CN214591169U - 脉冲互补升压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉冲互补升压电路，控制模块包括用于输出互补脉冲波形的第一脉冲端和第二脉冲端，第一开关管Q1的栅极电连接第一脉冲端，第一开关管Q1的源极电连接原边第一绕组，第二开关管Q2的栅极电连接第二脉冲端，第二开关管Q2的源极电连接原边第二绕组，第一开关管Q1的漏极电连接第二开关管Q2的漏极，第二开关管Q2的漏极接地，副边绕组的一端电连接第一信号输出端口，另一端电连接第二信号输出端口；本实用新型利用脉冲互补的方式对直流电压进行升压输出，且能够有效对升压后的直流电压的功率进行调整，其电路结构简单，有效降低电路成本，便于大规模推广应用。

Description

脉冲互补升压电路

技术领域

本实用新型涉及直流电压升压技术领域，尤其涉及一种脉冲互补升压电路。

背景技术

由于直流电压的电压一般较低，为了捕获并对直流电压进行有效利用，需要对直流电压进行升压、恒压操作。现有技术中，针对直流电压的升压、恒压电路的结构复杂，制作成本高。且当需要额外的电路模组来调整升压后的直流电压的功率，进一步增大的电路的复杂性，并推高了电路成本，不便于大规模推广。

因此，亟需一种脉冲互补升压电路来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种脉冲互补升压电路，利用脉冲互补的方式对直流电压进行升压输出，且能够有效对升压后的直流电压的功率进行调整，其电路结构简单，有效降低电路成本，便于大规模推广应用。

为了实现上有目的，本实用新型公开了一种脉冲互补升压电路，其包括控制模块、第一开关支路、第二开关支路、变压器模块、第一信号输出端口、第二信号输出端口和用于输入直流电压的输入端口，所述控制模块包括用于输出互补脉冲波形的第一脉冲端和第二脉冲端，所述变压器模块包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组包括原边第一绕组和原边第二绕组，所述原边第一绕组和原边第二绕组分别电连接所述输入端口，所述第一开关支路包括第一开关管Q1，所述第一开关管Q1的栅极电连接所述第一脉冲端，所述第一开关管Q1的源极电连接所述原边绕组，所述第二开关支路包括第二开关管Q2，所述第二开关管Q2的栅极电连接所述第二脉冲端，所述第二开关管Q2的源极电连接所述原边绕组，所述第一开关管Q1的漏极电连接所述第二开关管Q2的漏极，所述第二开关管Q2的漏极接地，所述副边绕组的一端电连接所述第一信号输出端口，另一端电连接所述第二信号输出端口。

与现有技术相比，本实用新型的脉冲互补升压电路利用互补脉冲波形驱动第一开关管Q1和第二开关管Q2间隔导通，以使直流电压能够通过原边第一绕组和原边第二绕组间隔耦合至副边绕组，以使直流电压保持升压并对外输出，其电路结构简单且升压效果稳定，有效降低电路成本及便于大规模推广应用。

较佳地，所述第一开关支路还包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一开关管Q1的栅极通过所述第一电阻R1电连接所述第一脉冲端，所述第二电阻R2的一端电连接于所述第一电阻R1和所述第一开关管Q1的栅极之间，另一端接地。

较佳地，所述第二开关支路还包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第二开关管Q2的栅极通过所述第三电阻R3电连接所述第二脉冲端，所述第四电阻R4的一端电连接于所述第三电阻R3和所述第二开关管Q2的栅极之间，另一端接地。

较佳地，所述脉冲互补升压电路还包括电感L，所述直流电压经由所述电感L输入所述输入端口。

较佳地，所述脉冲互补升压电路还包括第一电容C1，所述直流电压还经由所述第一电容C1接地。

较佳地，所述脉冲互补升压电路还包括功率调节模块，所述控制模块还包括反馈端，所述功率调节模块包括反馈电阻Rs、第五电阻R5和第二电容C2，所述第二开关管Q2的漏极通过所述反馈电阻Rs接地，所述第五电阻R5一端电连接于所述反馈电阻Rs和所述第二开关管Q2的漏极之间，另一端电连接所述反馈端。

较佳地，所述第一开关支路还包括第六电阻R6和第三电容C3，所述第六电阻R6的一端电连接所述第一开关管Q1的源极，另一端通过所述第三电容C3接地。

较佳地，所述第二开关支路还包括第七电阻R7和第四电容C4，所述第七电阻R7的一端电连接所述第二开关管Q2的源极，另一端通过所述第四电容C4接地。

较佳地，所述脉冲互补升压电路还包括第五电容C5和第六电容C6，所述副边绕组的一端通过所述第五电容C5电连接所述第一信号输出端口，另一端通过所述第六电容C6电连接所述第二信号输出端口。

具体地，所述脉冲互补升压电路还包括第七电容C7和第八电容C8，所述第七电容C7和第八电容C8串联后并联于所述副边绕组的两端之间，所述第七电容C7和第八电容C8之间接地。

附图说明

图1是本实用新型的冲互补升压电路的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1所示，本实施例的脉冲互补升压电路适于对直流电压进行升压逆变调整，以对外进行高频、高压、恒压输出。下面将对本实施例的脉冲互补升压电路的具体结构进行详细描述。

请参阅图1所示，本实施例的脉冲互补升压电路包括控制模块10、第一开关支路、第二开关支路、变压器模块20、第一信号输出端口30、第二信号输出端口40和用于输入直流电压的输入端口50。

其中，控制模块10包括用于输出互补脉冲波形的第一脉冲端11和第二脉冲端12，可以理解的是，第一脉冲端11输出PWM1脉冲波形，第二脉冲端12输出PWM2脉冲波形，当PWM1脉冲波形是高电平时,PWM2脉冲波形是低电平；当PWM1脉冲波形是低电平时，PWM2脉冲波形是高电平,也就是说，PWM1脉冲波形和PWM2脉冲波形不会同时为高电平或低电平，即PWM1脉冲波形和PWM2脉冲波形的电平相反。

变压器模块20包括原边绕组21和副边绕组22，原边绕组21包括原边第一绕组211和原边第二绕组212，原边第一绕组211和原边第二绕组212分别电连接输入端口50。可以理解的是，直流电压可以通过原边第一绕组211和原边第二绕组212呈间隔的耦合至副边绕组22，以使直流电压保持升压并对外输出。

第一开关支路包括第一开关管Q1，第一开关管Q1的栅极电连接第一脉冲端11，第一开关管Q1的源极电连接原边绕组21，当第一脉冲端11输出的PWM1脉冲波形的电平发生变化时，第一开关管Q1的导通状态也随即发生变化。

第二开关支路包括第二开关管Q2，第二开关管Q2的栅极电连接第二脉冲端12，第二开关管Q2的源极电连接原边绕组21，第一开关管Q1的漏极电连接第二开关管Q2的漏极，第二开关管Q2的漏极接地，即第一开关管Q1的漏极和第二开关管Q2的漏极均接地。可以理解的是，第一开关管Q1的漏极和第二开关管Q2的漏极的接地方式为共端接地。当第二脉冲端12输出的PWM2脉冲波形的电平发生变化时，第二开关管Q2的导通状态也随即发生变化。

副边绕组22的一端电连接第一信号输出端口30，另一端电连接第二信号输出端口40。外部负载分别电连接第一信号输出端口30和第二信号输出端口40，以接收升压后的直流电压。

较佳地，第一开关支路还包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一开关管Q1的栅极通过第一电阻R1电连接第一脉冲端11，第二电阻R2的一端电连接于第一电阻R1和第一开关管Q1的栅极之间，另一端接地。通过上述设置，以协助调整第一开关管Q1的导通条件，及避免第一开关管Q1因冲击电流而损坏。

较佳地，第二开关支路还包括第三电阻R3和第四电阻R4，第二开关管Q2的栅极通过第三电阻R3电连接第二脉冲端12，第四电阻R4的一端电连接于第三电阻R3和第二开关管Q2的栅极之间，另一端接地。通过上述设置，以协助调整第二开关管Q2的导通条件，及避免第二开关管Q2因冲击电流而损坏。

较佳地，脉冲互补升压电路还包括电感L和第一电容C1，直流电压经由电感L输入输入端口50，及直流电压还经由第一电容C1接地。可以理解的是，电感L的作用为隔绝直流电压中的交流和杂波部分，以保证升压、逆变后的电压为高频、高压、恒压的电压。通过电感L和第一电容C1的LC滤波后联合作用，以使得输入至变压器模块20的直流电压均为直流电压，有效避免因直流电压掺杂了交流电流和杂波电流而影响对升压后的电压的后续使用。

较佳地，脉冲互补升压电路还包括功率调节模块，控制模块10还包括反馈端13，功率调节模块包括反馈电阻Rs、第五电阻R5和第二电容C2，第二开关管Q2的漏极通过反馈电阻Rs接地，第五电阻R5一端电连接于反馈电阻Rs和第二开关管Q2的漏极之间，另一端电连接反馈端13。可以理解的是，控制模块10检测反馈电阻Rs所在线路的电流，该电流即为直流电压升压前所在线路的电流大小，由P＝U I可知，当直流电压的电压为定值时，调整反馈电阻Rs所在线路的电流，即可调整直流电压升压前所在线路的功率，从而调整升压后的直流电压的功率。而反馈电阻Rs所在线路的电流可以通过调整PWM1脉冲波形和PWM2脉冲波形的大小来实现，因此，本实施例能够而调整升压后的电压的功率。

较佳地，第一开关支路还包括第六电阻R6和第三电容C3，第六电阻R6的一端电连接第一开关管Q1的源极，另一端通过第三电容C3接地。上述设置的目的在于过滤第一开关支路的干扰。

较佳地，第二开关支路还包括第七电阻R7和第四电容C4，第七电阻R7的一端电连接第二开关管Q2的源极，另一端通过第四电容C4接地。上述设置的目的在于过滤第二开关支路的干扰。

较佳地，脉冲互补升压电路还包括第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7和第八电容C8，副边绕组22的一端通过第五电容C5电连接第一信号输出端口30，另一端通过第六电容C6电连接第二信号输出端口40。第七电容C7和第八电容C8串联后并联于副边绕组22的两端之间，第七电容C7和第八电容C8之间接地。上述设置的目的在于过滤升压后的直流电压的干扰部分。

请参阅图1所示，下面将对本实施例的脉冲互补升压电路的工作过程进行详细描述：

1、当第一脉冲端11输出PWM1脉冲波形为高电平时，第二脉冲端12输出PWM2脉冲波形为低电平，此时第一开关管Q1处于导通状态，第二开关管Q2处于断开状态，原边第一绕组211经第一开关管Q1导通而与地形成回路，直流电压在原边第二绕组212下经互感升压后通过副边绕组22输出；

2、当第二脉冲端12输出PWM2脉冲波形为高电平时，第一脉冲端11输出PWM1脉冲波形为低电平，此时第二开关管Q2处于导通状态，第一开关管Q1处于断开状态，原边第二绕组212经第二开关管Q2导通而与地形成回路，直流电压在原边第一绕组211下经互感升压后通过副边绕组22输出；

3、重复上述过程，从而实现直流电压的恒定升压输出；

4、当需要调整升压后的电压的功率时，同时调整PWM1脉冲波形和PWM2脉冲波形的大小，以实现升压后的直流电压的功率的调整。

结合图1，本实用新型的脉冲互补升压电路利用互补脉冲波形驱动第一开关管Q1和第二开关管Q2间隔导通，以使直流电压能够通过原边第一绕组211和原边第二绕组212间隔耦合至副边绕组22，以使直流电压保持升压并对外输出，其电路结构简单且升压效果稳定，有效降低电路成本及便于大规模推广应用。

值得注意的是，本实施例中的控制模块10可以为由比较器、逻辑单元、场效应管、二极管、电阻、电容及电感等电子元器件搭建形成的硬件电路，也可以为固化写入了特定执行逻辑的单片机，还可以为能够执行程序语言的中央处理器。在保证控制模块10能够提供输出互补脉冲波形及针对特定反馈电流调整脉冲波形大小的情况下，不对控制模块10的具体形式进行限定。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种脉冲互补升压电路，其特征在于：包括控制模块、第一开关支路、第二开关支路、变压器模块、第一信号输出端口、第二信号输出端口和用于输入直流电压的输入端口，所述控制模块包括用于输出互补脉冲波形的第一脉冲端和第二脉冲端，所述变压器模块包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组包括原边第一绕组和原边第二绕组，所述原边第一绕组和原边第二绕组分别电连接所述输入端口，所述第一开关支路包括第一开关管Q1，所述第一开关管Q1的栅极电连接所述第一脉冲端，所述第一开关管Q1的源极电连接所述原边第一绕组，所述第二开关支路包括第二开关管Q2，所述第二开关管Q2的栅极电连接所述第二脉冲端，所述第二开关管Q2的源极电连接所述原边第二绕组，所述第一开关管Q1的漏极电连接所述第二开关管Q2的漏极，所述第二开关管Q2的漏极接地，所述副边绕组的一端电连接所述第一信号输出端口，另一端电连接所述第二信号输出端口。

2.如权利要求1所述的脉冲互补升压电路，其特征在于：所述第一开关支路还包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一开关管Q1的栅极通过所述第一电阻R1电连接所述第一脉冲端，所述第二电阻R2的一端电连接于所述第一电阻R1和所述第一开关管Q1的栅极之间，另一端接地。

3.如权利要求1所述的脉冲互补升压电路，其特征在于：所述第二开关支路还包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第二开关管Q2的栅极通过所述第三电阻R3电连接所述第二脉冲端，所述第四电阻R4的一端电连接于所述第三电阻R3和所述第二开关管Q2的栅极之间，另一端接地。

4.如权利要求1所述的脉冲互补升压电路，其特征在于：还包括电感L，所述直流电压经由所述电感L输入所述输入端口。

5.如权利要求1所述的脉冲互补升压电路，其特征在于：还包括第一电容C1，所述直流电压还经由所述第一电容C1接地。

6.如权利要求1所述的脉冲互补升压电路，其特征在于：还包括功率调节模块，所述控制模块还包括反馈端，所述功率调节模块包括反馈电阻Rs、第五电阻R5和第二电容C2，所述第二开关管Q2的漏极通过所述反馈电阻Rs接地，所述第五电阻R5一端电连接于所述反馈电阻Rs和所述第二开关管Q2的漏极之间，另一端电连接所述反馈端。

7.如权利要求1所述的脉冲互补升压电路，其特征在于：所述第一开关支路还包括第六电阻R6和第三电容C3，所述第六电阻R6的一端电连接所述第一开关管Q1的源极，另一端通过所述第三电容C3接地。

8.如权利要求1所述的脉冲互补升压电路，其特征在于：所述第二开关支路还包括第七电阻R7和第四电容C4，所述第七电阻R7的一端电连接所述第二开关管Q2的源极，另一端通过所述第四电容C4接地。

9.如权利要求1所述的脉冲互补升压电路，其特征在于：还包括第五电容C5和第六电容C6，所述副边绕组的一端通过所述第五电容C5电连接所述第一信号输出端口，另一端通过所述第六电容C6电连接所述第二信号输出端口。

10.如权利要求9所述的脉冲互补升压电路，其特征在于：还包括第七电容C7和第八电容C8，所述第七电容C7和第八电容C8串联后并联于所述副边绕组的两端之间，所述第七电容C7和第八电容C8之间接地。

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