[發明專利]低功耗可控穩壓電源電路

有效

• 申請號: 201210596912.0
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103051185A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 張騰翔;葉鵬;陳沖;黃鋒勇
• 申請（專利權）人: 浙江德菱科技有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高可靠、低功耗的穩壓電源電路，尤其適合于智能斷路器的電源管理系統。

背景技術

目前應用于智能斷路器中的電源電路大體上有二種：

1、如圖1，利用穩壓二極管D1、電阻R1和功率晶體管Q1來穩定系統電源電壓VDC。該方式，功率晶體管不能完全工作在開關狀態。此方案功耗大、可靠性差、系統電壓不可控。

2、如圖2，通過驅動信號CTRL控制開關管Q1對前端整流的電壓進行斬波，再經過單向二極管D1向電容CE1充電，由該電容向系統供電。通過采樣電容C1上的電壓來反饋給微處理器，控制驅動信號，使得系統的供電達到穩定。但當微處理器失控未能控制驅動信號時，將導致系統崩潰，電源VDC電壓無法穩定。此方案可靠性差。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種低功耗可控穩壓電源電路，作智能斷路器的主電源之用。

為實現上述目的，本發明采用一種低功耗可控穩壓電源電路，它包括壓控PWM電路、采樣反饋電路、驅動合成電路、調整電路以及微處理器。其中，壓控PWM電路由電容C1、C2、電阻R4、R5、穩壓二極管D2、D3和施密特觸發器U2組成；采樣反饋電路由電阻R6、R7和取樣電容C3組成；驅動合成電路由單或門U1A、電阻R2、R3組成；調整電路由開關管Q1、二極管D1、電容CE1和電阻R1組成；壓控PWM電路U2輸出接驅動合成電路U1A邏輯功能極2，U1A輸出接調整電路Q1的柵極，采樣反饋電路由電容C3取出反饋信號A/D輸入到微處理器的A/D模塊端口，微處理器的輸出接驅動合成電路UIA的1極SPWM。

電路工作時，在啟動階段，微處理器還未正常工作SPWM輸出端為低電平，此時：V_CE1↑→V_R5↑超過限值→U2輸出高電平→U1A輸出高電平→Q1導通→V_CE1↓；V_CE1↓→V_R5↓低于限值→U2輸出低電平→U1A輸出低電平→Q1截止→V_CE1↑。由此，壓控PWM電路通過實時控制Q1，彌補了微處理器失控時的穩壓空白。

在微處理器工作時，由微處理器根據采樣反饋電路的A/D信號，輸出SPWM信號經過單或門U1A控制調整管Q1的開關狀態，通過控制Q1的導通與關斷，使V_CE1穩定在一個系統要求的值域內，且通過提高SPWM的調整頻率，可以提高穩壓精度及穩定度。

采用由微處理器與硬件電路實時監視系統電源電壓的變化，進行實時PWM控制精確穩壓，雙重管理保證了系統電源電壓的可控性、提高了電源的穩定性和可靠性。由于晶體管工作在開關狀態，其熱損耗極少，既降低了電源功耗，同時使電路的溫升得到改善，保證了電源電路的工作穩定性。

本發明進一步設置為調整電路中，調整開關管Q1的漏極和正向二極管D1的正極相連后接前端整流電源輸出的正極，Q1的源極接前端整流電源輸出的負極，Q1的柵極接驅動合成電路的單或門UIA的輸出極3和使Q1工作穩定的偏置電阻R1。

本發明進一步設置為的驅動合成電路中，UIA的邏輯功能極2接壓控PWM電路U2的輸出端1和偏置電阻R3，UIA的邏輯功能極1接微處理器的輸出SPWM和偏置電阻R2。

本發明進一步設置為壓控PWM電路中，U2的源極2接電阻R3和為其提供電壓的R5構成源極電壓VDD，U2的接地極3與接地GND相連，濾波電容C1并接于U2的2、3極之間，R4、D2、R5串接后并連于輸出電壓VDC的正、負極之間，C2的二端并接于穩壓管D2的二極，同時，穩壓管D3的二端并接于R5的二端。

本發明進一步設置為所述的采樣反饋電路中，R6、R7串連后并接于輸出電源VDC之間，取樣電容C3與R7并連后從R6、R7的連接點取出電壓A/D至微處理器的采樣反饋端。

本發明再進一步設置為所述的調整電路的正向二極管D2的負極與電源電容CEI的正極和壓控PWM電路中電阻R4、R6相連后組成輸出電源VDC正極，電容CEI的負極、調整管Q1的源極、偏置電阻R1、驅動合成電路的R2、壓控PWM電路U2的接地極3、C1、R5、D3正極、采樣反饋電路的R7、電容C3相連后組成GND接地極接前端整流電源的負極。

附圖說明

圖1是背景技術斷路器的電源電路；

圖2是背景技術斷路器的電源電路；

圖3是本發明電源電路原理方框圖；

圖4是本發明電源電路原理圖。

具體實施方式