CN210167978U - 一种集成控制升压电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成控制升压电路,包括整流模块、集成稳压控制模块、开关振荡模块以及倍压升压模块，整流模块能够将外部交流电转化为直流电，集成稳压控制模块与整流模块的输出端电性连接以对直流电进行稳压处理，开关振荡模块与集成稳压控制模块的输出端电性连接以对稳压的直流电变换形成振荡的交流电；倍压升压模块与开关振荡模块的输出端电性连接以对振荡的交流电积蓄升压并转化为直流电；本设计设计合理，安全可靠，转化效率高，输出功率大。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路领域，特别是一种升压电路。
背景技术
传统的交流电升压电路，一般是直接利用变压器对输入电压进行电压转换，然而传统的变压器对输入电压没有进行合理控制，或者是采用分立式元件对输入电压进行简单的稳压处理，例如稳压管等，效果不佳，容易导致输出的电压不稳定，会受到前端输入干扰的影响，并且单纯的变压器耦合升压，转化效率低下，满足不了用户需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种集成控制升压电路，将交流电压整流后进行稳压控制，再转化为交流后倍压升压处理为高压的直流信号，输出稳定，转化效率大大提高。
本实用新型采用的技术方案是：
一种集成控制升压电路，包括：
整流模块，能够将外部交流电转化为直流电；
集成稳压控制模块，与所述整流模块的输出端电性连接以对直流电进行稳压处理；
开关振荡模块，与所述集成稳压控制模块的输出端电性连接以对稳压的直流电变换形成振荡的交流电；
倍压升压模块，与开关振荡模块的输出端电性连接以对振荡的交流电积蓄升压并转化为直流电。
所述集成稳压控制模块包括开关控制芯片、变压器单元以及反馈单元；
所述变压器单元的输入端与所述整流模块的输出端电性连接以接收所述整流模块转化的直流电；
所述反馈单元的输入端与所述变压器单元的输出端电性连接以检测所述变压器单元的输出电压信号；
所述开关控制芯片包括反馈端以及控制端，所述开关控制芯片的反馈端与所述反馈单元的输出端电性连接，所述开关控制芯片的控制端与所述变压器单元的输入端电性连接以根据输出电压信号控制所述变压器单元运行。
所述变压器单元包括相互耦合的第一线圈和第二线圈；
所述第一线圈的一端与所述整流模块的输出端电性连接；
所述第一线圈的另一端与所述开关控制芯片的控制端电性连接；
所述第二线圈的一端分别与所述反馈单元的输入端以及所述开关振荡模块的输入端电性连接；
所述第二线圈的另一端接地。
所述变压器单元还包括与第一线圈和第二线圈相互耦合的第三线圈、二极管D6、极性电容C4，第三线圈的一端与二极管D6的正极电性连接，二极管D6的负极分别与极性电容C4的正极、整流模块的输出端电性连接，极性电容C4的负极和第三线圈的另一端均接地。
所述反馈单元包括电阻R3、电阻R6、电容C8以及可控硅SCR1；
电阻R3的一端与变压器单元的输出端电性连接；
电阻R3的另一端分别与电阻R6的一端、可控硅SCR1的控制极、电容R8的一端电性连接；
电容R8的另一端分别与可控硅SCR1的阴极、开关控制芯片的反馈端电性连接，可控硅SCR1的阳极接地。
所述反馈单元还包括隔离模块，隔离模块的输入端与可控硅SCR1的阴极电性连接，隔离模块的输出端与开关控制芯片的反馈端电性连接。
所述隔离模块为光耦隔离器。
所述开关振荡模块包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、电阻R9、电阻R10，以及相互耦合的检测线圈、第四线圈和第五线圈，第四线圈上设置有中心抽头；
所述集成稳压控制模块的输出端分别与电阻R9的一端、电阻R10的一端以及第四线圈的中心抽头电性连接；
所述第一开关管Q1的控制极分别与电阻R10的另一端、检测线圈的一端电性连接；
所述第二开关管Q2的控制极分别与电阻R9的另一端、检测线圈的另一端电性连接；
所述第一开关管Q1的输入端与第四线圈的一端电性连接；
所述第二开关管Q2的输入端与第四线圈的另一端电性连接；
所述第一开关管Q1的输出端与所述第二开关管Q2的输出端均接地；
所述第五线圈与倍压升压模块电性连接。
所述倍压升压模块包括电容C12、电容C13、二极管D8以及二极管D9；
所述电容C12的一端分别与电容C13的一端、开关振荡模块输出端的一极电性连接；
所述二极管D8的正极与电容C12的另一端电性连接；
所述二极管D8的负极分别与二极管D9的正极、开关振荡模块输出端的一极电性连接；
所述二极管D9的负极与电容C13的另一端电性连接。
上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
本实用新型集成控制升压电路，通过整流模块对外部的交流电进行整流处理，集成稳压控制模块对整流后的直流电进行稳压控制，使得直流电保持稳定，再通过开关振荡模块将直流电变换为交流电，最后稳定的交流电输出到倍压升压模块中，积蓄升压处理，输出高压稳定的直流电；本设计设计合理，安全可靠，转化效率高，输出功率大。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本实用新型集成控制升压电路的电路示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示，一种集成控制升压电路，包括：
整流模块1，能够将外部交流电转化为直流电；
集成稳压控制模块2，与整流模块1的输出端电性连接以对直流电进行稳压处理；
开关振荡模块3，与集成稳压控制模块2的输出端电性连接以对稳压的直流电变换形成振荡的交流电；
倍压升压模块4，与开关振荡模块3的输出端电性连接以对振荡的交流电积蓄升压并转化为直流电。
本设计通过整流模块1对外部的交流电进行整流处理，集成稳压控制模块2对整流后的直流电进行稳压控制，使得直流电保持稳定，再通过开关振荡模块3将直流电变换为交流电，最后稳定的交流电输出到倍压升压模块中，积蓄升压处理，输出高压稳定的直流电。
由此,本设计设计合理，安全可靠，转化效率高，输出功率大。
在某些实施例中，如图1所示，整流模块1包括整流桥元件，而在整流桥元件与外部交流电之间，还可以设置有保险丝F1、电感L1等等。
在某些实施例中，集成稳压控制模块2包括开关控制芯片21、变压器单元22以及反馈单元23；
变压器单元22的输入端与整流模块1的输出端电性连接以接收整流模块1转化的直流电；
反馈单元23的输入端与变压器单元22的输出端电性连接以检测变压器单元22的输出电压信号；
开关控制芯片21包括反馈端以及控制端，开关控制芯片21的反馈端与反馈单元23的输出端电性连接，开关控制芯片21的控制端与变压器单元22的输入端电性连接以根据输出电压信号控制变压器单元22运行。
在某些实施例中，此处集成稳压控制模块2也可以单纯采用开关控制芯片构成。
变压器单元22包括相互耦合的第一线圈221和第二线圈222；
第一线圈221的一端与整流模块1的输出端电性连接；
第一线圈221的另一端与开关控制芯片21的控制端电性连接；
第二线圈222的一端分别与反馈单元23的输入端以及开关振荡模块3的输入端电性连接；第二线圈222的另一端接地。
开关控制芯片21内设置有开关元件，开关元件一端可接地，另一端与开关控制芯片21的控制端连接，当反馈单元23检测的电压信号偏高，开关控制芯片21就会控制连接控制端的开关元件导通，从而可以拉低输入到第一线圈的电压，从而使得电压保持稳定，并且此处可以实现初步升压。
本设计采用集成稳压控制模块2，相比于分立式元件构成的稳压电路，使得控制更加稳定，可控性更高。
进一步地，变压器单元22还包括与第一线圈221和第二线圈222相互耦合的第三线圈223、二极管D6、极性电容C4，第三线圈22的一端与二极管D6的正极电性连接，二极管D6的负极分别与极性电容C4的正极、整流模块1的输出端电性连接，极性电容C4的负极和第三线圈223的另一端均接地。
当开关控制芯片21对输入到第一线圈221的电压进行调节时，第三线圈223可以配合泄放电压，使得效率大大提高。
在某些实施例中，如图1所示，反馈单元23包括电阻R3、电阻R6、电容C8以及可控硅SCR1；
电阻R3的一端与变压器单元22的输出端电性连接；
电阻R3的另一端分别与电阻R6的一端、可控硅SCR1的控制极、电容R8的一端电性连接；
电容R8的另一端分别与可控硅SCR1的阴极、开关控制芯片21的反馈端电性连接，可控硅SCR1的阳极接地。
电阻R6上还可以并联有电阻R7，电阻R3的一端与第二线圈222的一端连接,电阻R3和电阻R8形成分压电路，检测电阻R6的端电压能够得出输出电压信号的情况，从而触发可控硅SCR1导通，拉低可控硅SCR1的端电压，从而给到信号到开关控制芯片21。
在某些实施例中，反馈单元23还包括隔离模块231，隔离模块231的输入端与可控硅SCR1的阴极电性连接，隔离模块231的输出端与开关控制芯片21的反馈端电性连接，由于应用于三相高压电路，使用隔离模块23能够防止外部高压信号或者冲击信号入侵到开关控制芯片21中。
在某些实施例中，隔离模块23为磁耦隔离器或者光耦隔离器，如图1所示，隔离模块23采用光耦隔离器OC1，光耦隔离器OC1的发光器的正极通过电阻R4与第二线圈222的一端电性连接，光耦隔离器OC1的发光器的负极与可控硅SCR1的阴极电性连接，光耦隔离器OC1的受光器的一极与开关控制芯片21的反馈端电性连接，光耦隔离器OC1的受光器的另一极接地。
在某些实施例中，开关振荡模块3包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、电阻R9、电阻R10，以及相互耦合的检测线圈31、第四线圈32和第五线圈33，第四线圈32上设置有中心抽头；
集成稳压控制模块2的输出端分别与电阻R9的一端、电阻R10的一端以及第四线圈32的中心抽头电性连接；
第一开关管Q1的控制极分别与电阻R10的另一端、检测线圈31的一端电性连接；
第二开关管Q2的控制极分别与电阻R9的另一端、检测线圈31的另一端电性连接；
第一开关管Q1的输入端与第四线圈32的一端电性连接；
第二开关管Q2的输入端与第四线圈32的另一端电性连接；
第一开关管Q1的输出端与第二开关管Q2的输出端均接地；
第五线圈33与倍压升压模块4电性连接。
其中，第一开关管Q1和第二开关管Q2可以是MOS管或者三极管；
检测线圈31与第四线圈32耦合，当第四线圈32有电流通过，检测线圈31随之响应，从而引起第一开关管Q1的控制极和第二开关管Q2的控制极上电压或者电流的变化，从而控制第一开关管Q1和第二开关管Q2之间其一导通另一断开，从而配合第四线圈32和第五线圈33的耦合作用，在第五线圈33输出振荡信号。
在另一实施例中，第四线圈32可以由两个线圈构成，也可以在一个线圈上设置中心抽头，另外，第一开关管Q1和第二开关管Q2可以直接由处理芯片驱动通断，从而可以无需设置检测线圈。
在某些实施例中，倍压升压模块4包括电容C12、电容C13、二极管D8以及二极管D9；
电容C12的一端分别与电容C13的一端、开关振荡模块3输出端的一极电性连接；
二极管D8的正极与电容C12的另一端电性连接；
二极管D8的负极分别与二极管D9的正极、开关振荡模块3输出端的一极电性连接；
二极管D9的负极与电容C13的另一端电性连接。
在某些实施例中，倍压升压模块4也可以由一个电容和一个二极管搭建而成，而优选实施例中则采用了电容C12、电容C13、二极管D8以及二极管D9，使得运行更加稳定，升压效果更加明显。
如图1所示，第五线圈33的电流向上，由于二极管D8和二极管D9的截止作用，电能会积蓄在电容C13和电容C12上，而第五线圈33的电流向下时，电容C13和电容C12会释放电能，使得二极管D8的正极至二极管D9的负极两端的输出电压大大提高。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述优选方式可以自由地组合和叠加。
上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种集成控制升压电路，其特征在于,包括：
整流模块，能够将外部交流电转化为直流电；
集成稳压控制模块，与所述整流模块的输出端电性连接以对直流电进行稳压处理；
开关振荡模块，与所述集成稳压控制模块的输出端电性连接以对稳压的直流电变换形成振荡的交流电；
倍压升压模块，与开关振荡模块的输出端电性连接以对振荡的交流电积蓄升压并转化为直流电。
2.根据权利要求1所述的一种集成控制升压电路，其特征在于：所述集成稳压控制模块包括开关控制芯片、变压器单元以及反馈单元；
所述变压器单元的输入端与所述整流模块的输出端电性连接以接收所述整流模块转化的直流电；
所述反馈单元的输入端与所述变压器单元的输出端电性连接以检测所述变压器单元的输出电压信号；
所述开关控制芯片包括反馈端以及控制端，所述开关控制芯片的反馈端与所述反馈单元的输出端电性连接，所述开关控制芯片的控制端与所述变压器单元的输入端电性连接以根据输出电压信号控制所述变压器单元运行。
3.根据权利要求2所述的一种集成控制升压电路，其特征在于：所述变压器单元包括相互耦合的第一线圈和第二线圈；
所述第一线圈的一端与所述整流模块的输出端电性连接；
所述第一线圈的另一端与所述开关控制芯片的控制端电性连接；
所述第二线圈的一端分别与所述反馈单元的输入端以及所述开关振荡模块的输入端电性连接；
所述第二线圈的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的一种集成控制升压电路，其特征在于：所述变压器单元还包括与第一线圈和第二线圈相互耦合的第三线圈、二极管D6、极性电容C4，第三线圈的一端与二极管D6的正极电性连接，二极管D6的负极分别与极性电容C4的正极、整流模块的输出端电性连接，极性电容C4的负极和第三线圈的另一端均接地。
5.根据权利要求2所述的一种集成控制升压电路，其特征在于：所述反馈单元包括电阻R3、电阻R6、电容C8以及可控硅SCR1；
电阻R3的一端与变压器单元的输出端电性连接；
电阻R3的另一端分别与电阻R6的一端、可控硅SCR1的控制极、电容R8的一端电性连接；
电容R8的另一端分别与可控硅SCR1的阴极、开关控制芯片的反馈端电性连接，可控硅SCR1的阳极接地。
6.根据权利要求5所述的一种集成控制升压电路，其特征在于：所述反馈单元还包括隔离模块，隔离模块的输入端与可控硅SCR1的阴极电性连接，隔离模块的输出端与开关控制芯片的反馈端电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种集成控制升压电路，其特征在于：所述隔离模块为光耦隔离器。
8.根据权利要求1所述的一种集成控制升压电路，其特征在于：所述开关振荡模块包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、电阻R9、电阻R10，以及相互耦合的检测线圈、第四线圈和第五线圈，第四线圈上设置有中心抽头；
所述集成稳压控制模块的输出端分别与电阻R9的一端、电阻R10的一端以及第四线圈的中心抽头电性连接；
所述第一开关管Q1的控制极分别与电阻R10的另一端、检测线圈的一端电性连接；
所述第二开关管Q2的控制极分别与电阻R9的另一端、检测线圈的另一端电性连接；
所述第一开关管Q1的输入端与第四线圈的一端电性连接；
所述第二开关管Q2的输入端与第四线圈的另一端电性连接；
所述第一开关管Q1的输出端与所述第二开关管Q2的输出端均接地；
所述第五线圈与倍压升压模块电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种集成控制升压电路，其特征在于：所述倍压升压模块包括电容C12、电容C13、二极管D8以及二极管D9；
所述电容C12的一端分别与电容C13的一端、开关振荡模块输出端的一极电性连接；
所述二极管D8的正极与电容C12的另一端电性连接；
所述二极管D8的负极分别与二极管D9的正极、开关振荡模块输出端的一极电性连接；
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