[實用新型]一種電壓轉換電路

有效

• 申請號: 201922353731.5
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN211352047U
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 葛康康;周小爽;胡鐵剛
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;張靖琳

本申請公開了一種電壓轉換電路，包括第一晶體管，用于提供供電端至輸出端的第一電流路徑；第二晶體管，用于提供供電端至輸出端的第二電流路徑；串聯連接在供電端和地之間的第一電阻和穩壓二極管，第一電阻和穩壓二極管的中間節點連接至第一晶體管的控制端；以及使能控制單元，用于根據電源電壓和預設電壓導通第一電流路徑或第二電流路徑，在電源電壓大于預設電壓時，第一電流路徑導通，輸出電壓維持于一恒定電壓，在電源電壓小于預設電壓時，第二電流路徑導通，輸出電壓跟隨電源電壓，可以實現幾伏到十幾伏的輸入電壓范圍，滿足低壓時，輸出跟隨電源電壓；高壓時，輸出維持一恒定電壓。

技術領域

本實用新型涉及電源技術領域，更具體地涉及一種電壓轉換電路。

背景技術

現代工業對傳感器的應用越來越多，在工業類應用中，由于其應用環境的限制，要求傳感器在寬的工作電壓范圍下能正常工作，這就需要傳感器配置有高低壓轉換電路。目前高低壓轉換電路主要有四種方式：線圈變壓器方式、開關電源方式、以及線性穩壓器和穩壓二極管方式。

線圈變壓器方式是采用電場磁場相互轉化的方式來改變電壓的。在鐵芯或者磁芯上繞有原邊和副邊線圈，當原邊線圈中通有交流電時，鐵芯或磁芯會產生交流磁通，使副邊線圈中感應出電壓。理論上，副邊電壓與原邊電壓的比值等于原邊線圈匝數和副邊線圈匝數的比值。線圈變壓器方式由于需要昂貴的銅線繞組和笨重的鐵芯或磁芯，其成本很高且重量很大。并且由于其輸入輸出電壓比值取決于繞組匝數比，當輸入電壓變化時，輸出電壓即等比例變化，因此很難適應寬電壓范圍的要求。

開關電源是由PWM開關控制模塊控制開關管的導通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，其具有效率高，功率大等優點。相對于線圈變壓器的方式，由于開關電源本身具有反饋環路控制輸出電壓，對輸入電壓范圍的適應能力較好。但是由于其需要PWM開關控制模塊、開關管以及電感線圈，仍然不適合一些對成本和體積要求很高的場合。

線性穩壓器方式是通過一個線性穩壓器(low dropout regulator，LDO)將高的輸入電壓轉換為低的輸出電壓。由于其需要參考電壓、運放和電阻分壓，增加了電路功耗，此外，還需要額外的降壓器來提供參考電壓和運放的電源電壓，提高了電路成本。

穩壓二極管方式是利用了PN結在反向擊穿前電阻極大，而反向擊穿后電阻極小的特性設計而成的一種穩壓方式。這種方式的優點在于成本和體積均很小，但是使用時需要電阻提供反向偏置，而電阻的阻值是由輸入輸出電壓和輸出電流三者共同決定的，如需要改變輸入電壓，就必須改變電阻的阻值，因此這種方式也不適用于寬電壓范圍的要求。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種電壓轉換電路，適用于寬電壓范圍的要求。

根據本實用新型提供了一種電壓轉換電路，將供電端提供的電源電壓轉換成輸出端的輸出電壓，包括：電壓輸出單元，根據所述電源電壓得到所述輸出電壓；穩壓控制單元，與所述電壓輸出單元連接，在所述電源電壓大于一預設電壓時，將所述輸出電壓維持于一恒定電壓；以及使能控制單元，與所述電壓輸出單元連接，提供使能信號，在所述電源電壓小于等于所述預設電壓時，所述電壓輸出單元根據所述使能信號控制所述輸出電壓跟隨所述電源電壓。

優選地，所述電壓輸出單元包括：第一晶體管，提供所述供電端至所述輸出端的第一電流路徑；以及第二晶體管，提供所述供電端至所述輸出端的第二電流路徑，其中，所述穩壓控制單元在所述電源電壓大于所述預設電壓時導通所述第一晶體管，將所述輸出電壓維持于所述恒定電壓，所述使能控制單元在所述電源電壓小于等于所述預設電壓時導通所述第二晶體管，所述輸出電壓跟隨所述電源電壓。

優選地，所述穩壓控制單元包括串聯連接在所述供電端和地之間的第一電阻和穩壓二極管，所述第一電阻和所述穩壓二極管的中間節點連接至所述第一晶體管的控制端，其中，所述恒定電壓等于所述穩壓二極管兩端的電壓和所述第一晶體管的柵源電壓的電壓差。