CN104682900A - 增压扩展控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种增压扩展控制电路，用于使输入电压增压输出，包括运算放大模块、用于为所述运算放大模块提供正压降的正电压输入模块、用于为所述运算放大模块提供负压降的负电压输入模块、用于放大正压降并将放大后的正压降加在所述运算放大模块输出端的正电压放大模块及用于放大负压降并将放大后的负压降加在所述运算放大模块输出端的负电压放大模块；上述增压扩展控制电路通过在运算放大模块的正外接端和负外接端分别加正压降和负压降，使得运算放大模块工作在正压降和负压降的额定电压内，同时通过正电压放大模块和负电压放大模块分别放大正压降和负压降，使得加在运算放大模块输出端的电压超越正压降和负压降的额定电压从而实现增压输出。

Description

增压扩展控制电路
技术领域
本发明涉及增压电路，特别是涉及一种简单可靠的增压扩展控制电路。
背景技术
运算放大器最早被设计出来的目的是将电压类比成数字，用来进行加、减、乘、除的运算，同时也成为实现模拟计算机的基本建构方块。然而，理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远超过加减乘除的计算。今日的运算放大器，无论是使用晶体管或真空管、分立式元件或集成电路元件，运算放大器的效能都已经逐渐接近理想运算放大器的要求。早期的运算放大器是使用真空管设计，现在则多半是集成电路式的元件。但是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的需求时，常常会利用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。但目前使用运放输出较高电压受到运放本身工作电压的限制，例如，一般不超过30V，但在有些电器设备需要输出高于其工作电压。
发明内容
基于此，有必要提供一种简单可靠的增压扩展控制电路。
一种增压扩展控制电路，用于使输入电压增压输出，包括运算放大模块、用于为所述运算放大模块提供正压降的正电压输入模块、用于为所述运算放大模块提供负压降的负电压输入模块、用于放大正压降并将放大后的正压降加在所述运算放大模块输出端的正电压放大模块及用于放大负压降并将放大后的负压降加在所述运算放大模块输出端的负电压放大模块；
所述运算放大模块的输入端接收输入电压，所述运算放大模块的正外接端接所述正电压输入模块的电压输出端，所述运算放大模块的负外接端接所述负电压输入模块的电压输出端，所述正电压输入模块的输出端接所述正电压放大模块的输入端，所述正电压输入模块和所述正电压放大模块的电源端输入正电压，所述负电压输入模块的输出端接所述负电压放大模块的输入端，所述负电压输入模块和所述负电压放大模块的电源端输入负电压，所述正电压放大模块和所述负电压放大模块的输出端接所述运算放大模块的输出端；
所述运算放大模块根据所述正电压输入模块的正压降、所述负电压输入模块的负压降及输入电压对输入电压进行放大，同时根据放大后的正压降和放大后的负压降输出放大后的电压。
在其中一个实施例中，所述运算放大模块包括分压电阻R8、分压电阻R9、电容C1和运算放大器U1A；所述分压电阻R9一端接地，另一端接所述运算放大器U1A的正相输入端，所述电容C1一端接所述运算放大器U1A的反相输入端，另一端接输入电压，所述分压电阻R9一端接所述电容C1与所述运算放大器U1A的公共连接点，另一端接所述运算放大器U1A的输出端，所述运算放大器U1A的正外接端、负外接端和输出端分别对应所述运算放大模块的正外接端、负外接端和输出端。
在其中一个实施例中，所述正电压输入模块包括分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6和三极管Q1；所述分压电阻R4一端接地，另一端接所述三极管Q1的基极，所述分压电阻R5一端接正电压，另一端接所述三极管Q1的基极，所述分压电阻R6一端接正电压，另一端接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极为所述正电压输入模块的电压输出端，所述三极管Q1与所述分压电阻R6的公共连接点为所述正电压输入模块的输出端。
在其中一个实施例中，所述负电压输入模块包括分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和三极管Q3，所述分压电阻R2一端接地，另一端接所述三极管Q3的基极，所述分压电阻R1一端接负电压，另一端接所述三极管Q3的基极，所述分压电阻R3的一端接负电压，另一端接所述三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的发射极为所述负电压输入模块的电压输出端，所述三极管Q3与所述分压电阻R3的公共连接点为所述负电压输入模块的输出端。
在其中一个实施例中，所述正电压放大模块包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极、发射极和集电极分别对应所述正电压放大模块的输入端、电源端和输出端。
在其中一个实施例中，所述负电压放大模块包括三极管Q2，所述三极管Q2的基极、集电极和发射极分别对应所述负电压放大模块的输入端、输出端和电源端。
在其中一个实施例中，还包括分压电阻R7和电容C2，所述分压电阻R7的一端接地，另一端接所述电容C2，所述电容C2远离所述分压电阻R7的一端为所述增压扩展控制电路的输出端，所述分压电阻R7和所述电容C2的公共连接点接所述运算放大模块的输出端。
上述增压扩展控制电路通过在运算放大模块的正外接端和负外接端分别加正压降和负压降，使得运算放大模块工作在正压降和负压降的额定电压内，同时通过正电压放大模块和负电压放大模块分别放大正压降和负压降，使得加在运算放大模块输出端的电压超越正压降和负压降的额定电压从而实现增压输出。
附图说明
图1为增压扩展控制电路的模块图；
图2为增压扩展控制电路的原理图。
具体实施方式
如图1所示，为一种增压扩展控制电路的模块图。
一种增压扩展控制电路，用于使输入电压增压输出，包括运算放大模块101、用于为所述运算放大模块101提供正压降的正电压输入模块103、用于为所述运算放大模块101提供负压降的负电压输入模块105、用于放大正压降并将放大后的正压降加在所述运算放大模块101输出端的正电压放大模块107及用于放大负压降并将放大后的负压降加在所述运算放大模块101输出端的负电压放大模块109。
所述运算放大模块101的输入端接收输入电压，所述运算放大模块101的正外接端接所述正电压输入模块103的电压输出端，所述运算放大模块101的负外接端接所述负电压输入模块105的电压输出端，所述正电压输入模块103的输出端接所述正电压放大模块107的输入端，所述正电压输入模块103和所述正电压放大模块107的电源端输入正电压，所述负电压输入模块105的输出端接所述负电压放大模块109的输入端，所述负电压输入模块105和所述负电压放大模块109的电源端输入负电压，所述正电压放大模块107和所述负电压放大模块109的输出端接所述运算放大模块101的输出端。
所述运算放大模块101根据所述正电压输入模块107的正压降、所述负电压输入模块109的负压降及输入电压对输入电压进行放大，同时根据放大后的正压降和放大后的负压降输出放大后的电压。
运算放大模块101用于放大输入电压，用于根据正负外接端的输入电压及输入端的输入电压，将正压降和负压降之间的压差放大，从而实现增压扩展。
正电压输入模块103用于将正压降分压后输出给运算放大模块101的正外接端，同时输出高电压到正电压放大模块107，使正电压放大模块107导通，并放大输入电压。
负电压输入模块105用于将负压降分压后输出给运算放大模块101的负外接端，同时输出低电压到负电压放大模块109，使负电压放大模块109导通，并放大输入电压。
正电压放大模块107用于放大输入的正压降，负电压放大模块109用于放大输入的负压降。
运算放大模块101的输出端电压为增倍放大的正压降和负压降之间的压差。
请结合图2。
运算放大模块101包括分压电阻R8、分压电阻R9、电容C1和运算放大器U1A；所述分压电阻R9一端接地，另一端接所述运算放大器U1A的正相输入端，所述电容C1一端接所述运算放大器U1A的反相输入端，另一端接输入电压，所述分压电阻R9一端接所述电容C1与所述运算放大器U1A的公共连接点，另一端接所述运算放大器U1A的输出端，所述运算放大器U1A的正外接端、负外接端和输出端分别对应所述运算放大模块101的正外接端、负外接端和输出端。
正电压输入模块103包括分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6和三极管Q1；所述分压电阻R4一端接地，另一端接所述三极管Q1的基极，所述分压电阻R5一端接正电压，另一端接所述三极管Q1的基极，所述分压电阻R6一端接正电压，另一端接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极为所述正电压输入模块103的电压输出端，所述三极管Q1与所述分压电阻R6的公共连接点为所述正电压输入模块103的输出端。
三极管Q1为NPN型三极管。
负电压输入模块105包括分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和三极管Q3，所述分压电阻R2一端接地，另一端接所述三极管Q3的基极，所述分压电阻R1一端接负电压，另一端接所述三极管Q3的基极，所述分压电阻R3的一端接负电压，另一端接所述三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的发射极为所述负电压输入模块105的电压输出端，所述三极管Q3与所述分压电阻R3的公共连接点为所述负电压输入模块105的输出端。
三极管Q4为PNP型三极管。
正电压放大模块107包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极、发射极和集电极分别对应所述正电压放大模块107的输入端、电源端和输出端。
三极管Q4为PNP型三极管。
负电压放大模块109包括三极管Q2，所述三极管Q2的基极、集电极和发射极分别对应所述负电压放大模块109的输入端、输出端和电源端。
三极管Q2为NPN型三极管。
增压扩展控制电路还包括分压电阻R7和电容C2，所述分压电阻R7的一端接地，另一端接所述电容C2，所述电容C2远离所述分压电阻R7的一端为所述增压扩展控制电路的输出端，所述分压电阻R7和所述电容C2的公共连接点接所述运算放大模块101的输出端。
基于上述所有实施例，增压扩展控制电路的工作原理如下：
正电压+VCC经由分压电阻R4和分压电阻R5分压，三极管Q1的基极接收高电平导通，三极管Q1、分压电阻R6与正电压+VCC形成导通回路，加在运算放大器U1A正外接端的电压为三极管Q1与分压电阻R6分压后的正电压+VCC。
同理，负电压-VCC经由分压电阻R1和分压电阻R3分压，三极管Q3的基极接收低电平导通，三极管Q3、分压电阻R3与负电压-VCC形成导通回路，加在运算放大器U1A负外接端的电压为三极管Q3与分压电阻R3分压后的负电压-VCC。
运算放大器U1A工作在额定电压内，同时，运算放大器U1A的工作电压经由分压电阻R6和分压电阻R3后，会在分压电阻R6和分压电阻R3上产生压降，通过电阻值的设定，可以使分压电阻R6和分压电阻R3上产生压降让三极管Q2和三极管Q4导通。因此，在运算放大器U1A的输出电压由运算放大器U1A、三极管Q2和三极管Q4的输出共同决定。即，将正电压+VCC和负电压-VCC之间的压降增倍放大。
上述增压扩展控制电路通过在运算放大模块101的正外接端和负外接端分别加正压降和负压降，使得运算放大模块101工作在正压降和负压降的额定电压内，同时通过正电压放大模块107和负电压放大模块109分别放大正压降和负压降，使得加在运算放大模块101输出端的电压超越正压降和负压降的额定电压从而实现增压输出。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种增压扩展控制电路，用于使输入电压增压输出，其特征在于，包括运算放大模块、用于为所述运算放大模块提供正压降的正电压输入模块、用于为所述运算放大模块提供负压降的负电压输入模块、用于放大正压降并将放大后的正压降加在所述运算放大模块输出端的正电压放大模块及用于放大负压降并将放大后的负压降加在所述运算放大模块输出端的负电压放大模块；
所述运算放大模块的输入端接收输入电压，所述运算放大模块的正外接端接所述正电压输入模块的电压输出端，所述运算放大模块的负外接端接所述负电压输入模块的电压输出端，所述正电压输入模块的输出端接所述正电压放大模块的输入端，所述正电压输入模块和所述正电压放大模块的电源端输入正电压，所述负电压输入模块的输出端接所述负电压放大模块的输入端，所述负电压输入模块和所述负电压放大模块的电源端输入负电压，所述正电压放大模块和所述负电压放大模块的输出端接所述运算放大模块的输出端；
所述运算放大模块根据所述正电压输入模块的正压降、所述负电压输入模块的负压降及输入电压对输入电压进行放大，同时根据放大后的正压降和放大后的负压降输出放大后的电压。
2.根据权利要求1所述的增压扩展控制电路，其特征在于，所述运算放大模块包括分压电阻R8、分压电阻R9、电容C1和运算放大器U1A；所述分压电阻R9一端接地，另一端接所述运算放大器U1A的正相输入端，所述电容C1一端接所述运算放大器U1A的反相输入端，另一端接输入电压，所述分压电阻R9一端接所述电容C1与所述运算放大器U1A的公共连接点，另一端接所述运算放大器U1A的输出端，所述运算放大器U1A的正外接端、负外接端和输出端分别对应所述运算放大模块的正外接端、负外接端和输出端。
3.根据权利要求1所述的增压扩展控制电路，其特征在于，所述正电压输入模块包括分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6和三极管Q1；所述分压电阻R4一端接地，另一端接所述三极管Q1的基极，所述分压电阻R5一端接正电压，另一端接所述三极管Q1的基极，所述分压电阻R6一端接正电压，另一端接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极为所述正电压输入模块的电压输出端，所述三极管Q1与所述分压电阻R6的公共连接点为所述正电压输入模块的输出端。
4.根据权利要求1所述的增压扩展控制电路，其特征在于，所述负电压输入模块包括分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和三极管Q3，所述分压电阻R2一端接地，另一端接所述三极管Q3的基极，所述分压电阻R1一端接负电压，另一端接所述三极管Q3的基极，所述分压电阻R3的一端接负电压，另一端接所述三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的发射极为所述负电压输入模块的电压输出端，所述三极管Q3与所述分压电阻R3的公共连接点为所述负电压输入模块的输出端。
5.根据权利要求1所述的增压扩展控制电路，其特征在于，所述正电压放大模块包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极、发射极和集电极分别对应所述正电压放大模块的输入端、电源端和输出端。
6.根据权利要求1所述的增压扩展控制电路，其特征在于，所述负电压放大模块包括三极管Q2，所述三极管Q2的基极、集电极和发射极分别对应所述负电压放大模块的输入端、输出端和电源端。
7.根据权利要求1所述的增压扩展控制电路，其特征在于，还包括分压电阻R7和电容C2，所述分压电阻R7的一端接地，另一端接所述电容C2，所述电容C2远离所述分压电阻R7的一端为所述增压扩展控制电路的输出端，所述分压电阻R7和所述电容C2的公共连接点接所述运算放大模块的输出端。
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