，第三十三电阻R33的另一端分别连接PNP型第十二三极管Q12的基极和第十三三极管Q13的集电极，第十三三极管Q13的发射极连接电压电流采样电路的输出端和第二十电容C20的一端，第十三三极管Q13的基极分别连接第二十电容C20的另一端、PNP型第十二三极管Q12的集电极和第三十四电阻R34的一端，第三十四电阻R34的另一端接地。该设计中，当系统输出电流增大时，第十三三极管Q13的发射极的电压降低，当低到一定值时第十三三极管Q13导通，随之PNP型第十二三极管Q12导通，第十二三极管Q12和PNP型第十三三极管Q13组成的是一个单键出发开关电路，功能相当于一个单向可控硅。电压电流采样电路包括电流检测电阻，电流检测电阻的一端连接第十三三极管Q13的发射极，另一端连接系统的电压和电流的输出端。进一步地，开关电源包括一肖特基二极管，肖特基二极管的负极连接MOS管的源极，肖特基二极管的正极连接电流检测电阻的一端。如图5所示，自举悬浮驱动电路包括第二线性稳压供电电路、第四三极管Q4、第五三极管Q5和PNP型第三三极管Q3、第十四电阻R14、第十三电阻R13、第十电阻R10、第十一电阻R11和第十二电阻R12，第八三极管Q8的集电极分别连接第十电阻R10的一端和第十二电阻R12的一端，第十电阻R10的另一端分别连接第五三极管Q5的集电极、第四三极管Q4的集电极和第二线性稳压供电电路的输出端，第二线性稳压供电电路的输入端与直流输入端连接，第十二电阻R12的另一端分别连接第五三极管Q5的基极和PNP型第三三极管Q3的基极，第五三极管Q5的发射极分别连接第十一电阻R11的一端和第四三极管Q4的基极，第十一电阻R11的另一端和第四三极管Q4的发射极均分别连接第十四电阻R14的一端和PNP型第三三极管Q3的发射极，第十四电阻R14的另一端分别连接第十三电阻R13的一端和MOS管的栅极，MOS管的漏极连接直流输入端，PNP型第三三极管Q3的集电极和第十三电阻R13的另一端均分别连接MOS管的源极和一第一电感的一端，第一电感的另一端为系统的电压和电流的输出端；进一步地，第二线性稳压供电电路包括第七三极管Q7、第二十五电阻R25、第二稳压管ZD2、第十四电容C14和第十八电容C18，直流输入端连接第四二极管D4的阳极，第四二极管D4的阴极分别与第七三极管Q7的集电极、第十八电容C18的一端和第二十五电阻R25的一端，第二十五电阻R25的另一端分别连接第七三极管Q7的基极和第二稳压管ZD2的阴极，第七三极管Q7的发射极分别与第十电阻R10的另一端、第五三极管Q5的集电极、第十四电容C14的一端和第四三极管Q4的集电极连接，第二稳压管ZD2的阳极、第十四电容C14的另一端和第十八电容C18的另一端分别连接第一电感的一端。该设计中，PWM经过驱动输出属于上拉模式输出，在高电平时驱动能力不够强，所以第五三极管Q5和第四三极管Q4组成一个复合管以便高电平时具有很好的驱动能力，而该复合管与PNP型第三三极管Q3组成推挽输出模式，以此来驱动MOS管。如图6所示，恒流负载电路包括电荷泵电路、第二十一电容C21、第十二极管D10、第九二极管D9、第二十二电容C22、第二十九电阻R29和第九三极管Q9，TL494的5引脚连接电荷泵电路的输入端，电荷泵电路的输出端连接第二十一电容C21的一端，第二十一电容C21的另一端分别连接第十二极管D10的阳极和第九二极管D9的阴极，第九二极管D9的阳极分别连接第二十二电容C22的一端和第二十九电阻R29的一端，第九三极管Q9的集电极与第一电感的另一端连接，发射极与第二十九电阻R29的另一端连接，基极与输入地连接，第十二极管D10的阴极和第二十二电容C22的另一端分别与第九三极管Q9的基极连接。进一步地，电荷泵电路包括第二十七电阻R27、第三十八电阻R38、第十四三极管Q14、第三十九电阻R39、第十五三极管Q15和PNP型第十六三极管Q16，TL494芯片的5脚连接第二十七电阻R27的一端，第二十七电阻R27的另一端分别连接第三十八电阻R38的一端和第十四三极管Q14的基极，第三十八电阻R38的另一端和第十四三极管Q14的发射极连接，第十四三极管Q14的集电极分别连接第三十九电阻R39的一端、第十五三极管Q15的基极和PNP型第十六三极管Q16的基极，第三十九电阻R39的另一端与第十五三极管Q15的集电极连接，PNP型第十六三极管Q16的集电极分别连接第十四三极管Q14的发射极和第十二极管D10的阴极，第二十一电容C21的一端分别连接第十五三极管Q15的发射极和PNP型第十六三极管Q16的发射极。该设计中，第二十七电阻R27接在TL494芯片的震荡脚，电荷泵电路使得第二十二电容C22产生一个大概相对于输入地的-6V的电压，而第九三极管Q9的基极接在输入地上面，使得第九三极管Q9的发射极最低电压相对于输入地-0.7V，这样就有5.3V左右电压加载在第二十九电阻R29上面，流过第二十九电阻R29的电流近似等于第九三极管Q9的集电极电流，这样就达到了恒流目的。如图7所示，恒压恒流控制电路包括双运算放大器LM358、第二发光二极管D2和第一发光二极管D1，系统输出的电压与电位器调节的电压在双运算放大器LM358上进行比较，当系统输出的电压不等于电位器调节的电压时反馈控制TL494芯片的PWM输出的占空比来调节系统输出的电压；第二发光二极管D2用于在恒压模式下发光，而第一发光二极管D1用于在恒流模式下发光。如图8所示，低压关闭及软启动电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第六电阻R6、PNP型第二三极管Q2和第三电容C3，TL494芯片的12脚连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端分别连接第一电阻R1的一端和PNP型第二三极管Q2的基极，TL494芯片的14脚分别连接PNP型第二三极管Q2的发射极和第三电容C3的一端，第一电阻R1的另一端和第六电阻R6的一端均接地，第六电阻R6的另一端、PNP型第二三极管Q2的集电极和第三电容C3的另一端分别连接TL494芯片的4脚。该设计中，输入电压过低，PNP型第二三极管Q2会导通，使得TL494芯片的4脚高电平，从而关断PWM输出。上电瞬间由于第三电容两端的电压不能突变，TL494芯片的4脚为高电平无PWM输出，当第三电容C3慢慢充电使得4脚低电平，则PWM正常输出。对本实用新型的开关电源进行测试，输入36Vdc空载输出30Vdc情况下拉载测试，测试数据如下：电流A0123456电压V30.0030.0130.0030.0030.0129.9930.01以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。当前第1页1 2 3