一种高效无损的DC/DC电路的制作方法

文档编号:14478055
研发日期:2018/5/19

本实用新型属于电源电路领域,特别涉及一种高效无损的DC/DC电路。



背景技术:

通常一些新型的移动电源,墙插,多USB接口的排插及电源适配器上,两个或者两个以上的USB 2.0接口和一个TYPE-C接口的电子产品,目前 TYPE-C端子可以承受最大5A的电流,最大功率可做到100W,目前,TYPE-C 电源,输出电压通常为5V、9V、12V、15V、20V,而USB 2.0输出一般都是5V,若一个电源上同时有USB 2.0和TYPE-C接口时,由于两个接口的输出电压不同,那么,而当前级AC到DC电路输出只有一组DC电压(5-30V)时,则要在USB 2.0电路中间增加一个DC转DC降压电路,因为TYPE-C输出电压 5V-20V间,USB 2.0则是固定的5V输出。当前级输出5V时,而USB 2.0也必须输出5V,那么问题就来了,DC5V转5V时,由于降压电路,USB输出电流1-5A之间,那么损耗就大了,效率低,压降也较大,约为0.3-0.5V,那此时,输出电压就偏低了(5-0.4=4.6V),不符输出5%(4.75-5.25V)的标准范围,充电电压低,充电慢。

有鉴于此,本发明人专门设计了一种高效无损的DC/DC电路,本案由此产生。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种高效无损的DC/DC电路,解决了现有充电器单一性、不能转换多元化使用,造成资源浪费和环境污染的问题。

为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:

一种高效无损的DC/DC电路,包括AC-DC输入端口、DC-DC整流电路、第二控制开关电路、CPU控制电路、TYPE-C检测识别电路、TYPE-C接口输出端、第一控制开关电路、第三控制开关电路、DC-DC降压电路、USB2.0接口输出端;

所述AC-DC输入端口与所述DC-DC整流电路的输入端相连,用于输出 6V~30V的直流电压,并传送至所述DC-DC整流电路;

所述DC-DC整流电路的输出端,分别与所述第一控制开关电路的输入端、第二控制开关电路的输入端、CPU控制电路相连,用于将所述直流电压变换成可变的直流电压,并分别传送至所述第一控制开关电路、第二控制开关电路、CPU控制电路供电;

所述CPU控制电路,分别与第一控制开关电路的输入端、第二控制开关电路的输入端、第三控制开关电路的输入端、TYPE-C检测识别电路相连,用于对外围电路进行数据监测与控制;

所述第二控制开关电路的输出端,与所述TYPE-C接口输出端相连,根据控制信号,将所述直流电压传送至所述TYPE-C接口输出端;

所述TYPE-C检测识别电路的输入端,与所述TYPE-C接口输出端相连;所述TYPE-C检测识别电路的输出端,与所述CPU控制电路相连,用于检测识别TYPE-C接口,并将检测结果传送至所述CPU控制电路;

所述第一控制开关电路的输入端,与所述CPU控制电路相连;所述第一控制开关电路的输出端,与所述USB2.0接口输出端相连;根据控制信号,将所述直流电压传送至所述USB2.0接口输出端;

所述第三控制开关电路的输入端,与所述CPU控制电路相连;所述第三控制开关电路的输出端,与所述DC-DC降压电路相连,根据控制信号,将所述直流电压传送至所述DC-DC降压电路;

所述DC-DC降压电路的输出端与所述USB2.0接口输出端相连,用于对所述直流电压进行降压,并将降压电压传送至所述USB2.0接口输出端。

优选地,所述第二控制开关电路包括第一场效应管Q54、第一电阻R63、第三电阻R64、第三场效应管Q53、第五场效应管Q55、第六电阻R65、第七电阻R66、第一电容C60、第二电阻R67、第四场效应管Q56、第八电阻R68、第九电容C55、第二电容C61;

第三场效应管Q53的漏极与所述DC-DC整流电路的输出端相连,第三场效应管Q53的源极分别与第一场效应管Q54的源极、第一电阻R63的一端相连,第一电阻R63的另一端分别与第一场效应管Q54的栅极、第三场效应管 Q53的栅极相连,第三电阻R64的一端与第三场效应管Q53的栅极相连,第三电阻R64的另一端与第五场效应管Q55的漏极相连,第五场效应管Q55的源极与接地信号相连,第五场效应管Q55的栅极与第六电阻R65的一端相连,第六电阻R65的另一端与所述CPU控制电路相连,第七电阻R66的一端与所述CPU控制电路相连,第七电阻R66的另一端与接地信号相连,第一场效应管Q54的漏极与第一电容C60的一端相连,第一电容C60的另一端与接地信号相连,第二电阻R67的一端与第一场效应管Q54的漏极相连,第二电阻R67 的另一端与第四场效应管Q56的漏极相连,第四场效应管Q56的源极与接地信号相连,第四场效应管Q56的栅极与所述CPU控制电路相连,第八电阻R68 的一端与所述CPU控制电路相连,第八电阻R68的另一端与接地信号相连,第九电容C55的一端与DC-DC整流电路的输出端相连,第九电容C55的另一端与接地信号相连,第二电容C61的一端与所述TYPE-C接口输出端相连,第二电容C61的另一端与接地信号相连。

优选地,所述第三场效应管的漏极还设有一电阻和一LED灯的串联支路,电阻的一端与第三场效应管的漏极相连,电阻的另一端与LED灯的正极相连,LED灯的负极与接地信号相连。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型提供的一种高效无损的DC/DC电路,当AC-DC输入端口输入直流电压5-30V时,一路是:TYPE-C接口电路接CPU控制电路的控制指令,输出负载端要求的所需电压5V-30V;另一路是USB 2.0接口端输出固定5V 电压,直流电压5-30V通过DC-DC降压电路降到5V,方法是:在AC-DC输入端口和降压电路增加两个控制开关,当前级输出DC电压大于6V时,第一控制开关开通,DC-DC降压电路接通工作,第二控制开关关断,由6-30V间电压降到5V;当AC-DC输入端口电压低于5.3V时,第一控制开关关断,DC-DC 降压电路停止工作,5V电压直通无损的通过MOS开关管,输出到USB 2.0 接口端。解决了现有充电器单一性、不能转换多元化使用,造成资源浪费和环境污染的问题。同时,还有电路简单、使用方便、成本低、高效、无损的优点。

附图说明

图1是本实用新型的系统框图;

图2是本实用新型的第一转换开关的电路示意图;

图3是本实用新型的系统实施方式示意图。

具体实施方式

如图1所示,一种高效无损的DC/DC电路,包括AC-DC输入端口、DC-DC 整流电路、第二控制开关电路、CPU控制电路、TYPE-C检测识别电路、TYPE-C 接口输出端、第一控制开关电路、第三控制开关电路、DC-DC降压电路、USB2.0 接口输出端;

AC-DC输入端口与DC-DC整流电路的输入端相连,用于输出6V~30V的直流电压,并传送至DC-DC整流电路;

DC-DC整流电路的输出端,分别与第一控制开关电路的输入端、第二控制开关电路的输入端、CPU控制电路相连,用于将直流电压变换成可变的直流电压,并分别传送至第一控制开关电路、第二控制开关电路、CPU控制电路供电;

CPU控制电路,分别与第一控制开关电路的输入端、第二控制开关电路的输入端、第三控制开关电路的输入端、TYPE-C检测识别电路相连,用于对外围电路进行数据监测与控制;

第二控制开关电路的输出端,与TYPE-C接口输出端相连,根据控制信号,将直流电压传送至TYPE-C接口输出端;

TYPE-C检测识别电路的输入端,与TYPE-C接口输出端相连;TYPE-C检测识别电路的输出端,与CPU控制电路相连,用于检测识别TYPE-C接口,并将检测结果传送至CPU控制电路;

第一控制开关电路的输入端,与CPU控制电路相连;第一控制开关电路的输出端,与USB2.0接口输出端相连;根据控制信号,将直流电压传送至 USB2.0接口输出端;

第三控制开关电路的输入端,与CPU控制电路相连;第三控制开关电路的输出端,与DC-DC降压电路相连,根据控制信号,将直流电压传送至DC-DC 降压电路;

DC-DC降压电路的输出端与USB2.0接口输出端相连,用于对直流电压进行降压,并将降压电压传送至USB2.0接口输出端。

如图2至图3所示,第二控制开关电路包括第一场效应管Q54、第一电阻R63、第三电阻R64、第三场效应管Q53、第五场效应管Q55、第六电阻R65、第七电阻R66、第一电容C60、第二电阻R67、第四场效应管Q56、第八电阻R68、第九电容C55、第二电容C61;

第三场效应管Q53的漏极与DC-DC整流电路的输出端相连,第三场效应管Q53的源极分别与第一场效应管Q54的源极、第一电阻R63的一端相连,第一电阻R63的另一端分别与第一场效应管Q54的栅极、第三场效应管Q53 的栅极相连,第三电阻R64的一端与第三场效应管Q53的栅极相连,第三电阻R64的另一端与第五场效应管Q55的漏极相连,第五场效应管Q55的源极与接地信号相连,第五场效应管Q55的栅极与第六电阻R65的一端相连,第六电阻R65的另一端与CPU控制电路相连,第七电阻R66的一端与CPU控制电路相连,第七电阻R66的另一端与接地信号相连,第一场效应管Q54的漏极与第一电容C60的一端相连,第一电容C60的另一端与接地信号相连,第二电阻R67的一端与第一场效应管Q54的漏极相连,第二电阻R67的另一端与第四场效应管Q56的漏极相连,第四场效应管Q56的源极与接地信号相连,第四场效应管Q56的栅极与CPU控制电路相连,第八电阻R68的一端与CPU 控制电路相连,第八电阻R68的另一端与接地信号相连,第九电容C55的一端与DC-DC整流电路的输出端相连,第九电容C55的另一端与接地信号相连, 第二电容C61的一端与TYPE-C接口输出端相连,第二电容C61的另一端与接地信号相连。

第三场效应管的漏极还设有一电阻R87和一LED灯LED51的串联支路,电阻R87的一端与第三场效应管Q53的漏极相连,电阻R87的另一端与LED 灯LED51的正极相连,LED灯LED51的负极与接地信号相连。

其具体工作原理如下:

当AC-DC输入端口输入直流电压5-30V时,一路是:TYPE-C接口电路接CPU控制电路的控制指令,输出负载端要求的所需电压5V-30V;另一路是USB 2.0接口端输出固定5V电压,直流电压5-30V通过DC-DC降压电路降到 5V,方法是:在AC-DC输入端口和降压电路增加两个控制开关,当前级输出直流电压大于6V时,场效应管Q60开关开通,DC-DC降压电路接通工作,此时场效应管Q53开关关断,由6-30V间电压降到5V,当前级电压低于5.3V 时,场效应管Q60开关关断,降压电路停止工作,此时场效应管Q53开关开通,5V电压直通无损的通过MOS开关管,输出到USB 2.0接口端。达到无损高效率的目的,避免了使用高成本,复杂的升降电路。解决了现有充电器单一性、不能转换多元化使用,造成资源浪费和环境污染的问题。同时,还有使用方便、成本低、高效、无损的优点。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样,任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

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