獲取穩定低壓的直流/直流變換器以及電話機供電電路的製作方法
2023-12-11 10:52:27 1
專利名稱：獲取穩定低壓的直流/直流變換器以及電話機供電電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種直流/直流變換器，具體涉及一種可以獲取到穩定低壓的直流/ 直流變換器以及基於該種直流/直流變換器的電壓輸出電路。
背景技術：
電壓調節器，例如直流-直流電壓轉換器，用以給不同類型電子設備提供穩定的 電壓源。對於一些低功率的設備(例如可攜式電腦、可攜式手機等)的電池管理尤其需要 高效率的直流_直流轉換器。開關型電壓調節器將輸入電壓轉換成一高頻電壓信號，然後 對該高頻輸入電壓信號進行濾波處理以產生一直流輸出電壓。開關調節器通常包括一個 開關，將一輸入直流電壓源(如電池)交替地耦合和解耦到負載(如集成電路)上；一個 輸出濾波裝置，通常包括一個電感和一個電容，其連接在輸入電壓源和負載之間，用以對開 關的輸出進行濾波處理，進而提供一直流輸出電壓；一個控制裝置(例如脈衝寬度調節器 (PWM)、頻率脈衝調節器等)用以控制開關以獲得一相對恆定的直流輸出電壓。在一些應用中(如射頻傳輸、可攜式計算設備等)，射頻或者數字晶片需要的瞬時 功率太大，以致於電壓調節器的輸入源不足以提供其要求的功率。例如，用在普通固定話機 上時，摘機會得到6V電壓，而掛機則產生50V電壓，因此其靜態電流較大，會影響到正常話 機使用的狀態。因此，電壓調節器的輸出電壓下降，影響了關聯的射頻或者數字晶片的性 能，可能造成系統運行不良。
發明內容
針對上述缺陷，本發明的目的是提供一種直流/直流變換器，以解決現有技術話 機摘機時，會因輸出功率過大，影響用戶使用的問題。為實現上述目的，本發明採用以下的技術方案一種獲取較低靜態電流的電話機供電電路，用以為電話機在較寬的電壓供電範圍 內提供較低的電流輸出，包括一開關切換電路，用以實現外部輸入電壓在低功耗輸出電路 和高功耗輸出電路之間切換，該電路輸入端連接至電話線，一個輸出端分別連接高功耗的 輸出電路，另一輸出端則連接低功耗輸出電路；所述低功耗輸出電路進一步包括一模擬電 感濾波電路，該濾波電路進一步連接一直流/直流變換器，用以向負載電話機提供穩定的 輸出電壓；所述直流/直流變換器進一步包括功率級電路，用以接收外部電路輸入動態電 壓；儲能電路，用以採用儲能元件將功率級電路輸出的電能，並向負載輸出電能，其進一步 包括儲能電路包括一儲能電感和一電容元件，所述儲能電感接收功率級電路輸出並儲存電 能，並且持續輸出穩定電壓，儲能電感一端連接功率級電路的輸出，另一端電性連接所述電 容元件的一端，所述電容元件另一端接地；以及一反饋控制電路，用以接收輸出端電壓並反 饋至儲能電路的輸入端，進而控制儲能電路輸入的通斷，進而控制儲能電路的輸出電壓。依照本發明較佳實施例所述的獲取較低靜態電流的電話機供電電路，所述反饋電 路包括分壓電阻以及若干功率開關管，所述分壓電阻接收負載輸出，並產生一電壓至所述功率開關管，進而控制所述儲能電路的輸入通/斷。依照本發明較佳實施例所述的獲取較低靜態電流的電話機供電電路，所述功率級 電路還包括電容濾波電路。依照本發明較佳實施例所述的獲取較低靜態電流的電話機供電電路，所述功率級 電路還包括一穩壓二極體，用以保證儲能電路獲得的電壓維持穩定。本發明另提供一種獲取穩定低壓的直流/直流變換器，包括功率級電路，用以接 收外部電路輸入動態電壓；儲能電路，用以採用儲能元件將功率級電路輸出的電能，並向負 載輸出電能；以及反饋控制電路，用以接收輸出端電壓並反饋至儲能電路的輸入端，進而控 制儲能電路輸入的通斷，進而控制儲能電路的輸出電壓。依照本發明較佳實施例所述的直流/直流變換器，所述儲能電路包括一儲能電感 和一電容元件，所述儲能電感接收功率級電路輸出並儲存電能，並且持續輸出穩定電壓。依照本發明較佳實施例所述的直流/直流變換器，所述儲能電感一端連接功率級 電路的輸出，另一端電性連接所述電容元件的一端，所述電容元件另一端接地。依照本發明較佳實施例所述的直流/直流變換器，所述反饋電路包括分壓電阻以 及若干一電晶體以及一功率開關管，所述分壓電阻接收負載輸出，並產生一電壓至所述晶 體管，進而控制所述儲能電路的輸入通/斷。依照本發明較佳實施例所述的直流/直流變換器，所述功率級電路還包括電容濾 波電路。依照本發明較佳實施例所述的直流/直流變換器，所述功率級電路還包括一穩壓 二極體，用以保證儲能電路獲得的電壓維持穩定。採用本發明的技術方案，採用儲能電感儲存能量，限位輸出，並通過反饋電路可以 從較寬的輸出電壓中，獲取到較穩定的低壓，從而減少功耗，減少對電話摘機和/或掛機 時，對話機的影響。
圖1為本發明的直流/直流變換器的電路原理框圖；圖2為圖1中原理框圖的實現電路圖；圖3為本發明的電壓輸出電路的原理圖；圖4為圖3的中開關切換電路的電路實現圖；圖5為圖3中模擬電感濾波電路的電路實現圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的幾個優選實施例進行詳細描述，但本發明並不僅僅限於 這些實施例。本發明涵蓋任何在本發明的精髓和範圍上做的替代、修改、等效方法以及方 案。為了使公眾對本發明有徹底的了解，在以下本發明優選實施例中詳細說明了具體的細 節，而對本領域技術人員來說沒有這些細節的描述也可以完全理解本發明。另外，為了避免 對本發明的實質造成不必要的混淆，並沒有詳細說明眾所周知的方法、過程、流程、元件和 電路等。請參考圖1，圖1為本發明的直流/直流的原理框圖，由圖可見，包括一種獲取穩定低壓的直流/直流變換器，包括功率級電路，用以接收外部電路輸入動態電壓；儲能電路， 用以採用儲能元件將功率級電路輸出的電能，並向負載輸出電能；以及反饋控制電路，用以 接收輸出端電壓並反饋至儲能電路的輸入端，進而控制儲能電路輸入的通斷，進而控制儲 能電路的輸出電壓。請參考圖2，為圖1的電路實現原理圖，可見本發明的直流/直流變換器儲能電路 包括一儲能電感Ll和一電容元件C37，儲能電感Ll接收功率級電路輸出並儲存電能，並且 持續輸出穩定電壓；儲能電感Ll 一端連接功率級電路的輸出，另一端電性連接所述電容元 件C37的一端，電容元件C37另一端接地。功率級電路包括一加速電容C18，該加速電容C18進一步並聯一電阻R34，對輸入 的電壓進行濾波，並且控制充放電的速度，還包括一穩壓二極體D7，該穩壓二極體D7可以 保護後續電路在振鈴上線時獲取的高達百伏電壓時，獲得穩定的電壓。反饋電路包括分壓電阻R37以及電晶體Q12和電晶體QlO和功率開關管Q11，分壓 電阻R37接收負載輸出，經電阻R80降壓後連接在電晶體Q12的柵極，電晶體Q12源極連接 在電晶體QlO的柵極與加速電容C18和電阻R34的非輸入端的公共節點，電晶體Q12的漏 極接地。電晶體QlO的源極通過一電阻R36連接在功率開關管Qll的柵極，其漏極通過電 阻R66接地。功率開關管Qll的源極電性連接在加速電容C18和電阻R34的另一公共節點，漏 極通過穩壓管D2接地，穩壓管D2和功率開關管Qll的公共節點和電晶體Q12源極間跨接 了電容C36。以下，說明直流/直流變換器的工作過程，開始後，外部電路向功率級電路提供寬 幅度電壓，功率開關管Qll處於開通狀態，儲能電感Ll不斷儲存電能，並周期性向負載提供 電壓。隨著儲能越來越多，電壓不斷增長，超過設定值時(例如5V)，此時反饋控制電路的晶 體管Q12導通，電晶體QlO的柵極接地，進而關斷，進一步控制功率開關管Qll關斷，從而停 止向儲能電感Ll供應電能。儲能電感Ll持續放電，分壓電阻R37分得電壓不斷減少，進而電晶體Q12關斷，進 一步功率開關管Qll導通，恢復儲能狀態。請參考圖3，本發明另提供一種給電話機提供較低靜態電流的供電電路，目的是在 較寬範圍的供電電壓情況下，給電話機輸出較為穩定的待機電流，即靜態電流，包括一開 關切換電路，用以實現外部輸入電壓在低功耗輸出電路和高功耗輸出電路之間切換；所述 低功耗輸出電路進一步包括一模擬電感濾波電路，該濾波電路進一步連接一直流/直流變 換器，用以向負載提供穩定的輸出電壓；所述直流/直流變換器進一步包括功率級電路， 用以接收外部電路輸入動態電壓；儲能電路，用以採用儲能元件將功率級電路輸出的電能， 並向負載輸出電能；以及一反饋控制電路，用以接收輸出端電壓並反饋至儲能電路的輸入 端，進而控制儲能電路輸入的通斷，進而控制儲能電路的輸出電壓。其中，開關切換電路的原理如圖4所示，當輸入的電壓高於電晶體Q16的導通電壓 時，開關切換電路通高功耗輸出電路，當輸入電壓低於電晶體Q16的導通電壓時，低功耗輸 出電路工作，圖5為模擬電感濾波電路的電路實現圖，其工作原理為一多個電阻組合電容C9來 濾除開關中的交流幹擾，電容C9將雜質波的電能儲存，並且周期性釋放，從而達到濾波的效果，其原理為所屬領域的公知技術，不多加贅述。以下，說明本發明在話機中的具體應用，電話機都是通過固定電話線給電路供電， 電話機的固定供電電壓為掛機狀態50多V，摘機長音時6V多，電流30毫安，短路電流35毫 安左右，掛機振鈴時50多V，當其他電路從電話線取電時，會造成較大的靜態電流，使得電 話線的電壓產生較大的變化，而誤判電話處於通話過程。為此，在電話線供電前，並聯本發明中的供電電路，可以獲得較穩定的輸出電壓， 而不會因為其他電路佔用電話線，而造成電路誤判，外部電話不能撥通固定電話的問題。本發明的電壓輸出電路和直流/直流變換器可以應用在普通話機上，當摘機或者 掛機時無論電壓輸入範圍多寬，在範圍6V-50V，都可以獲lmA-60mA的小電流輸出和1. 8V或 3. 3V的低電壓，其輸出效率可達70%左右，並且成本較低、而避免因摘機掛機造成的電話 線一直誤判為佔線的情況。本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的 細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式
。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的 修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實 際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明。本發明僅受權利要求書及其 全部範圍和等效物的限制。
權利要求
一種獲取較低靜態電流的電話機供電電路，用以為電話機在較寬的電壓供電範圍內提供較低的電流輸出，其特徵在於，包括一開關切換電路，用以實現外部輸入電壓在低功耗輸出電路和高功耗輸出電路之間切換，該電路輸入端連接至電話線，一個輸出端分別連接高功耗的輸出電路，另一輸出端則連接低功耗輸出電路；所述低功耗輸出電路進一步包括一模擬電感濾波電路，該濾波電路進一步連接一直流/直流變換器，用以向負載電話機提供穩定的輸出電壓；所述直流/直流變換器進一步包括功率級電路，用以接收外部電路輸入動態電壓，；儲能電路，用以採用儲能元件將功率級電路輸出的電能，並向負載輸出電能，其進一步包括儲能電路包括一儲能電感和一電容元件，所述儲能電感接收功率級電路輸出並儲存電能，並且持續輸出穩定電壓，儲能電感一端連接功率級電路的輸出，另一端電性連接所述電容元件的一端，所述電容元件另一端接地；以及一反饋控制電路，用以接收輸出端電壓並反饋至儲能電路的輸入端，進而控制儲能電路輸入的通斷，進而控制儲能電路的輸出電壓。
2.如權利要求1所述的獲取較低靜態電流的電話機供電電路，其特徵在於，所述反饋 電路包括分壓電阻以及一電晶體以及一功率開關管，所述分壓電阻接收負載輸出，並產生 一電壓至所述電晶體，進而控制所述儲能電路的輸入通/斷。
3.如權利要求1所述的獲取較低靜態電流的電話機供電電路，其特徵在於，所述功率 級電路還包括電容濾波電路。
4.如權利要求1所述的獲取較低靜態電流的電話機供電電路，其特徵在於，所述功率 級電路還包括一穩壓二極體，用以保證儲能電路獲得的電壓維持穩定。
5.一種獲取穩定低壓的直流/直流變換器，其特徵在於，包括功率級電路，用以接收外部電路輸入動態電壓，；儲能電路，用以採用儲能元件將功率級電路輸出的電能，並向負載輸出電能；以及反饋控制電路，用以接收輸出端電壓並反饋至儲能電路的輸入端，進而控制儲能電路 輸入的通斷，進而控制儲能電路的輸出電壓。
6.如權利要求5所述的直流/直流變換器，其特徵在於，所述儲能電路包括一儲能電感 和一電容元件，所述儲能電感接收功率級電路輸出並儲存電能，並且持續輸出穩定電壓。
7.如權利要求5所述的直流/直流變換器，其特徵在於，所述儲能電感一端連接功率級 電路的輸出，另一端電性連接所述電容元件的一端，所述電容元件另一端接地。
8.如權利要求5所述的直流/直流變換器，其特徵在於，所述反饋電路包括分壓電阻以 及若干一電晶體以及一功率開關管，所述分壓電阻接收負載輸出，並產生一電壓至所述晶 體管，進而控制所述儲能電路的輸入通/斷。
9.如權利要求5所述的直流/直流變換器，其特徵在於，所述功率級電路還包括電容濾 波電路。
10.如權利要求5所述的直流/直流變換器，其特徵在於，所述功率級電路還包括一穩 壓二極體，用以保證儲能電路獲得的電壓維持穩定。
全文摘要
本發明提供一種獲取穩定低壓的直流/直流變換器和基於該種直流/直流變換器的話機供電電路，直流/直流變換器包括功率級電路，用以接收外部電路輸入動態電壓；儲能電路，用以採用儲能元件將功率級電路輸出的電能，並向負載輸出電能；以及反饋控制電路，用以接收輸出端電壓並反饋至儲能電路的輸入端，進而控制儲能電路輸入的通斷，進而控制儲能電路的輸出電壓。採用本發明的技術方案，採用儲能電感儲存能量，限位輸出，並通過反饋電路可以從較寬的輸出電壓中，獲取到較穩定的低壓，從而減少功耗，減少對電話摘機和/或掛機時，對話機的影響。
文檔編號H02M3/07GK101980435SQ20101015230
公開日2011年2月23日 申請日期2010年4月20日 優先權日2010年4月20日
發明者應剛建, 斯輝健, 陳強, 陳浩 申請人:陳浩;陳強;斯輝健;應剛建