开关型直流稳压电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种开关型直流稳压电路。本实用新型专利技术针对现有技术电路结构复杂，成本高的缺点，公开了一种开关型直流稳压电源，其技术方案，包括第一开关、第二开关和电压比较器，所述第一开关和第二开关串联在输入电压两端，所述第一开关和第二开关的连接点为输出端；所述电压比较器的两个输入端一个连接基准电压，一个连接输出端，所述电压比较器输出端与所述第一开关和第二开关的控制端连接；当输出端电压高于或低于基准电压时，所述电压比较器能够输出两种状态，分别对应所述第一开关和第二开关的导通和关断，所述第一开关导通时，所述第二开关关断，所述第二开关导通时，所述第一开关关断。本实用新型专利技术极大的简化了电路结构、降低了成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及DC-DC(直流-直流)变换器，特别涉及一种开关型直流稳压电路。
技术介绍
DC-DC变换器，也称为功率变换器、开关电源、直流稳压电源等，已经从传统的模拟电路发展到今天的数字电路。现有技术的直流稳压电源，其稳压方式包括脉冲宽度调制模式，英文缩写为PWM(Pulse width Modulation)，脉冲跨周期调制模式，英文缩写为 PSM(Pulse Skip Modulation)等控制方式。其基本控制原理是采样电路对输出电压进行采样，并将其与基准电压进行比较，根据输出电压的变化情况，调整开关管驱动脉冲，从而使输出电压稳定在设定值。图1是现有技术PWM控制模式的电路结构图。采样电路检测到输出电压Vo变化时，把检测到的信号放大整形后送到PWM控制器，PWM控制器对此信号进行处理，调整开关管Tl栅极的驱动脉冲，从而控制开关管Tl的导通和截至时间，达到调整输出电压Vo的目的。图1中，电感Ll和电容Cl组成滤波电路，二极管Dl起保护作用，电阻R为负载，Vin为输入电压。上述控制方式电路设计复杂，器件多，成本高，其中PWM控制器至少包括脉冲发生器、波形控制电路等，需要专门的驱动芯片，反馈电路控制也不方便设计，难度很高。PSM控制方式电路结构更为复杂。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题，就是针对现有技术的直流稳压电源电路结构复杂，成本高的缺点，提供一种开关型直流稳压电源，简化电路结构，降低成本。本技术解决所述技术问题，采用的技术方案是，开关型直流稳压电源，包括第一开关、第二开关和电压比较器，所述第一开关和第二开关串联在输入电压两端，所述第一开关和第二开关的连接点为输出端；所述电压比较器的两个输入端一个连接基准电压，一个连接输出端，所述电压比较器输出端与所述第一开关和第二开关的控制端连接；当输出端电压高于或低于基准电压时，所述电压比较器能够输出两种状态，分别对应所述第一开关和第二开关的导通和关断；所述第一开关导通时，所述第二开关关断，所述第二开关导通时，所述第一开关关断。具体的，所述基准电压由串联在输入电压两端的第一电阻和第二电阻分压得到。进一步的，所述第一开关连接输入电压高端，所述第二开关连接输入电压低端；当输出端电压高于基准电压时，所述第二开关导通；当输出端电压低于基准电压时，所述第一开关导通，所述输入电压低端为输入电压和输出电压的公共端。具体的，所述第一开关和第二开关为晶体管。更具体的，所述晶体管为场效应晶体管，所述控制端为场效应晶体管的栅极；或者，所述晶体管为双极型晶体管，所述控制端为双极型晶体管的基极；或者，所述晶体管为绝缘栅双极型晶体管，所述控制端为绝缘栅双极型晶体管的栅极。优选的，所述第一开关为P沟道场效应晶体管，所述第二开关为N沟道场效应晶体管；所述P沟道场效应晶体管漏极接输入电压高端，源极接N沟道场效应晶体管漏极并作为输出端；所述N沟道场效应晶体管源极接输入电压低端。更进一步的，所述第一开关连接输入电压低端，所述第二开关连接输入电压高端； 当输出端电压高于基准电压时，所述电压比较器输出高电平，所述第一开关导通；当输出端电压低于基准电压时，所述电压比较器输出低电平，所述第二开关导通，所述输入电压高端为输入电压和输出电压的公共端。具体的，所述第一开关和第二开关为晶体管。更具体的，所述晶体管为场效应晶体管，所述控制端为场效应晶体管的栅极；或者，所述晶体管为双极型晶体管，所述控制端为双极型晶体管的基极；或者，所述晶体管为绝缘栅双极型晶体管，所述控制端为绝缘栅双极型晶体管的栅极。优选的，所述第一开关为N沟道场效应晶体管，所述第二开关为P沟道场效应晶体管；所述N沟道场效应晶体管源极接输入电压低端，漏极接P沟道场效应晶体管源极并作为输出端；所述P沟道场效应晶体管漏极接输入电压高端。本技术的有益效果是，极大的简化了电路结构，减少了元器件数量，反馈电路控制设计非常简单，不需要专门的驱动控制芯片，电路成本大大降低。附图说明图1是现有技术的直流稳压电源电路结构示意图；图2是实施例1的电路结构示意图；图3是实施例2的电路结构示意图；图4是实施例3的电路结构示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例，详细描述本技术的技术方案。本技术的开关型直流稳压电源，包括第一开关、第二开关和电压比较器。第一开关和第二开关串联在输入电压两端，第一开关和第二开关的连接点为本技术开关型直流稳压电路输出端。电压比较器的两个输入端一个连接基准电压，一个连接输出端，电压比较器输出端与第一开关和第二开关的控制端连接。当输出端电压高于或低于基准电压时，电压比较器能够输出两种状态，分别对应第一开关和第二开关的导通和关断，并且当第一开关导通时，第二开关关断；反之，当第二开关导通时，第一开关关断。如果第一开关接输入电压高端，第二开关接输入电压低端，当第一开关导通时，输出端电压被抬高，第二开关导通时，输出端电压被拉低。本技术正是根据输出端电压的变化，分别驱动第一开关和第二开关的导通，使输出端电压向相反方向变化，从而在输出端得到稳定的电压，该电压等于基准电压。根据上述工作原理，无论输入电压为正电压或负电压，基准电压(输出端电压)的绝对值都不会大于输入电压的绝对值。根据电压比较器的两个输入端(正相输入端和负相输入端)与基准电压和输出端电压的不同连接关系，比较器输出的两种状态与输出端电压和基准电压的高低关系可以有不同对应关系。如果电压比较器的正相输入端接输出端电压，负相输入端接基准电压，当输4出端电压高于基准电压时，电压比较器输出高电平，反之则输出低电平；如果电压比较器的负相输入端接输出端电压，正相输入端接基准电压，当输出端电压高于基准电压时，电压比较器输出低电平，反之则输出高电平。结合第一开关和第二开关不同驱动方式(低电平导通或高电平导通)，本技术的电路可以有多种组合方式。实施例1参见图2，本例开关型直流稳压电源，包括串联在输入电压Vin两端的第一电阻Rl 和第二电阻R2，串联在输入电压两端的第一开关P沟道场效应晶体管Ql和第二开关N沟道场效应晶体管Q2，以及电压比较器U1。图2中，P沟道场效应晶体管Ql漏极接输入电压 Vin高端，源极接N沟道场效应晶体管Q2漏极，该连接点为本例电路的输出端。N沟道场效应晶体管Q2源极接输入电压Vin低端。本例输入电压Vin为正电压，输入电压Vin低端为本例电路的公共端，即输入电压和输出电压的公共端(接地端G)。本例基准电压Vt由第一电阻Rl和第二电阻R2对输入电压Vin分压得到，即图2中第一电阻Rl和第二电阻R2的连接点电压。图2中电压比较器Ul的两个输入端一个连接基准电压Vt，一个连接输出端电压Vo，电压比较器Ul的输出端与P沟道场效应晶体管Ql和N沟道场效应晶体管Q2的控制端栅极连接。本例电路的稳压动态过程是当输出端电压Vo高于基准电压Vt时，电压比较器Ul输出高电平，N沟道场效应晶体管Q2导通，P沟道场效应晶体管Ql关断，输出电压Vo 被拉低；当输出端电压Vo低于基准电压Vt时，电压比较器Ul输出低电平，P沟道场效应晶体管Ql导通，N沟道场效应晶体管Q2关断，输出电压Vo被抬高。上述过程使输出电压Vo 稳定在设定值(Vt)，显然，Vo<Vin。图2中本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．开关型直流稳压电源，包括第一开关、第二开关和电压比较器，所述第一开关和第二开关串联在输入电压两端，所述第一开关和第二开关的连接点为输出端；所述电压比较器的两个输入端一个连接基准电压，一个连接输出端，所述电压比较器输出端与所述第一开关和第二开关的控制端连接；当输出端电压高于或低于基准电压时，所述电压比较器能够输出两种状态，分别对应所述第一开关和第二开关的导通和关断；所述第一开关导通时，所述第二开关关断，所述第二开关导通时，所述第一开关关断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐埝春，陈京川，
申请(专利权)人：迈普通信技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：90