一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构制造技术

一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构,本发明专利技术涉及智能交通显示设备电源技术领域，其旨在解决现有技术存在功耗高，频率效应速度慢，上电过冲或缺乏电压补偿，特别是在上电过冲时，没有过冲反馈来及时通知控制芯片进行调试等技术问题。包括输入电压转换电路，接收电源的输出电压；中级调节电路，接收输入电压转换电路输出的增益电压；输出电压转换电路，用于降压调制，其中包括线性补偿电路，接收中级调节电路输出的电压信号并隔离输出直流信号；过冲反馈调节电路，接收过冲的直流信号，并反馈过冲信号至输出电压转换电路和中级调节电路；缓冲电路和负载群。本发明专利技术用于提供交通信号灯阵列或其他信息显示设备的稳定电源结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能交通显示设备电源
，具体涉及一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构。
技术介绍
现有技术常常通过功率因数校正电路接收交流输入，一些线性稳压源的驱动管的栅极(基极)电压会变化异常，造成线性稳压源的上电过冲。即快速的电源上电，会造成线性稳压源的上电过冲，由此可见仅使用BOOST-BOOST和隔离器的弊端。如果过冲电压高于其负载耐压值，即使过冲宽度很窄，也会对负载造成致命性的破坏，降低了电源应用的可靠性；输入电压并不是一直为稳定幅值，对于BOOST-BUCK型的电源，缺少对应的BUCK转换电路的电压补偿，从而导致下位电路供电不足触发重启，造成不便。此外，如果用于驱动栅极端子电容的电流很小，负载群功耗大，则输出NMOS的栅极端子电压和输出PMOS的栅极端子电压不能根据对输入端子的输入电压的突然变化而充电或放电。这就延迟了响应，并且因此延迟了来自输出端子的输出电压的响应。为了使来自输出端子的输出电压对输入端子的输入电压快速作出响应，需要增大用于驱动形成输出部分的输出NMOS和输出PMOS的栅极端子电容的电流。然而，因为电流总是流动，妨碍了电耗的降低。如上所述，因为低功耗和高速输出响应处于权衡关系，难以实现同时满足这两个特性的缓冲电路。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术目的在于提供一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构，其旨在解决现有技术存在功耗高，频率效应速度慢，上电过冲或缺乏电压补偿，特别是在上电过冲时，没有过冲反馈来及时通知控制芯片进行调试等技术问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构,包括电源，还包括输入电压转换电路，接收电源的输出电压；中级调节电路，接收输入电压转换电路输出的增益电压；输出电压转换电路，用于降压调制，其中包括线性补偿电路，接收中级调节电路输出的电压信号并隔离输出直流信号；过冲反馈调节电路，接收过冲的直流信号，并反馈过冲信号至输出电压转换电路和中级调节电路；所述的电压信号最大电压幅值范围为小于增益电压二倍幅值；缓冲电路，用于平衡功耗与负载频率相应速度，接收输出电压转换电路输出的直流信号；负载群，接收缓冲电路输出的直流电压信号；负载群包括LED，LCD等显示设备。上述方案中，所述的输入电压转换电路，包括第一编程控制器，用于升压调制；第一场效应管，用于升压调制开关，接收电源的输出电压，接收由第一编程控制器相对于电源输出电压所输出的相位同步调制时钟。上述方案中，所述的输入电压转换电路，还包括第一电感，其一端连接电源且另一端连接第一场效应管；第一二极管，其高电极连接第一场效应管；第二二极管，其高电极连接电源且低电极连接第一二极管的低电极。上述方案中，所述的中级调节电路，包括第二编程控制器，用于电压脉宽调制；第二场效应管，接收输入电压转换电路输出的增益电压，接收第二编程控制器输出的脉宽调制时钟并输出限定脉宽的电压信号；第二电感，对限定脉宽的电压信号滤波；第一电容，补偿滤波后的电压信号最低幅值。上述方案中，所述的中级调节电路，还包括第一齐纳二极管，其低电极连接第二场效应管且高电极接地；第三场效应管，接收第二编程控制器输出的充电信号时钟并补偿第一电容的电荷。上述方案中，所述的输出电压转换电路，包括第三编程控制器，用于降压调制；第四场效应管和第五场效应管，第四场效应管源极连接第五场效应管漏极，且均接收第三编程控制器输出的降压调制时钟；第二电容和第三电容，相互串联，并将空置端分别连接至第四场效应管和第五场效应管；第四场效应管、第五场效应管、第二电容和第三电容通过隔离器、第三二极管和第四二极管输出直流信号。上述方案中，所述的输出电压转换电路，其线性补偿电路包括第四电容，其一端接地且另一端连接第四场效应管的漏极；第五二极管，其高电极接地且低电极连接第四场效应管的漏极；第六二极管，其高电极接地且低电极连接第四场效应管的源极；第七二极管，其高电极接地且低电极连接第五场效应管的源极。上述方案中，所述的过冲反馈调节电路，包括第二齐纳二极管，其低电极接收过冲的直流信号；光耦器，其发光管高电极连接第二齐纳二极管的高电极且光敏管反馈过冲信号至输出电压转换电路和中级调节电路。所述的缓冲电路，包括输出单元，所述输出单元具有输出端子，所述输出端子用于输出基于输入的输入信号的输出信号，其中上述方案中，所述输出单元包括：第一晶体管，其具有连接到所述输出端子的一个主电极；以及第二晶体管，其具有连接到所述输出端子、并且连接到所述第一晶体管的所述一个主电极的一个主电极，以及所述缓冲电路包括：第三晶体管，用于基于所述输入信号降低所述第一晶体管的控制电极的电压；第四晶体管，用于基于所述输入信号增大所述第二晶体管的控制电极的电压；第一电压差检测电路，用于检测所述输出信号以所述输入信号为基准的电压差；第二电压差检测电路，用于检测所述输入信号以所述输出信号为基准的电压差；第一电流提供单元，用于基于由所述第一电压差检测电路所检测的电压差的绝对值，增大在所述第三晶体管中流动的电流；以及第二电流提供单元，用于基于由所述第二电压差检测电路所检测的电压差的绝对值，增大在所述第四晶体管中流动的电流。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：提供了具有电压补偿、过冲反馈的BOOST-BUCK电源结构，提高电源的转换效率，对降压调制场效应管驱动结构的输出提供了稳定的线性补偿，显著减弱了由于非线性器件(如隔离器、电感)引入的噪声，电源输出更加稳定，基本消除由于供电不足造成的不断重启现象或由于过冲电流造成的屏幕闪烁现象；实现同时满足具有相互权衡关系的降低功耗和转换速率特性的缓冲电路。附图说明图1为本专利技术的电路模块示意图；图2为本专利技术的电路原理示意图；图3为本专利技术缓冲电路原理示意图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。下面结合附图对本专利技术做进一步说明：实施例1所述的输入电压转换电路，包括第一编程控制器，用于升压调制；第一场效应管Q1，用于升压调制开关，接收电源的输出电压，接收由第一编程控制器相对于电源输出电压所输出的相位同步调制时钟。所述的输入电压转换电路，还包括第一电感L1，其一端连接电源且另一端连接第一场效应管Q1；第一二极管D3，其高电极连接第一场效应管Q1；第二二极管D2，其高电极连接电源且低电极连接第一二极管D3的低电极。所述的中级调节电路，包括第二编程控制器，用于电压脉宽调制；第二场效应管Q2，接收输入电压转换电路输出的增益电压，接收第二编程控制器输出的脉宽调制时钟并输出限定脉宽的电压信号；第二电感L2，对限定脉宽的电压信号滤波；第一电容C1，补偿滤波后的电压信号最低幅值。所述的中级调节电路，还包括第一齐纳二极管D4，其低电极连接第二场效应管Q2且高电极接地；第三场效应管Q3，接收第二编程控制器输出的充电信号时钟并补偿第一电容C1的电荷。所述的输出电压转换电路，包括第三编程控制器，用于降压调制；第四场效应管Q4和第五场效应管Q5，第四场效应管Q4源极连接第五场效应管Q5漏极，且均接收第三编程控制器输出的降压调制时钟；第二电容C2和第三电容C3，相互串联，并将空置端分别连接至第四场效应管Q4和第五本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构,包括电源，其特征在于，还包括输入电压转换电路，接收电源的输出电压；中级调节电路，接收输入电压转换电路输出的增益电压；输出电压转换电路，用于降压调制，其中包括线性补偿电路，接收中级调节电路输出的电压信号并隔离输出直流信号；过冲反馈调节电路，接收过冲的直流信号，并反馈过冲信号至输出电压转换电路和中级调节电路；缓冲电路，用于平衡功耗与负载频率相应速度，接收输出电压转换电路输出的直流信号；负载群，接收缓冲电路输出的直流电压信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构,包括电源，其特征在于，还包括输入电压转换电路，接收电源的输出电压；中级调节电路，接收输入电压转换电路输出的增益电压；输出电压转换电路，用于降压调制，其中包括线性补偿电路，接收中级调节电路输出的电压信号并隔离输出直流信号；过冲反馈调节电路，接收过冲的直流信号，并反馈过冲信号至输出电压转换电路和中级调节电路；缓冲电路，用于平衡功耗与负载频率相应速度，接收输出电压转换电路输出的直流信号；负载群，接收缓冲电路输出的直流电压信号。2.根据权利要求1所述的一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构,其特征在于，所述的输入电压转换电路，包括第一编程控制器，用于升压调制；第一场效应管，用于升压调制开关，接收电源的输出电压，接收由第一编程控制器相对于电源输出电压所输出的相位同步调制时钟。3.根据权利要求2所述的一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构,其特征在于，所述的输入电压转换电路，还包括第一电感，其一端连接电源且另一端连接第一场效应管；第一二极管，其高电极连接第一场效应管；第二二极管，其高电极连接电源且低电极连接第一二极管的低电极。4.根据权利要求1所述的一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构,其特征在于，所述的中级调节电路，包括第二编程控制器，用于电压脉宽调制；第二场效应管，接收输入电压转换电路输出的增益电压，接收第二编程控制器输出的脉宽调制时钟并输出限定脉宽的电压信号；第二电感，对限定脉宽的电压信号滤波；第一电容，补偿滤波后的电压信号最低幅值。5.根据权利要求4所述的一种基于缓冲电路负载优化的供电电路结构,其特征在于，所述的中级调节电路，还包括第一齐纳二极管，其低电极连接第二场效应管且高电极接地；第三场效应管，接收第二编程控制器输出的充电信号时钟并补偿第一电容的电荷。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：张岱，齐弘文，
申请(专利权)人：成都融创智谷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51