CN102647084A - 一种识别同相控制电压的升降压式变换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及开关电源的直流转直流电源技术领域，具体地说是一种识别同相控制电压的升降压式变换电路，包括输入电源、控制电源、电阻、电感、电容、三极管和整流二极管，本发明同现有技术相比，在传统升降压式变换电路的基础上,将电感L1由三极管Q1的发射极移到三极管的集电极，增加了一个整流二极管D2，增加了一个由三极管Q2和三极管Q3组成的逆程关断电路，电容C1的负极直接和输入电源的负极连接，从而使本发明能够实现传统升降压变换电路的输出高于输入电压或者输出低于输入电压的同时，也可以实现使用共负极或者共正极的同相控制电压信号，从而避免了对控制电压进行电压移位变换而导致控制线路不稳定的情况。

Description

一种识别同相控制电压的升降压式变换电路
技术领域
本发明涉及开关电源的直流转直流电源技术领域，具体地说是一种识别同相控制电压的升降压式变换电路。
背景技术
目前，一般有三种直流转直流电路变换方式：降压式变换电路，升压式变换电路和升降压式变换电路。
参见图1，传统的升降压式变换电路中，三极管Q1的集电极与输入电源的正极Input+连接，三极管Q1的发射极分两路分别与电感L1以及整流二极管D1的负极连接，电容C1的负极与整流二极管D1的正极连接后与输出端的负极Output-连接。
在三种直流转直流电路变换方式中，升降压式变换电路是唯一一种输出电压可以高于输入电压，也可以低于输入电压的变换方式。升降压式变换电路被广泛用于电池电源管理以及微功率太阳能变换中。
但与升压式变换电路或者降压式变换电路相比，升降压式变换电路有一个明显的缺点：由于升降压变换电路相当输入电源是反转的，当输入电源Input的电压和输入控制电源Control IC的电压共正极或者共负极的情况下，升降压式变换电路需要对控制电压进行电压移位变换，从而导致控制线路不稳定。
因此，设计一种能够使用共负极或者共正极的同相控制电压信号的升降压式变换电路是至关重要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种能够使用共负极或者共正极控制电压信号的升降压式变换电路。
为了达到上述目的，本发明设计了一种识别同相控制电压的升降压式变换电路，包括输入电源、控制电源、电阻、电感、电容、三极管和整流二极管，其特征在于：三极管Q1的发射极与输入电源的正极Input+连接，三极管Q1的集电极分两路分别与电感L1以及整流二极管D1的负极连接，电容C1的负极与整流二极管D1的正极连接后分两路分别与输出端的负极Output-以及输入电源的负极Input-连接；三极管Q2的集电极与电阻R1连接，三极管Q2的发射极与输入电源的负极Input-连接，三极管Q2的基极与电阻R2连接，电阻R2的另一端分两路分别与电阻R3以及控制电源Control IC连接，电阻R3的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极与输入电源的负极Input-连接，三极管Q3的集电极分两路分别与电感L1的另一端以及整流二极管D1的正极连接，整流二极管D1的负极与电容C1的正极连接后与输出端的正极Output+连接。
所述的升降压式变换电路依序完成下述步骤：1）三极管Q3,电感L1,二极管D1,二极管D2和电容C1组成升降压式变换电路；2）当三极管Q3导通时，三极管Q2和三极管Q1也导通， 输入电源Input对电感L1充电；3）当电感L1中的电流I满足公式：I2L=U2C，其中L为电感L1的电感值，C为电容C1的电容值，U为最大工作纹波时的电压时，三极管Q3截止，三极管Q2和三极管Q1也截止，电感L1中的电能通过二极管D1和二极管D2对电容C1放电，以供给输出端Output的负载。
本发明同现有技术相比，在传统升降压式变换电路的基础上, 将电感L1由三极管Q1的发射极移到三极管的集电极，增加了一个整流二极管D2，增加了一个由三极管Q2和三极管Q3组成的逆程关断电路，电容C1的负极直接和输入电源的负极连接，从而使本发明能够实现传统升降压变换电路的输出高于输入电压或者输出低于输入电压的同时，也可以实现使用共负极或者共正极的同相控制电压信号，从而避免了对控制电压进行电压移位变换而导致控制线路不稳定的情况。
附图说明
图1为现有技术的电路图。
图2为本发明的电路图。
图3为本发明的Pspice仿真效果图。
具体实施方式
现结合附图对本发明做进一步描述。
参见图2，本发明包括输入电源、控制电源、电阻、电感、电容、三极管和整流二极管，其特征在于：三极管Q1的发射极与输入电源的正极Input+连接，三极管Q1的集电极分两路分别与电感L1以及整流二极管D1的负极连接，电容C1的负极与整流二极管D1的正极连接后分两路分别与输出端的负极Output-以及输入电源的负极Input-连接；三极管Q2的集电极与电阻R1连接，三极管Q2的发射极与输入电源的负极Input-连接，三极管Q2的基极与电阻R2连接，电阻R2的另一端分两路分别与电阻R3以及控制电源Control IC连接，电阻R3的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极与输入电源的负极Input-连接，三极管Q3的集电极分两路分别与电感L1的另一端以及整流二极管D1的正极连接，整流二极管D1的负极与电容C1的正极连接后与输出端的正极Output+连接。
本发明在工作时，三极管Q3,电感L1,二极管D1,二极管D2和电容C1组成升降压式变换电路，当三极管Q3导通时，三极管Q2和三极管Q1也导通， 输入电源Input对电感L1充电，当电感L1中的电流I满足公式：I2L=U2C，其中L为电感L1的电感值，C为电容C1的电容值，U为最大工作纹波时的电压时，三极管Q3截止，三极管Q2和三极管Q1也截止，电感L1中的电能通过二极管D1和二极管D2对电容C1放电，以供给输出端Output的负载。
传统升降压式变换电路只需要一个二极管D1或者一个二极管D2，在本发明中，二极管D1和二极管D2除了充当整流二极管的作用外，二极管D1的作用是：在三极管Q1导通时，防止输入电源Input短路, 二极管D2的作用是：在三极管Q3导通时，防止电容C1短路。
三极管Q2和三极管Q1组成的逆程关断电路，其作用是：防止在三极管Q1截止时，防止电感L1和输入电源Input串联对电容C1充电。
由于电容C1的负极直接和输入电源的负极连接，因此对于和输入电源Input共负点的输入控制电源Control IC来说，输入控制电源Control IC和电容C1也是共负点，所以电容C1上的任何负载均可以识别，无需任何电压移位变换电路。
参见图3，上面曲线部分为图2中A点相对于B点的电压，用于仿真电源变换电路工作的状态，下面波形图部分为输入控制电源Control IC相对于B点的控制电压，可以看出，控制电压和输出电压完全同相，无需任何变换电路即可识别电容C1上的任何负载。

Claims (2)

1.一种识别同相控制电压的升降压式变换电路，包括输入电源、控制电源、电阻、电感、电容、三极管和整流二极管，其特征在于：三极管Q1的发射极与输入电源的正极（Input+）连接，三极管Q1的集电极分两路分别与电感L1以及整流二极管D1的负极连接，电容C1的负极与整流二极管D1的正极连接后分两路分别与输出端的负极（Output-）以及输入电源的负极（Input-）连接；三极管Q2的集电极与电阻R1连接，三极管Q2的发射极与输入电源的负极（Input-）连接，三极管Q2的基极与电阻R2连接，电阻R2的另一端分两路分别与电阻R3以及控制电源Control IC连接，电阻R3的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极与输入电源的负极（Input-）连接，三极管Q3的集电极分两路分别与电感L1的另一端以及整流二极管D1的正极连接，整流二极管D1的负极与电容C1的正极连接后与输出端的正极（Output+）连接。
2.根据权利要求1所述的一种识别同相控制电压的升降压式变换电路，其特征在于：所述的升降压式变换电路依序完成下述步骤：1）三极管Q3,电感L1,二极管D1,二极管D2和电容C1组成升降压式变换电路；2）当三极管Q3导通时，三极管Q2和三极管Q1也导通， 输入电源Input对电感L1充电；3）当电感L1中的电流I满足公式：I2L=U2C，其中L为电感L1的电感值，C为电容C1的电容值，U为最大工作纹波时的电压时，三极管Q3截止，三极管Q2和三极管Q1也截止，电感L1中的电能通过二极管D1和二极管D2对电容C1放电，以供给输出端Output的负载。
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