[实用新型]一种LED退耦控制电源电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体是为嵌入式控制系统中MCU供电的一种LED退耦控制电源电路。 

背景技术

目前嵌入式控制系统在工业各领域日益广泛，并且MCU的嵌入式控制系统的核心部件，控制系统的稳定性在很大程度上由MCU是否能稳定可靠工作决定。嵌入式控制系统的MCU一般都需要一个稳定的工作电压才能可靠工作，目前较多是采用线性稳压器件（如78xx系列三端稳压器件）作为电压调节和稳压器件来将较高的直流电压转变MCU所需的工作电压。然而这种线性稳压电源的线性调整工作方式在工作中会大的“热损失”，其工作效率仅为30%～50%。加之工作在高粉尘等恶劣环境下往往将嵌入式工业控制系统置于密闭容器内的聚集也加剧了MCU的恶劣工况，从而使嵌入式控制系统的稳定性能变得更差。 

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足之处，而提供高效率，低损耗的一种LED退耦控制电源电路。 

本实用新型的实现方式是: 由输入单元、降压开关稳压器芯片、输出单元、电源工作状态控制单元组成； 

所述的输入单元包括直流输入电源，直流输入电源正极分别与第二电容正极、第三电容正极、降压开关稳压器芯片的第一引脚连接，第二电容负极、第三电容负极及降压开关稳压器芯片的第三引脚均接地。

所述的输出单元包括降压开关稳压器芯片的第二引脚与电感的第一端，第一二极管的负极连接，第一二极管的正极接地；电感的第二端与第一电容正极、第四电容正极连接，第一电容的负极与第四电容的负极均接地； 降压开关稳压器芯片的第四引脚连接 在电感的第二端与第一电容正极之间，构成为MCU供电的直流输出端。 

所述的电源工作状态控制单元包括压开关稳压器芯片的第五引脚与第二电阻的第一端、开关的负极端、第一电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与开关的正极端并联接地，第一电阻的第二端连接绿色发光二极管的负极端，绿色发光二极管的正极端连接MCU相应控制引脚。 

本实用新型是采用LM2576系列降压开关稳压器芯片为核心的开关稳压电源，输入单元中并联连接的第二电容与第三电容，形成双退耦合结构，即使其中一个电容故障，另一个电容仍然起到消除供电电路中的寄生耦合，从而获得更稳定的供电电压。利用完全导通或关断的工作方式，其平均工作效率可达70%～90%。经实际应用证明，在相同电压降的条件下，本实用新型电源电路的较少的热损失，从而有益于减小散热片体积和PCB板的面积，甚至不需要加装散热片，减少了对MCU工作环境的有害影响。 

利用电源工作状态控制单元实现对整机电路在正常工作状态与低功耗状态之间的转换控制，当绿色发光二极管点亮时表示进入低功耗状态，反之则表示正常工作，这样不仅能减少能源损耗，减少对MCU的热损害，而且可减少外部交流电压大幅波动对MCU的干扰，同时可降低经电源窜入的高频干扰，这对保障MCU的安全和可靠运行能起到事半功倍的作用。 

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。 

参照图１，本实用新型由输入单元、降压开关稳压器芯片、输出单元、电源工作状态控制单元组成；降压开关稳压器芯片采用LM2576系列系列芯片。 

所述的输入单元包括直流输入电源Vin，直流输入电源Vin正极分别与第二电容C2正极、第三电容C3正极、降压开关稳压器芯片U1的第一引脚连接，第二电容C2负极、第三电容C3负极及降压开关稳压器芯片U1的第三引脚均接地。输入单元中并联连接的第二电容C2与第三电容C3，形成双退耦合结构，即使其中一个电容故障，另一个电容仍然起到消除供电电路中的寄生耦合作用，从而获得更稳定的供电电压。 

所述的输出单元包括降压开关稳压器芯片U1的第二引脚与电感L的第一端，第一二极管D1的负极连接，第一二极管D1的正极接地；电感L的第二端与第一电容C1正极、第四电容C4正极连接，第一电容C1的负极与第四电容C4的负极均接地； 降压开关稳压器芯片U1的第四引脚连接 在电感L的第二端与第一电容C1正极之间，构成为MCU供电的直流输出端Vout。第一电容C1与第四电容C4在输出单元中起到退耦作用，确保输出稳定的直流供电电压。 

所述的电源工作状态控制单元包括压开关稳压器芯片U1的第五引脚与第二电阻R2的第一端、开关K的负极端、第一电阻R1的第一端连接，第二电阻R2的第二端与开关K的正极端并联接地，第一电阻R1的第二端连接绿色发光二极管LED的负极端，绿色发光二极管LED的正极端连接MCU相应控制引脚。第二电阻R2和开关K，可确保接入开关稳压器芯片U1的第五引脚的电平为低电平时，绿色发光二极管LED未导通，处于熄灭状态，则降压开关稳压器芯片U1正常工作，正常向MCU提供高效率的直流输出电源,反之接入开关稳压器芯片U1的第五引脚的电平为高电平时，绿色发光二极管LED导通并点亮，则降压开关稳压器芯片U1停止工作，系统进入低功耗状态，这样不仅减少能源损耗，减少对MCU的热损害，而且可减少外部交流电压大幅波动对MCU的干扰，同时可降低经电源窜入的高频干扰，这对保障MCU的安全和可靠运行能起到事半功倍的作用。