專利名稱：一種穩(wěn)壓式電源變換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源變換電路，尤其是涉及一種穩(wěn)壓式電源變換電路。
背景技術(shù)：
多年來，各種用于恒壓恒流的電源變換電路已經(jīng)得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，包括 反激式電源變換電路、正激式電源變換電路、線性電源變換電路等，其中反激式電源變換電 路由于其無需輸出濾波電感，因此效率高、穩(wěn)定性好，在高壓到低壓的小功率電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域 有著廣泛應(yīng)用，如應(yīng)用于離線式AC/DC (交流/直流)電源適配器、充電器和移動(dòng)設(shè)備的備 用電源等。圖1給出了一種典型的通過變壓器次級(jí)線圈來控制的恒壓恒流輸出反激式電源 變換器的簡化電路。變壓器11主要包括三個(gè)繞組，分別為初級(jí)繞組NP、次級(jí)繞組NS及輔助 繞組NA。反激式電源變換器電路包括一個(gè)作為初級(jí)開關(guān)的MOSFET管12、采樣電阻13、次 級(jí)整流管14、輸出電容15、光耦16、穩(wěn)壓器17、穩(wěn)壓器限流電阻18、穩(wěn)壓器電容19、輸出分 壓反饋電阻20和21、整流二極管22、啟動(dòng)電阻23、電容M及峰值電流模式PWM控制集成 電路25，控制集成電路25啟動(dòng)的初始能量由啟動(dòng)電阻23和電容M提供，當(dāng)反激式電源變 換器電路穩(wěn)定后，變壓器11的輔助繞組NA通過整流二極管22為控制集成電路25提供能 量，反激式電源變換器電路通過光耦16和穩(wěn)壓器17反饋輸出電壓的變化，控制MOSFET管 12的開啟時(shí)間，同時(shí)通過采樣電阻13控制輸出電流。圖2為另一種典型的通過變壓器初級(jí)線圈來控制的恒壓恒流輸出反激式電源變 換器的簡化電路。與圖1所示的反激式電源變換器電路相比，圖2所示的反激式電源變換 器電路不包含圖1中的光耦16和變壓器次級(jí)線圈電流感應(yīng)元件(包括穩(wěn)壓器17、穩(wěn)壓器限 流電阻18、穩(wěn)壓器電容19、輸出分壓反饋電阻20和21)，其通過電阻沈和電阻27直接采樣 控制變壓器11的輔助繞組NA的電壓，從而控制次級(jí)線圈(即次級(jí)繞組NS)的輸出電壓。上述兩種反激式電源變換器電路實(shí)現(xiàn)電源變換都需要應(yīng)用變壓器，通過變壓器的 初級(jí)繞組、次級(jí)繞組及輔助繞組之間的關(guān)系來進(jìn)行電壓變換和維持整個(gè)電路系統(tǒng)的工作。 相比電阻、電容等分立器件，由于變壓器由銅線線圈繞組和磁芯組成，其所占體積較大，同 時(shí)成本也較高，因此致使應(yīng)用變壓器的反激式電源變換器電路的成本也較高，尤其是圖1 所示的反激式電源變換器電路，其還需要光耦等器件，更加增加了成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其無需電感變壓器 便能夠?qū)崿F(xiàn)交流/直流或者直流/直流的電壓變換，且體積小、成本低，可以用于替換目前 小功率應(yīng)用的反激式電源變換電路。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其 特征在于包括限流控制模塊、供電模塊、控制集成電路、MOSFET管和輸出電壓控制模塊， 所述的限流控制模塊接入輸入電壓，所述的限流控制模塊分別與所述的供電模塊、所述的MOSFET管的漏極及所述的輸出電壓控制模塊相連接，所述的供電模塊分別與所述的控制集 成電路的電源端、所述的MOSFET管的源極和襯底及所述的輸出電壓控制模塊相連接，所述 的控制集成電路的控制電壓輸入端與所述的輸出電壓控制模塊相連接，所述的控制集成電 路的控制信號(hào)輸出端與所述的MOSFET管的柵極相連接，所述的MOSFET管的漏極與所述的 輸出電壓控制模塊相連接；所述的供電模塊在所述的限流控制模塊接入輸入電壓后為所述 的控制集成電路提供工作電壓，所述的輸出電壓控制模塊形成控制電壓并傳輸控制電壓給 所述的控制集成電路，所述的控制集成電路根據(jù)控制電壓的大小輸出高電平或低電平控制 所述的MOSFET管開啟或關(guān)閉，所述的輸出電壓控制模塊形成輸出電壓。所述的限流控制模塊主要由第一電阻、第二電阻、第一電容、第二電容、第一二極 管及第一 PNP三極管組成，所述的第一電阻的第一端、所述的第二電阻的第一端、所述的第 二電容的第一端及所述的第一二極管的正極相連接，其公共連接端接入輸入電壓，所述的 第一電阻的第二端、所述的第一電容的第一端及所述的第一 PNP三極管的基極相連接，其 公共連接端分別與所述的供電模塊和所述的輸出電壓控制模塊相連接，所述的第一電容的 第二端分別與所述的第一二極管的負(fù)極及所述的第一 PNP三極管的發(fā)射極相連接，所述的 第一 PNP三極管的集電極與所述的輸出電壓控制模塊相連接，所述的第二電阻的第二端與 所述的第二電容的第二端相連接，其公共連接端分別與所述的MOSFET管的漏極和所述的 輸出電壓控制模塊相連接。所述的輸出電壓控制模塊主要由第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第三 電容、第二二極管、第二 PNP三極管、齊納二極管及第五電容組成，所述的第三電阻的第一 端、第三電容的第一端、第二 PNP三極管的發(fā)射極及所述的第六電阻的第一端相連接，其公 共連接端分別與所述的限流控制模塊和所述的供電模塊相連接，所述的第三電阻的第二 端、所述的第四電阻的第一端及所述的第二 PNP 二極管的基極相連接，所述的第四電阻的 第二端與所述的齊納二極管的負(fù)極相連接，所述的第三電容的第二端與所述的齊納二極管 的正極相連接，其公共連接端分別與所述的限流控制模塊和所述的MOSFET管的漏極相連 接，所述的第二 PNP 二極管的集電極與所述的第五電阻的第一端相連接，其公共連接端與 所述的限流控制模塊相連接，所述的第五電阻的第二端與所述的第二二極管的正極相連 接，所述的第二二極管的負(fù)極、所述的第六電阻的第二端及所述的第五電容的第一端相連 接，其公共連接端與所述的控制集成電路的控制電壓輸入端相連接，所述的第五電容的第 二端與所述的控制集成電路的地端相連接，所述的第三電容的兩端之間形成輸出電壓。所述的第三電阻、所述的第四電阻、所述的齊納二極管和所述的第二 PNP三極管 構(gòu)成穩(wěn)壓電路。所述的供電模塊主要由第七電阻和第四電容組成，所述的第七電阻的第一端分別 與所述的限流控制模塊和所述的輸出電壓控制模塊相連接，所述的第七電阻的第二端與所 述的第四電容的第一端相連接，其公共連接端與所述的控制集成電路的電源端相連接，所 述的第四電容的第二端分別與所述的控制集成電路的地端、所述的MOSFET管的源極和襯 底及所述的輸出電壓控制模塊相連接。所述的控制集成電路主要由電壓檢測(cè)模塊、信號(hào)放大模塊和驅(qū)動(dòng)輸出模塊組成， 所述的電壓檢測(cè)模塊的輸入端為所述的控制集成電路的控制電壓輸入端與所述的輸出電 壓控制模塊相連接，所述的電壓檢測(cè)模塊的輸出端與所述的信號(hào)放大模塊的輸入端相連接，所述的信號(hào)放大模塊的輸出端與所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊的輸入端相連接，所述的驅(qū)動(dòng)輸 出模塊的輸出端與所述的MOSFET管的柵極相連接；所述的電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)所述的輸出 電壓控制模塊形成的控制電壓的大小，所述的電壓檢測(cè)模塊的輸出信號(hào)經(jīng)所述的信號(hào)放大 模塊放大處理后傳輸給所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊，所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊的輸出端為所述的控制 集成電路的控制信號(hào)輸出端輸出高電平或低電平控制所述的MOSFET管開啟或關(guān)閉。所述的電壓檢測(cè)模塊包括第一比較器、第二比較器和下拉電流源，所述的第一比 較器的正相輸入端、所述的第二比較器的反相輸入端和所述的下拉電流源的電流流入端均 與所述的輸出電壓控制模塊相連接，接入所述的輸出電壓控制模塊形成的控制電壓，所述 的第一比較器的反相輸入端接入第一比較電平，所述的第一比較器的輸出端與所述的下拉 電流源的控制端相連接，所述的下拉電流源的電流流出端接所述的控制集成電路的地端， 所述的第二比較器的正相輸入端接入第二比較電平，所述的第二比較器的輸出端與所述的 信號(hào)放大模塊的輸入端相連接，其中，所述的第一比較電平大于所述的第二比較電平，所述 的輸出電壓控制模塊形成的控制電壓在所述的第二比較電平和所述的第一比較電平之間 反復(fù)震蕩。所述的信號(hào)放大模塊包括第一 NMOS管、第二 NMOS管、第一 PMOS管和第二 PMOS管， 所述的第一 NMOS管的漏極和所述的第二 NMOS管的漏極均接所述的控制集成電路的電源 端，所述的第一 NMOS管的柵極和所述的第一 PMOS管的柵極相連接作為所述的信號(hào)放大模 塊的輸入端與所述的電壓檢測(cè)模塊的輸出端相連接，所述的第一 NMOS管的源極、所述的第 一 PMOS管的漏極、所述的第二 NMOS管的柵極和所述的第二 PMOS管的柵極相連接，所述的 第一 PMOS管的源極和襯底及所述的第二 PMOS管的源極和襯底均接所述的控制集成電路的 地，所述的第二 NMOS管的源極和所述的第二 PMOS管的漏極相連接作為所述的信號(hào)放大模 塊的輸出端與所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊的輸入端相連接。所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊包括第三PMOS管、第四PMOS管、第八電阻和第九電阻，所述 的第三PMOS管的漏極接所述的控制集成電路的電源端，所述的第三PMOS管的柵極與所述 的第四PMOS管的柵極相連接作為所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊的輸入端與所述的信號(hào)放大模塊的 輸出端相連接，所述的第三PMOS管的源極和襯底均與所述的第八電阻的第一端相連接，所 述的第八電阻的第二端、所述的第九電阻的第一端和所述的第四PMOS管的漏極相連接，其 公共連接端作為所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊的輸出端與所述的MOSFET管的柵極相連接，所述的 第九電阻的第二端及所述的第四PMOS管的源極和襯底均接所述的控制集成電路的地。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其通過限流控制模塊、供電模塊、控制集成電 路、MOSFET管和輸出電壓控制模塊，而無需電感變壓器和光耦等反饋器件便能夠?qū)崿F(xiàn)交流 /直流或者直流/直流的電壓變換，極大地降低了電路的成本，同時(shí)減小了實(shí)際電路的體 積。通過輸出電壓控制模塊中的穩(wěn)壓電路的調(diào)節(jié)，即改變第三電阻和第四電阻的電阻值比 例或者改變齊納二極管的齊納電壓，能夠準(zhǔn)確地設(shè)定需要的輸出電壓值；通過調(diào)節(jié)限流控 制模塊中的第一電阻即限流電阻的大小，可以設(shè)定電源變換電路輸出電流的最大值。
圖1為一種典型的通過變壓器次級(jí)線圈來控制的恒壓恒流輸出反激式電源變換器的 簡化電路；
圖2為另一種典型的通過變壓器初級(jí)線圈來控制的恒壓恒流輸出反激式電源變換器的簡化電路；
圖3為本發(fā)明的穩(wěn)壓式電源變換電路的模塊圖4為本發(fā)明的穩(wěn)壓式電源變換電路的具體電路圖5為本發(fā)明的控制集成電路的電路圖6為本發(fā)明的控制集成電路實(shí)現(xiàn)控制電壓的電壓值控制的波形圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明提出的一種穩(wěn)壓式電源變換電路，如圖3所示，其主要包括限流控制模塊 430、供電模塊410、控制集成電路440、MOSFET管450和輸出電壓控制模塊420，限流控制 模塊430接入輸入電壓VIN,限流控制模塊430分別與供電模塊410、MOSFET管450的漏 極及輸出電壓控制模塊420相連接，供電模塊410分別與控制集成電路440的電源端VDD、 MOSFET管450的源極和襯底及輸出電壓控制模塊420相連接，控制集成電路440的控制電 壓輸入端VC與輸出電壓控制模塊420相連接，控制集成電路440的控制信號(hào)輸出端fete 與MOSFET管450的柵極相連接，MOSFET管450的漏極與輸出電壓控制模塊420相連接。供 電模塊410在限流控制模塊430接入輸入電壓VIN后為控制集成電路440提供工作所需的 電壓，輸出電壓控制模塊420形成控制電壓Vc并傳輸控制電壓Vc給控制集成電路440，控 制集成電路440根據(jù)控制電壓Vc的大小輸出高電平或低電平控制MOSFET管450開啟或關(guān) 閉，使輸出電壓控制模塊420工作維持形成輸出電壓Vout，即控制集成電路440與輸出電壓 控制模塊420共同作用，通過控制控制電壓Vc的大小實(shí)現(xiàn)對(duì)MOSFET管450的開關(guān)控制，從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓Vout的精確控制。本發(fā)明的穩(wěn)壓式電源變換電路，輸入電壓VIN為直流 電壓，或者交流電壓(如市電)經(jīng)過整流后的電壓，經(jīng)過穩(wěn)壓式電源變換電路控制，實(shí)現(xiàn)直流 Vout輸出。在此具體實(shí)施例中，如圖4所示，限流控制模塊430主要由第一電阻R1、第二電阻 R2、第一電容Cl、第二電容C2、第一二極管Dl及第一 PNP三極管Pl組成，其中Rl為限流電 阻，輸出電壓控制模塊420主要由第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第 三電容C3、第二二極管D2、第二 PNP三極管P2、齊納二極管Zl及第五電容C5組成，供電模 塊410主要由第七電阻R7和第四電容C4組成，第一電阻Rl的第一端、第二電阻R2的第一 端、第二電容C2的第一端及第一二極管Dl的正極相連接，其公共連接端接入輸入電壓VIN， 第一電阻Rl的第二端、第一電容Cl的第一端及第一 PNP三極管Pl的基極相連接，其公共 連接端分別與供電模塊410的第七電阻R7的第一端和輸出電壓控制模塊420的第三電容 C3的第一端、第三電阻R3的第一端、第二 PNP三極管P2的發(fā)射極及第六電阻R6的第一端 的公共連接端相連接，第一電容Cl的第二端分別與第一二極管Dl的負(fù)極及第一 PNP三極 管Pl的發(fā)射極相連接，第一 PNP三極管Pl的集電極與輸出電壓控制模塊420的第二 PNP 三極管P2的集電極與第五電阻R5的第一端的公共連接端相連接，第二電阻R2的第二端與 第二電容C2的第二端相連接，其公共連接端分別與MOSFET管450的漏極和輸出電壓控制 模塊420的第三電容C3的第二端與齊納二極管Zl的正極的公共連接端相連接；第三電阻 R3的第一端、第三電容C3的第一端、第二 PNP三極管P2的發(fā)射極及第六電阻R6的第一端 相連接，其公共連接端分別與限流控制模塊430的第一電阻Rl的第二端、第一電容Cl的第 一端及第一 PNP三極管Pl的基極的公共連接端和供電模塊410的第七電阻R7的第一端相連接，第三電阻R3的第二端、第四電阻R4的第一端及第二 PNP 二極管P2的基極相連接，第 四電阻R4的第二端與齊納二極管Zl的負(fù)極相連接，第三電容C3的第二端與齊納二極管Zl 的正極相連接，其公共連接端分別與限流控制模塊430的第二電阻R2的第二端與第二電容 C2的第二端的公共連接端和MOSFET管450的漏極相連接，第二 PNP 二極管P2的集電極與 第五電阻R5的第一端相連接，其公共連接端與限流控制模塊430的第一 PNP三極管Pl的集 電極相連接，第五電阻R5的第二端與第二二極管D2的正極相連接，第二二極管D2的負(fù)極、 第六電阻R6的第二端及第五電容C5的第一端相連接，其公共連接端與控制集成電路440 的控制電壓輸入端VC相連接，第五電容C5的第二端分別與控制集成電路440的地端VSS、 MOSFET管450的源極和襯底及供電模塊410的第四電容C4的第二端相連接，第三電容C3 的兩端之間形成輸出電壓Vout ；第七電阻R7的第一端分別與限流控制模塊430的第一電 阻Rl的第二端、第一電容Cl的第一端及第一 PNP三極管Pl的基極的公共連接端和輸出電 壓控制模塊420的第三電容C3的第一端、第三電阻R3的第一端、第二 PNP三極管P2的發(fā) 射極及第六電阻R6的第一端的公共連接端相連接，第七電阻R7的第二端與第四電容C4的 第一端相連接，其公共連接端與控制集成電路440的電源端VDD相連接，第四電容C4的第 二端分別與控制集成電路440的地端VSS、MOSFET管450的源極和襯底及輸出電壓控制模 塊420的第五電容C5的第二端相連接。 在此具體實(shí)施例中，如圖3至圖5所示，控制集成電路440主要由電壓檢測(cè)模塊 501、信號(hào)放大模塊502和圖騰柱結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輸出模塊503組成，電壓檢測(cè)模塊501的輸入 端即為控制集成電路440的控制電壓輸入端VC與輸出電壓控制模塊420相連接，電壓檢測(cè) 模塊501的輸出端與信號(hào)放大模塊502的輸入端相連接，信號(hào)放大模塊502的輸出端與驅(qū) 動(dòng)輸出模塊503的輸入端相連接，驅(qū)動(dòng)輸出模塊503的輸出端與MOSFET管450的柵極相連 接；電壓檢測(cè)模塊501檢測(cè)輸出電壓控制模塊420形成的控制電壓Vc的大小，電壓檢測(cè)模 塊501的輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大模塊502放大處理后傳輸給驅(qū)動(dòng)輸出模塊503，驅(qū)動(dòng)輸出模 塊503的輸出端即為控制集成電路440的控制信號(hào)輸出端fete輸出高電平或低電平控制 MOSFET管450開啟或關(guān)閉。 在此，如圖5所示，電壓檢測(cè)模塊501包括第一比較器COMPl、第二比較器C0MP2和 下拉電流源Ipull，第一比較器COMPl的正相輸入端、第二比較器C0MP2的反相輸入端和下 拉電流源Ipull的電流流入端均與輸出電壓控制模塊420相連接，接入輸出電壓控制模塊 420形成的控制電壓Vc，第一比較器COMPl的反相輸入端接入第一比較電平VH，第一比較器 COMPl的輸出端與下拉電流源Ipull的控制端相連接，下拉電流源Ipull的電流流出端接控 制集成電路440的地端VSS，第二比較器C0MP2的正相輸入端接入第二比較電平VL，第二比 較器C0MP2的輸出端與信號(hào)放大模塊502的輸入端相連接，第一比較電平VH和第二比較電 平VL均由電壓檢測(cè)模塊501內(nèi)部的基準(zhǔn)電路(在圖中未示出)產(chǎn)生，其中，第一比較電平VH 大于第二比較電平VL，且第一比較電平VH和第二比較電平VL均小于控制集成電路440的 電源，輸出電壓控制模塊420形成的控制電壓Vc在第二比較電平VL和第一比較電平VH之 間反復(fù)震蕩；信號(hào)放大模塊502包括第一 NMOS管匪1、第二 NMOS管匪2、第一 PMOS管PMl 和第二 PMOS管PM2，第一 NMOS管匪1的漏極和第二 NMOS管匪2的漏極均接控制集成電路 440的電源端VDD，第一 NMOS管匪1的柵極和第一 PMOS管PMl的柵極相連接作為信號(hào)放大 模塊502的輸入端與電壓檢測(cè)模塊501的輸出端相連接，第一NMOS管匪1的源極、第一PMOS管PMl的漏極、第二 NMOS管匪2的柵極和第二 PMOS管PM2的柵極相連接，第一 PMOS管PMl 的源極和襯底及第二 PMOS管PM2的源極和襯底均接控制集成電路440的地VSS，第二 NMOS 管匪2的源極和第二 PMOS管PM2的漏極相連接作為信號(hào)放大模塊502的輸出端與驅(qū)動(dòng)輸 出模塊503的輸入端相連接；驅(qū)動(dòng)輸出模塊503包括第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第 八電阻R8和第九電阻R9，第三PMOS管PM3的漏極接控制集成電路440的電源端VDD，第三 PMOS管PM3的柵極與第四PMOS管PM4的柵極相連接作為驅(qū)動(dòng)輸出模塊503的輸入端與信 號(hào)放大模塊502的輸出端相連接，第三PMOS管PM3的源極和襯底均與第八電阻R8的第一 端相連接，第八電阻R8的第二端、第九電阻R9的第一端和第四PMOS管PM4的漏極相連接， 其公共連接端作為驅(qū)動(dòng)輸出模塊503的輸出端與MOSFET管450的柵極相連接，第九電阻R9 的第二端及第四PMOS管PM4的源極和襯底均接控制集成電路440的地VSS。在此，電壓檢測(cè)模塊501檢測(cè)控制電壓Vc的值，使其在第二比較電平VL和第一比 較電平VH之間震蕩，當(dāng)控制電壓Vc大于第一比較電平VH時(shí)，第二比較器C0MP2輸出低電 平，驅(qū)動(dòng)輸出模塊503關(guān)閉，第一比較器COMPl輸出高電平，打開下拉電流源Ipull，讓控制 電壓Vc放電，拉低控制電壓Vc的電壓值；當(dāng)控制電壓Vc小于第二比較電平VL時(shí)，第一比 較器COMPl輸出低電平，下拉電流源Ipull關(guān)閉，第二比較器C0MP2輸出高電平，通過信號(hào) 放大，打開驅(qū)動(dòng)輸出模塊503，驅(qū)動(dòng)輸出模塊503控制MOSFET管450開啟，打開輸出電壓控 制模塊420的第二 PNP三極管P2，通過輸出電壓控制模塊420的第五電阻R5、第二二極管 D2給第五電容C5充電，從而拉高控制電壓Vc的電壓值。本控制集成電路實(shí)現(xiàn)控制電壓的 電壓值控制的波形圖如圖6所示。本發(fā)明的穩(wěn)壓式電源變換電路通過接入輸入電壓VIN后，電流通過第一電阻Rl、 第七電阻R7流入控制集成電路440的電源端VDD (即使供電模塊410啟動(dòng)，提供給控制集 成電路440工作所需的電壓)，控制集成電路440啟動(dòng)，同時(shí)電流通過第一電阻R1、第六電阻 R6給第五電容C5充電，此時(shí)第五電容C5上的電壓小于控制集成電路440的電壓檢測(cè)模塊 501的第二比較電平VL，控制集成電路440的控制信號(hào)輸出端fete即驅(qū)動(dòng)輸出模塊503的 輸出端輸出高電平，驅(qū)動(dòng)MOSFET管450開啟。此時(shí)輸入電壓VIN的電流就會(huì)通過第一電阻 R1、第三電阻R3、第四電阻R4及齊納二極管Zl流到控制集成電路440的地端VSS，設(shè)第一 電阻R1、第三電阻R3和第四電阻R4的阻值分別為禮、R3、R4，齊納二極管Zl的齊納電壓為 VZD、流過的電流為Is，則圖4中所示‘ + ’、‘一，兩個(gè)輸出端口之間的壓差即輸出電壓Vout 為Vout=VZD+ (R3+R4)XIs。隨著MOSFET管450的開啟，流過齊納二極管Zl的電流Is慢 慢變大，第三電阻R3兩端的壓差VX慢慢變大，當(dāng)?shù)谌娮鑂3兩端的壓差VX大于第二 PNP 三極管P2的發(fā)射結(jié)正向?qū)妷篤BE2時(shí)，第二 PNP三極管P2開啟，電流從第二 PNP三極 管P2的集電極流出，通過第五電阻R5和第二二極管D2給第五電容C5充電，此充電電流一 般較大，第五電容C5上的電壓即控制電壓Vc很快上升，達(dá)到控制集成電路440的電壓檢測(cè) 模塊501的第一比較電平VH，控制集成電路440的控制信號(hào)輸出端fete即驅(qū)動(dòng)輸出模塊 503的輸出端輸出低電平，MOSFET管450關(guān)閉，控制集成電路440的下拉電流源Ipull開 啟，使控制電壓Vc的電壓值下降。當(dāng)控制電壓Vc的電壓值下降到第二比較電平VL時(shí)，又 進(jìn)入下一個(gè)開啟周期，從而往復(fù)工作。這樣，在VX= VBE2時(shí)，即為輸出電壓Vout穩(wěn)定時(shí)刻， 此時(shí) Is=VBE2/ R3,因此輸出電壓 Vout 被控制在 Vout=VZD+ (R3+R4) / &XVBE2。本發(fā)明的限流控制模塊430主要起到過流保護(hù)的作用，用以控制輸出電流的最大
9值，防止輸出電流過大，在本發(fā)明的穩(wěn)壓式電源變換電路工作時(shí)，設(shè)限流控制模塊430的輸 出電流為lout，該電流是輸入電壓通過第一電阻Rl(即限流電阻)流到限流控制模塊430的 輸出端，在第一電阻Rl上產(chǎn)生了電壓降Va，Va=IoutXR1，當(dāng)輸出電流lout增大時(shí)，電壓降 Va也隨之增大，如果電壓降Va增大到第一 PNP三極管Pl的發(fā)射結(jié)正向?qū)妷篤BEl時(shí)， 第一 PNP三極管Pl就會(huì)開啟，電流將會(huì)從第一 PNP三極管Pl的集電極流出，經(jīng)過輸出電壓 控制模塊420的第五電阻R5和第二二極管D2，流入第五電容C5，從而使控制電壓Vc升高 到控制集成電路440的電壓檢測(cè)模塊501的第一比較電平VH以上，此時(shí)控制集成電路440 的控制信號(hào)輸出端fete即驅(qū)動(dòng)輸出模塊503的輸出端會(huì)輸出低電平，關(guān)閉MOSFET管450， 實(shí)現(xiàn)輸出最大電流的控制，那么輸出最大電流的時(shí)刻即為Va = VBEl的時(shí)刻，因此，輸出電 流最大限制點(diǎn)為Ilimit=Va/ R1= VBEl/ R10
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其特征在于包括限流控制模塊、供電模塊、控制集成電 路、MOSFET管和輸出電壓控制模塊，所述的限流控制模塊接入輸入電壓，所述的限流控制模 塊分別與所述的供電模塊、所述的MOSFET管的漏極及所述的輸出電壓控制模塊相連接，所 述的供電模塊分別與所述的控制集成電路的電源端、所述的MOSFET管的源極和襯底及所 述的輸出電壓控制模塊相連接，所述的控制集成電路的控制電壓輸入端與所述的輸出電壓 控制模塊相連接，所述的控制集成電路的控制信號(hào)輸出端與所述的MOSFET管的柵極相連 接，所述的MOSFET管的漏極與所述的輸出電壓控制模塊相連接；所述的供電模塊在所述的 限流控制模塊接入輸入電壓后為所述的控制集成電路提供工作電壓，所述的輸出電壓控制 模塊形成控制電壓并傳輸控制電壓給所述的控制集成電路，所述的控制集成電路根據(jù)控制 電壓的大小輸出高電平或低電平控制所述的MOSFET管開啟或關(guān)閉，所述的輸出電壓控制 模塊形成輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其特征在于所述的限流控制模 塊主要由第一電阻、第二電阻、第一電容、第二電容、第一二極管及第一 PNP三極管組成，所 述的第一電阻的第一端、所述的第二電阻的第一端、所述的第二電容的第一端及所述的第 一二極管的正極相連接，其公共連接端接入輸入電壓，所述的第一電阻的第二端、所述的第 一電容的第一端及所述的第一 PNP三極管的基極相連接，其公共連接端分別與所述的供電 模塊和所述的輸出電壓控制模塊相連接，所述的第一電容的第二端分別與所述的第一二極 管的負(fù)極及所述的第一 PNP三極管的發(fā)射極相連接，所述的第一 PNP三極管的集電極與所 述的輸出電壓控制模塊相連接，所述的第二電阻的第二端與所述的第二電容的第二端相連 接，其公共連接端分別與所述的MOSFET管的漏極和所述的輸出電壓控制模塊相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其特征在于所述的輸出電壓 控制模塊主要由第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第三電容、第二二極管、第二 PNP 三極管、齊納二極管及第五電容組成，所述的第三電阻的第一端、第三電容的第一端、第二 PNP三極管的發(fā)射極及所述的第六電阻的第一端相連接，其公共連接端分別與所述的限流 控制模塊和所述的供電模塊相連接，所述的第三電阻的第二端、所述的第四電阻的第一端 及所述的第二 PNP 二極管的基極相連接，所述的第四電阻的第二端與所述的齊納二極管的 負(fù)極相連接，所述的第三電容的第二端與所述的齊納二極管的正極相連接，其公共連接端 分別與所述的限流控制模塊和所述的MOSFET管的漏極相連接，所述的第二 PNP 二極管的集 電極與所述的第五電阻的第一端相連接，其公共連接端與所述的限流控制模塊相連接，所 述的第五電阻的第二端與所述的第二二極管的正極相連接，所述的第二二極管的負(fù)極、所 述的第六電阻的第二端及所述的第五電容的第一端相連接，其公共連接端與所述的控制集 成電路的控制電壓輸入端相連接，所述的第五電容的第二端與所述的控制集成電路的地端 相連接，所述的第三電容的兩端之間形成輸出電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其特征在于所述的第三電阻、所 述的第四電阻、所述的齊納二極管和所述的第二 PNP三極管構(gòu)成穩(wěn)壓電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其特征在于所述的供電模塊主 要由第七電阻和第四電容組成，所述的第七電阻的第一端分別與所述的限流控制模塊和所 述的輸出電壓控制模塊相連接，所述的第七電阻的第二端與所述的第四電容的第一端相連 接，其公共連接端與所述的控制集成電路的電源端相連接，所述的第四電容的第二端分別與所述的控制集成電路的地端、所述的MOSFET管的源極和襯底及所述的輸出電壓控制模 塊相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其特征在于所述的控制集成電 路主要由電壓檢測(cè)模塊、信號(hào)放大模塊和驅(qū)動(dòng)輸出模塊組成，所述的電壓檢測(cè)模塊的輸入 端為所述的控制集成電路的控制電壓輸入端與所述的輸出電壓控制模塊相連接，所述的電 壓檢測(cè)模塊的輸出端與所述的信號(hào)放大模塊的輸入端相連接，所述的信號(hào)放大模塊的輸出 端與所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊的輸入端相連接，所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊的輸出端與所述的MOSFET 管的柵極相連接；所述的電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)所述的輸出電壓控制模塊形成的控制電壓的大 小，所述的電壓檢測(cè)模塊的輸出信號(hào)經(jīng)所述的信號(hào)放大模塊放大處理后傳輸給所述的驅(qū)動(dòng) 輸出模塊，所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊的輸出端為所述的控制集成電路的控制信號(hào)輸出端輸出高 電平或低電平控制所述的MOSFET管開啟或關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其特征在于所述的電壓檢測(cè)模 塊包括第一比較器、第二比較器和下拉電流源，所述的第一比較器的正相輸入端、所述的第 二比較器的反相輸入端和所述的下拉電流源的電流流入端均與所述的輸出電壓控制模塊 相連接，接入所述的輸出電壓控制模塊形成的控制電壓，所述的第一比較器的反相輸入端 接入第一比較電平，所述的第一比較器的輸出端與所述的下拉電流源的控制端相連接，所 述的下拉電流源的電流流出端接所述的控制集成電路的地端，所述的第二比較器的正相輸 入端接入第二比較電平，所述的第二比較器的輸出端與所述的信號(hào)放大模塊的輸入端相連 接，其中，所述的第一比較電平大于所述的第二比較電平，所述的輸出電壓控制模塊形成的 控制電壓在所述的第二比較電平和所述的第一比較電平之間反復(fù)震蕩。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其特征在于所述的信號(hào)放大模塊 包括第一 NMOS管、第二 NMOS管、第一 PMOS管和第二 PMOS管，所述的第一 NMOS管的漏極和 所述的第二 NMOS管的漏極均接所述的控制集成電路的電源端，所述的第一 NMOS管的柵極 和所述的第一 PMOS管的柵極相連接作為所述的信號(hào)放大模塊的輸入端與所述的電壓檢測(cè) 模塊的輸出端相連接，所述的第一 NMOS管的源極、所述的第一 PMOS管的漏極、所述的第二 NMOS管的柵極和所述的第二 PMOS管的柵極相連接，所述的第一 PMOS管的源極和襯底及所 述的第二 PMOS管的源極和襯底均接所述的控制集成電路的地，所述的第二 NMOS管的源極 和所述的第二 PMOS管的漏極相連接作為所述的信號(hào)放大模塊的輸出端與所述的驅(qū)動(dòng)輸出 模塊的輸入端相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種穩(wěn)壓式電源變換電路，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊 包括第三PMOS管、第四PMOS管、第八電阻和第九電阻，所述的第三PMOS管的漏極接所述的 控制集成電路的電源端，所述的第三PMOS管的柵極與所述的第四PMOS管的柵極相連接作 為所述的驅(qū)動(dòng)輸出模塊的輸入端與所述的信號(hào)放大模塊的輸出端相連接，所述的第三PMOS 管的源極和襯底均與所述的第八電阻的第一端相連接，所述的第八電阻的第二端、所述的 第九電阻的第一端和所述的第四PMOS管的漏極相連接，其公共連接端作為所述的驅(qū)動(dòng)輸 出模塊的輸出端與所述的MOSFET管的柵極相連接，所述的第九電阻的第二端及所述的第 四PMOS管的源極和襯底均接所述的控制集成電路的地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種穩(wěn)壓式電源變換電路，包括限流控制模塊、供電模塊、控制集成電路、MOSFET管和輸出電壓控制模塊，限流控制模塊接入輸入電壓，限流控制模塊分別與供電模塊、MOSFET管的漏極及輸出電壓控制模塊連接，供電模塊分別與控制集成電路的電源、MOSFET管的源極和襯底及輸出電壓控制模塊連接，控制集成電路的控制電壓輸入端與輸出電壓控制模塊連接，控制集成電路的控制信號(hào)輸出端與MOSFET管的柵極連接，MOSFET管的漏極與輸出電壓控制模塊連接；優(yōu)點(diǎn)在于其通過限流控制模塊、供電模塊、控制集成電路、MOSFET管和輸出電壓控制模塊，而無需電感變壓器和光耦等反饋器件便能夠?qū)崿F(xiàn)交流/直流或者直流/直流的電壓變換，極大地降低了電路的成本，同時(shí)減小了實(shí)際電路的體積。
文檔編號(hào)H02M3/155GK102097937SQ201110002629
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者朱曉杰 申請(qǐng)人:日銀Imp微電子有限公司