一种直流开关电源电路，包括输入电路、能量转换电路、控制电路、输出电路；输入电路中包含过压保护电路及汇流电路，过压保护电路在外部电源电压过高时保证控制电路不受外部影响，汇流电路将输入电压经过压保护电路后的输出与输出电路的输出汇流后为控制电路供电，以保证过压保护电路保护或输入电压过低时控制电路仍能够正常工作。本发明专利技术由于将输入电压分为控制电路供电和转换电路供电两路，并对其分别处理，因此避免了因控制电路耐压值较低而影响整个电路的工作电压范围，降低了对控制电路芯片耐压值的要求，从而确保本发明专利技术电路可用于宽范围电压输入的应用环境。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种直流开关电源电路。
技术介绍
直流开关电源作为电子、电力、通信等系统中所有用电设备的关键组成部分，为设备内部电路提供二次电源，在输入一次电源品质较为恶劣的情况下以保证各设备的正常工作。根据实际使用方式可将开关式DC电源分为降压型(Buck)开关电源、升压型 (Boost)开关电源和升降压型(Buck-Boost)开关电源。图I所示即为通常所采用的升降压型电源转换电路，包括控制芯片、能量转换电路和输出电路；能量转换电路包括MOS管Ql，电感LI、耦合电容C2、电感L2 ;输入电压VIN直接给控制芯片Al供电，控制芯片的控制管脚与MOS管Ql相连；输出电路包括整流二极管D1，和电容C3。正常工作时，控制芯片Al通过采集输出电源经Rl与R2的分压值控制MOS管Ql的开启/关闭时间，输入电压VIN经MOS管Ql的开关控制后转换为交流信号，又经电容C2及电感LI、L2耦合，最终通过二极管Dl与电容C3整流得到输出电源V0UT。此实现方法已被广泛采用，但仍存在如下的缺点(I)图中MOS管Q1、电容C2及其他元件均可由耐压值较高的同类产品替代，但大多数控制芯片耐压值较低，因此此方法输入最大电压由控制芯片最大耐压值决定，从而限制了此方法的高压适用范围；(2)图中输入电压低于控制芯片的工作电压时，控制芯片无法继续工作，因此上述方法的最低输入电压值也由控制芯片决定，即控制芯片限制了此方法的低压适用范围；(3)当输入电压异常或输出负载变化剧烈时，将导致控制芯片供电电压不稳，可能造成控制芯片工作异常，甚至出现故障；(4)能量转换电路中的开关及储能器件在工作时，由于开关频率较高、电流较大，将对控制芯片的供电稳定性造成一定影响，从而影响整个电路的工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电路实现简单、工作范围较宽的直流开关电源电路。本专利技术包括如下技术方案一种直流开关电源电路，包括能量转换电路、控制电路、输出电路、和输入电路；所述输入电路包括过压保护电路和汇流电路；汇流电路包括第一二极管与第二二极管，输入电压经过压保护电路后输入到汇流电路，汇流电路将经过压保护电路的输入电压与输出电路输出的输出电压汇流后为控制电路供电；能量转换电路由输入电压供电，并在控制电路的控制下产生交流信号；输出电路将能量转换电路产生的交流信号整流滤波后获得所述输出电压；控制电路通过采集所述输出电压来控制能量转换电路中开关器件的开启和关闭时间。过压保护电路包括热敏电阻和TVS 二极管；输入电压经热敏电阻后接入第一二极管的阳极，输出电路输出的所述输出电压接入第二二极管的阳极，第一、二二极管的阴极相连并与控制电路的供电管脚相连，TVS 二极管的阳极接地、阴极与第一二极管的阳极相连。过压保护电路为过压关断电路。过压关断电路包括PNP型三极管、P型MOS管、第一分压电阻、第二分压电阻及稳压二极管；输入电压连接P型MOS管的源极，P型MOS管的漏极连接汇流电路的第一二极管的阳极，P型MOS管的栅极接输入电压经第一分压电阻后的分压点；PNP型三极管的发射极接输入电压，PNP型三极管的集电极接P型MOS管的栅极，PNP型三极管的基极接稳压二级管的阴极，稳压二级管的阳极接输入电压经第二分压电阻后的分压点。本专利技术与现有技术相比具有如下优点 (I)本专利技术将控制电路供电与能量转换电路供电分开处理，对控制电路供电支路增加过压保护措施，使整个电源转换电路的最大耐压值不再由控制电路的最大耐压值所决定，实际使用时根据工作环境选择相应耐压值过压保护电路元件及能量转换电路元件，大幅提闻直流开关电源电路的耐压值；(2)本专利技术通过二极管汇流桥电路将外部输入电压与直流开关电源电路的输出电源汇流后为控制电路供电，此方法确保在外部输入电压较高、过压保护电路保护、以及外部输入电压过低时，控制电路仍可使用输出电路输出的电源为其供电，大幅提高直流开关电源电路的工作范围；(3)本专利技术使用输出电源为控制电路供电的方法，确保本专利技术可以用于外部输入电压品质较差、输出负载变化较为剧烈的环境，即在本专利技术电路开始工作(上电)时输入电压正常，无论外部输入电压变化如何剧烈变化，在保证能够提供足够电流(如电池)的条件下，本专利技术电路均可正常工作，极大的提高本专利技术的电压适应范围； (4)本专利技术使得控制电路控制信号、反馈采样信号不易受到大电流波动的干扰，有利于直流开关电源电路效率的提闻;(5)本专利技术使得整个直流开关电源电路更为简单，所需芯片体积更小，有利于实现整个直流开关电源电路的小型化。附图说明图I是常用升降压型开关电源电路基本组成图。图2是本专利技术电源电路基本组成原理图。图3是本专利技术实施例I的电路图。图4是本专利技术实施例2的电路图。具体实施例方式本专利技术的直流开关电源电路，包括输入电路、能量转换电路、控制电路、和输出电路；所述输入电路包括过压保护电路和汇流电路。如图2所示为本专利技术直流开关电源电路第一种实施方式的原理图。汇流电路采用第一二极管D2与第二二极管D3组成汇流桥。过压保护电路包括热敏电阻Fl和TVS 二极管VI。输入电压VIN经热敏电阻Fl后接入第一二极管D2的阳极，输出电路的输出电压VOUT接入第二二极管D3的阳极，第一、二二极管的阴极直接相连将经过压保护电路的输入电压与输出电路的输出电压VOUT汇流后接入控制电路Al的供电管脚，TVS 二极管Vl的阳极接地、阴极接热敏电阻Fl输出，以保证在输入电压过高或存在尖峰时TVS 二极管和热敏电阻可以同时作用，从而保证控制电路供电不受影响。当输入电压VIN较低时，使得第一二极管D2阳极端电压低于第二二极管D3阳极端电压时，采用VOUT为控制电路供电。热敏电阻Fl —端接输入电压VIN，一端接TVS 二极管阴极，当输入电压VIN电压较高或存在毛刺尖峰时，TVS 二极管瞬时被击穿，通过热敏电阻及TVS 二极管的电流骤增，当电流增大至热敏电阻标称值之上时，热敏电阻阻值增加，将其通过电流控制在标称值以下，从而达到在外部输入电压较高或存在尖峰/毛刺时，输入电路仍能够为控制芯片提供稳定的供电电压及电流；当过压保护电路保护(例如输入电压VIN电压过高时)使得二极管D2阳极端电压低于二极管D3阳极端电压时，采用VOUT为控制电路Al供电。由此可见，二极管D2与二极管D3组成的汇流电路将通过过压保护电路处理的输入电压VIN与输出电路输 出的电压VOUT汇流后为控制电路供电，避免了在过压保护电路保护时影响控制电路供电输入。能量转换电路包括N型MOS管Ql，电感LI、耦合电容C2、电感L2。输出电路包括整流二极管Dl和电容C3。电感LI 一端接输入电压VIN，一端接N型MOS管Ql的漏极及耦合电容C2的输入端，MOS管Ql的源极接地、栅极接控制电路Al控制脚，电感L2 —端接耦合电容C2输出、一端接地，电感LI的接输入电压端和电感L2的接地端为同名端，耦合电容C2输入端接MOS管Ql的漏极，输出端接输出电路中整流二极管Dl的阳极。能量转换电路在控制电路的控制下，周期性开启/关闭MOS管Ql，使得在第一电感LI两端产生交流信号，该信号经第一、二电感的互感及耦合电容的耦合作用，在第二电感L2与耦合电容的输出端产生同样频率的交流信号，送至输出电路。控制电路Al供电管脚POWER接输本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直流开关电源电路，包括能量转换电路、控制电路、和输出电路；其特征在于：直流开关电源电路还包括输入电路；所述输入电路包括过压保护电路和汇流电路；汇流电路包括第一二极管与第二二极管；输入电压经过压保护电路后输入到汇流电路，汇流电路将经过压保护电路的输入电压与输出电路输出的输出电压汇流后为控制电路供电；能量转换电路由输入电压供电，并在控制电路的控制下产生交流信号；输出电路将能量转换电路产生的交流信号整流滤波后获得所述输出电压；控制电路通过采集所述输出电压来控制能量转换电路中开关器件的开启和关闭时间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘壮华，严忠清，郭茜，金怡宏，李金鸣，岳鹏，韩松，樊鹏辉，卜春光，赵甲，
申请(专利权)人：中国航天时代电子公司，
类型：发明
国别省市：
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