一种新型微功耗电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电源。本实用新型专利技术公开了一种新型微功耗电源，包括可调高幅值矩形波电路、串入并出阵列电路、稳压电路、输出驱动电路、非门RC震荡电路，可调高幅值矩形波电路分别与串入并出阵列电路、稳压电路连接，稳压电路与非门RC震荡电路连接，非门RC震荡电路与串入并出阵列电路连接。本实用新型专利技术本实用新型专利技术的空载电流小，效率高，能输出稳定的高幅值矩形波，峰值可调，具有驱动能力，且结构简单。本实用新型专利技术串入并出阵列电路结构简单，易于增加级数。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电源，具体涉及一种新型微功耗电源。
技术介绍
现有降压型非线性电源分为两类，一类是以电感为基础的BUCK电路(降压式变换电路)，不适合做微功率电源。另一类是以变压器为基础的开关电源，由于磁芯特性，使其空载工作过程中必须存在MA级维持电流，也不适合做几十MW的开关电源。此类电源属于电荷泵，是一种以电容为能量传输介质的开关电源。常见的电荷泵为升压型电荷泵，主要实现电源电压的η倍输出。降压型电荷泵现在也较普遍，但工作电压不高于50V，电压输出为 1/2、1/3、2/3 等倍数。由于电荷泵的特性，使得其工作频率一般达到MHz。其控制阵列由半导体构成，易于集成。常见电荷泵芯片max232(升压型)、maxl730(降压型)。现有产品由于其工作频率高空载损耗大，工作电压低、变压比小，不适合作为以市电为输入的开关电源。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种新型微功耗电源，其空载电流小，能输出稳定的高幅值矩形波，峰值可调，具有驱动能力，且结构简单。为了达到上述目的，本技术有如下技术方案本技术的一种新型微功耗电源，包括可调高幅值矩形波电路、串入并出阵列电路、稳压电路、输出驱动电路、非门RC震荡电路，可调高幅值矩形波电路分别与串入并出阵列电路、稳压电路连接，稳压电路与非门RC震荡电路连接，非门RC震荡电路与串入并出阵列电路连接。其中，所述可调高幅值矩形波电路包括三个晶体管，其中，第三晶体管的基极通过稳压管、电阻与第一晶体管的发射极、第二晶体管的基极连接，第三晶体管的集电极与第一晶体管的基极连接，所述第三晶体管的基极为矩形波输入口，第二晶体管的发射极为可调高幅值矩形波的输出口。其中，所述串入并出阵列电路包括三个二极管，其中，第一个二极管的阴极通过电容与第二个二极管的阴极、第三个二极管的阳级连接，所述第一个二极管的阳极为并入口， 第一个二极管的阴极为串出口，所述第二个二极管的阳极为串入口，所述第三个二极管的阴级为并出口。由于采取了以上技术方案，本技术的优点在于1、本技术的空载电流不大于35uA。170 220V交流输入IOOuA输入时，效率不低于20%。2、能输出稳定的高幅值矩形波，峰值可调，具有驱动能力，且结构简单。3、本技术串入并出阵列电路结构简单，易于增加级数。附图说明图1为本技术电路原理方框示意图；图2为本技术可调高幅值矩形波电路的原理示意图；图3为本技术串入并出阵列电路的原理示意图；图4为本技术非门RC震荡电路的原理示意图；图5为本技术输入输出电流关系图。具体实施方式以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。参见图1，本技术的一种新型微功耗电源，由可调高幅值矩形波电路、串入并出阵列电路、稳压电路、输出驱动电路、非门RC震荡电路组成，可调高幅值矩形波电路分别与串入并出阵列电路、稳压电路连接，稳压电路与非门RC震荡电路连接，非门RC震荡电路与串入并出阵列电路连接。参见图2，可调高幅值矩形波电路220V 电源经过整流后输入可调高幅值矩形波电路，本电路输出的高幅值矩形波用于串入并出整列电容的串行充电控制。该部分电路是设计中的一个难点。高幅值矩形波，传统思想是设计一个高幅值稳压电源，然后用矩形波进行驱动输出获得高幅值稳压。在这里由于空载电流要求小，不能使用此方法。本技术设计构思是利用一个恒流I和一个电阻构成一个稳定高电压U。对电流进行合理规划后，设计的系统工作电流约为震荡电路IOuA+驱动电路15uA+稳压电路 5uA，共计30uA，以此电流作为恒流I。参见图2 电路工作如下，当流过电阻R3的电流大于I恒，稳压管zl02电流增加，通过第三晶体管Q103构成反馈，使第一晶体管QlOl的发射极电压降低，故电阻R3两端电压降低，电流变小构成闭环反馈。于是流经电阻R3的电流恒定，那么电阻R3两端电压稳定，从而Vout =R3*I恒+15V。上面计算忽略了流经稳压管的电流Izl02，但可以在I恒中包含Izl02的直流部分来看待。PWM 口为矩形波输入口，其进行了处理，以实现快速驱动和对Vout矩形波高电平幅值无影响的目的。由上可见，高幅值矩形波具有幅值相对稳定，峰值可调具有一定的驱动能力，且结构简单。在这里可通过更换R3来实现峰值变换的目的。参见图3，串入并出阵列电路本技术的设计基本构思就是对电容组进行串行充电，并行放电，以实现降压、提高效率的目的。串入并出阵列电路为本电源的核心部件， 由多个电容及二极管组成。串入并出阵列设计引入子阵列概念，以子阵列为基础，直接进行扩展。以下对子阵列进行介绍。串入并出的主要方法是靠开关实现串并转换。传统控制方法是以三极管或是场效应管代替开关实现控制。而现在分析其串并过程拟定以不可控二极管代替开关实现控制。参见图3 串入并出阵列电路有四个端口，两个输入两个输出。串入口接矩形波输入口(最4高级)或是上一级的传出口(非最高级)。并出口接并出母线，并入口接并入母线。串行工作时，第一个二极管D104反向截止(如果子阵列位于最低一级，那么可以省略此二极管，此时以最低级的串出为并入母线即地)，第三个二极管D305反向截止状态 (只有最高一级是处于正向导通状态此时并出母线为矩形波输入的峰值)，电容C105充电。 并行母线会接一个开关(用三极管实现)当串行工作时断开。并行工作时第二个二极管D205出于反向截止状态，第一个二极管D104和第三个二极管D305导通，并行母线接的开关导通，使并出母线接输出的VCC。对于工作时，矩形波与并行母线开关波形相反。从而实现串并交替变换。此电路的二极管采用开关管，于是有如下优点结构简单、易于增加级数、效率高， 整个阵列值存在三个端口 串入口、并出母线口以及地。本实施例的串入并出阵列电路由5级组成，即由5个串入并出阵列电路连接组成。 实际应用中，通过增减串入并出阵列数目也能实现相同功能。稳压电路应用型号为HT-7316的稳压电路对电压稳压后供非门RC震荡电路工作，以保证RC震荡频率稳定参见图4，非门RC震荡电路电路中应用非门构成IKHz RC震荡，电路简单。震荡部分实现了串入并出阵列并行输出的驱动控制信号。震荡部分工作电流约为10uA。输出驱动电路非门RC震荡电路输出的控制信号用于控制输出驱动电路，以实现串入并出阵列电路的并联输出。驱动部分都采用了两个NPN三极管串行放大进行功率驱动，以实现小电流对大电流的驱动。此部分电流15uA左右。本技术的设计根据串入并出子阵列数目，即串入并出阵列电路的数目来定义电源名称，以上实施例的串入并出阵列电路为5个，故称五级降压电荷泵。电荷泵输出电压为矩形波峰值/电荷泵级数(子阵列数)。这里由于为实现电能的合理利用峰值计算比较复杂，先列方程组来说明假设输出电压为Vout，忽略二极管压降。 那么峰值为IM Ω (电阻R3) *30uA (假设I恒为30uA) +15V+Vout = Vout*5 (电压级数)，那么这里输出电压为11.25V。由上可知当改变电阻R3和子阵列级数(串入并出阵列电路数目)就会改变输出电压。参见图5:如果输入电流不可控时，输入电压170 300V，输入电流最小值30uA。以上面五级电荷泵电源的参数如下输入电压直流170V 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭爱娇，林永强，邢树志，
申请(专利权)人：秦皇岛尼特智能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：