CN204131399U - 一种升压电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种升压电路，该电路包括：共地电源、方波信号发生器、MOS管、电容和二极管；方波信号发生器的输出端分别与两个MOS管的栅极相连；其中，PMOS管的源极与第一电源正极相连，PMOS管的漏极与NMOS管的漏极以及第一电容的一端相连；NMOS管的源极接地；第一电容的另一端与第一二极管的负极以及第二二极管的正极相连；第一二极管的正极与所述第二电源正极相连；第二二极管的负极与所述第二电容的一端相连；第二电容的另一端接地；第二二极管的负极与第二电容的一端作为升压电路的输出端。本实用新型使用分离元器件搭建升压电路，无需使用复杂的DC/DC集成电路，具有结构简单、低成本、方便调试以及易于实现的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源设计领域，尤其涉及一种升压电路。
背景技术
随着电力电子技术的飞速发展，电路设计中的电路电压越来越低。很多集成芯片的电源电压都在2V以下，但是2V电源电压并不足以驱动一些常用元器件，例如LED，因此必须采用升压电路。
目前最常用的升压电路是Boost拓扑型DC/DC升压电路，其工作原理是：首先通过高频振荡产生低压脉冲，然后通过脉冲变压器将低压脉冲升压至预定电压值，最后通过脉冲整流获得高压直流电。
然而在实际使用中，出于对成本或系统复杂度等因素的考虑，Boost拓扑型DC/DC升压电路并不适用于驱动电路中的简单元器件，因此，在保证升压电路功效的基础上，进一步简化电路结构，降低生产成本，对于驱动电路中的简单元器件具有重要的意义。
发明内容
鉴于上述问题，本实用新型提供了一种市电电压保护电路，以解决上述问题或者至少部分地解决上述问题。
本实用新型提供了一种升压电路，包括：第一电源、第二电源、方波信号发生器、PMOS管、NMOS管、第一电容、第一二极管、第二二极管和第二电容；
所述第一电源和所述第二电源是共地电源；
所述方波信号发生器的输出端分别与所述PMOS管的栅极与所述NMOS管的栅极相连；
所述PMOS管的源极与所述第一电源正极相连，所述PMOS管的漏极与所述NMOS管的漏极以及所述第一电容的一端相连；
所述NMOS管的源极接地；
所述第一电容的另一端与所述第一二极管的负极以及所述第二二极管的正极相连；
所述第一二极管的正极与所述第二电源正极相连；
所述第二二极管的负极与所述第二电容的一端相连；
所述第二电容的另一端接地；
其中，所述第二二极管的负极与所述第二电容的一端作为升压电路的输出端。
可选地，所述第一电源和所述第二电源为不同的电源；或者，所述第一电源和所述第二电源为相同的电源。
可选地，所述第一二极管和所述第二二极管均为低压降二极管。
可选地，该升压电路进一步包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、三极管和负载；
所述第一电阻的一端与所述第一电源正极或者所述第二电源正极相连，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端以及所述三极管的基极相连；
所述第二电阻的另一端接地；
所述第三电阻的一端与所述三极管的发射极相连，所述第三电阻的另一端接地；
所述三极管的集电极与负载的负极相连；
所述负载的正极与所述升压电路的输出端相连。
综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案仅使用分离元器件搭建升压电路，无需使用复杂的DC/DC集成电路，具有结构简单、低成本、方便调试以及易于实现的优点。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例中的一种升压电路的电路结构示意图；
图2是本实用新型另一个实施例中的一种升压电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
图1是本实用新型一个实施例中的一种升压电路的电路结构示意图。如图1所示，该升压电路包括：第一电源VDD、第二电源VCC、方波信号发生器F、PMOS管Q1、NMOS管Q2、第一电容C1、第一二极管D1、第二二极管D2和第二电容C2。
第一电源VDD和第二电源VCC是共地低电压电源，方波信号发生器F的输出端分别与PMOS管Q1的栅极与NMOS管Q2的栅极相连，该方波信号发生器F也可以用微控制单元MCU的GPIO端输出代替；PMOS管Q1的源极与第一电源VDD正极相连，PMOS管Q1的漏极与NMOS管Q2的漏极以及第一电容C1的一端相连；NMOS管Q2的源极接地；第一电容C1的另一端与第一二极管D1的负极以及第二二极管D2的正极相连，第一二极管D1的正极与第二电源VCC正极相连；第二二极管D2的负极与第二电容D2的一端相连；第二电容C2的另一端接地；第二二极管D2的负极与第二电容C2的一端作为升压电路的输出端。
其中，PMOS管Q1和NMOS管Q2作为升压电路中的开关电路，第一电容C1为储能电容，第一二极管D1和第二二极管D2为低压降二极管，实现单向导通功能，第二电容C2是滤波电容。
如图1所示，该升压电路的工作原理是：方波信号发生器F分别向PMOS管Q1的栅极与NMOS管Q2的栅极输出方波信号，当方波信号发生器F的输出信号为高电平时，PMOS管Q1截止，NMOS管Q2导通，第一电容C1的一端近似接地，第一电容C1的另一端经过反向第一二极管D1与第二电源VCC相连，第二电源VCC经过第一二极管D1为第一电容C1充电，此时，第一电容C1两端的电压为：
VC1＝VCC-VD1，
相应地，输出电压V out为：
V out＝VCC-VD1-VD2。
当方波信号发生器F的输出信号为低电平时，PMOS管Q1导通，NMOS管Q2截止，第一电容C1的一端与第一电源VDD相连，即从原来的低电平突变为高电平，又由于电容两端的电压不能突变，即VC1＝VCC-VD1依然成立，此时，输出电压V out为：
V out＝VDD+VCC-VD1-VD2。
在方波信号发生器F的输出信号的周期性变化下，本实施例中的输出电压V out呈现周期性的高电平与低电平的转换。该输出电压V out经过由第二电容C2构成的滤波电路，低电平信号被滤掉，得到高电平信号输出，实现电路的升压效果。
由于第一二极管D1和第二二极管D2是低压降二极管，因此电路输出电压近似等于第一电源VDD与第二电源VCC的电压之和，若第一电源VDD和第二电源VCC采用同一电压电源，则本电路实现了倍压功能。
由上述可知，本实用新型提供的技术方案利用简单的分离元器件搭建升压电路，具有结构简单、成本低廉、方便调试的优点，适用于驱动电路中的简单元器件。
图2是本实用新型另一个实施例中的一种升压电路的电路结构示意图。如图2所示，在本实施例中，利用升压电路驱动发光二极管LED。即在图1所示的升压电路基础上，进一步包括：负载电路。
由于升压电路的驱动电路部分与上述相同，在此不再赘述。负载电路进一步包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Q3和发光二极管LED。
在本实施例中，第一电阻R1的一端与第二电源VCC正极相连，所述第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端以及三极管Q3的基极相连；第二电阻R2的另一端接地；第三电阻R3的一端与三极管Q3的发射极相连，第三电阻R3的另一端接地；三极管Q3的集电极与的发光二极管LED的负极相连；发光二极管LED的正极与升压电路前文所述升压电路的驱动电路的输出端相连。
由于前文所述的升压电路的输出电压是周期性信号，虽然经过第二电容的滤波去除了低电平信号，但在实际情况下该输出电压可能存在不稳定因素，因此，需要采用负载电路用于保证电流恒定，进而保证发光二极管LED的亮度的稳定性。其中，第一电阻R1和第二电阻R2作为分压电阻用于调节三极管Q3基极的电压，第三电阻R3作为恒流电阻用于调节发光二极管LED所在通路的电流大小，进而调节发光二极管LED的亮度。
在本实施例中，第一电源VDD和第二电源VCC为同一电源电压，大小为2V，发光二极管LED的工作电压为3V，在升压电路的作用下，可以实现利用2V电压驱动该发光二极管LED正常工作。
综上所述，本实用新型提供的升压电路配置合理、结构简单、价格低廉、并且便于调试，适用于驱动电路中的简单元器件，具有很高的便捷性和性价比。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种升压电路，其特征在于，包括：第一电源、第二电源、方波信号发生器、PMOS管、NMOS管、第一电容、第一二极管、第二二极管和第二电容；
所述第一电源和所述第二电源是共地电源；
所述方波信号发生器的输出端分别与所述PMOS管的栅极与所述NMOS管的栅极相连；
所述PMOS管的源极与所述第一电源正极相连，所述PMOS管的漏极与所述NMOS管的漏极以及所述第一电容的一端相连；
所述NMOS管的源极接地；
所述第一电容的另一端与所述第一二极管的负极以及所述第二二极管的正极相连；
所述第一二极管的正极与所述第二电源正极相连；
所述第二二极管的负极与所述第二电容的一端相连；
所述第二电容的另一端接地；
其中，所述第二二极管的负极与所述第二电容的一端作为升压电路的输出端。
2.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，
所述第一电源和所述第二电源为不同的电源；
或者，
所述第一电源和所述第二电源为相同的电源。
3.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，
所述第一二极管和所述第二二极管均为低压降二极管。
4.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，该升压电路进一步包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、三极管和负载；
所述第一电阻的一端与所述第一电源正极或者第二电源正极相连，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端以及所述三极管的基极相连；
所述第二电阻的另一端接地；
所述第三电阻的一端与所述三极管的发射极相连，所述第三电阻的另一端接地；
所述三极管的集电极与所述负载的负极相连；
所述负载的正极与所述升压电路的输出端相连。
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| CN107666742A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-02-06 | 江西美的贵雅照明有限公司 | Led驱动电路和灯具 |
| CN112398333A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-23 | 深圳市捷诚技术服务有限公司 | 负电压产生电路 |
| CN112562574A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-26 | Tcl华星光电技术有限公司 | 一种开关模块及显示装置 |
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