一种基于单输入的正负双电源系统技术方案

一种基于单输入的正负双电源系统，包括：电源输入单元，用于产生输入直流电源；同步时钟发生单元，用于产生同步的第一时钟信号和第二时钟信号；所述第一／第二时钟信号为正／负；正／负电压输出电路，包括第一／第二输出端和第一／第二参考地端，用于以所述第一／第二时钟信号作为同步时钟信号，根据所述输入直流电源在所述第一／第二输出端和第一／第二参考地端之间产生第一／第二电压；所述第一参考地端连接至所述第二输出端，作为所述系统的共同参考地端，所述第一输出端作为所述系统的正电源输出端，输出第一直流电源；所述第二参考地端作为所述系统的负电源输出端，输出第二直流电源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源领域，具体涉及一种基于单输入的正负双电源系统。
技术介绍
每一个电子产品可能由各个部分组成，但有一个共同点就是都少不了供电系统。 在设计供电系统的时候，很多情况下都会受到各种各样的限制，这和实际应用条件有很大 关系。其中一个比较典型的限制就是输入电源。 举例来说，当一个系统需要一个+5V和一个-5V两路供电，且两路电源共地时，可 以有多种设计方案。但当限制输入为单一直流电源的情况下，且整个系统共地，则可选方案 就少了很多(这是一个比较常见的应用)。通常最常用的是方案是(正电源产生比较简单， 仅以负电源为例说明)，用一个电荷泵电路将+5乂转换为_5V。但电荷泵的缺点是负载能力 太弱，一般不超过200mA，稍微大一些的电路就不能支撑。综合考虑成本、体积、性能等要素， 构建一个合适的电源系统并不容易。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于单输入的正负双电源系统，在单直流电 源输入的情况下，可输出正负两路直流电源，可同时兼顾输出负载能力、成本、电压稳定度 和体积的需要。 为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于单输入的正负双电源系统，包括 电源输入单元，用于产生输入直流电源； 同步时钟发生单元，用于产生同步的第一时钟信号和第二时钟信号；所述第一时 钟信号为正、第二时钟信号为负； 正电压输出电路，包括第一输出端和第一参考地端，用于以所述第一时钟信号作 为同步时钟信号，根据所述输入直流电源在所述第一输出端和第一参考地端之间产生第一 电压； 负电压输出电路，包括第二输出端和第二参考地端，用于以所述第二时钟信号作 为同步时钟信号，根据所述输入直流电源在所述第二输出端和第二参考地端之间产生第二 电压； 所述正电压输出电路的第一参考地端连接至所述负电压输出单元的第二输出端， 作为所述系统的共同参考地端，第一输出端作为所述系统的正电源输出端，输出第一直流 电源；所述负电压输出电路的第二参考地端作为所述系统的负电源输出端，输出第二直流 电源。 进一步地，所述同步时钟发生单元包括 稳压电路、施密特触发电路和时钟极性翻转电路； 所述稳压电路用于提供芯片供电电压给所述施密特触发电路； 所述施密特触发电路用于自震荡产生正极性的第一时钟信号； 所述时钟极性翻转电路用于根据所述第一时钟信号产生与第一时钟信号幅度相同、相位相同、负极性的第二时钟信号。 进一步地，所述时钟极性翻转电路包括 高速光电耦合器、第一电阻和第二电阻； 所述高速光电耦合器包括输入端、输出端、集电极、使能端和接地端； 所述集电极和使能端通过所述第二电阻接所述共同参考地端DGND ;所述输入端接收所述第一时钟信号，并通过所述第一电阻接收所述芯片供电电压；所述接地端连接所述负电源输出端；所述输出端用于输出所述第二时钟信号。 进一步地，所述高速光电耦合器为6N137芯片；输入端为引脚2和3，输出端为引 脚6，集电极为引脚8，使能端为引脚7，接地端为引脚5。 进一步地，所述正电压输出电路包括相连的第一 BUCK电路和第一 LC滤波电路； 所述负电压输出电路包括相连的第二 BUCK电路和第二 LC滤波电路； 所述第一、第二BUCK电路分别以第一、第二时钟信号作为同步信号，用于以高速 开关方式将所述输入直流电源转换为第一、第二方波信号； 所述第一 LC滤波电路用于平滑所述第一方波信号，输出所述第一电压； 所述第二 LC滤波电路用于平滑所述第二方波信号，输出所述第二电压。 进一步地，所述第一 LC滤波电路包括 电感(Ll)、平滑滤波电容(C3)和高频滤波电容(C4); 所述平滑滤波电容(C3)和高频滤波电容(C4)并联，并联后的一端与所述电感 (Ll)的第一端相连，作为所述第一输出端，另一端作为所述第一参考地端； 所述电感(Ll)的第二端与所述第一 BUCK电路的输出端相连； 所述第二 LC滤波电路包括 电感(L2)、平滑滤波电容(C8)和高频滤波电容(C9); 所述平滑滤波电容(C8)和高频滤波电容(C9)并联，并联后的一端与所述电感 (L2)的第一端相连，作为所述第二输出端，并连接至所述第一参考地端，另一端作为所述第 二参考地端； 所述电感(L2)的第二端与所述第二 BUCK电路的输出端相连。 进一步地，所述平滑滤波电容(C3)和(C8)为电解电容，其正极分别连接所述电感L1、L2的第一端。 进一步地，所述第一 BUCK电路包括 — boost芯片、两个二极管、一电阻、电容(Cl)和电容(C5); 所述boost芯片包括同步引脚、输入引脚、输出引脚、接地引脚、C引脚以及反馈引 所述同步引脚通过所述电容(C5)接收所述第一时钟信号，并通过所述电阻与所 述接地引脚相连； 所述输入引脚与所述电源输入单元相连，接收所述输入直流电源； 所述C引脚通过所述电容(Cl)与所述输出引脚相连； 所述反馈引脚连接至所述电感(Ll)的第二端； 所述输出引脚连接至所述电感(Ll)的第一端； 所述两个二极管并联，正极与所述接地引脚相连，负极与所述输出引脚相连； 所述接地引脚连接至所述第一参考地端。 进一步地，所述第二 BUCK电路包括 — boost芯片、两个二极管、一电阻、电容(C6)和电容(CIO); 所述boost芯片包括同步引脚、输入引脚、输出引脚、接地引脚、C引脚以及反馈引 所述同步引脚通过所述电容(C10)接收所述第二时钟信号，并通过所述电阻与所 述接地引脚相连； 所述输入引脚与所述电源输入单元相连，接收所述输入直流电源； 所述C引脚通过所述电容(C6)与所述输出引脚相连； 所述反馈引脚连接至所述电感(L2)的第二端； 所述输出引脚连接至所述电感(L2)的第一端； 所述两个二极管并联，正极与所述接地引脚相连，负极与所述输出引脚相连； 所述接地引脚连接至所述第二参考地端。 本专利技术的技术方案中，系统输入为一个直流稳压源，输出可提供一组正电源输出 和一组负电源输出，正负电源共地沐专利技术具有低成本、小体积、大功率和高精度的特点，解 决了单电源输入系统中，在要求正负双轨电源输出都提供大负载电流和较高稳定度情况下 的设计难题，为类似应用提供了性价比很高的解决方案。本专利技术的一个实施例中采用反向 并联BUCK芯片的方式，通过两个极性相反、频率相同的同步时钟，既可以控制输出的电压 纹波频率，还可以使输出的正负两路电源的纹波电流相位相反，从而相互抵消(绝对值降 低)，提高电源的输出稳定度；由于BUCK电路采用高速开关原理进行电源变换，效率极高， 系统本身损耗很小，因此输出的正负两路电源均可以做到大电流供给，突破传统设计瓶颈。附图说明 图1是实施例一中基于单输入的正负双电源系统的示意框图 图2是实施例一中时钟极性翻转的电路图； 图3是实施例一中电源输出单元的示意框图。具体实施例方式下面将结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行更详细的说明。 需要说明的是，如果不冲突，本专利技术实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本专利技术的保护范围之内。 实施例一，一种基于单输入的正负双电源系统，如图1所示，包括 电源输入单元，用于产生输入直流电源VIN; 同步时钟发生单元，用于产生同步的第一时钟信号Sync clkl和第二时钟信号 Sync clk2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单输入的正负双电源系统，其特征在于，包括：电源输入单元，用于产生输入直流电源；同步时钟发生单元，用于产生同步的第一时钟信号和第二时钟信号；所述第一时钟信号为正、第二时钟信号为负；正电压输出电路，包括第一输出端和第一参考地端，用于以所述第一时钟信号作为同步时钟信号，根据所述输入直流电源在所述第一输出端和第一参考地端之间产生第一电压；负电压输出电路，包括第二输出端和第二参考地端，用于以所述第二时钟信号作为同步时钟信号，根据所述输入直流电源在所述第二输出端和第二参考地端之间产生第二电压；所述正电压输出电路的第一参考地端连接至所述负电压输出单元的第二输出端，作为所述系统的共同参考地端，第一输出端作为所述系统的正电源输出端，输出第一直流电源；所述负电压输出电路的第二参考地端作为所述系统的负电源输出端，输出第二直流电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，吴安，娄山林，
申请(专利权)人：浪潮北京电子信息产业有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]