CN104124865A - 一种升压电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种升压电路，包括：抽头电感，所述抽头电感的第一端接电压输入端；开关单元，连接在所述抽头电感的抽头及地之间，用于根据接收的控制信号导通或截止；放电单元，连接在所述抽头电感的第二端及电压输出端之间，用于在所述开关单元导通时截止，以及在所述开关单元截止时导通并释放所述抽头电感存储的电能。采用本发明，可提升电路的升压性能，得到更高的输出电压。

Description

一种升压电路

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种升压电路。

背景技术

在电子领域，可调的稳压电源应用十分广泛，其具备一定的升压能力。在现有技术中，传统的升压电路通常利用单一的电感和开关管配合，当开关管导通时，单一的电感以磁场的形式将电能储存起来；当开关管截止时，通过放电电路将电感中的电能释放并和输入电压叠加，从而实现升压的效果。但是这种传统的升压电路的升压能力有限，实践证明它最多只能达到约八倍左右的电压提升。若想得到更高的输出电压，现有的升压电路无法实现。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种升压电路。可提升电路的升压性能，得到更高的输出电压。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种升压电路，包括：

抽头电感，所述抽头电感的第一端接电压输入端；

开关单元，连接在所述抽头电感的抽头及地之间，用于根据接收的控制信号导通或截止；

放电单元，连接在所述抽头电感的第二端及电压输出端之间，用于在所述开关单元导通时截止，以及在所述开关单元截止时导通并释放所述抽头电感存储的电能。

其中，所述抽头电感包括互相耦合的第一电感及第二电感，所述第一电感的第一端接所述电压输入端，所述第一电感的第二端及所述第二电感的第一端的公共节点即所述抽头电感的抽头接所述开关单元，所述第二电感的第二端接所述放电单元。

其中，所述开关单元包括场效应管，所述场效应管的栅极用于接收脉冲宽度调制信号，漏极接所述抽头电感的抽头，源极接地。

其中，所述放电单元包括二极管，所述二极管的正极接所述第二电感的第二端，负极接所述电压输出端。

其中，所述放电单元还包括：

限流电阻及充电电容，所述限流电阻的一端接所述第二电感与所述二极管正极的公共节点，另一端接所述充电电容的一端，所述充电电容的另一端接所述二极管的负极。

其中，所述电路还包括：

脉冲宽度调制单元，用于产生脉冲宽度调制信号，输出至所述场效应管的栅极。

其中，所述电路还包括：

采样单元，包括第一分压电阻及第二分压电阻，所述第一分压电阻及第二分压电阻串联后连接所述电压输出端及地之间。

其中，所述电路还包括：

反馈单元，所述反馈单元的输入端接所述第一分压电阻及第二分压电阻的公共节点，用于监控分压后的输出电压。

其中，所述电路还包括：

滤波电容，所述滤波电容的正极接所述二极管的负极，负极接地。

其中，所述场效应管为N沟道场效应管。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

采用抽头电感进行储能及放电，因为所述抽头电感中分成两段的第一电感和第二电感互相耦合，因此在其放电时能得到较高的输出电压，提升了电路的升压性能；在放电的二极管两端并联由电阻及电容组成的缓冲电路，从而减少了开关损耗；增加采样单元及反馈单元的配合，可以对输出电压进行准确的监控，为调节脉冲宽度调制的占空比提供了依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明升压电路的第一实施例的连接示意图；

图2是本发明升压电路的第二实施例的连接示意图；

图3是本发明升压电路的第三实施例的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，为本发明升压电路的第一实施例的连接示意图，在本实施例中，所述电路包括：抽头电感1、开关单元2、放电单元3。

所述抽头电感1的第一端接电压输入端；

所述开关单元2连接在所述抽头电感1的抽头及地之间，用于根据接收的控制信号导通或截止；

所述放电单元3连接在所述抽头电感1的第二端及电压输出端之间，用于在所述开关单元2导通时截止，以及在所述开关单元2截止时导通并释放所述抽头电感1存储的电能。

当所述开关单元2导通时，所述放电单元3截止，所述抽头电感1开始以磁场的形式储存电能；当所述开关单元2截止时，所述放电单元3导通，所述抽头电感将上阶段储存的电能释放出来，并和输入电压相叠加，从而实现了升压。由于所述抽头电感中分成两段的第一电感和第二电感互相耦合，因此输出电压将比传统电路高得多。

采用抽头电感进行储能及放电，因为所述抽头电感中分成两段的第一电感和第二电感互相耦合，因此在其放电时能得到较高的输出电压，提升了电路的升压性能。

请参照图2，为本发明升压电路的第二实施例的连接示意图；在本实施例中，所述电路包括：抽头电感1、开关单元2、放电单元3、脉冲宽度调制单元4、采样单元5、反馈单元6及滤波电容7。

所述抽头电感1的第一端接电压输入端；

所述开关单元2连接在所述抽头电感1的抽头及地之间，用于根据接收的控制信号导通或截止；

所述放电单元3连接在所述抽头电感1的第二端及电压输出端之间，用于在所述开关单元2导通时截止，以及在所述开关单元2截止时导通并释放所述抽头电感1存储的电能。

所述脉冲宽度调制单元4用于产生脉冲宽度调制信号，输出至所述开关单元2。利用脉冲宽度调制单元4来生成控制信号，控制简单，且控制精度较高。

所述采样单元5连接在所述电压输出端及地之间。用于采集分压后的输出电压。

所述反馈单元6的输入端接所述采样单元5，用于监控分压后的输出电压。将监控数据用于所述脉冲宽度调制单元调制信号的参考数据。

通过配置采样单元5及反馈单元6提升了电路对输出电压的控制精度。

所述滤波电容7的正极接所述二极管的负极，负极接地。

请参照图3，为本发明保护电路的第三实施例的电路示意图，在本实施例中，所述电路包括：抽头电感L、开关单元、放电单元、脉冲宽度调制单元、采样单元、反馈单元及滤波电容C2。

优选地，所述抽头电感L包括互相耦合的第一电感L1及第二电感L2，所述第一电感L1的第一端接所述电压输入端VIN，所述第一电感L1的第二端及所述第二电感L2的第一端的公共节点即所述抽头电感L的抽头接所述开关单元，所述第二电感L2的第二端接所述放电单元。

所述开关单元包括场效应管Q，所述场效应管Q的栅极用于接收脉冲宽度调制信号10，漏极接所述抽头电感L的抽头，源极接地。

所述场效应管Q为N沟道场效应管。

所述放电单元包括二极管D，所述二极管D的正极接所述第二电感L2的第二端，负极接所述电压输出端VOUT。

更优选地，所述放电单元还包括：

限流电阻R1及充电电容C1，所述限流电阻R1的一端接所述第二电感L2与所述二极管D正极的公共节点，另一端接所述充电电容C1的一端，所述充电电容C1的另一端接所述二极管D的负极。

所述脉冲宽度调制单元10，用于产生脉冲宽度调制信号，输出至所述场效应管Q的栅极。

所述采样单元包括第一分压电阻R2及第二分压电阻R3，所述第一分压电阻R2及第二分压电阻R3串联后连接所述电压输出端VOUT及地GND之间。

所述反馈单元的输入端接所述第一分压电阻R2及第二分压电阻R3的公共节点，用于监控分压后的输出电压。

所述滤波电容C2的正极接所述二极管D的负极，负极接地。

具体地，L1、L2组成一个中间抽头的电感L，抽头接Q的漏极。当脉冲宽度调制单元10输出为高电平时，Q导通，D截止，L1、L2开始储存能量，；当脉冲宽度调制单元10输出为低电平时，Q截止，D导通，L1、L2将上阶段储存的电能释放出来，左正右负，并和电源输入电压相叠加，实现了升压效果。由于L1和L2互相耦合，因此本实施例中的电路比传统电路的输出电压高得多。

R1和C1构成一个缓冲电路。并联在D的两端，当电路的开关频率非常高的时候，二极管D内部PN结的结电容变得不可忽视，因为需要对结电容进行充放电，结电容的存在会造成较大的开关损耗。R1和C1构成一个缓冲电路，C1抑制D两端电压的变化率，R1为C1提供了放电通路，从而减少了开关损耗。

R2和R3构成一个输出端的采样分压网络，对输出电压进行检测，并将分压后的输出电压输入反馈单元20。反馈单元20结合脉冲宽度调制单元10，通过调节脉冲宽度调制的占空比，就能够实现输出电压的可调和稳压。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

通过上述实施例的描述，本发明具有以下优点：

采用抽头电感进行储能及放电，因为所述抽头电感中分成两段的第一电感和第二电感互相耦合，因此在其放电时能得到较高的输出电压，提升了电路的升压性能；在放电的二极管两端并联由电阻及电容组成的缓冲电路，从而减少了开关损耗；增加采样单元及反馈单元的配合，可以对输出电压进行准确的监控，为调节脉冲宽度调制的占空比提供了依据。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，简称ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，简称RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种升压电路，其特征在于，包括：

抽头电感，所述抽头电感的第一端接电压输入端；

开关单元，连接在所述抽头电感的抽头及地之间，用于根据接收的控制信号导通或截止；

放电单元，连接在所述抽头电感的第二端及电压输出端之间，用于在所述开关单元导通时截止，以及在所述开关单元截止时导通并释放所述抽头电感存储的电能。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述抽头电感包括互相耦合的第一电感及第二电感，所述第一电感的第一端接所述电压输入端，所述第一电感的第二端及所述第二电感的第一端的公共节点即所述抽头电感的抽头接所述开关单元，所述第二电感的第二端接所述放电单元。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述开关单元包括场效应管，所述场效应管的栅极用于接收脉冲宽度调制信号，漏极接所述抽头电感的抽头，源极接地。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述放电单元包括二极管，所述二极管的正极接所述第二电感的第二端，负极接所述电压输出端。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述放电单元还包括：

限流电阻及充电电容，所述限流电阻的一端接所述第二电感与所述二极管正极的公共节点，另一端接所述充电电容的一端，所述充电电容的另一端接所述二极管的负极。

6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

脉冲宽度调制单元，用于产生脉冲宽度调制信号，输出至所述场效应管的栅极。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

采样单元，包括第一分压电阻及第二分压电阻，所述第一分压电阻及第二分压电阻串联后连接所述电压输出端及地之间。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

反馈单元，所述反馈单元的输入端接所述第一分压电阻及第二分压电阻的公共节点，用于监控分压后的输出电压。

9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

滤波电容，所述滤波电容的正极接所述二极管的负极，负极接地。

10.如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述场效应管为N沟道场效应管。