一种用于DC-DC变换器的悬空和低电平禁止电路的制作方法

一种用于dc-dc变换器的悬空和低电平禁止电路
技术领域
1.本实用新型涉及工开关电源领域，具体是一种用于dc-dc变换器的悬空和低电平禁止电路。


背景技术：

2.目前，dc-dc变换器广泛应用于航天、航空、弹载、船舶、兵器、雷达、医疗、工业等军用和民用装备系统中，各电子系统对控制dc-dc变换器启动和关断的禁止功能电路存在广泛需求，并且成为dc-dc变换器内部电路的标准配备。随着装备系统的高速发展与技术的不断进步，对于dc-dc变换器的禁止功能要求也越来越高，目前常规的禁止功能电路与外部控制信号未实现隔离，如果电子系统中地线存在信号干扰情况，就会由于出现干扰尖峰信号而导致dc-dc变换器误动作，从而引起系统内部供电电压异常，发生故障。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种用于dc-dc变换器的悬空和低电平禁止电路，通过光电耦合器隔离控制信号和dc-dc变换器内部电路，避免dc-dc变换器因干扰信号误动作的问题。同时，悬空和低电平禁止电路的工作电流很小，能够通过外部ttl信号驱动实现dc-dc变换器禁止功能，可应用于数字电路中。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种用于dc-dc变换器的悬空和低电平禁止电路，包括依次连接的光电耦合器隔离控制电路、第一开关控制放大电路、第二开关控制放大电路及第三控制电路；所述光电耦合器隔离控制电路的输入端接入控制信号，并根据控制信号控制通断状态，且其通断状态与所述第一开关控制放大电路、第三开关控制放大电路相同，与所述第二开关控制放大电路的通断状态相反，所述第三开关控制放大电路的输出端与dc-dc变换器连接；当所述控制信号为低于规定电平的低电平时，所述光电耦合器隔离控制电路截止。
6.在一些实施例中，所述光电耦合器隔离控制电路包括精密基准电压源n1、光耦合器n2及限流电阻r1，所述限流电阻r1、精密基准电压源n1串联接入光电耦合器n2内部二极管的阳极，光电耦合器内部二极管的阴极以及三极管的发射极分别接地与隔离地；所述控制信号为大于规定电压的高电平时，精密基准电压源n1和光耦合器n2导通。
7.在一些实施例中，所述第三开关控制放大电路包括npn型的三极管v3，所述三极管v3的集电极连接输入电源，发射极一路连接所述dc-dc变换器，另一路通过电容c2接隔离地；所述三极管v3的基极与所述第二开关控制放大电路的输出连接。
8.在一些实施例中，所述第二开关控制放大电路包括npn型的二极管v2、限流电阻r3、r4，所述二极管v2的基极与所述第一开关控制放大电路的输出连接，还通过限流电阻r3连接输入电源，发射极接隔离地，集电极通过限流电阻r4与三极管v3的基极连接。
9.在一些实施例中，所述第一开关控制放大电路包括pnp型的三极管v1、稳压管v2及限流电阻r2，所述三极管v1的基极通过限流电阻r2连接光耦合器n2内部三极管的集电极，
所述三极管v1的集电极接隔离地，发射极连接所述二极管v2的基极，稳压管v2连接在所述三极管v1的发射极与集电极之间。
10.有益效果：本实用新型利用光电耦合器隔离控制电路的隔离功能，实现了控制信号与dc-dc变换器的隔离，避免干扰；利用开关控制放大电路的电流放大能力，使小于0.5ma的控制电流即可实现悬空和低电平禁止电路的导通，进而实现dc-dc变换器的导通；同时，控制信号可以是直流电平信号实现输出直流电压，又可以施加ttl电平信号实现输出交流电压。
附图说明
11.图1是本实用新型的电路图；
12.图2是本实用新型控制信号为ttl电平信号时dc-dc变换器的输出电压波形图。
具体实施方式
13.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
14.一种用于dc-dc变换器的悬空和低电平禁止电路，包括依次连接的光电耦合器隔离控制电路、第一开关控制放大电路、第二开关控制放大电路及第三控制电路，前者依次控制后者的通断状态。也即，控制信号接入光电耦合器隔离控制电路的输入端，并控制光电耦合器隔离控制电路的通断状态，光电耦合器隔离控制电路的输出控制第一开关控制放大电路的通断状态，第一开关控制放大电路的通断状态控制第二开关控制放大电路的通断状态，第二开关控制放大电路的通断状态控制第三开关控制放大电路的通断状态，第三开关控制放大电路的输出控制dc-dc变换器是否工作。
15.具体地，本电路为悬空和低电平禁止电路，也即当控制信号为低于规定电平的低电平或悬空无信号时，光电耦合器隔离控制电路截止，导致第一开关控制放大电路截止、第二开关控制放大电路导通、第三开关控制放大电路截止，dc-dc变换器不工作。当控制信号大于规定电平时，光电耦合器隔离控制电路导通，导致第一开关控制放大电路导通、第二开关控制放大电路截止、第三开关控制放大电路导通，dc-dc变换器正常工作。
16.光电耦合器隔离控制电路起到了隔离控制信号与dc-dc变换器的作用，第一、第二开关控制放大电路主要用于利用放大功能，使控制电流小于0.5ma。同时，控制信号可以是直流电平信号实现输出直流电压，又可以施加ttl电平信号实现输出交流电压。
17.如图1所示，在一些实施例中，光电耦合器隔离控制电路可以包括精密基准电压源n1、光耦合器n2及限流电阻r1，限流电阻r1与精密基准电压源n1的阴极连接，精密基准电压源n1的阳极接入光电耦合器n2内部二极管的阳极，光电耦合器n2内部二极管的阴极以及三极管的发射极分别接地与隔离地，实现隔离功能。控制信号为大于规定电压的高电平时，精密基准电压源n1和光耦合器n2导通，这里的规定电压可设为3.5v。
18.在一些实施例中，第三开关控制放大电路包括npn型的三极管v3，三极管v3的集电极连接输入电源，发射极一路连接dc-dc变换器，另一路通过电容c2接隔离地；三极管v3的
基极与第二开关控制放大电路的输出连接。三极管v3的基极还通过电阻r5连接到输入电源，通过稳压管v5接隔离地。dc-dc变换器正常工作时，电阻r5和稳压管v5将输入电压降低稳定在12v，输入三极管v3的基极，使三极管v3启动工作导通，通过电容c2滤波后输出稳定的供电电压vcc。
19.在一些实施例中，第二开关控制放大电路包括npn型的二极管v2、限流电阻r3、r4，二极管v2的基极与第一开关控制放大电路的输出连接，还通过限流电阻r3连接输入电源，发射极接隔离地，集电极通过限流电阻r4与三极管v3的基极连接。
20.在一些实施例中，第一开关控制放大电路包括pnp型的三极管v1、稳压管v2及限流电阻r2，三极管v1的基极通过限流电阻r2连接光耦合器n2内部三极管的集电极，三极管v1的集电极接隔离地，发射极连接二极管v2的基极，稳压管v2连接在三极管v1的发射极与集电极之间。
21.控制信号vref-ttlin为小于3.5v的低电平或者悬空无信号时，精密基准电压源n1和光耦合器n2处于截止状态，此时无控制电流。由于三极管v1为pnp型三极管，因此也处于截止状态，此时，npn三极管v2的基极获得高电平，使其自身的集电极和发射极导通工作，拉低npn三极管v3的基极电平，使v3截止工作，内部电路失去供电电压vcc，dc-dc变换器被禁止。
22.控制信号vref-ttlin为大于3.5v的高电平时，精密基准电压源n1和光耦合器n2导通工作，控制pnp三极管v1的基极电压拉低为低电平，使三极管v1导通工作，此时，npn三极管v2的基极降低为低电平，使三极管v2处于截止状态，npn三极管v3的基极获得高电平，使v3启动工作导通，内部电路获得供电电压vcc，dc-dc变换器正常工作。此时pnp三极管v1的集射极工作电流受电阻r3的限制，如图1中所示，输入电压经电阻r3，通过三极管v1的发射极和集电极到隔离地，电阻r3取值一般大于3kω，最高输入电压40v时，pnp三极管v1的集射极工作电流约为14ma，按照三极管v1电流放大倍数最小为30计算，可得三极管v1的基极电流小于0.5ma，同时光电耦合器n2的电流传输比不低于100％，因此控制信号vref-ttlin为大于3.5v的高电平时，控制电流小于0.5ma，就能够适应ttl电平控制多个dc-dc变换器的应用需求。
23.此外部提供的控制电流较为微弱，不能驱动现有技术中的禁止功能电路，因此还需要添加驱动电路提高驱动能力，但是本技术对于驱动电流的驱动能力要求不高，不需要额外的驱动电路对驱动信号放大，当存在多个dc-dc变换器时，每个dc-dc变换器分别连接一个本实用新型提供的悬空和低电平禁止电路，就能实现同一个控制信号同时实现对多个dc-dc变换器的导通控制。
24.本实用新型通过光电耦合器隔离控制电路、悬空和低电平禁止电路的组合设计，利用光电耦合器隔离功能，实现了禁止控制信号与dc-dc变换器的隔离，避免干扰；利用电路中三极管的电流放大能力，使小于0.5ma的控制电流即可实现悬空和低电平禁止电路的导通，进而实现dc-dc变换器的导通。
25.本实用新型中，控制信号可以是直流电平信号实现输出直流电压，又可以施加ttl电平信号实现输出交流电压。图2所示为当控制信号为ttl电平信号时应用本电路的dc-dc变换器输出电压的波形图，由于ttl电平为方波信号，输出电压受控成为方波交流电压。
26.虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技
术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
27.故以上所述仅为本技术的较佳实施例，并非用来限定本技术的实施范围；即凡依本技术的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本技术权利要求的保护范围。