比较器U1B的同相输入端V3连接参考电压Vref 1，反相输入端V4连接到开关三极管Q1的发射极E，输出端01与单向二极管D1的阳极连接。单向二极管D1的阴极与比较器U1A的同相输入端V2连接。
[0028]在初始状态下，输入电流Iin为0安培，比较器U1B的反相输入端V4的电流转换电压等于Vin(V4 = Vin-1in*Rsc)。由于Vrefl小于Vin，因此，比较器U1B的输出端01输出低电平，单向二极管D1截止，
[0029]在电路正常工作状态下，输入电流相对较小，比较器U1B的同相输入端V3的参考电压Vrefl的值被设置为始终小于比较器U1B的反相输入端V4的电流转换电压，比较器U1B的输出端01输出低电平，单向二极管D1截止。因此，在初始状态和正常工作状态下，比较器U1B均不参与对开关三极管Q1的控制。
[0030]在负载Μ短路或者电流过大的情况下，负载Μ两端的电压Vout较小，此时，比较器U1A的同相输入端检测到的电压V2也较小(通常小于Vref2)，若不设过流保护电路，比较器U1A依然会导通开关三极管Q1，这样，会恶化短路状况，或者进一步地导致负载的电流过大。在设置过流保护电路的情况下，随着电流Iin的增大，比较器U1B的反相输入端V4检测到的电压V4是减小的，当电流Iin增大至反相输入端V4的检测电压小于Vrefl时，比较器U1B的输出端01输出高电平，由于此时比较器U1A的同相输入端V2的检测电压较低，因此，单向二极管D1导通，比较器U1B输出的高电平使开关三极管Q1断开，从而及时断开供电，起到短路保护、过流保护的作用。
[0031]本电路的主要损耗在于三极管的开关损耗以及分压电阻R1和R2。通过合理的设置三极管的开关频率以及较大阻值的R1和R2，可把损耗降到较低。本发明一个实施例中，在输入电流Iin = 0.02A的情况下，流经负载Μ的电流(输出电流)lout为0.05A,因此，电路的转换效率高达83.3%，是传统线性直流变换电路的转换效率的2?3倍。
[0032]实施本发明提供的直流降压电路，三极管开关在导通与截止状态之间切换，减少了热量的产生，则可以省去为电路配备散热器的程序，符合新时代节约能源的要求。本发明提高了效率，降低了能耗，而且简化了电路设计，同时具有过流保护功能。
[0033]对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种降压电路，包括: 串联于一直流电源(Vin)和一负载(60)之间的开关(Q1)； 开关控制电路(33)，被配置为当所述负载￠0)两端的电压高于预定的第一阀值时使所述开关(Q1)截止，当所述负载￠0)两端的电压低于所述第一阀值时使所述开关(Q1)导通； 储能单元(C1)，被配置为当所述开关(Q1)导通时由所述直流电源(Vin)充电，所述开关(Q1)截止时向所述负载￠0)供电；以及 过流保护电路(35)，被配置为当所述开关(Q1)的输入电流(Iin)高于预定的第二阀值时使所述开关(Q1)截止，当所述输入电流(Iin)低于所述第二阀值时所述开关(Q1)由所述开关控制电路(33)控制。2.如权利要求1所述的降压电路，其特征在于，所述过流保护电路(35)包括第一比较器(U1B)，所述第一比较器(U1B)的一个输入端(V3)连接第一参考电压(Vrefl)，另一个输入端(V4)连接对应于所述输入电流(Vin)的第一电压检测信号，所述输出端(01)向所述开关的受控端(B)输出控制信号。3.如权利要求2所述的降压电路，其特征在于，所述开关控制电路(33)包括第二比较器(U1A),所述第二比较器(U1A)的一个输入端(VI)连接第二参考电压(Vref2),另一输入端(V2)连接对应于所述负载￠0)两端电压的第二电压检测信号，输出端(02)向所述开关的受控端(B)输出控制信号。4.如权利要求3所述的降压电路，其特征在于，所述开关(Q1)的受控端为低电平时开关导通，为高电平时开关截止；所述第一比较器(U1B)的同相输入端(V3)连接所述第一参考电压(Vrefl)，反相输入端(V4)与串联于所述直流电源(Vin)和开关(Q1)之间的采样电阻(Rsc)的一端连接，输出端(01)经第一单向二极管(D1)向所述开关的受控端(B)输出控制信号；当所述第一比较器的反相输入端(V4)的电压检测信号高于所述第一参考电压(Vrefl)时，所述第一单向二极管(D1)截止，所述开关(Q1)由所述开关控制电路(33)控制，当所述第一比较器的反相输入端(V4)的电压检测信号低于所述第一参考电压(Vrefl)时，所述第一单向二极管(D1)导通，所述第一比较器的输出端(01)输出的控制信号使所述开关(Q1)截止。5.如权利要求4所述的降压电路，其特征在于，还包括与所述负载(60)并联的分流支路，所述分流支路包括第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2)，所述第二比较器的反相输入端(VI)连接所述第二参考电压，同相输入端(V2)连接至所述第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2)的联接点。6.如权利要求5所述的降压电路，其特征在于，所述第一比较器的输出端(01)与所述第一单向二极管Φ1)的阳极连接，所述第一单向二极管(D1)的阴极与所述第二比较器的同相输入端(V2)连接。7.如权利要求6所述的降压电路，其特征在于，所述第二比较器的同相输入端(V2)经第三电阻(R3)与第二比较器的输出端(02)连接。8.如权利要求1至7任一项所述的降压电路，其特征在于，所述储能单元包括与所述负载￠0)并联的电容(C1)，所述电路还包括电感(L1)和第二单向二极管(D2)，所述电感(L1)串联于所述开关的输出端(C)与所述电容(C1)的正极之间，所述第二单向二极管(D2)的阴极连接所述开关的输出端(C)，所述第二单向二极管(D2)的阳极连接所述电容(C1)的负极。9.如权利要求3至7任一项所述的降压电路，其特征在于，所述开关(Q1)为PNP三极管，所述三极管的发射极(E)经采样电阻(Rsc)连接到所述直流电源(Vin)，集电极(C)作为输出端，基极⑶经第四电阻(R4)与第二比较器的输出端(02)连接。10.如权利要求9所述的降压电路，其特征在于，所述PNP三极管的基极⑶经第五电阻(R5)连接到所述直流电源(Vin)。
【专利摘要】本发明提供一种降压电路，包括：串联于一直流电源和一负载之间的开关；开关控制电路，被配置为当所述负载两端的电压高于预定的第一阀值时使所述开关截止，当所述负载两端的电压低于所述第一阀值时使所述开关导通；储能单元，被配置为当所述开关导通时由所述直流电源充电，所述开关截止时向所述负载供电；以及过流保护电路，被配置为当所述开关的输入电流高于预定的第二阀值时使所述开关截止，当所述输入电流低于所述第二阀值时所述开关由所述开关控制电路控制。本发明的降压电路具有能耗低、效率高的优点。
【IPC分类】H02M3/155
【公开号】CN105281568
【申请号】CN201410351550
【发明人】孙持平, 蒋海波, 王球保, 蒋云龙, 崔艳云
【申请人】德昌电机(深圳)有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年7月22日
【公告号】DE102015111780A1, US20160028220