一種電壓轉換裝置的製作方法

2023-06-14 04:33:21 1

本發明涉及電源技術領域，尤其涉及一種電壓轉換裝置。

背景技術：

目前，Buck電路中無輸出短路保護功能。如果Buck電路的輸出端出現短路，則可能導致流過Buck電壓轉換控制器的電流驟增，從而使得Buck電壓轉換控制器的溫度在短時間內升溫超過其可承受的極限溫度，最終導致Buck電壓轉換控制器被高溫損壞。在應用Buck電路之前，通常需要進行輸出短路實驗。根據Buck電路輸出短路實驗的相關安全規定，要求在Buck電路輸出短路實驗時，三分鐘內的溫度升高幅度不能超過100攝氏度。就目前的Buck電路來說，由於不存在輸出短路保護功能，從而導致在Buck電路輸出短路實驗時，可能存在溫度超過安全規定的情況，如果Buck電路的溫度超過安全規定，則可能會對Buck電壓轉換控制器造成不可逆轉的損壞。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種電壓轉換裝置，以實現對輸出短路電流的監測，並根據短路電流的變化控制電壓轉換控制器的使能與否，從而防止因短路電流過大而導致電壓轉換控制器的溫度超過安全規定，保證電壓轉換控制器在短路測試實驗過程中的安全。

一種電壓轉換裝置，包括電壓轉換控制器、電壓輸入端、電壓輸出端及短路保護電路，所述電壓轉換控制器包括輸入引腳、輸出引腳、驅動引腳及使能引腳，所述輸入引腳通過第一電阻與所述電壓輸入端連接，所述輸出引腳通過電感與所述電壓輸出端連接，所述驅動引腳通過第一電容與所述電壓輸出端連接，所述使能引腳通過第二電阻與所述電壓輸入端連接，所述短路保護電路與所述第一電阻的兩端及所述使能引腳連接，用於在所述第一電阻兩端的電壓大於或等於預設閾值時，將所述使能引腳的電平拉低，以觸發所述電壓轉換控制器停止工作。

其中，所述短路保護電路包括第一開關管、第二開關管、第三電阻、第四電阻及第五電阻，所述第一開關管的基極通過所述第三電阻與所述第一電阻的第二端連接，所述第一開關管的發射極與所述第一電阻的第一端連接，所述第一開關管的集電極通過所述第四電阻與所述第二開關管的基極連接，所述第二開關管的發射極接地，所述第二開關管的集電極與所述使能引腳連接，所述第五電阻連接於所述第二開關管的基極和發射極之間。

其中，所述電壓輸出端短路時，流過所述第一電阻的電流增大，所述第一電阻兩端的電壓增大，當所述第一電阻兩端的電壓大於或等於所述預設閾值時，所述第一開關管導通，所述第一開關管的集電極的電壓經所述第四電阻和所述第五電阻分壓後，在所述第二開關管的基極形成高電平，所述第二開關管導通，將所述使能引腳的電平拉低。

其中，所述電壓輸出端未短路時，所述第一電阻兩端的電壓小於所述預設閾值，所述第一開關管和所述第二開關管均處於截止狀態，所述使能引腳的電平為高電平，所述電壓轉換控制器將所述電壓輸入端輸入的電壓轉換為預設輸出電壓，並從所述電壓輸出端輸出。

其中，所述預設閾值為所述第一開關管的發射極和基極之間的導通電壓。

其中，所述第一開關管為PNP型雙極性電晶體，所述第二開關管為NPN型雙極性電晶體。

其中，所述電壓轉換裝置還包括第一濾波電路，所述第一濾波電路包括第二電容和第三電容，所述第二電容的正極與所述電壓輸入端連接，所述第二電容的負極端接地，所述第三電容與所述第二電容並聯。

其中，所述電壓轉換裝置還包括第二濾波電路，所述第二濾波電路包括第四電容，所述第四電容的正極與所述電壓輸出端連接，所述第四電容的負極接地。其中，所述電壓轉換控制器為同步Buck控制器。

所述電壓轉換裝置通過在所述電壓轉換控制器的輸入引腳與所述電壓輸入端之間設置所述第一電阻，進而將所述短路保護電路與所述第一電阻的兩端及所述電壓轉換控制器的使能引腳連接，當所述電壓轉換裝置的電壓輸出端出現短路時，流過所述第一電阻的電流增加，從而可以通過所述短路保護電路監測到所述第一電阻兩端的電壓，並在所述第一電阻兩端的電壓大於或等於預設閾值時，將所述使能引腳的電平拉低，以觸發所述電壓轉換控制器停止工作，進而有效防止因短路電流過大而導致所述電壓轉換控制器的溫度超過安全規定，保證所述電壓轉換控制器在短路測試實驗過程中的安全。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的電壓轉換裝置的第一結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的電壓轉換裝置的第二結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

為便於描述，這裡可以使用諸如「在…之下」、「在…下面」、「下」、「在…之上」、「上」等空間相對性術語來描述如圖中所示的一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵的關係。可以理解，當一個元件或層被稱為在另一元件或層「上」、「連接到」或「耦接到」另一元件或層時，它可以直接在另一元件或層上、直接連接到或耦接到另一元件或層，或者可以存在居間元件或層。相反，當一個元件被稱為「直接在」另一元件或層上、「直接連接到」或「直接耦接到」另一元件或層時，不存在居間元件或層。

可以理解，這裡所用的術語僅是為了描述特定實施例，並非要限制本發明。在這裡使用時，除非上下文另有明確表述，否則單數形式「一」和「該」也旨在包括複數形式。進一步地，當在本說明書中使用時，術語「包括」和/或「包含」表明所述特徵、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或增加。

除非另行定義，這裡使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)都具有本發明所屬領域內的普通技術人員所通常理解的相同含義。將進一步理解，諸如通用詞典中所定義的術語，否則應當被解釋為具有與它們在相關領域的語境中的含義相一致的含義，而不應被解釋為理想化或過度形式化的意義，除非在此明確地如此定義。

請參閱圖1，本發明實施例提供一種電壓轉換裝置100，包括電壓轉換控制器110、電壓輸入端130、電壓輸出端150及短路保護電路170，所述電壓轉換控制器110包括輸入引腳IN、輸出引腳SW、驅動引腳BS及使能引腳EN，所述輸入引腳IN通過第一電阻R1與所述電壓輸入端130連接，在本實施例中，所述第一電阻R1的第一端與所述電壓輸入端130連接，所述第一電阻R1的第二端與所述輸入引腳IN連接。所述輸出引腳SW通過電感L與所述電壓輸出端150連接，所述驅動引腳BS通過第一電容C1與所述電壓輸出端150連接，所述使能引腳EN通過第二電阻R2與所述電壓輸入端130連接，所述短路保護電路170與所述第一電阻R1的兩端及所述使能引腳EN連接，用於在所述第一電阻R1兩端的電壓大於或等於預設閾值時，將所述使能引腳EN的電平拉低，以觸發所述電壓轉換控制器110停止工作。在本實施例中，所述電壓轉換控制器110為同步Buck控制器。

在本實施例中，所述短路保護電路170可以監測所述第一電阻R1兩端的電壓。當所述電壓轉換裝置100正常工作時，所述第一電阻R1兩端的電壓小於預設閾值，所述短路保護電路170處於停止工作狀態，即所述短路保護電路170對所述電壓轉換裝置100不產生影響，電壓轉換控制器110的使能引腳EN為高電平，所述電壓轉裝置100可以正常工作。可以理解，當所述電壓轉換裝置100的電壓輸出端150出現短路時，流過所述電壓轉換控制器110的電流會增加，即流過所述第一電阻R1的電流增加，從而使得所述第一電阻R1兩端的電壓增大，當所述第一電阻R1兩端的電壓大於或等於預設閾值時，所述短路保護電路170進入工作狀態，並將所述電壓轉換控制器110的使能引腳EN的電平拉低，從而使得所述電壓轉換控制器110停止工作，從而防止所述電壓轉換控制器110因短路電流過大而升溫超過安全規定的溫度值而被損壞。

請參閱圖2，所述短路保護電路170包括第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三電阻R3、第四電阻R4及第五電阻R5，所述第一開關管Q1的基極b通過所述第三電阻R3與所述第一電阻R1的第二端連接，所述第一開關管Q1的發射極e與所述第一電阻R1的第一端連接，所述第一開關管Q1的集電極c通過所述第四電阻R4與所述第二開關管Q2的基極b連接，所述第二開關管Q2的發射極e接地，所述第二開關管Q2的集電極c與所述使能引腳EN連接，所述第五電阻R5連接於所述第二開關管Q2的基極b和所述第二開關管Q2的發射極e之間。在本實施例中，所述第一開關管Q1為PNP型雙極性電晶體，所述第二開關管Q2為NPN型雙極性電晶體。

在本實施例中，所述電壓輸出端150短路時，例如，在短路測試實驗時，流過所述第一電阻R1的電流增大，所述第一電阻R1兩端的電壓增大，當所述第一電阻R1兩端的電壓大於或等於所述預設閾值時，所述第一開關管Q1導通，所述第一開關管Q1的集電極c的電壓經所述第四電阻R4和所述第五電阻R5分壓後，在所述第二開關管Q2的基極b形成高電平，所述第二開關管Q2導通，從而將所述使能引腳EN的電平拉低，使得所述電壓轉換控制器110停止工作。可以理解，所述電壓輸出端150未短路時，所述第一電阻R1兩端的電壓小於所述預設閾值，所述第一開關管Q1和所述第二開關管Q2均處於截止狀態，所述使能引腳EN的電平為高電平，所述電壓轉換控制器110將所述電壓輸入端130輸入的電壓轉換為預設輸出電壓，並從所述電壓輸出端150輸出。在本實施例中，所述預設閾值為所述第一開關管Q1的發射極e和基極b之間的導通電壓，例如0.7V。

請再次參閱圖2，所述電壓轉換裝置100還包括第一濾波電路，所述第一濾波電路包括第二電容C2和第三電容C3。在本實施例中，所述第二電容C2為有極性電容，所述第三電容C3及所述第一電容C1為無極性電容。所述第二電容C2的正極與所述電壓輸入端130連接，所述第二電容C2的負極端接地，所述第三電容C3與所述第二電容C2並聯。此外，所述電壓轉換裝置100還包括第二濾波電路，所述第二濾波電路包括第四電容C4。在本實施例中，所述第四電容C4為有極性電容。所述第四電容C4的正極與所述電壓輸出端150連接，所述第四電容C4的負極接地。

所述電壓轉換裝置100通過在所述電壓轉換控制器110的輸入引腳IN與所述電壓輸入端130之間設置所述第一電阻R1，進而將所述短路保護電路170與所述第一電阻R1的兩端及所述電壓轉換控制器110的使能引腳EN連接，當所述電壓轉換裝置100的電壓輸出端150出現短路時，流過所述第一電阻R1的電流增加，從而可以通過所述短路保護電路170監測到所述第一電阻R1兩端的電壓，並在所述第一電阻R1兩端的電壓大於或等於預設閾值時，將所述使能引腳EN的電平拉低，以觸發所述電壓轉換控制器110停止工作，進而有效防止因短路電流過大而導致所述電壓轉換控制器110的溫度超過安全規定，保證所述電壓轉換控制器110在短路測試實驗過程中的安全。

可以理解，以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明的權利範圍，本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分流程，並依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬於發明所涵蓋的範圍。