CN211127579U - 高效率不同电压切换升压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效率不同电压切换升压电路，包括电源供电模块、MCU模块、升压电路模块、负载关断控制模块和第一电池充电电路模块，电池电压供电给升压电路模块，MCU模块通过PWM升压控制端对升压电路模块进行占空比调节，使得升压电路模块的输出电压相对较稳定；升压电路模块稳定输出后，MCU模块通过负载关断控制端进行开关处理，负载电机不工作时，可以通过电池充电电路控制端导通第一电池充电电路模块，充电到直流电池，由于电路没有多余元件消耗，因此产品电路将达到高效率利用，同时外部电源输入端的电压可以通过升压电路模块对直流电池进行恒流的充电，可以使直流电池充满。

Description

高效率不同电压切换升压电路

技术领域

本实用新型涉及电路结构领域，特别涉及一种高效率不同电压切换升压电路。

背景技术

对于具有外接电源和直流电池两个供电电源的电路，一般都会存在两个供电电源的电压不同，而且负载马达的电压也不一定相同，常用的方法是通过升压电路升压到负载马达的额定电压，供电给负载马达，而外接电源和直流电池两个供电电源供给升压电路的电需要通过二极管隔离，具有单一方向性。但该方式下，直流电池电压不能充满，且由于直流电池供给升压电路需用二极管隔离，因此存在不必要的功率消耗，导致供电电路效率不高。

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，提供一种高效率不同电压切换升压电路，能够对电能达到高效率利用。

根据本实用新型第一方面实施例的一种高效率不同电压切换升压电路，包括：

电源供电模块，包括外部电源输入端、第一二极管、第十四电阻、第十五电阻、第一开关管、直流电池和电源供电端，所述外部电源输入端连接所述第十四电阻的一端和所述第一二极管的正极，所述第十四电阻的另一端连接所述第一开关管的控制端和所述第十五电阻的一端，所述第十五电阻的另一端接地，所述第一二极管的负极和所述第一开关管的一个开关引脚分别连接所述电源供电端，所述第一开关管的另一个开关引脚连接所述直流电池的正极，所述直流电池的负极接地；

MCU模块，设置有PWM升压控制端、负载关断控制端和电池充电电路控制端，所述电源供电端通过第十六电阻连接到所述MCU模块的电源端；

升压电路模块，包括第一电感、第三二极管、第二开关管、第一电容、第七电阻和第八电阻，所述电源供电端连接所述第一电感的一端，所述第一电感的另一端分别连接所述第三二极管的正极和所述第二开关管的一个开关引脚，所述第三二极管的负极通过第一电容接地，所述第二开关管的另一个开关引脚接地，所述PWM升压控制端连接所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端分别连接所述第二开关管的控制端和所述第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端接地；

负载关断控制模块，包括负载电机、第三开关管、第六电阻和第五电阻，所述第三二极管的负极连接所述负载电机的正极，所述负载电机的负极连接所述第三开关管的一个开关引脚，所述第三开关管的另一个开关引脚接地，所述负载关断控制端连接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端分别连接所述第三开关管的控制引脚和所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端接地；

第一电池充电电路模块，包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第四开关管、第十二电阻、第十三电阻和第六开关管，所述负载电机的正极连接所述第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端分别连接所述第四开关管的一个开关引脚和所述第十电阻的一端，所述第四开关管的另一个开关引脚接地，所述第十电阻的另一端分别连接所述第四开关管的控制引脚和所述第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端连接所述第六开关管的一个开关引脚，所述第六开关管的另一个开关引脚接地，所述电池充电电路控制端连接所述第十三电阻的一端，所述第十三电阻的另一端分别连接所述第六开关管的控制引脚和所述第十二电阻的一端，所述第十二电阻的另一端接地。

根据本实用新型实施例的一种高效率不同电压切换升压电路，至少具有如下有益效果：使用直流电池给负载电机供电时，电池电压通过第一开关管供电给升压电路模块，MCU模块通过PWM升压控制端输出pwm信号对第二开关管进行占空比调节，使得升压电路模块的输出电压相对较稳定；升压电路模块稳定输出后，MCU模块通过负载关断控制端对第三开关管进行开关处理，负载电机工作时导通第三开关管，负载电机不工作时则可以截止第三开关管；另外，负载电机不工作时，可以通过电池充电电路控制端导通第六开关管，使得第十电阻和第十一电阻的电阻支路导通，从而在第十电阻两端产生电压差，导通第四开关管，升压电路模块的输出电压可以通过第九电阻和导通的第四开关管，充电到直流电池，由于电路没有多余元件消耗，因此产品电路将达到高效率利用，同时外部电源输入端的电压可以通过升压电路模块对直流电池进行恒流的充电，可以使直流电池充满。

根据本实用新型的一些实施例，还包括输出电压检测电路，所述输出电压检测电路包括第三电阻和第四电阻，所述第三二极管的负极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端分别连接所述MCU模块和所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述输出电压检测电路还包括第五电容，所述第五电容并联在所述第四电阻两端。

根据本实用新型的一些实施例，还包括电池电压检测电路，所述电池电压检测电路包括第十七电阻和第十八电阻，所述直流电池的正极连接所述第十七电阻的一端，所述第十七电阻的另一端分别连接所述MCU模块和所述第十八电阻的一端，所述第十八电阻的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，还包括第二电池充电电路，所述第二电池充电电路包括第五二极管和第二十四电阻，所述外部电源输入端连接所述第五二极管的正极，所述第五二极管的负极通过第二十四电阻连接所述直流电池的正极。

根据本实用新型的一些实施例，还包括外部电源输入电压检测电路，所述外部电源输入电压检测电路包括第一电阻和第二电阻，所述外部电源输入端连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端分别连接所述MCU模块和所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，还包括开关按键模块，所述开关按键模块包括第二十二电阻、第二十三电阻、第一按键和第二按键所述MCU模块的电源端连接所述第二十二电阻的一端，所述第二十二电阻的另一端分别连接所述MCU模块、所述第二十三电阻的一端和所述第一按键的一端，所述第一按键的另一端接地，所述第二十三电阻的另一端连接所述第二按键的一端，所述第二按键的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管为mos管，所述第六开关管为三极管。

根据本实用新型的一些实施例，所述外部电源输入端为5V的USB输入端，所述直流电池为4V铅酸电池。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；

图1为本实用新型实施例的一种高效率不同电压切换升压电路的电路原理图。

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。

参照图1，根据本实用新型实施例的一种高效率不同电压切换升压电路，包括：

电源供电模块100，包括外部电源输入端V0、第一二极管D1、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一开关管Q1、直流电池BT和电源供电端DYGD，外部电源输入端V0连接第十四电阻R14的一端和第一二极管D1的正极，第十四电阻R14的另一端连接第一开关管Q1的控制端和第十五电阻R15的一端，第十五电阻R15的另一端接地，第一二极管D1的负极和第一开关管Q1的一个开关引脚分别连接电源供电端DYGD，第一开关管Q1的另一个开关引脚连接直流电池BT的正极，直流电池BT的负极接地；

MCU模块200，设置有PWM升压控制端Pwm、负载关断控制端Fan和电池充电电路控制端Bton，电源供电端DYGD通过第十六电阻连接到MCU模块200的电源端；

升压电路模块300，包括第一电感L1、第三二极管D3、第二开关管Q2、第一电容C1、第七电阻R7和第八电阻R8，电源供电端DYGD连接第一电感L1的一端，第一电感L1的另一端分别连接第三二极管D3的正极和第二开关管Q2的一个开关引脚，第三二极管D3的负极通过第一电容C1接地，第二开关管Q2的另一个开关引脚接地，PWM升压控制端Pwm连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端分别连接第二开关管Q2的控制端和第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端接地；

负载关断控制模块400，包括负载电机M、第三开关管Q3、第六电阻R6和第五电阻R5，第三二极管D3的负极连接负载电机M的正极，负载电机M的负极连接第三开关管Q3的一个开关引脚，第三开关管Q3的另一个开关引脚接地，负载关断控制端Fan连接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端分别连接第三开关管Q3的控制引脚和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接地；

第一电池充电电路模块500，包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第四开关管Q4、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第六开关管Q6，负载电机M的正极连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端分别连接第四开关管Q4的一个开关引脚和第十电阻R10的一端，第四开关管Q4的另一个开关引脚接地，第十电阻R10的另一端分别连接第四开关管Q4的控制引脚和第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端连接第六开关管Q6的一个开关引脚，第六开关管Q6的另一个开关引脚接地，电池充电电路控制端Bton连接第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端分别连接第六开关管Q6的控制引脚和第十二电阻R12的一端，第十二电阻R12的另一端接地。

根据本实用新型实施例的一种高效率不同电压切换升压电路，使用直流电池BT给负载电机M供电时，电池电压通过第一开关管Q1供电给升压电路模块300，MCU模块200通过PWM升压控制端Pwm输出pwm信号对第二开关管Q2进行占空比调节，使得升压电路模块300的输出电压相对较稳定；升压电路模块300稳定输出后，MCU模块200通过负载关断控制端Fan对第三开关管Q3进行开关处理，负载电机M工作时导通第三开关管Q3，负载电机M不工作时则可以截止第三开关管Q3；另外，负载电机M不工作时，可以通过电池充电电路控制端Bton导通第六开关管Q6，使得第十电阻R10和第十一电阻R11的电阻支路导通，从而在第十电阻R10两端产生电压差，导通第四开关管Q4，升压电路模块300的输出电压可以通过第九电阻R9和导通的第四开关管Q4，充电到直流电池BT，由于电路没有多余元件消耗，因此产品电路将达到高效率利用，同时外部电源输入端V0的电压可以通过升压电路模块300对直流电池BT进行恒流的充电，可以使直流电池BT充满。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，还包括输出电压检测电路600，输出电压检测电路600包括第三电阻R3和第四电阻R4，第三二极管D3的负极连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端分别连接MCU模块200和第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接地。升压电路模块300升压输出后，通过第三电阻R3和第四电阻R4的分压，反馈给MCU模块200，MCU模块200通过PWM升压控制端Pwm输出pwm信号对第二开关管Q2进行占空比调节，使升压电路模块300的输出电压相对稳定。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，输出电压检测电路600还包括第五电容C5，第五电容C5并联在第四电阻R4两端。设置第五电容C5对第四电阻R4进行滤波，可以降低负载电机M工作的纹波对反馈端产生的干扰。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，还包括电池电压检测电路700，电池电压检测电路700包括第十七电阻R17和第十八电阻R18，直流电池BT的正极连接第十七电阻R17的一端，第十七电阻R17的另一端分别连接MCU模块200和第十八电阻R18的一端，第十八电阻R18的另一端接地。通过第十七电阻R17和第十八电阻R18对直流电池BT两端的电压进行分压检测，配合输出电压检测电路600对升压电路模块300的输出电压进行检测，使得升压电路模块300的输出电压比直流电池BT两端的电压高一定的电压值，从而使得直流电池BT的充电电流维持在一定值，达到恒流状态。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，还包括第二电池充电电路800，第二电池充电电路800包括第五二极管D5和第二十四电阻R24，外部电源输入端V0连接第五二极管D5的正极，第五二极管D5的负极通过第二十四电阻R24连接直流电池BT的正极。为了防止直流电池BT的电压在电路工作时被附带消耗，增加第五二极管D5和第二十四电阻R24给直流电池BT进行缓慢充电，确保直流电池BT在外部电源输入端V0供电给负载电机M工作时，直流电池BT能够冲进电。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，还包括外部电源输入电压检测电路900，外部电源输入电压检测电路900包括第一电阻R1和第二电阻R2，外部电源输入端V0连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端分别连接MCU模块200和第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端接地。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，还包括开关按键模块210，开关按键模块210包括第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第一按键SW1和第二按键SW2MCU模块200的电源端连接第二十二电阻R22的一端，第二十二电阻R22的另一端分别连接MCU模块200、第二十三电阻R23的一端和第一按键SW1的一端，第一按键SW1的另一端接地，第二十三电阻R23的另一端连接第二按键SW2的一端，第二按键SW2的另一端接地。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4为mos管，第六开关管Q6为三极管。

在本实用新型的一些实施例中，外部电源输入端V0为5V的USB输入端，直流电池BT为4V铅酸电池。

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)

1.一种高效率不同电压切换升压电路，其特征在于，包括：

电源供电模块(100)，包括外部电源输入端(V0)、第一二极管(D1)、第十四电阻(R14)、第十五电阻(R15)、第一开关管(Q1)、直流电池(BT)和电源供电端(DYGD)，所述外部电源输入端(V0)连接所述第十四电阻(R14)的一端和所述第一二极管(D1)的正极，所述第十四电阻(R14)的另一端连接所述第一开关管(Q1)的控制端和所述第十五电阻(R15)的一端，所述第十五电阻(R15)的另一端接地，所述第一二极管(D1)的负极和所述第一开关管(Q1)的一个开关引脚分别连接所述电源供电端(DYGD)，所述第一开关管(Q1)的另一个开关引脚连接所述直流电池(BT)的正极，所述直流电池(BT)的负极接地；

MCU模块(200)，设置有PWM升压控制端(Pwm)、负载关断控制端(Fan)和电池充电电路控制端(Bton)，所述电源供电端(DYGD)通过第十六电阻连接到所述MCU模块(200)的电源端；

升压电路模块(300)，包括第一电感(L1)、第三二极管(D3)、第二开关管(Q2)、第一电容(C1)、第七电阻(R7)和第八电阻(R8)，所述电源供电端(DYGD)连接所述第一电感(L1)的一端，所述第一电感(L1)的另一端分别连接所述第三二极管(D3)的正极和所述第二开关管(Q2)的一个开关引脚，所述第三二极管(D3)的负极通过第一电容(C1)接地，所述第二开关管(Q2)的另一个开关引脚接地，所述PWM升压控制端(Pwm)连接所述第八电阻(R8)的一端，所述第八电阻(R8)的另一端分别连接所述第二开关管(Q2)的控制端和所述第七电阻(R7)的一端，所述第七电阻(R7)的另一端接地；

负载关断控制模块(400)，包括负载电机(M)、第三开关管(Q3)、第六电阻(R6)和第五电阻(R5)，所述第三二极管(D3)的负极连接所述负载电机(M)的正极，所述负载电机(M)的负极连接所述第三开关管(Q3)的一个开关引脚，所述第三开关管(Q3)的另一个开关引脚接地，所述负载关断控制端(Fan)连接所述第六电阻(R6)的一端，所述第六电阻(R6)的另一端分别连接所述第三开关管(Q3)的控制引脚和所述第五电阻(R5)的一端，所述第五电阻(R5)的另一端接地；

第一电池充电电路模块(500)，包括第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第四开关管(Q4)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)和第六开关管(Q6)，所述负载电机(M)的正极连接所述第九电阻(R9)的一端，所述第九电阻(R9)的另一端分别连接所述第四开关管(Q4)的一个开关引脚和所述第十电阻(R10)的一端，所述第四开关管(Q4)的另一个开关引脚接地，所述第十电阻(R10)的另一端分别连接所述第四开关管(Q4)的控制引脚和所述第十一电阻(R11)的一端，所述第十一电阻(R11)的另一端连接所述第六开关管(Q6)的一个开关引脚，所述第六开关管(Q6)的另一个开关引脚接地，所述电池充电电路控制端(Bton)连接所述第十三电阻(R13)的一端，所述第十三电阻(R13)的另一端分别连接所述第六开关管(Q6)的控制引脚和所述第十二电阻(R12)的一端，所述第十二电阻(R12)的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的一种高效率不同电压切换升压电路，其特征在于，还包括输出电压检测电路(600)，所述输出电压检测电路(600)包括第三电阻(R3)和第四电阻(R4)，所述第三二极管(D3)的负极连接所述第三电阻(R3)的一端，所述第三电阻(R3)的另一端分别连接所述MCU模块(200)和所述第四电阻(R4)的一端，所述第四电阻(R4)的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种高效率不同电压切换升压电路，其特征在于，所述输出电压检测电路(600)还包括第五电容(C5)，所述第五电容(C5)并联在所述第四电阻(R4)两端。

4.根据权利要求1所述的一种高效率不同电压切换升压电路，其特征在于，还包括电池电压检测电路(700)，所述电池电压检测电路(700)包括第十七电阻(R17)和第十八电阻(R18)，所述直流电池(BT)的正极连接所述第十七电阻(R17)的一端，所述第十七电阻(R17)的另一端分别连接所述MCU模块(200)和所述第十八电阻(R18)的一端，所述第十八电阻(R18)的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的一种高效率不同电压切换升压电路，其特征在于，还包括第二电池充电电路(800)，所述第二电池充电电路(800)包括第五二极管(D5)和第二十四电阻(R24)，所述外部电源输入端(V0)连接所述第五二极管(D5)的正极，所述第五二极管(D5)的负极通过第二十四电阻(R24)连接所述直流电池(BT)的正极。

6.根据权利要求1所述的一种高效率不同电压切换升压电路，其特征在于，还包括外部电源输入电压检测电路(900)，所述外部电源输入电压检测电路(900)包括第一电阻(R1)和第二电阻(R2)，所述外部电源输入端(V0)连接所述第一电阻(R1)的一端，所述第一电阻(R1)的另一端分别连接所述MCU模块(200)和所述第二电阻(R2)的一端，所述第二电阻(R2)的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的一种高效率不同电压切换升压电路，其特征在于，还包括开关按键模块(210)，所述开关按键模块(210)包括第二十二电阻(R22)、第二十三电阻(R23)、第一按键(SW1)和第二按键(SW2)所述MCU模块(200)的电源端连接所述第二十二电阻(R22)的一端，所述第二十二电阻(R22)的另一端分别连接所述MCU模块(200)、所述第二十三电阻(R23)的一端和所述第一按键(SW1)的一端，所述第一按键(SW1)的另一端接地，所述第二十三电阻(R23)的另一端连接所述第二按键(SW2)的一端，所述第二按键(SW2)的另一端接地。

8.根据权利要求1所述的一种高效率不同电压切换升压电路，其特征在于，所述第一开关管(Q1)、所述第二开关管(Q2)、所述第三开关管(Q3)和所述第四开关管(Q4)为mos管，所述第六开关管(Q6)为三极管。

9.根据权利要求1所述的一种高效率不同电压切换升压电路，其特征在于，所述外部电源输入端(V0)为5V的USB输入端，所述直流电池(BT)为4V铅酸电池。

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