一种基于充电器和电池供电的信号源电路及供电方法技术

本发明专利技术涉及一种基于充电器和电池供电的信号源电路及供电方法，属于直流供电技术领域，解决了现有的电源资源功率损耗大、工作效率较低的问题。包括充电器接口、电池盒接口、单刀双掷开关和升降压模块；所述升降压模块包括升压芯片、电感L1、电容C3和续流二极管D2；所述电感L1的一端连接电源正输入端，另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接续流二极管D2的阳极；所述升压芯片的VIN端连接电源正输入端，SWITCH端连接电容C3的一端，GND端连接电源负输入端。实现了用输出的宽范围电压代替小功率直流源的效果，提高了电路的工作效率，同时减小了功率损耗。

A signal source circuit and power supply method based on charger and battery

【技术实现步骤摘要】
一种基于充电器和电池供电的信号源电路及供电方法
本专利技术涉及直流供电
，尤其涉及一种基于充电器和电池供电的信号源电路及供电方法。
技术介绍
某些产品在生产调试过程中，如果需要一个或若干电压源提供电压信号，则会占用一个或多个电压源，在设备资源紧缺的情况下，会导致生产进度耽误等情况。当工作中需要电压信号源时，一般情况下，工程师会直接使用一个小功率源来达成目的，当某个产品需要多个电压信号源时，就会占用更多的功率源，这样做既浪费了资源也可能因设备不足导致进度被耽误。由于以上情况造成了现有的电源资源功率损耗大、工作效率较低且资源紧张。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种基于充电器和电池供电的信号源电路及供电方法，用以解决现有的电源资源功率损耗大、工作效率较低的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种基于充电器和电池供电的信号源电路，其特征在于，包括充电器接口、电池盒接口、单刀双掷开关和升降压模块；所述充电器接口的正极、电池盒接口的正极分别与单刀双掷开关中的一个不动端连接；所述单刀双掷开关的动端为电源正输入端，所述充电器接口的负极、电池盒接口的负极为电源负输入端，电源经升降压模块变压后输出电压信号；所述升降压模块包括升压芯片、电感L1、电容C3和续流二极管D2；所述电感L1的一端连接电源正输入端，另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接续流二极管D2的阳极；所述升压芯片的VIN端连接电源正输入端，SWITCH端连接电容C3的一端，GND端连接电源负输入端。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述充电器接口包括手机充电器接口microusb、type-c和笔记本充电器接口DC-005。进一步，该电路还包括电阻R1和电容C2；所述电阻R1的一端连接升压芯片的COMP端，另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接电源负输入端。进一步，该电路还包括电阻R2和电阻R3；所述电阻R2为可调电阻器；所述电阻R2的一端连接电阻R3的一端和升压芯片的FB端，可滑动端和另一端连接续流二极管D2的阴极；所述电阻R3的另一端连接电源负输入端。进一步，所述信号源电路的输出电压为：Vout＝1.23×(1+R2/R3)式中，UFB表示升压芯片FB管脚的电压，UFB＝1.23V；通过改变电阻R2和电阻R3的阻值比，改变输出电压的大小。进一步，该电路还包括储能电感L2,所述储能电感L2的一端连接续流二极管D2的阳极，另一端连接电源负输入端。进一步，该电路还包括输入滤波电容C1和C6；所述输入滤波电容C1和C6的一端同时连接电源正输入端，另一端同时连接电源负输入端。进一步，该电路还包括输出电容C4，所述输出电容C4的一端连接续流二极管D2的阴极，另一端连接电源负输入端。进一步，通过以下公式计算电容C3的值：根据输入与输出的关系：式中，Uin表示输入端口的电压，U0表示所需的输出端口的电压，D表示占空比；电压波动ΔU0为：ΔU0＝5％U0输出电流I0为：式中，P表示输出端口的功率；开关频率为：式中，Ton表示升压芯片中三极管的开通时间，Toff表示升压芯片中三极管的关断时间；所述电容C3的计算公式为：另一方面，本专利技术实施例提供了一种基于充电器和电池供电的直流信号源电路提供信号源的方法，具体包括：搭建所述直流信号源电路；其中，电容C3的容值大小由公式确定；在充电器接口接入充电器或在电池盒接口接入电池；通过单刀双掷开关选通接入充电器或电池的相应接口；根据所需信号源输出电压大小调整电阻R2和电阻R3的阻值比，得到所需电压值Vout＝UFB×(1+R2/R3)，其中，UFB表示升压芯片FB管脚的电压。与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：1、采用易于得到的电池或充电器搭建信号源电路，实现了用输出的宽范围电压代替小功率直流源的效果，使用一个低成本的可调电压信号源模块替代功率源的部分功能，方便实现，节省了设备资源，提高了工作效率。2、通过调节R2的电阻值，实现了改变输出电压的效果，使得该信号源电路适用性广，易于实施。3、信号源模块结构简单，体积小，重量轻，易于实施和携带。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为一个实施例中基于充电器和电池供电的直流信号源原理图；图2为一个实施例中LM2577内部原理框图；图3为一个实施例中电压范围测试图；图4为一个实施例中手机充电器供电图；图5为一个实施例中实物完成图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术的一个具体实施例，公开了一种基于充电器和电池供电的信号源电路，如图1所示。包括充电器接口、电池盒接口、单刀双掷开关和升降压模块；充电器接口的正极、电池盒接口的正极分别与单刀双掷开关中的一个不动端连接；单刀双掷开关的动端为电源正输入端，充电器接口的负极、电池盒接口的负极为电源负输入端，电源经升降压模块升压后输出电压信号。升降压模块包括升压芯片、电感L1、电容C3和续流二极管D2；电感L1的一端连接电源正输入端，另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接续流二极管D2的阳极；升压芯片的VIN端连接电源正输入端，SWITCH端连接电容C3的一端，GND端连接电源负输入端。具体的升压芯片选用LM2577实现。实施时，选取三节干电池装入电池盒串联供电。使用充电器或干电池供电，可输出宽范围的电压作为一个专用的电压信号源，在信号功率级别的使用范围内替代小功率直流源，节省资源，提高工作效率。通过该信号源电路，实现了用输出的宽范围电压代替小功率直流源的效果，提高了电路的工作效率。实施时，电压范围测试图，如图3所示。从图中可以看出，输入电压最低为4V，输出电压最高位36V。本次设计出的电路的具体输出参数如下表所示：表1直流信号源主要指标主要指标项指标参数输入电压范围4.0V～28.0V输出电压范围1.5V～36.0V最大输出电流3A最大输出功率7W优选的，充电器接口包括手机充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于充电器和电池供电的信号源电路，其特征在于，包括充电器接口、电池盒接口、单刀双掷开关和升降压模块；/n所述充电器接口的正极、电池盒接口的正极分别与单刀双掷开关中的一个不动端连接；所述单刀双掷开关的动端为电源正输入端，所述充电器接口的负极、电池盒接口的负极为电源负输入端，电源经升降压模块变压后输出电压信号；/n所述升降压模块包括升压芯片、电感L1、电容C3和续流二极管D2；所述电感L1的一端连接电源正输入端，另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接续流二极管D2的阳极；所述升压芯片的VIN端连接电源正输入端，SWITCH端连接电容C3的一端，GND端连接电源负输入端。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于充电器和电池供电的信号源电路，其特征在于，包括充电器接口、电池盒接口、单刀双掷开关和升降压模块；
所述充电器接口的正极、电池盒接口的正极分别与单刀双掷开关中的一个不动端连接；所述单刀双掷开关的动端为电源正输入端，所述充电器接口的负极、电池盒接口的负极为电源负输入端，电源经升降压模块变压后输出电压信号；
所述升降压模块包括升压芯片、电感L1、电容C3和续流二极管D2；所述电感L1的一端连接电源正输入端，另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接续流二极管D2的阳极；所述升压芯片的VIN端连接电源正输入端，SWITCH端连接电容C3的一端，GND端连接电源负输入端。


2.根据权利要求1所述的基于充电器和电池供电的信号源电路，其特征在于，所述充电器接口包括手机充电器接口microusb、type-c和笔记本充电器接口DC-005。


3.根据权利要求1所述的基于充电器和电池供电的信号源电路，其特征在于，还包括电阻R1和电容C2；
所述电阻R1的一端连接升压芯片的COMP端，另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接电源负输入端。


4.根据权利要求1所述的基于充电器和电池供电的信号源电路，其特征在于，还包括电阻R2和电阻R3；
所述电阻R2为可调电阻器；
所述电阻R2的一端连接电阻R3的一端和升压芯片的FB端，可滑动端和另一端连接续流二极管D2的阴极；所述电阻R3的另一端连接电源负输入端。


5.根据权利要求4所述的基于充电器和电池供电的信号源电路，其特征在于，所述信号源电路的输出电压为：
Vout＝UFB×(1+R2/R3)
式中，UFB表示升压芯片FB管脚的电压；
通过改变电阻R2和电阻R3的阻值...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶逸峰，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11