一种用于正电压转负电压的转换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于正电压转负电压的转换电路，包括采用贴片电子元件的DC

【技术实现步骤摘要】
一种用于正电压转负电压的转换电路


[0001]本专利技术涉及正负电压转换
，具体涉及一种用于正电压转负电压的转换电路。

技术介绍

[0002]用于铁路领域的霍尔电流传感器，尺寸要求越来越小。霍尔电流传感器既要使用正电源，也要使用负电源，对于负电源的负载电流要求较大。辅助电源电压通常为正电压，因此电源电路需要一负电压产生电路，需要将正电压转换成负电压。一般的负电压产生电路结构复杂，成本高，需要变压器等，需要的空间大。
[0003]常见的现有负电源采用电荷泵的方式，输出电压不可调，带负载能力差。如图1所示，输出电流方向为Vo到V1,实现负压输出，输出电压依赖于C2储存的能量，电荷泵电路不用于大电流电路。
[0004]常见的现有负电源还可以采用变压器进行转换以实现带负载能力强的方案，如图2所示,往往需要变压器进行转换，正电压通过电容耦合产生负电压。空间有限的情况下，不易寻找到合适尺寸的变压器。

技术实现思路

[0005]针对
技术介绍
所提出的问题，本专利技术目的在于提供一种用于正电压转负电压的转换电路，解决了现有负电压产生电路的结构复杂，在霍尔电流传感器空间有限的情况下无法满足电路带负载能力强要求的问题。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种用于正电压转负电压的转换电路，包括：
[0008]DC
‑
DC转换单元、电感L2、电感L3、电容C2、二极管D2和运放转换单元U2；
[0009]所述DC
‑
>DC转换单元的脉冲输出端SW分别与所述电感L2、所述电容C2连接，所述电容C2分别与所述电感L3、所述二极管D2连接；其中，所述DC
‑
DC转换单元、所述电感L2、所述电感L3、所述电容C2和所述二极管D2构成电压数值与极性变换模块，所述电压数值与极性变换模块用于进行电压数值的变换和极性变换；
[0010]所述DC
‑
DC转换单元的基准输出端FB通过所述运放转换单元U2与转换电路的输出端口Vo连接；所述DC
‑
DC转换单元与所述运放转换单元U2构成输出电压模块，所述输出电压模块用于调整输出电压并保持输出电压稳定；
[0011]其中，所述DC
‑
DC转换单元、所述电感L2、所述电感L3、所述电容C2、所述二极管D2和所述运放转换单元U2均采用贴片电子元件。
[0012]在上述技术方案中，DC
‑
DC转换单元用于将输入电压经脉冲输出端SW输出脉冲信号以及基准(FB)信号。将DC
‑
DC转换单元与电感L2、电感L3、电容C2、二极管D2进行组合形成电压数值与极性变换模块用于实现电压数值的变换，从而解决采用电荷泵方式的负电源中输出电压依赖电容所储存的能量，导致输出电压不可调的问题。将DC
‑
DC转换单元的基准输
出端FB通过运放转换单元U2与转换电路的输出端口连接形成输出电压模块，从而保持输出电压稳定，输出电压模块用于在保持输出电压稳定的同时实现输出电压可调的功能。从而解决采用电荷泵方式的负电源中输出电压依赖电容所储存的能量，导致输出电压不可调的问题。
[0013]DC
‑
DC转换单元、电感L2、电感L3、电容C2、二极管D2和运放转换单元U2电器元件均采用贴片类型，无需插件器件，适合空间高度不超过5mm的使用环境。满足铁路领域的霍尔电流传感器尺寸要求越来越小的要求，解决了现有负电压产生电路的结构复杂，在霍尔电流传感器空间有限的情况下无法满足电路带负载能力强要求的问题。
[0014]在一种可选实施例中，所述DC
‑
DC转换单元包括MOS开关管Q和限流电阻R，其中，所述MOS开关管Q的源极与所述限流电阻R连接，所述MOS开关管Q的漏极为脉冲输出端SW，所述MOS开关管Q的栅极与驱动连接。
[0015]在一种可选实施例中，所述MOS开关管Q导通时，所述电感L2和所述电感L3进行充能，所述电容C2进行放能。
[0016]在一种可选实施例中，所述MOS开关管Q关断时，所述电感L2和所述电感L3进行放能，所述电容C2进行充能。
[0017]在一种可选实施例中，所述电压数值与极性变换模块根据公式(1)进行电压数值的变换，所述公式(1)如下：
[0018]Vout＝Vin*(
‑
D)/(1
‑
D)
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(1)
[0019]其中，Vout为输出电压，Vin为输入电压，D为导通的占空比。
[0020]在一种可选实施例中，所述输出电压模块还包括串联的电阻R3和电阻R4，所述运放转换单元U2的反向输入端连接于所述电阻R3和所述电阻R4的中间节点，所述电阻R4远离所述电阻R3的一端与所述运放转换单元U2的输出端连接。
[0021]在一种可选实施例中，所述输出电压模块根据公式(2)改变所述电阻R3和所述电阻R4的阻值进行电压数值的变换，所述公式(2)如下：
[0022]Vout＝
‑
Vfb*(R3/R4)
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(2)
[0023]其中，Vout为输出电压，Vfb为所述电阻R4远离所述电阻R3一端的电压，R3为电阻R3的阻值，R4为电阻R4的阻值。
[0024]在一种可选实施例中，流经所述电阻R4的电流为：I4＝(Vfb
–
V
‑
)/R4，其中，I4为流经所述电阻R4的电流，Vfb为所述电阻R4远离所述电阻R3一端的电压，V
‑
为运放U2的反向输入端电压。
[0025]在一种可选实施例中，流经所述电阻R3的电流为：I3＝(V
‑
‑
Vout)/R3，其中，I3为流经所述电阻R3的电流。
[0026]在一种可选实施例中，所述输出端口Vo还连接有电容C3。
[0027]本申请与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0028]现有采用变压器进行转换的负电源需要采用变压器进行转换才能解决带负载能力弱的问题，但是对于霍尔电流传感器来说，其内部空间较小，无法对变压器进行容纳。对于距离下壳仅4.8mm尺寸的内部印制板而言，需要电子器件均采用贴片式电子器件才能实现其功能。而本专利技术所提供的一种用于正电压转负电压的转换电路采用贴片式电子器件，满足霍尔电流传感器尺寸的基础上，同时满足霍尔电流传感器的双向电流输出，传感器的
电流测试范围可以更宽，无需再受限于负电流的带载能力问题。与现有负电压电路相比，本专利技术所提供的转换电路的电路结构更简单，更适合较小空间；输出电压可调，带负载能力强，成本较低；性能稳定，适用于轨道交通行业的霍尔电流传感器。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于正电压转负电压的转换电路，其特征在于，包括：DC
‑
DC转换单元、电感L2、电感L3、电容C2、二极管D2和运放转换单元U2；所述DC
‑
DC转换单元的脉冲输出端SW分别与所述电感L2、所述电容C2连接，所述电容C2分别与所述电感L3、所述二极管D2连接；其中，所述DC
‑
DC转换单元、所述电感L2、所述电感L3、所述电容C2和所述二极管D2构成电压数值与极性变换模块，所述电压数值与极性变换模块用于进行电压数值的变换和极性变换；所述DC
‑
DC转换单元的基准输出端FB通过所述运放转换单元U2与转换电路的输出端口Vo连接；所述DC
‑
DC转换单元与所述运放转换单元U2构成输出电压模块，所述输出电压模块用于调整输出电压并保持输出电压稳定；其中，所述DC
‑
DC转换单元、所述电感L2、所述电感L3、所述电容C2、所述二极管D2和所述运放转换单元U2均采用贴片电子元件。2.根据权利要求1所述的一种用于正电压转负电压的转换电路，其特征在于，所述DC
‑
DC转换单元包括MOS开关管Q和限流电阻R，其中，所述MOS开关管Q的源极与所述限流电阻R连接，所述MOS开关管Q的漏极为脉冲输出端SW，所述MOS开关管Q的栅极与驱动连接。3.根据权利要求2所述的一种用于正电压转负电压的转换电路，其特征在于，所述MOS开关管Q导通时，所述电感L2和所述电感L3进行充能，所述电容C2进行放能。4.根据权利要求3所述的一种用于正电压转负电压的转换电路，其特征在于，所述MOS开关管Q关断时，所述电感L2和所述电感L3进行放能，所述电容C2进行充能。5.根据权利要求4所述的一种用于正电压转负电压的转换电路，其特征在于，所述电压数值与极性变换模块根据公式(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝萍，
申请(专利权)人：绵阳市维博电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：