專利名稱：無線圈電源降壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及電子電路，特別涉及電壓變換電路，具體的是一種 無線圈電源降壓方法及電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，電壓變換電路采用線圈電磁偶合技術(shù)，通過電磁變壓器從次級線圈 來獲得改變后的電壓。電磁變壓器在電路中占有較大的體積，同時，電磁變壓器需要消耗較 多的銅線圈材料，成本較多。另外，在直流電壓變換過程中，在電磁變壓器的初級線圈端需 要增加一個直流變換到交流的步驟，在次級線圈端需要增加一個交流變換到直流的步驟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無線圈電源降壓方法，所述的這種無線圈電源降壓方 法要解決現(xiàn)有技術(shù)中電壓變換電路中電磁變壓器占有較大的體積、消耗較多的線圈材料、 成本較多和非必要的交直流變換的技術(shù)問題。本發(fā)明的這種無線圈電源降壓方法，包括一個將輸入端電壓變換后從輸出端輸出 較低電壓的過程，其中，在所述的電壓變換過程中，利用一個開關(guān)將來自所述的輸入端的電 源斷續(xù)輸出到一個算術(shù)平均電路，利用所述的算術(shù)平均電路將斷續(xù)的供電平均后獲得一個 低于輸入端電壓的連續(xù)電壓，并輸出到負(fù)載。進(jìn)一步的，利用一個脈沖寬度調(diào)制電路來調(diào)整所述的開關(guān)的斷/續(xù)時間比值，從 而決定所述的算術(shù)平均電路輸出的平均電壓即負(fù)載電壓，利用一個高頻振蕩單元向所述的 脈沖寬度調(diào)制電路輸出定高頻開/關(guān)信號。再進(jìn)一步的，利用一個穩(wěn)壓單元來檢測所述的算術(shù)平均電路輸出的平均電壓、并 將檢測到的平均電壓與一個設(shè)定電壓值進(jìn)行比較，在檢測到的平均電壓大于或者小于所述 的設(shè)定電壓值時，利用所述的穩(wěn)壓單元向一個脈沖寬度調(diào)制電路輸出一個校準(zhǔn)信號，利用 脈沖寬度調(diào)制電路向所述的功率開關(guān)輸出校準(zhǔn)后的開/關(guān)信號，調(diào)整開關(guān)的開關(guān)斷續(xù)時間 比值。本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)上述的無線圈電源降壓方法的電路，所述的這種無線圈 電源降壓電路由一個功率開關(guān)、一個算術(shù)平均電路、一個脈沖寬度調(diào)制電路、一個高頻振蕩 單元和一個穩(wěn)壓單元構(gòu)成，其中，所述的功率開關(guān)連接電源的輸入端，功率開關(guān)的輸出端與 所述的算術(shù)平均電路的輸入端連接，算術(shù)平均電路的輸出端與電源的輸出端連接，所述的 高頻震蕩單元的輸出端與所述的脈沖寬度調(diào)制電路的輸入端連接，算術(shù)平均電路的輸出端 與所述的穩(wěn)壓單元的輸入端連接，穩(wěn)壓單元的輸出端與脈沖寬度調(diào)制電路的輸入端連接， 脈沖寬度調(diào)制電路的輸出端與功率開關(guān)連接。進(jìn)一步的，所述的算術(shù)平均電路是算術(shù)平均平均器。進(jìn)一步的，所述的功率開關(guān)由開關(guān)管組成。進(jìn)一步的，所述的脈沖寬度調(diào)制電路中連接有一個降壓比值調(diào)整器件。
進(jìn)一步的，所述的高頻振蕩單元的頻率大于十倍電源頻率。具體的，本發(fā)明中所述的功率開關(guān)、算術(shù)平均電路、脈沖寬度調(diào)制電路、高頻振蕩 單元、降壓比值調(diào)整器件和穩(wěn)壓單元均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的公知方案，有關(guān)功率開關(guān)、算術(shù) 平均電路、脈沖寬度調(diào)制電路、高頻振蕩單元、降壓比值調(diào)整器件和穩(wěn)壓單元的公知技術(shù)， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員均已經(jīng)了解，在此不再贅述。本發(fā)明的工作原理是高頻震蕩單元產(chǎn)生定高頻開/關(guān)信號并輸出到脈沖寬度調(diào) 制電路。脈沖寬度調(diào)制電路同時還來自穩(wěn)壓單元的校準(zhǔn)信號。穩(wěn)壓單元檢測負(fù)載電壓、并將 檢測結(jié)果與一個設(shè)定電壓值進(jìn)行比較，在檢測到的平均電壓大于或者小于設(shè)定電壓值時， 向脈沖寬度調(diào)制電路輸出校準(zhǔn)信號，脈沖寬度調(diào)制電路調(diào)整功率開關(guān)的開/關(guān)斷續(xù)時間比 例，最后調(diào)整負(fù)載電壓至穩(wěn)定值。脈沖寬度調(diào)制電路輸出已校準(zhǔn)的開/關(guān)信號至功率開關(guān)， 功率開關(guān)在已校準(zhǔn)的開/關(guān)信號控制下將電源功率送至算術(shù)平均電路。算術(shù)平均電路將被 開/關(guān)的電源電壓平均后取得算術(shù)平均值，并輸出至負(fù)載電壓。所述的算術(shù)平均值與開關(guān) 的斷續(xù)時間比相關(guān)。通過調(diào)節(jié)降壓比值調(diào)整器件，可以人工改變脈沖寬度調(diào)制電路輸出的 開/關(guān)信號比值，從而在輸出端獲得不同的電壓。本發(fā)明和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明利用算術(shù)平均電路將 被開/關(guān)的電源電壓平均后取得算術(shù)平均值，并輸出至負(fù)載電壓，從而無需使用線圈電磁 偶合技術(shù)或者電磁變壓器，可減少成品電路體積，節(jié)約線圈銅材料，降低成本。利用連接在 負(fù)載端的穩(wěn)壓單元檢測電壓，并向脈沖寬度調(diào)制電路反饋校準(zhǔn)信號，通過脈沖寬度調(diào)制電 路來調(diào)整功率開關(guān)的開/關(guān)信號控制，從而在算術(shù)平均電路的輸出端獲得穩(wěn)定的電壓。電 源可為直流或交流，降壓比可調(diào)節(jié)，可同時加入穩(wěn)壓控制，本發(fā)明不是電阻或電抗降壓電 路，避免了電阻或電抗降壓電路的缺點。


圖1是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中的無線圈電源降壓電路的原理示意圖。圖2是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中在圖1中的電源測點測得的電源波形圖。圖3是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中在圖1中的斷續(xù)電源測點測得的電源波形圖。圖4是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中在圖1中的低壓電源測點測得的電源波形圖。
具體實施例方式實施例1 如圖1所示，本發(fā)明一種無線圈電源降壓方法，包括一個將輸入端電壓變換后從 輸出端輸出較低電壓的過程，其中，在所述的電壓變換過程中，利用一個功率開關(guān)PwrSw將 來自所述的輸入端的電源持續(xù)接通和切斷后輸出到一個算術(shù)平均電路AAvgr，利用所述的 算術(shù)平均電路AAvgr將斷續(xù)的供電平均后獲得一個低于輸入端電壓的連續(xù)電壓，并輸出到 負(fù)載。進(jìn)一步的，利用一個脈沖寬度調(diào)制電路PWM來調(diào)整所述的功率開關(guān)PwrSw的斷/ 續(xù)時間比值，從而決定所述的算術(shù)平均電路AAvgr輸出的平均電壓即負(fù)載電壓，利用一個 高頻振蕩單元HFOsc向所述的脈沖寬度調(diào)制電路PWM輸出定高頻開/關(guān)信號。再進(jìn)一步的，利用一個穩(wěn)壓單元VRegu來檢測所述的算術(shù)平均電路AAvgr輸出的平均電壓、并將檢測到的平均電壓與一個設(shè)定電壓值進(jìn)行比較，在檢測到的平均電壓大于 或者小于所述的設(shè)定電壓值時，利用所述的穩(wěn)壓單元VRegu向一個脈沖寬度調(diào)制電路PWM 輸出一個校準(zhǔn)信號，利用脈沖寬度調(diào)制電路PWM向所述的功率開關(guān)PwrSw輸出校準(zhǔn)后的開 /關(guān)信號，調(diào)整功率開關(guān)PwrSw的開關(guān)斷續(xù)時間比值。圖2表示了在電源測點測到的電源波形，所述的電源測點位于電源的輸入端，圖3 表示了在斷續(xù)電源測點測到的斷續(xù)的電源波形，所述的斷續(xù)電源測點位于功率開關(guān)PwrSw 的輸出端之后、算術(shù)平均電路AAvgr的輸入端之前，圖4表示了算術(shù)平均電路AAvgr輸出的 連續(xù)電源波形，可見，算術(shù)平均電路AAvgr輸出的連續(xù)電源波形的幅度小于電源的輸入端 的電源波形的幅度，電路實現(xiàn)了降壓。本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)上述方法的無線圈電源降壓電路，所述的這種無線圈電 源降壓電路由一個功率開關(guān)PwrSw、一個算術(shù)平均電路AAvgr、一個脈沖寬度調(diào)制電路PWM、 一個高頻振蕩單元HFOsc和一個穩(wěn)壓單元VRegu構(gòu)成，其中，所述的功率開關(guān)PwrSw連接電 源的輸入端，功率開關(guān)PwrSw的輸出端與所述的算術(shù)平均電路AAvgr的輸入端連接，算術(shù)平 均電路AAvgr的輸出端與電源的輸出端連接，所述的高頻震蕩單元的輸出端與所述的脈沖 寬度調(diào)制電路PWM的輸入端連接，算術(shù)平均電路AAvgr的輸出端與所述的穩(wěn)壓單元VRegu 的輸入端連接，穩(wěn)壓單元VRegu的輸出端與脈沖寬度調(diào)制電路PWM的輸入端連接，脈沖寬度 調(diào)制電路PWM的輸出端與功率開關(guān)PwrSw連接。進(jìn)一步的，所述的算術(shù)平均電路AAvgr是算術(shù)平均平均器。進(jìn)一步的，所述的功率開關(guān)PwrSw由開關(guān)管組成。進(jìn)一步的，所述的脈沖寬度調(diào)制電路PWM中連接有一個降壓比值調(diào)整器件。進(jìn)一步的，所述的高頻振蕩單元HFOsc的頻率大于十倍電源頻率。具體的，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，高頻震蕩單元HFOsc產(chǎn)生定高頻開/關(guān)信 號并送至脈沖寬度調(diào)制電路PWM。脈沖寬度調(diào)制電路PWM同時接受定頻開/關(guān)信號及來自 穩(wěn)壓單元VRegu，的校準(zhǔn)信號。校準(zhǔn)信號用以調(diào)整開/關(guān)的斷續(xù)時間比例，最后調(diào)整負(fù)載電 壓至穩(wěn)定值。脈沖寬度調(diào)制電路PWM輸出已校準(zhǔn)開/關(guān)信號至功率開關(guān)PwrSw。功率開關(guān) PwrSw在已校準(zhǔn)的開/關(guān)信號的控制下將電源功率送至算術(shù)平均電路AAvgr。算術(shù)平均電 路AAvgr平均被開/關(guān)的電源電壓以取得算術(shù)平均值，并輸出至負(fù)載電壓。穩(wěn)壓單元VRegu 接受負(fù)載電壓并與內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)電壓2比較輸出校準(zhǔn)信號至脈沖寬度調(diào)制電路PWM。通過連接 在脈沖寬度調(diào)制電路PWM中的調(diào)節(jié)降壓比值調(diào)整器件1，可以人工改變脈沖寬度調(diào)制電路 PWM輸出的開/關(guān)信號比值，從而在輸出端獲得不同的電壓。其中，高頻振蕩單元HFOsc輸出定高頻開/關(guān)信號。所述的高頻高于十倍電源頻率。脈沖寬度調(diào)制電路PWM調(diào)整開關(guān)的斷續(xù)時間比例。脈沖寬度調(diào)制電路PWM輸入定
頻開/關(guān)信號及校準(zhǔn)信號，輸出已校準(zhǔn)開/關(guān)信號。功率開關(guān)PwrSw經(jīng)過算術(shù)平均電路，實施電源至負(fù)載的開/關(guān)動作。功率開關(guān) PwrSw輸入電源及已校準(zhǔn)開/關(guān)信號，輸出斷續(xù)電源。算術(shù)平均電路AAvgr平均被開/關(guān)的電源電壓以取得算術(shù)平均值，即輸出至負(fù)載 電壓。此平均值與開關(guān)的斷續(xù)時間比相關(guān)。它輸入斷續(xù)電源，輸出已平均非斷續(xù)電源低電壓。
穩(wěn)壓單元VRegu與內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電壓2比較后輸出校準(zhǔn)信號至脈沖寬度調(diào)制電路PWM， 以調(diào)整開關(guān)斷續(xù)時間比，最后穩(wěn)壓至標(biāo)準(zhǔn)值。它輸入負(fù)載電壓，輸出校準(zhǔn)信號。上述實施例僅用于說明但不限于本發(fā)明的一個具體應(yīng)用。凡利用任何開關(guān)達(dá)成高 壓電源斷續(xù)、并供至任何一算術(shù)平均器或電路，經(jīng)平均后再輸出致低電壓負(fù)載的此類裝置， 無論任何此類裝置的斷續(xù)頻率或斷續(xù)時間比如何，均為本專利范圍。本發(fā)明的方法和電路裝置被應(yīng)用于任何系統(tǒng)中任何單元時，該單元也在本專利的 保護(hù)范圍中。由于此裝置降壓比易調(diào)特性，因此極有利于控制系統(tǒng)的簡化，如電熱溫度控 制、照明亮度控制及電動機(jī)啟動等——任何以變動電壓為手段的控制系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1. 一種無線圈電源降壓方法，包括一個將輸入端電壓變換后從輸出端輸出較低電壓的 過程，其特征在于在所述的電壓變換過程中，利用一個開關(guān)將來自所述的輸入端的電源斷 續(xù)輸出到一個算術(shù)平均電路，利用所述的算術(shù)平均電路將斷續(xù)的供電平均后獲得一個低于 輸入端電壓的連續(xù)電壓，并輸出到負(fù)載。
2.如權(quán)利要求1所述的無線圈電源降壓方法，其特征在于利用一個脈沖寬度調(diào)制電 路來調(diào)整所述的開關(guān)的斷/續(xù)時間比值，從而決定所述的算術(shù)平均電路輸出的平均電壓即 負(fù)載電壓，利用一個高頻振蕩單元向所述的脈沖寬度調(diào)制電路輸出定高頻開/關(guān)信號。
3.如權(quán)利要求2所述的無線圈電源降壓方法，其特征在于利用一個穩(wěn)壓單元來檢測 所述的算術(shù)平均電路輸出的平均電壓、并將檢測到的平均電壓與一個設(shè)定電壓值進(jìn)行比 較，在檢測到的平均電壓大于或者小于所述的設(shè)定電壓值時，利用所述的穩(wěn)壓單元向一個 脈沖寬度調(diào)制電路輸出一個校準(zhǔn)信號，利用脈沖寬度調(diào)制電路向所述的開關(guān)輸出校準(zhǔn)后的 開/關(guān)信號，調(diào)整所述的開關(guān)的開關(guān)斷續(xù)時間比值。
4.一種實現(xiàn)如權(quán)利要求3所述的無線圈電源降壓方法的電路，由一個功率開關(guān)、一個 算術(shù)平均電路、一個脈沖寬度調(diào)制電路、一個高頻振蕩單元和一個<穩(wěn)壓單元構(gòu)成，其特征在 于所述的功率開關(guān)連接電源的輸入端，功率開關(guān)的輸出端與所述的算術(shù)平均電路的輸入 端連接，算術(shù)平均電路的輸出端與電源的輸出端連接，所述的高頻震蕩單元的輸出端與所 述的脈沖寬度調(diào)制電路的輸入端連接，算術(shù)平均電路的輸出端與所述的穩(wěn)壓單元的輸入端 連接，穩(wěn)壓單元的輸出端與脈沖寬度調(diào)制電路的輸入端連接，脈沖寬度調(diào)制電路的輸出端 與功率開關(guān)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的無線圈電源降壓電路，其特征在于所述的算術(shù)平均電路是算 術(shù)平均平均器。
6.如權(quán)利要求4所述的無線圈電源降壓電路，其特征在于所述的功率開關(guān)由開關(guān)管 組成。
7.如權(quán)利要求4所述的無線圈電源降壓電路，其特征在于所述的高頻振蕩單元的頻 率大于十倍電源頻率。
8.如權(quán)利要求4所述的無線圈電源降壓電路，其特征在于所述的脈沖寬度調(diào)制電路 中連接有一個降壓比值調(diào)整器件。
全文摘要
一種無線圈電源降壓方法，利用功率開關(guān)將輸入端電源持續(xù)接通和切斷后輸出到算術(shù)平均電路，利用算術(shù)平均電路將斷續(xù)的供電平均后獲得一個低于輸入端電壓的連續(xù)電壓，并輸出到負(fù)載。一種無線圈電源降壓電路，由功率開關(guān)、算術(shù)平均電路、脈沖寬度調(diào)制電路、高頻振蕩單元和穩(wěn)壓單元構(gòu)成，利用算術(shù)平均電路將被開/關(guān)的電源電壓平均后取得算術(shù)平均值，獲得降壓的負(fù)載電壓，從而無需使用電磁線圈變壓器，節(jié)約線圈銅材料，降低成本。利用連接在負(fù)載端的穩(wěn)壓單元檢測電壓，并向脈沖寬度調(diào)制電路反饋校準(zhǔn)信號，通過脈沖寬度調(diào)制電路來調(diào)整功率開關(guān)的開/關(guān)信號控制，從而在算術(shù)平均電路的輸出端獲得穩(wěn)定的電壓。電源可為直流或交流，降壓比可調(diào)節(jié)。
文檔編號H02M1/10GK102005910SQ201010539559
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者洪勤溪 申請人:洪勤溪