降壓電路的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流降壓電路，該電路尤其適用于高效率、低待機功耗的無刷直流電機的驅(qū)動器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]傳統(tǒng)的直流降壓轉(zhuǎn)換電路采用串接電阻的方式，負載電流(輸出電流)與輸入電流相同，此種轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換效率通常在50%以下(轉(zhuǎn)換效率等于輸出電壓與輸入電壓的比值)，有些電路的轉(zhuǎn)換效率甚至只有30%左右。此外，因為電能損耗率極高，產(chǎn)生大量的熱量，需要設(shè)置散熱器來排熱。
[0003]因此，亟需一種改進的方案。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明提供一種降壓電路，包括:
[0005]串聯(lián)于一直流電源和一負載之間的開關(guān)；
[0006]開關(guān)控制電路，被配置為當所述負載兩端的電壓高于預定的第一閥值時使所述開關(guān)截止，當所述負載兩端的電壓低于所述第一閥值時使所述開關(guān)導通；
[0007]儲能單元，被配置為當所述開關(guān)導通時由所述直流電源充電，所述開關(guān)截止時向所述負載供電；以及
[0008]過流保護電路，被配置為當所述開關(guān)的輸入電流高于預定的第二閥值時使所述開關(guān)截止，當所述輸入電流低于所述第二閥值時所述開關(guān)由所述開關(guān)控制電路控制。
[0009]依據(jù)一個較佳實施例，所述過流保護電路包括第一比較器，所述第一比較器的一個輸入端連接第一參考電壓，另一個輸入端連接對應于所述輸入電流的第一電壓檢測信號，所述輸出端向所述開關(guān)的受控端輸出控制信號。
[0010]所述開關(guān)控制電路包括第二比較器，所述第二比較器的一個輸入端連接第二參考電壓，另一輸入端連接對應于所述負載兩端電壓的第二電壓檢測信號，輸出端向所述開關(guān)的受控端輸出控制信號。
[0011]較佳的，所述開關(guān)的受控端為低電平時開關(guān)導通，為高電平時開關(guān)截止；所述第一比較器的同相輸入端連接所述第一參考電壓，反相輸入端與串聯(lián)于所述直流電源和開關(guān)之間的采樣電阻的一端連接，輸出端經(jīng)第一單向二極管向所述開關(guān)的受控端輸出控制信號；當所述第一比較器的反相輸入端的電壓檢測信號高于所述第一參考電壓時，所述第一單向二極管截止，所述開關(guān)由所述開關(guān)控制電路控制，當所述第一比較器的反相輸入端的電壓檢測信號低于所述第一參考電壓時，所述第一單向二極管導通，所述第一比較器的輸出端輸出的控制信號使所述開關(guān)截止。
[0012]較佳的，還包括與所述負載并聯(lián)的分流支路，所述分流支路包括第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第二比較器的反相輸入端連接所述第二參考電壓，同相輸入端連接至所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的聯(lián)接點。
[0013]較佳的，所述第一比較器的輸出端與所述第一單向二極管的陽極連接，所述第一單向二極管的陰極與所述第二比較器的同相輸入端連接。
[0014]較佳的，所述第二比較器的同相輸入端經(jīng)第三電阻與第二比較器的輸出端連接。
[0015]較佳的，所述儲能單元包括與所述負載并聯(lián)的電容，所述電路還包括電感和第二單向二極管，所述電感串聯(lián)于所述開關(guān)的輸出端與所述電容的正極之間，所述第二單向二極管的陰極連接所述開關(guān)的輸出端，所述第二單向二極管的陽極連接所述電容的負極。
[0016]較佳的，所述開關(guān)為PNP三極管，所述三極管的發(fā)射極經(jīng)采樣電阻連接到所述直流電源，集電極作為輸出端，基極第四電阻與第二比較器的輸出端連接。
[0017]較佳的，所述PNP三極管的基極經(jīng)第五電阻連接到所述直流電源。
[0018]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
【【附圖說明】】
[0019]圖1是本發(fā)明提供的直流降壓電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2是本發(fā)明一個實施例提供的直流降壓電路的電路圖。
【【具體實施方式】】
[0021]參考圖1，本發(fā)明提供的直流降壓電路連接在電壓輸入電路20與負載60之間。該直流降壓電路包括連接到電壓輸入電路20的開關(guān)電路30、以及連接在開關(guān)電路30與負載60之間的濾波續(xù)流電路50。其中，電壓輸入電路20可以是恒壓直流電源，或者是其他的恒壓輸出電路。開關(guān)電路30控制供電電路的通斷，并與濾波續(xù)流電路50配合將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成想要的輸出電壓Vout。負載60例如可以是但不限于無刷直流電機。下面將結(jié)合圖2對本發(fā)明提供的開關(guān)電路進行更詳細的說明。
[0022]電壓輸入電路20的輸出電壓(即開關(guān)電路30的輸入電壓Vin)例如可以為15伏(V)，負載60兩端的電壓Vout例如可以是5伏。由兩電阻R1和R2組成的分流支路與負載60并聯(lián)。濾波續(xù)流電路50中設(shè)有與負載60并聯(lián)的電容C1作為儲能單元。開關(guān)電路30包括開關(guān)Q1、開關(guān)控制電路33、以及過流保護電路35。開關(guān)控制電路33被配置當負載60兩端的電壓高于預定的第一閥值時使開關(guān)Q1截止，當負載60兩端的電壓低于所述第一閥值時使開關(guān)Q1導通；開關(guān)Q1導通時電壓Vin通過電感L1給電容C1充電，開關(guān)Q1截止時電容C1放電以給負載60供電。過流保護電路35被配置為當開關(guān)Q1的輸入電流I in高于預定的第二閥值時開關(guān)Q1截止，開關(guān)Q1的輸入電流Iin低于所述第二閥值時開關(guān)Q1由開關(guān)控制電路33控制。
[0023]本實施例中，開關(guān)Q1較佳的為PNP三極管，用于控制電壓Vin與負載60之間電路的通斷(即導通與斷開)。濾波續(xù)流電路50包括電感L1、電容C1以及單向二極管D2。電容C1與負載60并聯(lián)，其負極接地。三極管Q1的發(fā)射極通過采樣電阻Rsc連接到輸入電壓Vin。電感L1串聯(lián)于三極管Q1的集電極與電容C1的正極之間。單向二極管D2的陰極連接三極管Q1的集電極，陽極連接電容C1的負極。
[0024]開關(guān)控制電路33包括比較器U1A。比較器U1A的同相輸入端V2連接至兩電阻R1和電阻R2的聯(lián)接點，反相輸入端VI接入?yún)⒖茧妷篤ref2，輸出端02通過電阻R4連接到開關(guān)三極管Q1的基極B，并經(jīng)電阻R3與比較器U1A的同相輸入端V2連接，形成正反饋，產(chǎn)生滯環(huán)作用。開關(guān)三極管Q1的基極B與輸入電壓Vin之間還串接有電阻R5。初始狀態(tài)下，開關(guān)三極管Q1截止，輸入電流Iin為0安培，輸出電壓Vout為0V。比較器U1A的同相輸入端V2的檢測的輸出反饋電壓也為0V(V2 = Vout*R2/(Rl+R2))。此時，同相輸入端V2的電壓小于反相輸入端VI的輸入電壓(即參考電壓Vref2),比較器U1A的輸出端02輸出低電平，使開關(guān)三極管Q1導通，從而使輸入電壓Vin給負載60供電，并給電容C1充電，在此過程中，輸出電壓Vout以及比較器U1A的同相輸入端V2檢測的輸出反饋電壓都逐漸增大。
[0025]當比較器U1A的同相輸入端V2檢測的輸出反饋電壓增加至大于參考電壓Vref2時，比較器U1A的輸出端02輸出高電平，使開關(guān)三極管Q1截止。電感L1通過二極管D2續(xù)流，電容C1放電從而給負載60供電。隨著電容C1的不斷放電，輸出電壓Vout慢慢下降，因此，比較器U1A的同相輸入端V2的檢測電壓也逐漸減小。當輸入端V2的檢測電壓降至小于參考電壓Vref2時，比較器U1A的輸出端02輸出低電平，開關(guān)三極管Q1重新導通使電源Vin向負載60供電，并重新給電容Cl充電。
[0026]如此，在比較器U1A的控制下，開關(guān)三極管Q1周期性地導通與截止，并在續(xù)流電路50的作用下，將輸入電壓15V變換成想要的輸出電壓5V。
[0027]過流保護電路35包括比較器U1B。