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CN102480226B - 降压式变换电路 - Google Patents

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Abstract

一种降压式变换电路，该降压式变换电路包括电压输入端、第一场效应管、第二场效应管、PWM驱动单元、电压采样单元、第一电阻调节单元、第二电阻调节单元、控制单元及电压输出端，第一电阻调节单元连接于PWM驱动单元与第一场效应管的栅极之间，第二电阻调节单元连接于PWM驱动单元与第二场效应管的栅极之间，控制单元与该第一电阻调节单元连接以改变第一电阻调节单元的电阻值，控制单元与该第二电阻调节单元连接以改变第二电阻调节单元的电阻值，电压采样单元采集第二场效应管的漏极与源极之间的尖峰电压，控制单元与电压采样单元连接以接收电压采样单元的输出结果。

Description

降压式变换电路
技术领域
本发明涉及一种降压式变换电路，尤其涉及一种应用于电脑主板的降压式变换电路。
背景技术
现有的降压式变换电路(Buck电路)一般包括作为电子开关的场效应管。然而在场效应管关闭时，电路中将产生振荡，并使得场效应管的漏极与源极之间产生过高的尖峰电压Vds。该尖峰电压Vds可能使得该场效应管击穿，甚至损坏场效应管。可以调整场效应管的栅极电阻以调节电路参数，降低场效应管的尖峰电压。
现有的设计一般是利用人工依次将不同阻值的电阻分别接入降压式变换电路，以获得相应的尖峰电压值Vds，进而获得对应最低尖峰电压值Vds的最佳电阻。然而，该种方法必须不断地将电阻焊接至电路的相应位置，操作十分不便，且浪费大量的人力和时间。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可自动获得最佳电阻的降压式变换电路。
一种降压式变换电路，该降压式变换电路包括电压输入端、第一场效应管、第二场效应管、PWM驱动单元、电压采样单元、第一电阻调节单元、第二电阻调节单元、控制单元及电压输出端，第一电阻调节单元连接于PWM驱动单元与第一场效应管的栅极之间，第二电阻调节单元连接于PWM驱动单元与第二场效应管的栅极之间，控制单元与该第一电阻调节单元连接以改变第一电阻调节单元的电阻值，控制单元与该第二电阻调节单元连接以改变第二电阻调节单元的电阻值，电压采样单元采集第二场效应管的漏极与源极之间的尖峰电压，控制单元与电压采样单元连接以接收电压采样单元的输出结果。
通过将不同阻值的第一电阻调节单元及第二电阻调节单元自动加载至降压式变换电路，并通过控制单元分别获得相对应的尖峰电压。如此，用户可方便地从中选择出可使得第二场效应管中漏极与源极间的尖峰电压最小的最佳电阻值。
附图说明
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1为本发明较佳实施方式的降压式变换电路的电路图。
图2为本发明较佳实施方式的降压式变换电路中控制单元、显示单元及开关单元的电路图。
主要元件符号说明
降压式变换电路  10
PWM驱动单元     11
控制单元        12
第一电阻调节单元13
第二电阻调节单元14
电压采样单元    15
开关单元        16
显示单元        17
缓冲单元        18
电源            VCC
电源引脚        VDD
接地引脚        VSS
第一切换引脚组  RB0-RB3
第二切换引脚组  RB4-RB7
测试引脚        RA0
开关引脚    RA1
控制引脚    RA2-RA5
数据引脚    RC0-RC7
开关        S
第一电阻    R1
第二电阻    R2
第一电容    C1
第二电容    C2
第一场效应管Q1
第二场效应管Q2
电感        L
电压输入端  Vin
电压输出端  Vout
具体实施方式
请参照图1及图2，本发明较佳实施方式提供降压式变换电路10，包括电压输入端Vin、PWM(pulse width modulation，脉宽调制)驱动单元11、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、电压采样单元15、控制单元12、第一电阻调节单元13、第二电阻调节单元14、开关单元16、显示单元17及电压输出端Vout。
电压输入端Vin连接至第一场效应管Q1的漏极，以将外部电源输入降压式变换电路10中。第一场效应管Q1的源极连接至第二场效应管Q2的漏极。第二场效应管Q2的漏极通过串联的电感L及第二电容C2接地。该电压输出端Vout连接至串联的电感L及第二电容C2之间，以输出一驱动电压给负载。
第二场效应管Q2的源极接地，第二场效应管Q2的漏极与源极之间并联一缓冲单元18。该缓冲单元18包括串联的第一电阻R1和第一电容C1，其中第一电阻R1与第二场效应管Q2的漏极连接，第一电容C1接地。
PWM驱动单元11通过第一电阻调节单元13连接至第一场效应管Q1的栅极，PWM驱动单元11通过第二电阻调节单元14连接至第二场效应管Q2的栅极。PWM驱动单元11用于分别为第一场效应管Q1及第二场效应管Q2提供高通驱动信号及低通驱动信号，以分别控制第一场效应管Q1及第二场效应管Q2的截止与导通，使得第一场效应管Q1及第二场效应管Q2交替导通。
该控制单元12为单片机，包括第一切换引脚组RB0-RB3、第二切换引脚组RB4-RB7、测试引脚RA0、开关引脚RA1、一组控制引脚RA2-RA5、一组数据引脚RC0-RC7。该第一切换引脚组RB0-RB3连接至第一电阻调节单元13，用于将不同的电阻加载至PWM驱动单元11与第一场效应管Q1的栅极之间。该第二切换引脚组RB4-RB7连接至第二电阻调节单元14，用于将不同的电阻加载至PWM驱动单元11与第一场效应管Q1的栅极之间。该测试引脚RA0连接至电压采样单元15，用于接收电压采样单元15的测试结果。该开关引脚RA1连接至开关单元16，用于通过开关单元16相应开启或者关闭控制单元12。该控制引脚RA2-RA5连接至显示单元17，用于控制显示单元17的启动、显示等功能。该数据引脚RC0-RC7均连接至显示单元17，用于将测试结果进行处理后传输至显示单元17进行显示。该控制单元12的电源引脚VDD连接至电源VCC，接地引脚VSS接地。
第一电阻调节单元13为电阻箱，其连接至控制单元12的第一切换引脚组RB0-RB3，在控制单元12的控制下，将不同阻值的电阻接入PWM驱动单元11与第一场效应管Q1的栅极之间。在本实施例中，该第一切换引脚组RB0-RB3具有16种输出状态，每一种输出状态对应控制第一电阻调节单元13将相应阻值的电阻接入至PWM驱动单元11与第一场效应管Q1的栅极之间。例如，当第一切换引脚组RB0-RB3输出状态为0000时，其控制该第一电阻调节单元13将阻值为0.51欧姆的电阻接入PWM驱动单元11与第一场效应管Q1的栅极之间。当第一切换引脚输出状态为0001时，其控制该第一电阻调节单元13将阻值为1欧姆的电阻接入PWM驱动单元11与第一场效应管Q1的栅极之间，依此类推。
第二电阻调节单元14为电阻箱，其连接至控制单元12的第二切换引脚组RB4-RB7，用于在控制单元12的控制下，将不同阻值的电阻接入PWM驱动单元11与第二场效应管Q2的栅极之间。在本实施例中，该第二切换引脚组RB4-RB7具有16种输出状态，每一种输出状态对应控制第二电阻调节单元14将相应阻值的电阻接入至PWM驱动单元11与第二场效应管Q2的栅极之间。例如，当第二切换引脚组RB4-RB7输出状态为0000时，其控制该第二电阻调节单元14将阻值为0.51欧姆的电阻接入PWM驱动单元11与第二场效应管Q2的栅极之间。当第二切换引脚输出状态为0001时，其控制该第二电阻调节单元14将阻值为1欧姆的电阻接入PWM驱动单元11与第二场效应管Q2的栅极之间，依此类推。
该电压采样单元15的输入端连接至第二场效应管Q2的漏极，用于获得第二场效应管Q2中漏极与源极之间的尖峰电压Vds。该电压采样单元15的输出端连接至测试引脚RA0，以将测试获得的尖峰电压Vds传送至控制单元12进行处理。
该开关单元16包括开关S和第二电阻R2，该开关S的一端连接至开关引脚RA1，并通过第二电阻R2连接至电源VCC，该开关S的另一端接地。通过操作该开关S，以启动或关闭该控制单元12。
下面以将0.51欧姆的电阻加载至降压式变换电路10为例，详细介绍本发明较佳实施方式的降压式变换电路10的工作原理：
首先，按下该开关S，以启动该控制单元12。该控制单元12启动后，通过该组第一切换引脚组RB0-RB3输出状态为0000的控制信号给第一电阻调节单元13，第一电阻调节单元13以0.51欧姆的电阻值接入降压式变换电路10。接着通过第二切换引脚组RB4-RB7输出状态为0000的控制信号给第二电阻调节单元14，第二电阻调节单元14以0.51欧姆的电阻值接入降压式变换电路10。所述测试引脚RA0获取相应的尖峰电压Vds，并将该数据(如第一电阻调节单元的电阻值、第一电阻调节单元的电阻值、相应的尖峰电压Vds)通过控制单元12内部的存储单元进行存储。接着再将第二电阻调节单元14的不同电阻值分别接入降压式变换电路10，并按照上述方法进行操作，以相应获得该降压式变换电路10在接入0.51欧姆的第一电阻调节单元13且不同阻值的第二电阻调节单元14下的尖峰电压Vds，并进行存储。
当将0.51欧姆的第一电阻调节单元13及不同阻值的第二电阻调节单元14均接入至降压式变换电路10进行测试后，控制单元12将通过该第一切换引脚组RB0-RB3将下一阻值的第一电阻调节单元13(如1欧姆)接入至该降压式变换电路10。如此，根据上述原理，控制单元12可获得不同阻值的第一电阻调节单元13及不同阻值的第二电阻调节单元14下的降压式变换电路10的尖峰电压Vds。最后，该控制单元12将各尖峰电压值Vds值行处理，以获得最小尖峰电压Vds、相应的第一电阻调节单元13及第二电阻调节单元14的电阻值，再通过该显示单元17显示。
显然，本发明的电压调节装置100通过将不同阻值的第一电阻调节单元13及第二电阻调节单元14自动加载至降压式变换电路10，使得该第二场效应管Q2中漏极与源极间的尖峰电压Vds可调。并通过控制单元12分别获得每一尖峰电压Vds下的第一电阻调节单元13及第二电阻调节单元14的电阻值。如此，用户可方便地从上述尖峰电压Vds中选择出可使得第二场效应管Q2中漏极与源极间的尖峰电压最小的第一电阻调节单元13及第二电阻调节单元14的电阻值。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其他形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种降压式变换电路，该降压式变换电路包括电压输入端、第一场效应管、第二场效应管、PWM驱动单元、电压采样单元及电压输出端，第一场效应管的漏极连接电压输入端，第一场效应管的源极与第二场效应管的漏极连接，第二场效应管的漏极通过串联的电感及电容接地，第二场效应管的源极接地，PWM驱动单元分别与第一场效应管的栅极及第二场效应管的栅极连接，PWM驱动单元使得第一场效应管与第二场效应管交替导通，电压采样单元采集第二场效应管的漏极与源极之间的尖峰电压，其特征在于：还包括第一电阻调节单元、第二电阻调节单元及控制单元，第一电阻调节单元连接于PWM驱动单元与第一场效应管的栅极之间，第二电阻调节单元连接于PWM驱动单元与第二场效应管的栅极之间，控制单元与该第一电阻调节单元连接以改变第一电阻调节单元的电阻值，控制单元与该第二电阻调节单元连接以改变第二电阻调节单元的电阻值，控制单元与电压采样单元连接以接收电压采样单元的输出结果，通过改变第一电阻调节单元及第二电阻调节单元的电阻值，获得第二场效应管的漏极与源极之间的不同尖峰电压，进而通过控制单元从中选择出使得第二场效应管的漏极与源极之间的尖峰电压最小的第一电阻调节单元及第二电阻调节单元的电阻值。
2.如权利要求1所述的降压式变换电路，其特征在于：该第一电阻调节单元与第二电阻调节单元为电阻箱。
3.如权利要求1所述的降压式变换电路，其特征在于：该控制单元包括第一切换引脚组，该第一切换引脚组连接至第一电阻调节单元，以改变该第一电阻调节单元的电阻值。
4.如权利要求1所述的降压式变换电路，其特征在于：该控制单元包括一组第二切换引脚，该第二切换引脚连接至第二电阻调节单元，以控制第二电阻调节单元将不同的电阻加载至降压式变换电路。
5.如权利要求1所述的降压式变换电路，其特征在于：该控制单元包括测试引脚，该电压采样单元的输入端连接至第一场效应管的源极，该电压采样单元的输出端连接至测试引脚以将测试获得的电压传送至控制单元。
6.如权利要求1所述的降压式变换电路，其特征在于：还包括显示单元，该控制单元包括控制引脚及数据引脚，该控制引脚及数据引脚连接至显示单元，该控制单元将电压采样单元测试获得的电压进行处理后传输至显示单元进行显示。
7.如权利要求1所述的降压式变换电路，其特征在于：还包括开关单元，该开关单元连接控制单元以控制该控制单元的开启及关闭。
8.如权利要求7所述的降压式变换电路，其特征在于：该控制单元包括开关引脚，该开关单元包括开关，该开关的一端连接至控制单元的开关引脚，并通过电阻连接至电源，该开关的另一端接地，通过操作该开关以启动或关闭该控制单元。
9.如权利要求1所述的降压式变换电路，其特征在于：电压输出端连接至串联的电感及电容之间，以输出一驱动电压给负载。
10.如权利要求1所述的降压式变换电路，其特征在于：第二场效应管的漏极与源极之间并联缓冲单元，该缓冲单元包括串联的电阻和另一电容，电阻与第二场效应管的漏极连接，该另一电容接地。
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