專利名稱：集成化大電流直流—直流升壓穩(wěn)壓電源的輔助電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于電子設(shè)備的穩(wěn)壓電源，特別涉及一種集成化大電流直流一直流升壓穩(wěn)壓電源的輔助電路。
背景技術(shù)：
隨著手機(jī)的迅速推廣，以電池供電的各種電子儀器隨之進(jìn)入了一個(gè)大發(fā)展時(shí)代，已經(jīng)成為各種電子儀表的新一代便攜式儀表。
以電池供電的電子儀器經(jīng)常使用直流一直流(DC—DC)升壓型的各種集成化穩(wěn)壓電源。其優(yōu)點(diǎn)在于可以從電池的低電壓升至某一高電源電壓，并且穩(wěn)壓。這一類集成電路目前有上百種不同型號(hào)，應(yīng)用于各種便攜式儀表中。然而與降壓型集成穩(wěn)壓電路相比較，上述升壓型集成電路的一個(gè)共同的主要缺點(diǎn)，在于它們的輸出電壓都隨大電流輸出而下降，與此同時(shí)，供電電池也會(huì)有不同程度的電源電壓下降的現(xiàn)象。例如，這種穩(wěn)壓電路的輸出電流達(dá)到額定輸出電流的50%時(shí)，它們的輸出電壓依型號(hào)的不同可能有10% 30%范圍內(nèi)下降。上述不良效應(yīng)可能導(dǎo)致如下四個(gè)缺點(diǎn)(1)集成穩(wěn)壓電路和電池電壓的下降，可能引起整機(jī)掉電保護(hù)電路的誤動(dòng)作，甚至可能迫使整機(jī)自動(dòng)停電。(2)電池電壓的下降或波動(dòng)，可以做為一種電源干擾信號(hào)竄入整機(jī)的其它電路中，使它們不能正常工作。(3)隨著電池電壓的下降和集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓下降，又導(dǎo)致集成穩(wěn)壓電路的工作效率的下降，形成集成電路內(nèi)部的無謂功耗。當(dāng)效率過低時(shí)，集成電路自身的發(fā)熱量，可能導(dǎo)致電源電路故障。(4)還要特別指出，這種升壓、穩(wěn)壓集成電路在輸出間歇型大電流時(shí)，危害更甚，主要表現(xiàn)在電池電壓劇烈地周期性波動(dòng)。發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種集成化大電流DC—DC升壓穩(wěn)壓電源的輔助電路。
本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是集成化大電流DC—DC升壓穩(wěn)壓電源的輔助電路，包括供電電池及升壓穩(wěn)壓電源電路，其特征在于，還包括RC輔助電路，所述RC輔助電路包括電阻、電容，所述供電電池的正極與電阻一端連接，電阻的另一端分別與電容正極及升壓穩(wěn)壓電源電路連接，電容的負(fù)極分別與供電電池的負(fù)極及升壓穩(wěn)壓電源電路的GND連接。
本實(shí)用新型的有益效果是為電池供電的這種升壓穩(wěn)壓電路在大電流間歇供電條件下，增加一個(gè)輔助電路，在電池和DC—DC升壓穩(wěn)壓電路中起到了重要的緩沖作用，以解決間歇性輸出大電流時(shí)，不會(huì)使供電電池的工作電壓過大下降的問題，克服或部分克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的四個(gè)缺點(diǎn)。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)穩(wěn)壓電路的電路連接框圖。圖2為本實(shí)用新型的電路連接框圖并作為摘要附圖。
具體實(shí)施方式

如圖2所示，集成化大電流DC—DC升壓穩(wěn)壓電源的輔助電路，包括供電電池1及升壓穩(wěn)壓電源電路2，還包括RC輔助電路3， RC輔助電路3包括電阻R、電容C，供電電池1的正極分別與電阻R —端及其它負(fù)載連接，電阻R的另一端分別與電容C正極及升壓穩(wěn)壓電源電路Vi連接，電容C的負(fù)極分別與供電電池1的負(fù)極及升壓穩(wěn)壓電源電路的GND連接，升壓穩(wěn)壓電源電路2的輸出端Vo接至部件2間歇性大電流負(fù)載RL。
由圖2可見，輔助電路3在供電電池1和升壓穩(wěn)壓電源電路2之間起到了隔離作用。電解電容的容量C很大，可以暫存一部分電荷。當(dāng)有間歇大電流需要時(shí)，通過C的反向放電可以保證大電流負(fù)載的用電。于是電池1的供電電流大為減小，甚至減到大電流需求的10%以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了電池電壓僅有較小波動(dòng)。當(dāng)間歇性大電流過去之后，電池l僅以小電流通過R為C充電，補(bǔ)充C中的電荷，已備下次大電流的需求。
可見RC輔助電路在保證電池和DC—DC升壓穩(wěn)壓電路中起到了重要的緩沖作用。
RC輔助電路中的元件數(shù)值選取方法
設(shè)計(jì)輔助電路要滿足如下三個(gè)條件
(1) 按圖1聯(lián)接電路能夠正常工作。電池1和DC—DC升壓穩(wěn)壓集成電路能夠連續(xù)工作，雖然它們?cè)诖箅娏髦螺敵龆加忻黠@下降。
(2) DC—DC升壓穩(wěn)壓集成電路的輸出電流應(yīng)是間歇大電流供電狀態(tài)。若為間歇正脈沖輸出電流形式，其占空比應(yīng)小于15%，若為脈沖串的間歇輸出電流形式，則脈沖串持續(xù)出現(xiàn)時(shí)間與脈沖串產(chǎn)生周期之比應(yīng)小于20%,或者說大電流供電時(shí)間應(yīng)遠(yuǎn)小于供電周期。
(3) 使用圖1的電路，在大電流輸出期間應(yīng)小于l秒，且DC—DC升壓穩(wěn)壓集成電路的輸出電壓的下降不得小于其額定輸出電壓的50%,供電電池的輸出電壓的下降不得小于其額定值的40%，超出上述范圍時(shí)RC輔助電路的效果將明顯下降。
RC輔助電路圖請(qǐng)見圖2。該輔助電路設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)元件(電阻R和電容C)的數(shù)值設(shè)計(jì)，包括以下四步驟。一、 電容的容量設(shè)計(jì)
鑒于DC—DC升壓穩(wěn)壓集成電路的輸出功率不太大，電容C的容量依表1按比例選取。電容C的額定耐壓值應(yīng)大于供電電池的額定輸出電壓的1. 5倍。
_表1 電容C容量的初選值_
圖1中RL上的
瞬時(shí)大電流之值 電容C的容量暫選值
50mA 200 mA 1000 P ~ 2200 P
200mA ~ 500 mA 2200 P 3300 P
二、電阻R之值的暫選
依表2按比例暫選電阻R的阻值。R的額定功率應(yīng)是升壓穩(wěn)壓集成電路的全部負(fù)載功率總和的一半。
_表2R的暫選值_
~~希望電池電壓下降
不超過額定電壓,—圍— R的暫選值_
10 20 Q20 40 Q40 100 Q
5% 10%10% 20%20% ~ 40%
三、 RC數(shù)值的實(shí)際調(diào)整
調(diào)整更換R的不同阻值，對(duì)圖2進(jìn)行有載實(shí)驗(yàn)。多種實(shí)驗(yàn)之時(shí)，在脈沖或脈沖串過去之后的R兩端最大壓降應(yīng)該不大于且接近于電池額定電壓的11%,選擇其中電阻較小者。
再對(duì)于不同的C的電容值分別做電路實(shí)驗(yàn)。對(duì)于圖2電路，要求在大電流輸出期間電池電壓下降值不超出電池額定輸出電壓的10%范圍，從中取C的容量相對(duì)較小者。
四、 重復(fù)第三步驟多遍，使實(shí)現(xiàn)同時(shí)滿足步驟三的兩個(gè)測(cè)試范圍。倘上述兩條件始終不能同時(shí)滿足時(shí)，認(rèn)為圖1中某些部件的阻抗不滿足常規(guī)電路要求，
或者認(rèn)為電池1的能量不足，明顯有負(fù)載誤差。可以考慮加大C的容量再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以期能使電源電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
總而言之，RC輔助電源是電池1和集成穩(wěn)壓電源2之間的一個(gè)有效的隔離電路。當(dāng)輸出大電流時(shí)，電容C處于放電狀態(tài)，為負(fù)載提供主要電流；當(dāng)輸出大電流結(jié)束之后，電池l為C進(jìn)行慢速充電，使之有一段時(shí)間為C儲(chǔ)存電量，為下一次提供大電流做準(zhǔn)備。應(yīng)用實(shí)例
DC1型電池供電的智能儀表，其中有間歇性勵(lì)磁大電流出現(xiàn)。勵(lì)磁電流約80mA，持續(xù)時(shí)間0.6秒，此期間電池電壓下降約為0.52伏。勵(lì)磁電流重復(fù)周期5秒。
希望勵(lì)磁期間電池電壓下降不會(huì)超過5%，經(jīng)過圖2電路調(diào)整試驗(yàn)，最后確定R之值定為IOQ，電容C之值定為1500 PF。實(shí)測(cè)勵(lì)磁期間電池電壓下降O. 15伏，勵(lì)磁過后R上最大電流7mA,是最大勵(lì)磁電流的1/11。
本例中使用3.6 V電池供電，DC—DC型升壓穩(wěn)壓集成電路型號(hào)為MAX167(+5V輸出)。其接線電路圖仍采用圖2電路。
權(quán)利要求1、一種集成化大電流直流—直流升壓穩(wěn)壓電源的輔助電路，包括供電電池(1)及升壓穩(wěn)壓電源電路(2)，其特征在于，還包括RC輔助電路(3)，所述RC輔助電路(3)包括電阻(R)、電容(C)，所述供電電池(1)的正極與電阻(R)一端連接，電阻(R)的另一端分別與電容(C)正極及升壓穩(wěn)壓電源電路(Vi)連接，電容(C)的負(fù)極分別與供電電池(1)的負(fù)極及升壓穩(wěn)壓電源電路的(GND)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種集成化大電流直流—直流升壓穩(wěn)壓電源的輔助電路。包括供電電池及升壓穩(wěn)壓電源電路，還包括RC輔助電路，RC輔助電路包括電阻、電容，供電電池的正極與電阻一端連接，電阻的另一端分別與電容正極及升壓穩(wěn)壓電源電路連接，電容的負(fù)極分別與供電電池的負(fù)極及升壓穩(wěn)壓電源電路的GND連接。本實(shí)用新型的有益效果是在電池和DC-DC升壓穩(wěn)壓電路中起到了重要的緩沖作用，以解決間歇性輸出大電流時(shí)，不會(huì)使供電電池的工作電壓過大下降的問題，克服或部分克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的四個(gè)缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M3/06GK201282422SQ20082014237
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者李長(zhǎng)奇, 楠 王, 王雙存, 皇甫曉蓉, 耿世鈞, 晶 馬 申請(qǐng)人:天津天儀集團(tuán)儀表有限公司