[实用新型]一种嵌入式DC-DC自供电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种嵌入式DC-DC自供电系统。 

背景技术

在高电压直流输入的嵌入式系统应用场合，由于嵌入式系统需要稳定的5V或3.3V供电系统，目前大部分的解决方案都是采用以下两种，一种是线性稳压电源，另一种是DC/DC稳压电源。线性稳压直流电源是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。调整管工作在线性状态下，是连续可变的，亦即是线性的，其输出电压Vout，输入电压Vin，调整管阻抗R和输出电流I的关系为Vout＝Vin－R*I，其特点是：输出电压比输入电压低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低。但是其效率较低；发热量大，间接地给系统增加热噪声。在高电压输入且高幅度降压的电路系统中会更加明显。Vin输入电压高，而线性稳压器件输出的是固定的电压Vout，这样大幅度的压降将压在线性器件上，损耗的功率也就是该器件的发热量 P =（Vin-Vout）* I。所以在高电压输入且功率较大的降压电路中几乎会舍弃使用线性稳压直接降压的方案。

DC/DC稳压电源：降压型的DC-DC稳压电源的工作原理主要是基于Buck降压变换电路的设计，如图1所示。图中Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation )信号，信号周期为Ts，则信号频率为 f = 1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为 Toff，则周期为Ts = Ton + Toff，占空比Dy = Ton/Ts。输出电压Vo = Vin * Dy。很多电源管理单片集成电路内部集成了Buck变换电路，很好的解决了线性稳压电源中存在的发热和耗损问题。但是这种电路由于开关型电源管理单片集成电路内部的频率发生器是固定频率的，存在输出电压不灵活，且输入电压范围也受到严重的限制的缺点。

因此，现有技术还有待于改进和发展。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种嵌入式DC-DC自供电系统，旨在解决现有的线性降压电路存在发热和功率耗损问题；而DC-DC稳压电源又存在输出电压不灵活，且输入电压范围也受到严重的限制的问题。

本实用新型的技术方案如下：一种嵌入式DC-DC 自供电系统，其中，包括Buck降压变换电路、嵌入式系统、PWM控制模块和直流线性稳压器，嵌入式系统连接PWM控制模块；PWM控制模块连接Buck降压变换电路；所述直流线性稳压器连接Buck降压变换电路的输出端，将电压稳定后接入嵌入式系统的电源端。

所述的嵌入式DC-DC 自供电系统，其中，还包括AD采样模块，所述AD采样模块连接Buck降压变换电路的输出端；AD采样模块连接嵌入式系统。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过把现有的两种解决方案结合到一起，先利用嵌入式芯片自身所带的PWM控制模块可以灵活的控制DC/DC稳压电源中开关管Q的占空比，把电压稳定在一定的电压值之后再经过线性稳压器件给嵌入式系统供电，输入电压Vi经过Buck降压变换电路后输出预定的电压值Vo1，将该电压Vo1反馈回到嵌入式系统的AD输入模块，形成对Vo1的闭环控制；电压值Vo1根据实际应用设定；最后经过LDO稳压后给嵌入式系统供电。解决高电压直流输入的嵌入式电子系统的应用场合中所要面对的嵌入式芯片供电的问题。 

附图说明

图1是现有的DC-DC稳压电源的电路示意图。

图2是本实用新型提供的嵌入式DC-DC自供电系统的框架示意图。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型针对高电压直流输入的嵌入式电子系统应用场合中所要面对的嵌入式芯片供电的问题，把现有的两种解决方案结合到一起。首先利用嵌入式芯片自身所带的PWM控制模块控制开关管Q的占空比，把电压稳定在一定的电压值；然后再经过线性稳压器控制输出电压，给嵌入式系统供电。

如图2所示，本实用新型提供的嵌入式DC-DC自供电系统包括：Buck降压变换电路、嵌入式系统、PWM控制模块、AD采样模块和直流线性稳压器。嵌入式系统连接PWM控制模块；PWM控制模块连接Buck降压变换电路；Buck降压变换电路的输出端连接AD采样模块；AD采样模块连接嵌入式系统；所述直流线性稳压器连接Buck降压变换电路的输出端，将电压稳定后接入嵌入式系统的电源端。