本發明專利技術提供了一種降壓式變換器控制裝置，其相應原理是將現有的降壓式集成變換器中的控制單元與功率器件單元分離開，控制單元即本發明專利技術描述的降壓式變換器控制單元。由于將功率器件分離出來便給系統設計者更多的設計空間，可以選用更低導通電阻、更高擊穿電壓的開關器件，從而進一步降低開關損耗，提高變換器的轉換效率，同時也提高了整個變換器的輸入電壓。由于引入輸入輸出電壓檢測，可以選擇合適的電壓作為其控制單元的供電電壓。采用自舉電路作為開關管的驅動單元，功率開關單元可以方便地采用更低導通電阻的N溝道柵型MOS管。可以通過單元中PWM波控制單元來對工作頻率進行設定，從而可以更方便地對外圍單元器件進行設計。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電力電子應用
，具體的提供了一種降壓式變換器控制裝置。
技術介紹
隨著開關式集成穩壓器誕 生以來，在航空、航天、醫療電子、消費電子等各個領域得到了廣泛的應用。但是隨著應用層面的不斷拓寬對其提出了更為嚴峻的要求。比如更大的輸出電流，更寬的輸入電壓范圍，更高的轉換效率，更高的功率密度。面對上述的種種挑戰，一單元公司推出了更寬范圍輸入電壓的開關式集成穩壓器。也有設計者用分離器件進行設計，如一個控制器加一個驅動器再加相應功率器件等方案來對此問題進行解決。但現有的控制器普遍結構為做成一個集成器件，將開關管Ql與控制部分全部做在一起。輸出的整流管Dl與電感LI等外接。有些可以改變其頻率，有些是固定其頻率。但是其存在以下不足1、其輸出電流具有限制性；2、輸入電壓也具有限制性；3、由于無法靈活選擇開關管Q1，就無法選擇更低損耗的開關管來設計出更高效率的電源。且對于上述的解決方案，更寬范圍的輸入電壓還是具有相對性，同時很難滿足輸出電流，輸入電壓，轉換效率，功率密度這幾者的完美結合。用分離器件毫無疑問是可以做出來的，但是由于增加了驅動單元，無形之中增加了電路的調試的不確定性。也不利于功率密度的提高。因此，需要對這個問題提供一種解決方案，特別是能同時滿足這個時代所提出的要求。即更大的輸出電流、更寬的輸入電壓范圍、更高的轉換效率、更高的功率密度。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種針對現有集成降壓變換器電路問題的解決方案。其中，將開關器件與控制單元分離，從而設計者可以根據外圍器件的選型從而設計出更寬的輸入電壓、更高的效率、更大的輸出電流等更高品質的降壓式變換器。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案 一種降壓式變換器控制裝置，包括PWM波控制單元、驅動單元、為PWM波控制單元和驅動單元提供電能VCC的電源單元，其特征在于 所述電源單元包括，選擇開關、自啟動單元、線性穩壓器，所述選擇開關輸入端選擇接通輸入電壓VO或者輸入電壓Vin，所述選擇開關輸出端接所述線性穩壓器的輸入端，所述自啟動單元包括電容C5和電阻Rl，所述電容C5 —端接地，另一端串聯電阻Rl，電容C5和電阻Rl串聯端接輸出端，電阻Rl另一端接輸入電壓Vin ； 所述P麗波控制單元包括，電壓采集單元、誤差放大器、振蕩器、脈寬調制比較器、推挽單元，所述電壓采集單元將得到的電壓送往誤差放大器與內部已設定的好的基準電壓進行處理，再將處理后的信號送往脈寬調制比較器后得脈沖寬度可以改變的PWM波，再將PWM波經推挽單元輸出給驅動單元；所述驅動單元包括，施密特觸發器、脈沖觸發單元、電平轉換單元、RS鎖存器、推挽結構、自舉電容，所述施密特觸發器對輸入的PWM波進行整形后傳送給脈沖觸發單元進行脈沖觸發，然后在將經過脈沖觸發的波形信號送給電平轉換單元進行電平轉換，然后將經過電平轉換的波送給RS鎖存器處理，RS鎖存器控制推挽結構進行推挽輸出。所述電壓采集單元包括并聯在一起的電阻R2和電容C7，電阻R2和電容C7的一端接輸出電壓V0,另一端一方面與誤差放大器的異向端連接,另一方面與一端接地的電阻R3連接。所述推挽單元包括三極管Q4和三極管Q5，非門U5，所述三極管Q4的發射極和三極管Q5集電極的連接作為PWM波的輸出端，三極管Q4的集電極接VCC，三極管Q5發射極接地，Q4的基極通過非門U5與脈寬調制比較器連接， 三極管Q5基極與脈寬調制比較器連接。所述推挽結構包括N溝道柵型場效應管和P溝道柵型場效應管，所述P溝道柵型場效應管的漏極與N溝道柵型場效應的漏極連接作為柵極驅動輸出，P溝道柵型場效應管的源極接電源單元輸出電壓VCC，電壓輸出單元電壓VCC接自舉電容的一端，自舉電容另一端與N溝道柵型場效應的源極連接作為源極驅動輸出。本專利技術具有以下有益效果 一、本專利技術，采用選擇輸入電壓VO時，因為降壓式變換器控制單元接入的輸入電壓VO的大小為零，且電源單元的自啟動模塊產生一個VCC，PWM波控制部分開始工作，穩定后輸出電壓Vo經過線性穩壓器Ul向PWM波控制部分與驅動部分供電，而后自啟動電路失去作用。即采用VO為控制單元供電，使得其即使是在較大的Vin的輸入下降壓式變換器也能正常工作，從而可以在很寬范圍內對輸入電壓進行選擇。二、本專利技術，將開關管Ql從控制單元引出，從而用戶可以根據設計的對功率要求的不同選用不同的開關管。用戶可以選擇更低導通電阻的開關管Q1，從而設計出更高效率的降壓式變換器。三，本專利技術采用線性電源對各單元供電，而且供電來源輸入輸出可以選擇。所以很好地保證各單元的正常工作。四、本專利技術采用自舉驅動，所以在設計時不需要考慮任何關于驅動方面的問題。五、采用本專利技術作為降壓式變換器的控制單元，可以很輕松的設計不同輸出電流的降壓式變換器。附圖說明圖I為降壓式變換器整體結構 圖2為本降壓式變換器控制模塊組成方框 圖3為本專利技術電源單元電路 圖4為本專利技術PWM波控制單元電路 圖5為本專利技術驅動單元電路 圖6為本專利技術PWM波控制單元相應時序 圖7為整個部分輸入電壓Vin、輸出電壓Vo以及工作模塊的工作電壓VCC的電壓波形圖。具體實施例方式 下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。其相應原理是將現有的降壓式集成變換器中的控制單元與功率器件單元分離開，控制單元即本專利技術描述的降壓式變換器控制單元。由于將功率器件分離出來便給系統設計者更多的設計空間，可以選用更低導通電阻、更高擊穿電壓的開關器件，從而進一步降低開關損耗，提高變換器的轉換效率，同時也提高了整個變換器的輸入電壓。由于引入輸入輸出電壓檢測，可以選擇合適的電壓作為其控制單元的供電電壓。采用自舉電路作為開關管的驅動單元，功率開關單元可以方便地采用更低導通電阻的N溝道增強型MOS管。可以通過PWM波控制單元來對工作頻率進行設定，從而可以更方便地對外圍單元器件進行設計。本專利技術主要由電源單元、PWM波控制單元、驅動單元構成為了讓降壓變換器能夠在更寬的輸入電壓范圍內很好的工作，本專利技術將降壓器的輸出電壓Vo引入作為電源單元的輸入電壓，這樣控制單元采就能在更寬范圍的輸入電壓下，采用穩定電壓Vo對控制單元進行供電，控制開關管Ql的工作。但是由于降壓變換器需要控制單元的控制才能輸出電壓Vo，而控制單元需要電壓Vo才能控制降壓式變換器輸出Vo，這就陷入了一種矛盾。為解決這個矛盾，本專利技術設計了自啟動單元該自啟動單元，如圖3所示，該自啟動電源由電阻Rl與電容C5構成，電阻Rl —端接Vin —端串聯一個接地的電容，電阻和電容連接端引出VCC，剛開機時輸入電壓Vin通過電阻Rl對電容C5進行充電，當電容C5上的電壓達到VCC時，PWM波控制單元開始工作，穩定后輸出電壓Vo經過線性穩壓器Ul向PWM波控制單元與驅動單元供電，而后自啟動電路失去作用。當在輸入電壓Vin不是很高時，可以直接采用輸入電壓Vin為線性穩壓器供電。而此時將不使用自啟動電路。基根本目的還是為了讓整個系統在更寬的電壓范圍內進行工作，而且具有較高的轉換效率。因為我們知道線性穩壓器其實是電阻分壓式穩壓，其輸入電壓與輸出電壓相差越小，其轉換效率越高。電源單元 電源單元電路原理圖如圖3所示。此單元的目的，得到一個穩定的輸出電壓VCC作為PWM波控制單元與驅動單元的供本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王賢江，石玉，鐘慧，高強，張光輝，高光輝，
申請(專利權)人：電子科技大學，
類型：發明
國別省市：
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