CN201388161Y - 电源稳压电路及应用所述稳压电路的高频头馈电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电源稳压电路及应用所述稳压电路的高频头馈电电路，包括电源输入端和稳压模块，所述稳压模块可以对一定电压范围内的输入电源进行转换，其输入端连接所述的电源输入端，将通过所述电源输入端引入的输入电源转换为后级电路所需的电压通过其输出端输出，为后级电路供电。本实用新型的电源稳压电路可以适应不同的工作环境，对于来自不同工作场合的供电电源都可以实现稳压输出，电路结构简单，体积小，抗干扰能力强，适合在便携式数模一体机或者车载数模一体机等产品中推广应用。
Description
技术领域
本实用新型属于电源电路技术领域，具体地说，是涉及一种电源稳压电路以及应用所述电源稳压电路而设计的高频头馈电电路。
背景技术
目前的电视机由于其内部主板上所设置的元器件较多，不同的元器件往往需要不同的工作电压，因此，需要在电视机中设置电源电路来实现输入电源到各元器件所需工作电压之间的转换。比如目前的电视机机芯，其标准工作电压一般为12V，而电视机内部的其他部分，例如待机电压一般为5V，而卫星天线高频头的工作电压一般为20V。所以，电视机内部会根据输入的12V电压进行相应的升压或者降压处理。降压部分的作用主要是将12V电压降至5V或者3.3V，为音视频解码芯片或者存储器等功能模块供电；而升压部分则主要是将12V电压升至20V，用来给卫星天线的高频头进行馈电。
可是一般家用电压都是交流220V，因此，在电视机内部总会设置一个适配器，用来将220V的交流市电适配成+12V的直流电压，来为电视机机芯提供稳定的标准工作电压。
随着无线卫星电视的开播，越来越多的电视机可以在其内部设置相应的无线接收模块，这样就可以在室外接收无线卫星电视信号了。如果在室外使用大尺寸便携电视，一般会使用车载电源的点烟器接口进行取电。由于车载电源不是很稳定，且每一台车载电源都具有特殊性，发送的电压也不稳定，因此，需要在电视机内部的供电系统中设计复杂的电平转换电路来匹配不同的输入电源，并且最终形成的电源电路的体积还必须足够的小，以适应便携式电视机内部的有限空间。因而，造成设计难度大，成本高等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种可以适应不同工作环境的电源稳压电路，以实现对不同输入电源的稳定转换输出。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种电源稳压电路，包括电源输入端和稳压模块，所述稳压模块可以对一定电压范围内的输入电源进行转换，其输入端连接所述的电源输入端，将通过所述电源输入端引入的输入电源转换为后级电路所需的电压通过其输出端输出，为后级电路供电。
为了使所述电源稳压电路可以更好地适应不同的工作环境，优选采用可以支持较宽输入电源范围的稳压模块进行设计，比如采用输入电源范围在9～36V之间，输出电压为12V的稳压模块进行设计。
进一步的，所述电源输入端通过一保护电路连接稳压模块的输入端，在所述保护电路中至少包含有一个二极管，二极管的阳极连接电源输入端，阴极连接稳压模块的输入端，以防止电源反接、短路或者接错。
又进一步的，在所述稳压模块的输入端和输出端上均连接有滤波电路，以滤除干扰信号。
再进一步的，为了对采用所述稳压电路而设计的电器设备的电源接口进行统一设计，以使该电器设备能够方便地应用于各种场合，将所述电源输入端设置在设备的壳体上，并配备有两套可与其选择连接的电源配线；其中一套电源配线用于连接外部交流供电，并在该电源配线中设置有适配器；另一套电源配线用于连接外部直流供电。
基于上述电源稳压电路结构，本实用新型还提供了一种采用所述电源稳压电路所设计的卫星天线高频头馈电电路，将电源稳压电路稳压输出的直流电源通过升压电路进行升压处理后，生成卫星天线高频头所需的直流供电，比如+20V，为卫星天线高频头提供工作电压，从而在保证提供稳定直流馈电的前提下，简化了电源电路结构，减小了电源板体积，方便了设备的整体设计。
进一步的，在所述升压电路中包含有一PWM控制器，其电源输入端连接稳压模块的输出端，生成PWM信号输出至一开关电路的控制端，所述开关电路的开关通道一端连接稳压模块的输出端，另一端通过电感连接储能电容，进而与高频头的供电端相连接，并通过分压电路连接PWM控制器的反馈端。
再进一步的，为了保证供电电流的流通方向，在所述电感与储能电容之间还连接有一防止电流回流的二极管。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的电源稳压电路可以适应不同的工作环境，对于来自不同工作场合的供电电源都可以实现稳压输出，电路结构简单，体积小，抗干扰能力强，适合在便携式数模一体机或者车载数模一体机等产品中推广应用。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型所提出的电源稳压电路的一种实施例的电路原理图；
图2是本实用新型所提出的高频头馈电电路中升压电路的一种实施例的电路原理图；
图3是电源接口的一种实施例的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细地描述。
本实用新型的电源稳压电路采用输入电源可以支持较宽范围的稳压模块来对输入电源进行转换输出，从而在保证为后级电路提供其所需工作电压的同时，可以提高电源稳压电路的适应能力，以拓宽设备的应用场合。
下面通过一个具体的实施例来详细阐述所述电源稳压电路的具体组成结构及其工作过程。
实施例一，参见图1所示，在本实施例中，稳压模块可以具体采用一颗输入电源范围在9～36V、输出电压为12V的稳压模块N1实现。电源输入端接收外部提供的输入电源，经一个保护电路连接稳压模块N1的输入端Vin+。为了滤除输入电源中混入的高频干扰，在所述稳压模块N1的输入端Vin+与地之间还并联有滤波电容C4、C6。所述稳压模块N1对接收到的输入电源进行稳压处理后，生成+12V直流电压通过其输出端Vout+输出给后级电路，为后级电路提供稳定的+12V直流工作电压。所述后级电路可以是任何需要+12V直流供电的负载电路，比如电视机的机芯电路等。为了进一步稳定输出电压，在所述稳压模块N1的输出端Vout+与地之间同样并联有两路滤波电容C2、C5，以滤除电源电路中的一切干扰信号，确保为后级电路提供纯净的供电电源。
当然，所述稳压模块同样可以采用除上述稳压模块N1以外的其它具有不同输入输出电压范围的集成芯片或者模块电路实现，可以视电路的实际需要具体选择。
在本实施例中，设置保护电路的目的是为了防止输入电源反接、短路或者接错等故障，一旦发生上述问题，保护电路可以自动切断输入电源到后续电路的流通回路，以对稳压模块N1和电容C5、C6进行保护，避免电容C5，C6因加载了反向电压而发生爆裂，并且对后端电路也能起到很好的保护作用。在本实施例中，所述保护电路可以采用至少一个二极管连接在电源输入端与稳压模块N1的输入端Vin+之间的形式构建。以采用两个二极管VD1、VD2为例，如图1所示，将两个二极管VD1、VD2并联后，阳极连接电源输入端，阴极连接稳压模块N1的输入端Vin+。当连接在电源输入端的输入电源发生反接、短路或者接错等错误时，二极管VD1、VD2反向截止，从而切断输入电源，保护稳压模块N1及后级电路。
当然，所述保护电路也可以采用目前已有的其他多种可实现过压、过流保护功能的电路进行替代，本实施例并不仅限于以上举例。
考虑到一种特殊情况，即输入电源与后级电路所需的工作电压相同时，比如输入电源的电压值为12V，而后级电路所需的工作电压恰恰也是12V，比如电视机机芯就是需要12V的直流工作电压。遇到这种情况时，不需要通过稳压模块对输入电源的电压进行转换即可为后级电路供电。因此，可以在稳压模块N1的输入端Vin+与输出端Vout+之间连接一个开关电路，如图1所示，在输入电源与后级电路所需工作电压相同时导通，利用输入电源直接为后级电路供电；而在输入电源与后级电路所需工作电压不相同时截止，利用稳压模块N1对输入电源进行转换后，生成后级电路所需的工作电压，输出至后级。
为了节约硬件成本，当设备在生产过程中已经获知该设备在日后使用过程中其输入电源与后级电路所需工作电压相同时，则可以在焊接电源板的过程中，不焊接稳压模块N1，而是在欲焊接稳压模块N1的输入端Vin+和输出端Vout+的焊点上连接并联的电感FB1、FB2和FB3，使输入电源经由电容C4、C6、C2、C5和电感FB1、FB2、FB3组成的滤波电路进行处理后，直接输出至后级电路，为其供电。采用这种电源板设计方式可以极大地提高电源PCB板的兼容性和通用性，即可以通过在同一块PCB板上焊接不同的元器件，比如选择焊接稳压芯片或者电感等，来满足不同种类后级电路的供电需求。
在本实施例中，所述电感FB1、FB2和FB3可以具体选用磁珠电感实现。
当然，也可以采用导线直接跨接在稳压模块N1的输入端Vin+与输出端Vout+之间，利用电容C4、C6、C2、C 5对输入电源进行滤波，同样可以为后级电路提供稳定的工作电压。
本实施例对开关电路的具体组成结构不限于以上举例。
当后级电路中的某些功能模块所需要的工作电压不同于电源稳压电路输出的直流电压时，比如通过电源稳压电路输出+12V直流电压为电视机机芯板供电，而在电视机机芯板上还设置有需要+5V或者+3.3V的音视频解码芯片或者存储器等功能模块时，则需要在电视机机芯板上设置降压电路来实现+12V直流电压到+5V或者+3.3V电压之间的降压转换。而对于卫星天线的高频头来说，通常需要+20V的工作电压，此时还需要设置升压电路来对电源稳压电路输出的+12V直流电压进行升压变换。
将图1所示电源稳压电路应用于高频头馈电电路的设计中，其稳压效果及对提高馈电电路适应性方面的作用将更加明显。
下面以电视机为例，通过一个具体的实施例来详细阐述所述高频头馈电电路的具体组成结构及其工作原理。
实施例二，在本实施例中，首先采用图1所示的电源稳压电路输出电视机机芯板所需的工作电压，比如+12V直流电压；然后，将所述+12V直流电压输出至一升压电路，将+12V直流电压升压变换成卫星天线的高频头所需工作电压，比如+20V，输出至卫星天线高频头的电源端，为高频头供电。
图2是升压电路的一种实施例的电路原理图，包括一个PWM控制器U801、开关电路和一个电感L802以及储能电容C809等主要组成部分。其中，PWM控制器U801的电源输入端VIN经滤波电容C802连接稳压电路的输出端，接收稳压电路输出的+12V直流电压，为其供电，进而生成具有一定占空比的PWM信号通过其DRV端子输出至开关电路的控制端，以控制开关电路的开关频率。所述开关电路的开关通道一端连接稳压电路的输出端，接收+12V直流电压，另一端通过电感L802连接储能电容C809，进而与高频头的供电端相连接，并通过分压电路连接PWM控制器U801的反馈端FB。所述PWM控制器U801根据接收到的反馈电压确定其输出的PWM信号的占空比，用于调节开关电路的开关频率，进而通过改变开关电路的开关频率来调节储能电容C809的正极电压，使其能够提供稳定的+20V直流电压，输出给卫星天线高频头的供电端。
在本实施例中，所述开关电路可以具体采用一颗双MOS管芯片Q801实现，如图2所示。所述双MOS管芯片Q801的栅极G1连接PWM控制器U801的DRV端子，漏极D1通过电阻R801连接稳压电路的输出端，接收+12V直流电压，源极S1一方面通过滤波电容C804接地，另一方面通过电感L802经二极管D803连接储能电容C809，进而经滤波电容C808对转换生成的+20V直流电压进行滤波处理后，输出至卫星天线的高频头。所述二极管D803连接在电感L802与储能电容C809之间，可以保证电流的流通方向，防止回流。
电阻R803、R804组成分压电路连接在二极管D803和储能电容C809的连接节点与地之间，对升压电路输出的直流电压进行采样分压处理后，输出至PWM控制器U801的反馈端FB，进而与PWM控制器U801中的参考电压进行比较后，根据比较结果确定PWM控制器U801输出的PWM信号的占空比。
当然，所述升压电路也可以采用目前已有的直流升压芯片或者模块电路组建形成，本实施例不限于此。
为了对采用所述电源稳压电路而设计的电器设备的电源接口进行统一设计，以使该电器设备能够方便地应用于各种场合。在本实施例中，将所述电源输入端以插座或者插头的形式设置在电器设备的壳体上，比如电视机的背部机壳上，并为其配备两套可与其选择连接的电源配线，如图3所示，其中一套电源配线用于连接外部交流供电，比如用户家中的220V交流市电，并在该电源配线中设置一个适配器，用于将交流高压转换为直流低压，通过所述电源输入端传输至图1所示的电源稳压电路中。另一套电源配线用于连接外部的直流供电，比如车载电源，可通过所述电源输入端直接传输至图1所示的电源稳压电路中。这样一来，用户在使用该设备时，只需根据具体的应用场合选择连接不同的电源配线即可满足设备的供电需求。比如在家中收看电视节目时，可以选择连接第一套电源配线插接到家中的交流插座上，利用交流市电为电视机供电；而在野外收看电视节目时，则可以选择连接第二套电源配线插接到车载的点烟器接口上进行取电，利用车载的直流供电为电视机提供工作电源，即使车载电源不稳定也可以正常工作，从而显著提高了电视产品对工作场合的适应能力。
当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式而已，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1、一种电源稳压电路，其特征在于：包括电源输入端和稳压模块，所述稳压模块为可对一定电压范围内的输入电源进行转换的模块，其输入端连接所述的电源输入端，将通过所述电源输入端引入的输入电源转换为后级电路所需的电压通过其输出端输出。
2、根据权利要求1所述的电源稳压电路，其特征在于：所述电源输入端通过一保护电路连接稳压模块的输入端，在所述保护电路中至少包含有一个二极管，二极管的阳极连接电源输入端，阴极连接稳压模块的输入端。
3、根据权利要求1所述的电源稳压电路，其特征在于：在所述稳压模块的输入端和输出端上均连接有滤波电路。
4、根据权利要求1所述的电源稳压电路，其特征在于：所述稳压模块对9～36V之间的输入电源进行转换，生成12V电压通过其输出端输出。
5、根据权利要求1至4中任一项所述的电源稳压电路，其特征在于：所述电源输入端设置在设备的壳体上，并配备有两套可与其选择连接的电源配线；其中一套电源配线用于连接外部交流供电，并在该电源配线中设置有适配器；另一套电源配线用于连接外部直流供电。
6、一种高频头馈电电路，其特征在于：包括电源输入端、稳压模块和升压电路，其中，所述稳压模块为可对一定电压范围内的输入电源进行转换的模块，其输入端连接所述的电源输入端，将通过所述电源输入端引入的输入电源转换为后级电路所需的电压输出，其输出端连接升压电路，通过升压电路将所述稳压模块输出的电压转换成高频头所需的工作电源，为高频头馈电。
7、根据权利要求6所述的高频头馈电电路，其特征在于：所述电源输入端通过一保护电路连接稳压模块的输入端，在所述保护电路中至少包含有一个二极管，二极管的阳极连接电源输入端，阴极连接稳压模块的输入端。
8、根据权利要求6所述的高频头馈电电路，其特征在于：在所述升压电路中包含有一PWM控制器，其电源输入端连接稳压模块的输出端，生成PWM信号输出至一开关电路的控制端，所述开关电路的开关通道一端连接稳压模块的输出端，另一端通过电感连接储能电容，进而与高频头的供电端相连接，并通过分压电路连接PWM控制器的反馈端。
9、根据权利要求8所述的高频头馈电电路，其特征在于：在所述电感与储能电容之间连接有一防止电流回流的二极管。
10、根据权利要求6至9中任一项所述的高频头馈电电路，其特征在于：所述电源输入端设置在设备的壳体上，并配备有两套可与其选择连接的电源配线；其中一套电源配线用于连接外部交流供电，并在该电源配线中设置有适配器；另一套电源配线用于连接外部直流供电。
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