CN203368326U - 升压电路和led驱动电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种升压电路和LED驱动电源，其中升压电路与LED驱动电源的输入电源连接，该输入电源用于提供待升压的输入电压，升压电路包括第一升压模块、第二升压模块、第一电子开关、第二电子开关、PWM控制模块和电源输出端。本实用新型的升压电路中，第一电子开关和第二电子开关共同受PWM控制模块控制，且根据PWM控制模块输出的PWM信号进行导通或者关断操作，以控制第一升压模块、第二升压模块升压，而且第一电子开关独立控制第一升压模块升压，第二电子开关独立控制第二升压模块升压，有效提高升压电路的升压效率，而且第一电子开关采用耐低压电子开关，第二电子开关采用小电流电子开关，降低升压电路的元器件成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电视背光技术领域，尤其涉及一种升压电路和LED驱动电源。
背景技术
如图1所示，现有技术的升压电路中，主要包括电感L01、L02，电容C01、C02，二极管D01、D02、D03，电子开关K和PWM（Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制）控制集成电路IC1。其中电感L01、二极管D01和电容C01组成第一级升压单元，电感L02、二极管D02和电容C02组成第二级升压单元，两级升压单元通过二极管D03共用电子开关K。第二级升压单元的供电由第一级升压单元来提供，应用图1所示的升压电路可以得到比常规升压装置更高的升压比。电子开关K导通时，电感L01储能，输入的电压是输入电源提供的输入电压U1，电感L02也储能，输入的电压是电容C01两端的电压UC01。电子开关K关断时，电感L01的储能叠加输入电压U1向电容C01放电，电容C01两端的电压UC01提升，电感L02的储能叠加经提升后的电容C01两端的电压UC01向电容C02放电，此时电容C02上的电压UC02为经过两级升压单元升压后的输出电压。两级升压单元由于有二极管D03的存在工作互不干扰，如第一级升压单元的升压倍数最大为5倍，第二级升压单元的升压倍数最大也为5倍，两个升压倍数相乘，最高可以将输入电压U1提升25倍，达到升压要求。
但是上述升压电路提供的技术方案中，由于电子开关K既要同时承受两级的开关电流，又要同时承受高的输出电压，因此电子开关K就要求用高耐压大电流的金属氧化物半导体场效应管MOSFET，而高耐压大电流的MOSFET价钱贵，不常见。而且，高耐压大电流的MOSFET的导通电阻大，在导通时会带来额外的导通损耗。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种升压电路和LED驱动电源，旨在提高升压电路的升压效率，降低升压电路的元器件成本。
为了达到上述目的，本实用新型提出一种升压电路，该升压电路与输入电源连接，所述输入电源用于提供待升压的输入电压，所述升压电路包括第一升压模块、第二升压模块、第一电子开关、第二电子开关、PWM控制模块和电源输出端；其中，
所述第一升压模块将所述输入电压进行升压，升压后输入到所述第二升压模块，所述第二升压模块将所述第一升压模块输入的电压进行升压后从所述电源输出端输出；
所述第一电子开关分别与所述第一升压模块和所述PWM控制模块连接，所述PWM控制模块输出PWM信号控制所述第一电子开关导通或者关断，以控制所述第一升压模块升压；
所述第二电子开关分别与所述第一升压模块和所述PWM控制模块连接，所述PWM控制模块输出PWM信号控制所述第二电子开关导通或者关断，以控制所述第二升压模块升压。
优选地，所述第一升压模块包括第一电感、第一二极管和第一电容；所述第一电感的一端与所述输入电源的正极连接，所述第一电感的另一端与所述第一电子开关连接，且与所述第一二极管的阳极连接，所述输入电源的负极接地，所述第一二极管的阴极与所述第一电容的正极连接；所述第一电容的正极与所述第二升压模块的输入端连接，所述第一电容的负极接地。
优选地，所述第一电子开关包括第一MOS管；所述第一MOS管的栅极与所述PWM控制模块的PWM信号输出端连接，所述第一MOS管的漏极经由所述第一电感与所述输入电源的正极连接，所述第一MOS管的源极接地。
优选地，所述第一MOS管为NMOS管。
优选地，所述第二升压模块包括第二电感、第二二极管和第二电容；所述第二电感的一端与所述第一电容的正极连接，所述第二电感的另一端与所述第二电子开关连接，且与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第二电容的正极连接；所述第二电容的正极与所述电源输出端连接，所述第二电容的负极接地。
优选地，所述第二电子开关包括第二MOS管；所述第二MOS管的栅极与所述PWM控制模块的PWM信号输出端连接，所述第二MOS管的漏极经由所述第二电感与所述第一电容的正极连接，所述第二MOS管的源极接地。
优选地，所述第二MOS管为NMOS管。
本实用新型还提出一种LED驱动电源，该LED驱动电源包括提供待升压的输入电压的输入电源，该输入电源用于提供待升压的输入电压，该LED驱动电源还包括升压电路，该升压电路与输入电源连接，包括第一升压模块、第二升压模块、第一电子开关、第二电子开关、PWM控制模块和电源输出端；其中，
所述第一升压模块将所述输入电压进行升压，升压后输入到所述第二升压模块，所述第二升压模块将所述第一升压模块输入的电压进行升压后从所述电源输出端输出；
所述第一电子开关分别与所述第一升压模块和所述PWM控制模块连接，所述PWM控制模块输出PWM信号控制所述第一电子开关导通或者关断，以控制所述第一升压模块升压；
所述第二电子开关分别与所述第一升压模块和所述PWM控制模块连接，所述PWM控制模块输出PWM信号控制所述第二电子开关导通或者关断，以控制所述第二升压模块升压。
本实用新型提出的升压电路，第一电子开关和第二电子开关共同受PWM控制模块控制，根据PWM控制模块输出的PWM信号进行导通或者关断操作，以控制第一升压模块、第二升压模块进行升压，达到将输入电源的输入电压按预设升压比进行升压的目的。而且，本实用新型升压电路中的第一电子开关独立控制第一升压模块升压，第二电子开关独立控制第二升压模块升压，有效提高升压电路的升压效率。同时，由于第一电子开关独立控制第一升压模块升压，第二电子开关独立控制第二升压模块升压，第一电子开关可以采用耐低压电子开关，第二电子开关可以采用小电流电子开关，相对于现有技术中采用成本较高的耐高压大电流电子开关，耐低压电子开关和小电流电子开关是常用分立元件，且成本低廉，从而降低升压电路的元器件成本。
附图说明
图1为现有技术中升压电路的电路结构示意图；
图2为本实用新型升压电路较佳实施例的电路结构示意图。
本实用新型的目的、功能特点及优点的实现，将结合实施例，并参照附图作进一步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提出一种升压电路。
参照图2，图2为本实用新型升压电路10较佳实施例的电路结构示意图。
本实用新型较佳实施例中，升压电路10与输入电源20连接，该输入电源20用于提供待升压的输入电压Uin，升压电路10包括第一升压模块11、第二升压模块12、第一电子开关13、第二电子开关14、PWM控制模块15和电源输出端Vo。
其中，第一升压模块11的输入端与输入电源20的正极连接，第一升压模块11的输出端与第二升压模块12的输入端连接，第二升压模块12的输出端与电源输出端Vo连接；第一升压模块11将输入电压Uin进行升压，并将升压后的电压输入到第二升压模块12，第二升压模块12再将第一升压模块11输入的电压进行升压，并从电源输出端Vo输出升压后的输出电压Uout；第一电子开关13分别与第一升压模块11和PWM控制模块15连接，PWM控制模块15输出PWM信号V_PWM控制第一电子开关13导通或者关断，以控制第一升压模块11升压；第二电子开关14分别与第一升压模块11和PWM控制模块15连接，PWM控制模块15输出PWM信号V_PWM控制第二电子开关14导通或者关断，以控制第二升压模块12升压。
本实施例中，升压电路10中的第一电子开关13和第二电子开关14共同受PWM控制模块15控制，且根据PWM控制模块15输出的PWM信号V_PWM进行导通或者关断操作，当PWM信号V_PWM为高电平时，第一电子开关13和第二电子开关14均导通，使得第一升压模块11、第二升压模块12进入储能状态；当PWM信号V_PWM为低电平时，第一电子开关13和第二电子开关14均截止，使得第一升压模块11的储能叠加在输入电源20的输入电压Uin后放电，进行第一级升压，第二升压模块12的储能叠加第一级升压输出的电压后放电，进行第二级升压，达到将输入电源20的输入电压Uin按预设升压比进行升压的目的。
相对于现有技术，本实用新型的升压电路10中，第一电子开关13独立控制第一升压模块11升压，第二电子开关14独立控制第二升压模块12升压，有效提高升压电路10的升压效率。同时，由于第一电子开关13独立控制第一升压模块11升压，第二电子开关14独立控制第二升压模块12升压，本实用新型升压电路10中的第一电子开关13采用耐低压电子开关，第二电子开关14采用小电流电子开关，相对于现有技术中采用成本较高的耐高压大电流电子开关，耐低压电子开关和小电流电子开关是常用分立元件，且成本低廉，从而降低升压电路10的元器件成本。
具体地，第一升压模块11包括第一电感L1、第一二极管D1和第一电容C1，在本实施例中，第一二极管D1用于防止第一电容C1放电时电流倒灌到第一电感L1上；第一电感L1的一端与输入电源20的正极连接，第一电感L1的另一端与第一电子开关13连接，且与第一二极管D1的阳极连接，输入电源20的负极接地，第一二极管D1的阴极与第一电容C1的正极连接；第一电容C1的正极与第二升压模块12的输入端连接，第一电容C1的负极接地。
具体地，第一电子开关13包括第一MOS管Q1，在本实施例中，第一MOS管Q1为NMOS管；第一MOS管Q1的栅极与PWM控制模块15的PWM信号V_PWM输出端连接，第一MOS管Q1的漏极经由第一电感L1与输入电源20的正极连接，第一MOS管Q1的源极接地。
具体地，第二升压模块12包括第二电感L2、第二二极管D2和第二电容C2，在本实施例中，第二二极管D2用于防止第二电容C2放电时电流倒灌到第二电感L2上；第二电感L2的一端与第一电容C1的正极连接，第二电感L2的另一端与第二电子开关14连接，且与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与第二电容C2的正极连接；第二电容C2的正极与电源输出端Vo连接，第二电容C2的负极接地。
具体地，第二电子开关14包括第二MOS管Q2，在本实施例中，第二MOS管Q2为NMOS管；第二MOS管Q2的栅极与PWM控制模块15的PWM信号V_PWM输出端连接，第二MOS管Q2的漏极经由第二电感L2与第一电容C1的正极连接，第二MOS管Q2的源极接地。
如图2所示，本实用新型升压电路10的工作原理具体描述如下：
在升压电路10正常工作时，PWM控制模块15输出PWM信号V_PWM，该PWM信号V_PWM被输出至第一MOS管Q1的栅极和第二MOS管Q2的栅极，以控制第一MOS管Q1、第二MOS管Q2导通或者关断。
当PWM控制模块15输出的PWM信号V_PWM为高电平时，该高电平的PWM信号V_PWM加到第一MOS管Q1的栅极，第一MOS管Q1导通，从而输入电源20对第一电感L1充电，即第一电感L1储能，此时输入的充电电压是输入电源20提供的输入电压Uin；同时，PWM控制模块15输出的高电平的PWM信号V_PWM加到第二MOS管Q2的栅极，第二MOS管Q2导通，从而第一电容C1上的电压UC1对第二电感L2充电，第二电感L2也储能，此时输入的充电电压是第一电容C1上的电压UC1。
当PWM控制模块15输出的PWM信号V_PWM为低电平时，该低电平的PWM信号V_PWM加到第一MOS管Q1的栅极，第一MOS管Q1关断，切断第一电感L1的充电回路，而输入电源20、第一电感L1、第一二极管D1和第一电容C1构成一放电回路，从而第一电感L1上的储能叠加在输入电源20提供的输入电压Uin后给第一电容C1充电，第一电容C1上的电压UC1提升，实现对输入电压Uin的第一级升压；同时，PWM控制模块15输出的低电平的PWM信号V_PWM加到第二MOS管Q2的栅极，第二MOS管Q2关断，切断第二电感L2的充电回路，而第一电容C1、第二电感L2、第二二极管D2和第二电容C2构成一放电回路，从而第二电感L2上的储能叠加经升压后的第一电容C1上的电压UC1给第二电容C2充电，第二电容C2上的电压UC2提升，此时经升压后的第二电容C2上的电压UC2即为从电源输出端Vo输出的输出电压Uout，实现对输入电压Uin的第二级升压。从而达到将输入电源20的输入电压Uin按预设升压比进行升压的目的。
本实用新型升压电路10利用第一MOS管Q1和第二MOS管Q2替换图1中的耐高压大电流电子开关K，第一升压模块11的升压为第一级升压，由于第一级升压的电压不高，因此第一MOS管Q1采用耐低压的MOS管即可满足要求，耐低压的MOS管成本较低，可降低升压电路10的元器件成本，而且，耐低压的MOS管的导通电阻较小，可降低第一MOS管Q1的导通损耗，从而降低升压电路10的电能损耗。第二升压模块12的升压为第二级升压，由于第二级升压的供电由第一级升压所输出的电压来提供，因此输入到第二升压模块12的电压较高，相应的开关电流较小，从而第二MOS管Q2采用能够承受较小的开关电流冲击的小电流MOS管即可满足要求，耐高压小电流的MOS管相较于图1中耐高压大电流的电子开关K，成本较低，可降低升压电路10的元器件成本。
本实用新型还提出一种LED驱动电源，该LED驱动电源包括提供待升压的输入电压的输入电源20，该输入电源20用于提供待升压的输入电压，该LED驱动电源还包括升压电路10，该升压电路10的电路结构、工作原理以及所带来的有益效果均参照上述实施例，此处不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种升压电路，与输入电源连接，所述输入电源用于提供待升压的输入电压，其特征在于，所述升压电路包括第一升压模块、第二升压模块、第一电子开关、第二电子开关、PWM控制模块和电源输出端；其中，
所述第一升压模块的输入端与所述输入电源的正极连接，输出端与所述第二升压模块的输入端连接，所述第二升压模块的输出端与所述电源输出端连接；
所述第一升压模块将所述输入电压进行升压，升压后输入到所述第二升压模块，所述第二升压模块将所述第一升压模块输入的电压进行升压后从所述电源输出端输出；
所述第一电子开关分别与所述第一升压模块和所述PWM控制模块连接，所述PWM控制模块输出PWM信号控制所述第一电子开关导通或者关断，以控制所述第一升压模块升压；
所述第二电子开关分别与所述第一升压模块和所述PWM控制模块连接，所述PWM控制模块输出PWM信号控制所述第二电子开关导通或者关断，以控制所述第二升压模块升压。
2.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述第一升压模块包括第一电感、第一二极管和第一电容；所述第一电感的一端与所述输入电源的正极连接，所述第一电感的另一端与所述第一电子开关连接，且与所述第一二极管的阳极连接，所述输入电源的负极接地，所述第一二极管的阴极与所述第一电容的正极连接；所述第一电容的正极与所述第二升压模块的输入端连接，所述第一电容的负极接地。
3.如权利要求2所述的升压电路，其特征在于，所述第一电子开关包括第一MOS管；所述第一MOS管的栅极与所述PWM控制模块的PWM信号输出端连接，所述第一MOS管的漏极经由所述第一电感与所述输入电源的正极连接，所述第一MOS管的源极接地。
4.如权利要求3所述的升压电路，其特征在于，所述第一MOS管为NMOS管。
5.如权利要求2或3所述的升压电路，其特征在于，所述第二升压模块包括第二电感、第二二极管和第二电容；所述第二电感的一端与所述第一电容的正极连接，所述第二电感的另一端与所述第二电子开关连接，且与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第二电容的正极连接；所述第二电容的正极与所述电源输出端连接，所述第二电容的负极接地。
6.如权利要求5所述的升压电路，其特征在于，所述第二电子开关包括第二MOS管；所述第二MOS管的栅极与所述PWM控制模块的PWM信号输出端连接，所述第二MOS管的漏极经由所述第二电感与所述第一电容的正极连接，所述第二MOS管的源极接地。
7.如权利要求6所述的升压电路，其特征在于，所述第二MOS管为NMOS管。
8.一种LED驱动电源，包括输入电源，该输入电源用于提供待升压的输入电压，其特征在于，还包括权利要求1至7中任意一项所述的升压电路，所述升压电路与所述输入电源连接。
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