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一种双路可调低压差直流电源转换模块

阅读：972发布：2021-06-07

专利汇可以提供一种双路可调低压差直流电源转换模块专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，包括壳体封装，壳体封装内设有双路电源模块电路。本实用新型的有益效果如下：1)具有2路独立直流电源输入及输出，具有开关使能控制，通过外接开关可同时使能2路电源的输出或关断输出；2)采用内置基准电压，2路电压通过1个电位器即可同步调节输出，通过外部电位器及串联电阻的方式可在最大输出范围内任意设置输出的最小值及最大值；3)采用BUCK电源电路，效率高；4)采用BUCK电源电路及单路运算放大器组成的电压反馈电路，外围器件少，大大缩小了产品体积；5)可多路并联使用，并联时输入输出仍然独立，外部仍只需1个电位器调节即可。，下面是一种双路可调低压差直流电源转换模块专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，包括壳体封装(1)，壳体封装(1)内设有双路电源模块电路(2)，双路电源模块电路(2)包括第一BUCK电源电路(21)和第二BUCK电源电路(26)，第一BUCK电源电路(21)的输入端和输出端分别连接第一电源输入端(VIN1+)与第一电源输出端(VOUT1+)，第一BUCK电源电路(21)的第三端接第一使能控制电路(22)的第一端，第一BUCK电源电路(21)的第四端接第一电压反馈控制电路(23)的第一端，第一BUCK电源电路(21)的第五端接电源输入公共端(COM)，第一使能控制电路(22)的第二端分别接第二使能控制电路(27)的第一端和模块的使能端(EN)，第一使能控制电路(22)的第三端接5V基准电源电路(24)的输出端，第一电压反馈控制电路(23)的第二端接第一BUCK电源电路(21)的输出端，第一电压反馈控制电路(23)的第三端分别接第二电压反馈控制电路(28)的第一端和模块的调节端(ADJ)，第一电压反馈控制电路(23)的第四端接5V基准电源电路(24)的输出端，5V基准电源电路(24)的一端接第一电源输入端(VIN1+)，5V基准电源电路(24)的另一端接第二电源输入端(VIN2+)，5V基准电源电路(24)的输出端还接第二使能控制电路(27)的第二端、第二电压反馈控制电路(28)的第二端及上端调节电阻(25)的一端，上端调节电阻(25)的另一端接基准电压输出(VREF)，第二BUCK电源电路(26)的输入端和输出端分别连接第二电源输入端(VIN2+)与第二电源输出端(VOUT2+)，第二BUCK电源电路(26)的第三端接第二使能控制电路(27)的第三端，第二BUCK电源电路(26)的第四端接第二电压反馈控制电路(28)的第三端，第二BUCK电源电路(26)的第五端接电源输入公共端(COM)，第二电压反馈控制电路(28)的第四端接第二BUCK电源电路(26)的输出端。
2.如权利要求1所述的一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，所述的壳体封装(1)包括壳体和灌封于壳体内的灌封胶(3)。
3.如权利要求1所述的一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，所述的第一BUCK电源电路(21)由低压降电压调整芯片、功率电感、肖特基二极管及电容组成，肖特基二极管的负极接低压降电压调整芯片的输出端及功率电感的一端，肖特基二极管的正极接电源输入公共端(COM)，功率电感的另一端接电容的一端作为第一BUCK电源电路(21)的输出端，电容的另一端接电源输入公共端(COM)。
4.如权利要求1所述的一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，所述的第一使能控制电路(22)由1个肖特基二极管及1个第三电阻组成，肖特基二极管的负极与第二使能控制电路(27)的肖特基二极管的负极相连作为模块的使能端(EN)，肖特基二极管的正端接第三电阻的一端及第一BUCK电源电路(21)的第三端，第三电阻的另一端接5V基准电源电路(24)的输出端。
5.如权利要求1所述的一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，所述的第一电压反馈控制电路(23)包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)及第一单路运算放大器(U1)，第一电阻(R1)的一端接第一BUCK电源电路(21)的输出端，第一电阻(R1)另一端分别接第二电阻(R2)的一端及第一BUCK电源电路(21)的第四端，第二电阻(R2)的另一端分别接第一单路运算放大器(U1)的输出端及反相输入端，第一单路运算放大器(U1)的同相输入端接第二电压反馈控制电路(28)的同相输入端并接到模块的调节端(ADJ)。
6.如权利要求1所述的一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，所述的5V基准电源电路(24)包括2个开关二极管、1个第四电阻(R4)、1个稳压二管及1个电容，两个开关二极管的正极分别接到第一电源输入端(VIN1+)及第二电源输入端(VIN2+)，两个开关二极管的负极连接在一起接到第四电阻(R4)的一端，第四电阻(R4)的另一端接到稳压二极管的负极及电容的一端，稳压二极管及电容的另一端接电源输入公共端(COM)。
7.如权利要求1所述的一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，所述的第二BUCK电源电路(26)由低压降电压调整芯片、功率电感、肖特基二极管及电容组成，肖特基二极管的负极接低压降电压调整芯片的输出端及功率电感的一端，肖特基二极管的正极接电源输入公共端(COM)，功率电感的另一端接电容的一端作为第二BUCK电源电路(26)的输出端，电容的另一端接电源输入公共端(COM)。
8.如权利要求1所述的一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，所述的第二使能控制电路(27)由1个肖特基二极管及1个第五电阻组成，肖特基二极管的负极与第一使能控制电路(22)的肖特基二极管的负极相连作为模块的使能端(EN)，肖特基二极管的正端接第五电阻的一端及第二BUCK电源电路(26)的第三端，第五电阻的另一端接5V基准电源电路(24)的输出端。
9.如权利要求1所述的一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，所述的第二电压反馈控制电路(28)包括第八电阻(R8)、第九电阻(R9)及第二单路运算放大器(U2)，第八电阻(R8)的一端接第二BUCK电源电路(26)的输出，第八电阻(R8)的另一端接第九电阻(R9)的一端及第二BUCK电源电路(26)的第四端，第九电阻(R9)的另一端接第二单路运算放大器(U2)的输出端及反相输入端，第二单路运算放大器(U2)的同相输入端接第一电压反馈控制电路(23)的同相输入端并接到模块的调节端(ADJ)。

说明书全文

一种双路可调低压差直流电源转换模块

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种双路可调低压差直流电源转换模块，尤其涉及一种具有开关使能控制的两路输出同步调节非隔离式直流电压转换模块，属于航空电子设备电源系统、汽车电源、应急照明灯具供电、通信设备供电领域。

背景技术

[0002] 在飞机、车辆、舰船等领域照明系统中背景光照明均要求具有亮度可调功能，以保证在夜间工作时具有舒适的背光照明亮度，使驾驶人员或操作人员在长时间工作时不至于产生视觉疲劳，例如飞机驾驶舱内的操控面板组件上的导光板照明、指示灯照明、信号灯照明，车辆操控面板背光照明，舰船各操作台的导光板背光照明等。同时要求采用一个亮度调节旋钮能同时对多区域相互独立的照明设备进行调节，以保证各区域在各自独立供电情况下的照明设备的安全工作。

[0003] 通常进行照明亮度调节的方法有两种，一是采用调节照明设备的供电电源以达到照明亮度调节的功能，二是采用恒压源结合脉宽调制方式对照明设备进行亮度控制。针对第一种方法，通常是直接采用线性可调电源，如LM117等实现，也可采用直流可调DC-DC模块实现；但是采用线性可调电源的方式，其输入输出压差一般大于2.3V，输入输出压差较大，在3A以上大电流情况下功耗较大，同时，很难实现用一个电位器旋钮同时调节2路以上输出电压的要求。采用直流可调 DC-DC模块的方式，用同一个电位器旋钮同时控制两个以上电源模块时设计电路复杂，外围器件较多，同时，大功率直流可调DC-DC模块成本高体积较大，不能满足低成本小型化的要求。采用恒压源结合脉宽调制方式，除了需具有电源供电模块外还需要设计专用的脉宽调制电路控制功率开关的频繁通断，电路较复杂，电磁辐射较大。发明内容

[0004] 本实用新型要解决的技术问题是：解决了如何克服现有技术中输入输出压降大、大电流功耗大、体积大，并且难于实现单个电位器旋钮同时控制多路独立的电源通道的问题。

[0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种双路可调低压差直流电源转换模块，其特征在于，包括壳体封装，壳体封装内设有双路电源模块电路，双路电源模块电路包括第一BUCK电源电路和第二BUCK电源电路，第一BUCK电源电路的输入端和输出端分别连接第一电源输入端与第一电源输出端，第一BUCK电源电路的第三端接第一使能控制电路的第一端，第一BUCK 电源电路的第四端接第一电压反馈控制电路的第一端，第一BUCK电源电路的第五端接电源输入公共端，第一使能控制电路的第二端分别接第二使能控制电路的第一端和模块的使能端，第一使能控制电路的第三端接5V基准电源电路的输出端，第一电压反馈控制电路的第二端接第一BUCK电源电路的输出端，第一电压反馈控制电路的第三端分别接第二电压反馈控制电路的第一端和模块的调节端，第一电压反馈控制电路的第四端接5V基准电源电路的输出端，5V基准电源电路的一端接第一电源输入端，5V基准电源电路的另一端接第二电源输入端，5V基准电源电路的输出端还接第二使能控制电路的第二端、第二电压反馈控制电路的第二端及上端调节电阻的一端，上端调节电阻的另一端接基准电压输出，第二BUCK电源电路的输入端和输出端分别连接第二电源输入端与第二电源输出端，第二BUCK电源电路的第三端接第二使能控制电路的第三端，第二 BUCK电源电路的第四端接第二电压反馈控制电路的第三端，第二BUCK电源电路的第五端接电源输入公共端，第二电压反馈控制电路的第四端接第二BUCK 电源电路的输出端。

[0006] 优选地，所述的壳体封装包括壳体和灌封于壳体内的灌封胶。

[0007] 优选地，所述的第一BUCK电源电路由低压降电压调整芯片、功率电感、肖特基二极管及电容组成，肖特基二极管的负极接低压降电压调整芯片的输出端及功率电感的一端，肖特基二极管的正极接电源输入公共端，功率电感的另一端接电容的一端作为第一BUCK电源电路的输出端，电容的另一端接电源输入公共端。

[0008] 优选地，所述的第一使能控制电路由1个肖特基二极管及1个第三电阻组成，肖特基二极管的负极与第二能控制电路的肖特基二极管的负极相连作为模块的使能端，肖特基二极管的正端接第三电阻的一端及第一BUCK电源电路的第三端，第三电阻的另一端接5V基准电源电路的输出端。

[0009] 优选地，所述的第一电压反馈控制电路包括第一电阻、第二电阻及第一单路运算放大器，第一电阻的一端接第一BUCK电源电路的输出端，第一电阻另一端分别接第二电阻的一端及第一BUCK电源电路的第四端，第二电阻的另一端分别接第一单路运算放大器的输出端及反相输入端，第一单路运算放大器的同相输入端接第二电压反馈控制电路的同相输入端并接到模块的调节端。

[0010] 优选地，所述的5V基准电源电路包括2个开关二极管、1个第四电阻、1 个稳压二管及1个电容，两个开关二极管的正极分别接到第一电源输入端及第二电源输入端，两个开关二极管的负极连接在一起接到第四电阻的一端，第四电阻的另一端接到稳压二极管的负极及电容的一端，稳压二极管及电容的另一端接电源输入公共端。

[0011] 优选地，所述的第二BUCK电源电路由低压降电压调整芯片、功率电感、肖特基二极管及电容组成，肖特基二极管的负极接低压降电压调整芯片的输出端及功率电感的一端，肖特基二极管的正极接电源输入公共端，功率电感的另一端接电容的一端作为第二BUCK电源电路的输出端，电容的另一端接电源输入公共端。

[0012] 优选地，所述的第二使能控制电路由1个肖特基二极管及1个第五电阻组成，肖特基二极管的负极与第一能控制电路的肖特基二极管的负极相连作为模块的使能端，肖特基二极管的正端接第五电阻的一端及第二BUCK电源电路的第三端，第五电阻的另一端接5V基准电源电路的输出端。

[0013] 优选地，所述的第二电压反馈控制电路包括第八电阻、第九电阻及第二单路运算放大器，第八电阻的一端接第二BUCK电源电路的输出，第八电阻的另一端接第九电阻的一端及第二BUCK电源电路的第四端，第九电阻的另一端接第二单路运算放大器的输出端及反相输入端，第二单路运算放大器的同相输入端接第一电压反馈控制电路的同相输入端并接到模块的调节端。

[0014] 本实用新型提供一种具有双路独立的同步调节的电源输入输出通道，具有开关使能控制的双路可调低压差直流电源转换模块。

[0015] 本实用新型的有益效果如下：

[0016] 1)本实用新型双路可调低压差直流电源转换模块具有2路独立直流电源输入及输出，具有开关使能控制，通过外接开关可同时使能2路电源的输出或关断输出；

[0017] 2)本实用新型双路可调低压差直流电源转换模块，采用内置基准电压，2 路电压通过1个电位器即可同步调节输出，输出电压调节范围宽，输入电压28V，负载电流3A时，输出电压范围为0V～26V可调节，通过外部电位器及串联电阻的方式可在最大输出范围内任意设置输出的最小值及最大值；

[0018] 3)本实用新型双路可调低压差直流电源转换模块，采用BUCK电源电路，输入电压范围8V～36V，3A负载输出时输入输出压降不大于2V，效率高；

[0019] 4)本实用新型双路可调低压差直流电源转换模块，采用BUCK电源电路及单路运算放大器组成的电压反馈电路，外围器件少，大大缩小了产品体积，体积仅33mm×30.4mm×16mm；

[0020] 5)本实用新型双路可调低压差直流电源转换模块，可多路并联使用，并联时输入输出仍然独立，外部仍只需1个电位器调节即可。附图说明

[0021] 图1为一种双路可调低压差直流电源转换模块的框图；

[0022] 图2为双路电源模块电路的电路原理图；

[0023] 图3为一种双路可调低压差直流电源转换模块的典型应用电路图。

具体实施方式

[0024] 为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

[0025] 本实用新型为一种双路可调低压差直流电源转换模块，如图1所示，其包括壳体封装1、安装在壳体封装1内的双路电源模块电路2。壳体封装1包括壳体和灌封于壳体内的灌封胶3。

[0026] 如图2所示，双路电源模块电路2由第一BUCK电源电路21、第一使能控制电路22、第一电压反馈控制电路23、5V基准电源电路24、上端调节电阻25、第二BUCK电源电路26、第二使能控制电路27及第二电压反馈控制电路28组成。

[0027] 第一BUCK电源电路21的两端串联于第一电源输入端VIN1+与第一电源输出端VOUT1+之间，即输入端接第一电源输入端VIN1+，输出端接第一电源输出端VOUT1+。第一BUCK电源电路21的第三端接第一使能控制电路22的第一端，第一BUCK电源电路21的第四端接第一电压反馈控制电路23的第一端，第一BUCK电源电路21的第五端接电源输入公共端COM。第一BUCK电源电路21由低压降电压调整芯片、功率电感、肖特基二极管及电容组成，其中肖特基二极管的负极接低压降电压调整芯片的输出端及功率电感的一端，肖特基二极管的正极接电源输入公共端COM；功率电感的一端接肖特基二极管的负极及低压降电压调整芯片的输出端，另一端接电容的一端作为第一BUCK电源电路21 的输出端；电容的一端接功率电感的一端作为第一BUCK电源电路21的输出端，另一端接电源输入公共端COM。

[0028] 第一使能控制电路22的第一端接第一BUCK电源电路21的第三端，第一使能控制电路22的第二端接第二使能控制电路27的第一端并接模块的使能端 EN，第一使能控制电路22的第三端接5V基准电源电路24的输出端。第一使能控制电路22由1个肖特基二极管及1个
100K欧的第三电阻组成，其中肖特基二极管的负极与第二能控制电路27的肖特基二极管的负极相连作为模块的使能端EN，控制模块输出的接通或断开，肖特基二极管的正端接第三电阻的一端及第一BUCK电源电路21的第三端；第三电阻的一端接肖特基二极管的正端及第一BUCK电源电路21的第三端，另一端接5V基准电源电路24的输出端，当模块的使能端EN接地时，第一BUCK电源电路21的第三端为低电平，使能第一 BUCK电源电路21的输出，模块输出端VOUT1+有电压，当模块的使能端EN 悬空时，由于第三电阻的一端接5V基准电源电路24的输出端，将第一BUCK 电源电路21的第三端上拉为高电平，此时禁止第一BUCK电源电路21的输出，模块输出端VOUT1+无电压。

[0029] 第一电压反馈控制电路23的第一端接第一BUCK电源电路21的第四端，第二端接第一BUCK电源电路21的输出端，第三端接第二电压反馈控制电路28 的一端并接模块的调节端ADJ，第四端接5V基准电源电路24的输出端。第一电压反馈控制电路23包括第一电阻R1、第二电阻R2及一个第一单路运算放大器U1，第一电阻R1的一端接第一BUCK电源电路21的输出端，另一端接第二电阻R2及第一BUCK电源电路21的第四端；第二电阻R2的一端接第一电阻 R1的一端及第一BUCK电源电路21的第四端，另一端接第一单路运算放大器 U1的输出端及反相输入端；第一单路运算放大器U1的输出端接及自身的反相输入端及电阻R2的一端，同相输入端接第二电压反馈控制电路28的同相输入端并接到模块的调节端ADJ。第一电压反馈电路21通过第一电阻R1及第二电阻R2的分压比，结合第一单路运算放大器U1同相输入端电压的调节，控制第一BUCK电源电路21的输出电压值。

[0030] 5V基准电源电路24的一端接第一电源输入端VIN1+，另一端接第二电源输入端VIN2+，输出端接第一使能控制电路22的第三端、第二使能控制电路27 的第二端、第一电压反馈控制电路23的第四端、第二电压反馈控制电路28的第二端及上端调节电阻25的一端，用于模块内部工作供电及提供电压调节基准电源。5V基准电源电路24包括2个开关二极管、1个第四电阻R4、1个稳压二管及1个电容，其中两个开关二极管的正极分别接到第一电源输入端VIN1+及第二电源输入端VIN2+，为模块内部控制电路及基准电压输出提供输入电源，两个开关二极管的负极连接在一起接到第四电阻R4的一端；第四电阻R4的一端接到两个开关二极管的负极，另一端接到稳压二极管的负极及电容的一端，作为5V 基准电源电路24的输出，第四电阻R4起到限流的作用；稳压二极管及电容的另一端接到电源输入公共端COM，特别的，稳压二极管的稳压值为5.1V。

[0031] 上端调节电阻25的一端接5V基准电源电路24的输出端，另一端接基准电压输出VREF。上端调节电阻25与模块外部的电位器串联，调节电位器中间抽头的输出电压值。

[0032] 第二BUCK电源电路26串联于第二电源输入端VIN2+与第二电源输出端 VOUT2+之间，即第二BUCK电源电路26的输入端接第二电源输入端VIN2+，输出端接第二电源输出端VOUT2+，第三端接第二使能控制电路27的第三端，第四端接第二电压反馈控制电路28的第三端，第五端接电源输入公共端COM。第二BUCK电源电路26由低压降电压调整芯片、功率电感、肖特基二极管及电容组成，其中肖特基二极管的负极接低压降电压调整芯片的输出端及功率电感的一端，肖特基二极管的正极接电源输入公共端COM；功率电感的一端接肖特基二极管的负极及低压降电压调整芯片的输出端，另一端接电容的一端作为第二 BUCK电源电路26的输出端；电容的一端接功率电感的一端作为第二BUCK电源电路26的输出端，另一端接电源输入公共端COM。

[0033] 第二使能控制电路27的第三端接第二BUCK电源电路26的第三端，第一端接第一使能控制电路22的第二端并接模块的使能端EN，第二端接5V基准电源电路24的输出端。第二使能控制电路27由1个肖特基二极管及1个100K欧的第五电阻组成，其中肖特基二极管的负极与第一能控制电路22的肖特基二极管的负极相连作为模块的使能端EN，控制模块输出的接通或断开，肖特基二极管的正端接第五电阻的一端及第二BUCK电源电路26的第三端；第五电阻的一端接肖特基二极管的正端及第二BUCK电源电路26的第三端，另一端接5V基准电源电路24的输出端，当模块的使能端EN接地时，第二BUCK电源电路26 的第三端为低电平，使能第二BUCK电源电路26的输出，模块输出端VOUT2+ 有电压，当模块的使能端EN悬空时，由于第五电阻的一端接5V基准电源电路 24的输出端，将第二BUCK电源电路26的第三端上拉为高电平，此时禁止第二 BUCK电源电路26的输出端，模块输出端VOUT2+无电压。

[0034] 第二电压反馈控制电路28的第三端接第二BUCK电源电路26的第四端，第四端接第二BUCK电源电路26的输出端，第一端接第一电压反馈电路23的一端并接模块的调节端ADJ，第二端接5V基准电源电路24的输出端。第二电压反馈控制电路28包括分压第八电阻R8、第九电阻R9及一个第二单路运算放大器U2，第八电阻R8的一端接第二BUCK电源电路26的输出，另一端接第九电阻R9的一端及第二BUCK电源电路26的第四端；第九电阻R9的一端接第八电阻R8的一端及第二BUCK电源电路26的第四端，另一端接第二单路运算放大器U2的输出端及反相输入端；第二单路运算放大器U2的输出端接及自身的反相输入端及第九电阻R9的一端，同相输入端接第一电压反馈控制电路23的同相输入端并接到模块的调节端ADJ。第二电压反馈控制电路28通过第八电阻 R8及第九电阻R9的分压比，结合第二单路运算放大器U2同相输入端电压的调节，控制第二BUCK电源电路26的输出电压值。

[0035] 本实用新型的使用示例如图3所示，其采用2路28V直流电压作为输入电源，一般照明负载(即导光板、信号灯、指示灯及驾驶舱内照明灯具等)作为下游设备，电位器旋钮作为调节控制端，两个输入电源的两端均并联有一个电容(即 C1和C2)，其中一个输入电源的两端分别连接第一电源输入端VIN1+和电源输入公共端COM，另一个输入电源的两端分别连接第二电源输入端VIN2+和电源输入公共端COM，开关K1的两端分别连接模块的使能端EN和电源输入公共端 COM，本实用新型的输出端连接有两个负载电阻(即RL1和RL2)，两个负载电阻的两端均并联有一个电容(即C1和C2)，其中一个负载电阻的两端分别连接第一电源输出端VOUT1+和电源输入公共端COM，另一个负载电阻的两端分别连接第二电源输出端VOUT2+和电源输入公共端COM，模块的调节端ADJ输出电压调节电阻的三个端口分别连接电源输入公共端COM、模块的调节端ADJ、基准电压输出VREF。但是本领域技术人员应当认识到本实用新型的浪涌保护模块不限于此典型应用电路。

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一种双路可调低压差直流电源转换模块

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