[发明专利]一种低压差开关电源装置

说明书

本发明涉及一种低压差开关电源装置，包括开关电源和充电模块，充电模块供电连接开关电源中的充电电容，用于为充电电容充电，以提升充电电容上的电压，保证开关管导通所需的电压和能量。因此，在不改变开关管对充电电容的充电时间情况下使充电电容获得足够的电压和能量，进而保证开关管在导通时所需的电压和能量，保证输出电压正常输出。而且，在开关管导通后能维持较长时间的电荷积累过程，不会出现输出电压跌落的异常情况，进一步保证输出电压正常输出，以维持4G模块的正常工作。

技术领域

本发明涉及一种低压差开关电源装置。

背景技术

目前，4G模块的应用越来越广泛，4G模块的含义是：含有兼容4G/3G/2G通讯芯片的组成单元。以下对涉及到的几个专有名词进行解释，其中，低压差：输出电压接近输入电压；开关电源：用于电压变换，形式多样，本文指直流转直流的降压芯片及其外围电路；占空比：开关电源中开关导通时间与导通周期的百分比。

通常情况下，利用交流电为4G模块供电，在有交流电时，220V交流电转化为12V供给4G模块，后再转化为4V供给4G芯片。当交流电掉电时，将失去12V及4V电源，4G模块将不再与系统主站通讯。为维持掉电情况下4G模块与系统主站短时通讯并上报相关数据，一般情况下特别为4G模块增加一个备用电池，备用电池额定电压为4.8V。但是，在电池欠压及放电一段时间后，电压降为4.4V甚至更低，此时压降超过线性电源范围，无法为4G模块提供可靠的电压。因此，通常情况下利用开关电源作为4G模块的备用电源。目前开关电源应用的占空比主要在65％以下，但是，在为4G模块供电时，开关电源的占空比接近95％，高占空比意味着输出电压接近输入电压，也就是低压差。目前低压差开关电源的解决方案很少，在低压差情况下，输出电压接近于输入电压，导致电源占空比接近100％，电源开关管大部分时间处于导通状态，开关周期内开关管关闭时间很短，导致与开关管有关的充电电容充电时间短，不能维持开关管导通时需要的电压和能量，进而导致输出电压异常，无法维持4G模块的正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压差开关电源装置，用以解决高占空比时开关电源的输出电压出现异常的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种低压差开关电源装置，包括开关电源，所述开关电源中有开关管以及与开关管相关的充电电容，所述装置还包括充电模块，所述充电模块供电连接所述充电电容，用于为充电电容充电，以提升充电电容上的电压，保证开关管导通所需的电压和能量。

所述充电模块为一条充电线路，所述充电线路的一端连接开关电源的电压输入端，所述充电线路的另一端连接所述充电电容。

所述充电线路上串设有充电电阻和二极管单元。

所述二极管单元由两个二极管同向并联构成。

所述充电模块包括供电单元和充电线路，所述充电线路的一端连接所述供电单元，所述充电线路的另一端连接所述充电电容。

由于开关电源的输出电压与输入电压接近，开关管关闭时间短暂，要使充电电容获得足够的电压和能量，就需要增大充电电容两端电压，那么，本发明提供的低压差开关电源装置中除了开关电源之外还设置有充电模块，该充电模块供电连接开关电源中与开关管相关的充电电容，为充电电容充电，那么，充电电容上就会存储有更多的能量，充电电容两端电压就会上升，这样的话，在不改变开关管对充电电容的充电时间情况下使充电电容获得足够的电压和能量，进而保证开关管在导通时所需的电压和能量，保证输出电压正常输出。而且，在开关管导通后能维持较长时间的电荷积累过程，不会出现输出电压跌落的异常情况，进一步保证输出电压正常输出，以维持4G模块的正常工作，解决了特殊条件下4G模块的供电问题，提高了开关电源的利用率。

另外，该低压差开关电源装置结构简单可靠，容易实现。

附图说明

图1是低压差开关电源装置整体结构示意图；