一种改进的buck电路的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种改进的buck电路。


背景技术：

2.buck电路在灯具照明、电表系统等领域都被广泛运用，现在通用的buck电路都是将输入电压vin分压后给buck芯片使能，buck芯片使能引脚en存在一个阈值，当外部输入电压分压后大于该阈值时，buck芯片使能，电路产生输出电压vout，当外部输入电压分压小于该芯片阈值时，芯片关闭，电路不产生输出电压vout。
3.这就产生一个问题，当外部输入电压为超级电容或者输入电压刚好在buck芯片使能电压附近时，若突然产生一个干扰信号或者动态负载发生变化，输入电压就会忽高忽低，电源输入给buck芯片en引脚的电压就会在阈值附近上下波动，导致buck芯片忽关忽开，输出电压时有时无，使得输出电压vout产生振荡。
4.此振荡会造成许多不良影响，比如使照明灯具忽闪忽闪，影响照明，使电表不断处于上电掉电状态，导致电表无法正产工作，影响数据传输的完整性。
5.为了防止此种振荡，现有技术均是在电源电路中加入由使用比较器芯片做成的迟滞回环电路，但此种电路不仅使得电路结构复杂化，而且也增加了电路设计成本，不够经济实用。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种设计结构简单，成本低却又能有效克服电路输出振荡的改进的buck电路。
7.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种改进的buck电路，所述buck电路包括降压芯片，所述降压芯片的输入端连接电源模块而输出端连接负载模块，其特征在于：
8.所述buck电路还包括将降压芯片的输出端电压加载至降压芯片的使能端的迟滞回环模块；
9.所述降压芯片的使能端还与电源模块相连以利用降压芯片的使能端与输入端电压间的动态变化特性，使使能端获得的电压由电源模块和输出端电压共同决定以确保电路出现扰动电源模块电压降低时，使能端获得的电压依旧大于使能电压以维持降压芯片正常稳定输出。
10.进一步的，所述电源模块与降压芯片的使能端之间连接有分压网络。
11.进一步的，所述迟滞回环模块包括二极管和分压电阻，所述二极管的阳极连接降压芯片的输出端而阴极连接分压电阻；
12.所述分压电阻与分压网络相连以形成可将降压芯片的输出端电压经分压后传输给使能端的新分压网络。
13.进一步的，所述分压网络包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的另一
端连接电源模块而第二电阻的另一端接地，所述使能端连接在第一电阻与第二电阻的串联处。
14.进一步的，所述分压电阻与第二电阻相连以形成所述新分压网络。
15.进一步的，所述电源模块与降压芯片之间连接有输入电容。
16.进一步的，所述降压芯片的输出端与迟滞回环模块之间设有输出电容。
17.进一步的，所述降压芯片的使能电压为1.2v。
18.进一步的，所述第一电阻阻值为470kω，第二电阻阻值为100kω，所述分压电阻阻值为100kω。
19.进一步的，所述输入电容包括两个并联设置的第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容的其中一个并联端连接电源模块而另一并联端接地；
20.所述输出电容包括三个并联设置的第三电容、第四电容和第五电容，所述第三电容、第四电容和第五电容的其中一个并联端连接降压芯片的输出端而另一个并联端接地。
21.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
22.采用二极管和分压电阻形成的迟滞回环模块替代以往的比较器芯片，并利用电源模块的电压与降压芯片的正常工作输出电压最小值、输出端电压以及使能电压之间的动态变化关系，巧妙解决了以往电路为了消除振荡而设计复杂，成本高的问题，实现了电路设计的简单经济化，适用性强。
附图说明
23.图1为本技术改进的buck电路的电路原理图。
具体实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.如图1示出的本技术改进的buck电路的优选实施例。该buck电路包括降压芯片1，降压芯片1的输入端连接电源模块2而输出端连接负载模块3。
26.如前文所描述的，该buck电路在使用时，很容易因为一个扰动信号或负载的变化，使得输入电压不稳定，进而造成输出电压产生振荡，影响电路正产工作。目前的解决方案虽能解决输出电压抖动问题，但也使得电路设计过于复杂，设计成本高。
27.降压芯片有一定的正常工作输入电压范围，在该正常工作输入电压范围内，降压芯片的使能端处于使能状态，芯片能正常输出，若降压芯片有输入电压，但该输入电压分至使能端的电压小于使能电压(以下称为阈值)，使能端无法触发使能，则降压芯片也就无法正常输出。
28.由此，在一般的buck电路中，降压芯片要想正常工作，首先得有输入电压，且该输入电压分至使能端的电压不得小于阈值，换言之，使能端使能是降压芯片正常工作的必要条件。
29.而且，在一般的buck电路中，该正常工作输入电压范围内的最小输入电压对应着
使能电压阈值，同时，当降压芯片的输入电压不断减小时，只要该不断减小的电压依旧处于该正常工作输入电压范围内，使能端就会一直处于使能状态，芯片就能一直处于正常输出状态，且此时情形下的输出电压保持不变；而一旦降压芯片的输入电压位于该正常工作输入电压范围之外，主要是输入电压小于正常工作输入电压范围的最小值，则使能端就会由使能状态变为不使能，从而使得芯片无法输出，此为芯片的跟踪功能。
30.本技术即是巧妙的利用了该使能端与降压芯片的输入电压之间的动态变化特性，使该buck电路还包括将降压芯片的输出端电压加载至降压芯片的使能端的迟滞回环模块4，同时，降压芯片1的使能端还与电源模块2相连，从而使使能端获得的电压由电源模块2和输出端电压共同决定，以当电路出现扰动电源模块电压降低时，使能端获得的电压依旧大于使能电压，以维持降压芯片正常稳定输出。
31.具体到本实施例，该迟滞回环模块4包括二极管vd2和分压电阻r28，二极管vd2的阳极连接降压芯片1的输出端而阴极连接分压电阻r28，分压电阻r28的另一端与使能端电连接。也即，该buck结构电路中，在输出端电压vout信号上，增加一二极管vd2和一分压电阻r28，把该输出端电压vout输入到buck芯片的使能端en上，使得使能端en获得的电压在降压芯片1正常上电工作后，由输入电压和输出电压共同组成。
32.二极管能防止电流倒灌，分压电阻可以是由多个电阻串联形成，当然，其也可以采用如图1所示的结构。
33.具体而言，该分压电阻r28由一个电阻构成；该电源模块2与降压芯片1的使能端en之间连接有分压网络5，分压电阻r28与分压网络5相连以形成可将降压芯片1的输出端sw电压经分压后传输给使能端en的新分压网络6。
34.该分压网络5包括串联的第一电阻r13和第二电阻r14，第一电阻r13的另一端连接电源模块2而第二电阻r14的另一端接地，使能端en连接在第一电阻r13与第二电阻r14的串联处；分压电阻r28与第二电阻r14相连以形成所谓的新分压网络6。
35.本实施例中，该降压芯片1的使能电压en为1.2v，正常工作输入电压范围为4.5-30v之间，第一电阻r13的阻值为470kω，第二电阻r14的阻值为100kω，分压电阻r28的阻值为100kω。
36.为了便于理解，下面以本技术优选的实施例为例，对该申请的原理进行阐述。
37.该电路在正常上电时，芯片的en使能电压为1.2v(即阈值)，则输入电压vin经r13和r14电阻的分压需大于该阈值1.2v，方可使芯片使能工作，并输出电压vout。由于此时芯片还没有正常工作，所以输入端电压vin提供给使能端en的电压由如下公式给出，即ven＝vin*r14/(r13+r14)。
38.由图中的电阻r13＝470k，r14＝100k可以计算出，vin＝6.84v，也即只有当输入电压vin≥6.84v时，芯片才能启动并开始正常工作，使能端使能，此时产生输出电压vout＝3.9v。
39.当芯片正常工作后，出现扰动，输入电压开始下降，芯片的输入电压由最刚开始的数值下降到4.5v这一过程中，芯片的使能端一直处于使能状态，且输出电压保持为3.9v，此处的原理是，该实施例中的降压芯片的正常工作输入电压范围为4.5-30v，使能电压为1.2v，基于降压芯片内部自带比较器的功能，有电压输入时，降压芯片中的自带比较器便会将该输入与1.2v比较，随着电压输入的增加并大于1.2v时，芯片开始启动并有输出，但要想
正常输出3.9v电压，对应着降压芯片的输入电压至少得为4.5v，由此，输入电压下降过程中，只要该输入电压大于4.5v，则就能确保使能端一直处于使能状态，并输出电压3.9v保持不变。
40.当输入电压下降到4.5v以下时，尽管该4.5v是芯片正常工作输入电压范围的最小值，但此时的芯片也不会关闭，因为此时使能端en的电压ven由以下公式给出，即ven＝[(vout-vd2)*r14/(r14+r28)]+[vin*r14/(r13+r14)]。
[0041]
vin此时仅给en提供了部分电压，另外一部分电压由输出vout提供，所以使能端en的电压由两者相加得到，这样，当vin下降至4.5v以下时，vout依旧存在，只不过此时的输出端电压vout不再是3.9v，而是随着vin下降到4.5v以后，vout也开始跟着降低，但只要两个电压经电阻分压后相加的和不小于使能电压1.2v，芯片就会一直处于使能输出状态，直至两个电压经分压后之后小于1.2v，方才出现芯片关闭电压输出。
[0042]
由此，通过输出端电压的补偿，以及输出端电压对输入端电压的跟随作用，使得使能端电压在输入端降低时，依旧能保持触发状态，从而解决输入电压产生波动导致输出电压振荡的问题，达到了电路迟滞回环的作用。
[0043]
而此方案在对降压芯片的特性深入研究的基础上，巧妙利用该特性，仅采用一二极管和一分压电阻即解决了该问题，大大简化了电路设计，同时确保了很好的维稳效果，普适性强，推广性好。
[0044]
作为优选，该电源模块2与降压芯片1之间连接有输入电容7，降压芯片1的输出端与迟滞回环模块3之间设有输出电容8。
[0045]
在本实施例中，该输入电容7包括两个并联设置的第一电容c17和第二电容c18，第一电容c17和第二电容c18的其中一个并联端连接电源模块2而另一并联端接地；输出电容8包括三个并联设置的第三电容c12、第四电容c13和第五电容c14，第三电容c12、第四电容c13和第五电容c14的其中一个并联端连接降压芯片1的输出端sw而另一个并联端接地。
[0046]
该buck电路为通用降压电路，在产品中被广泛运用，而采用二极管和分压电阻形成的迟滞回环模块替代以往的比较器芯片，利用输入电压与降压芯片的正常工作输入电压最小值、输出端电压以及使能电压之间的动态变化关系，能巧妙解决以往电路为了消除振荡而设计复杂，成本高的问题，使得电路设计简单经济化，适用性强。
[0047]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。