CN218301231U - 一种稳压输入的boost电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种稳压输入的BOOST电路，涉及电压控制技术领域，其中电路包括第一稳压模块、升压模块以及第二稳压模块，第一稳压模块包括第一滤波单元、第二滤波单元以及稳压器，升压模块包括整流单元以及MOS管，第二稳压模块包括第三滤波单元；第一滤波单元的一端接收电压输入，另一端与第二滤波单元耦接稳压器的输入端口与第二滤波单元远离电压输入的一端耦接，输出端口与整流单元的一端耦接；MOS管的漏极与整流单元耦接，MOS管的源极接地，MOS管的栅极接收PWM信号输入；第三滤波单元的一端与整流单元耦接，另一端输出电压。通过采用上述电路，于BOOST电路输出前后分别进行滤波及稳压处理，能够达到稳定BOOST转换器输出电压的目的。

Description

一种稳压输入的BOOST电路

技术领域

本申请涉及电压控制技术的领域，尤其是涉及一种稳压输入的BOOST电路。

背景技术

DC/DC转换器是一种能够将一种直流电源变换成另一种具有不同输出特性的直流电源的开关电源芯片，BOOST转换器是DC/DC转换器的一种，BOOST转换器的输出电压为直流电压，且输出电压大于输入电压，BOOST转换器也被称为升压型转换器。

当前在应用BOOST转换器的电路中，输入电源直接连接BOOST转换器进行升压的情况下，输入电源中的电路的输入电流存在脉动，使得BOOST转换器也存在脉动，对输入电源存在电磁干扰，且BOOST转换器的输出纹波较大，导致BOOST转换器的输出电压不稳定。

实用新型内容

本申请提供一种稳压输入的BOOST电路，以解决输入电源直接与BOOST转换器连接的情况下，BOOST转换器的输出电压不稳定的问题。

本申请提供一种稳压输入的BOOST电路，所述电路包括第一稳压模块、升压模块以及第二稳压模块，所述第一稳压模块包括第一滤波单元、第二滤波单元以及稳压器，所述升压模块包括整流单元以及MOS管，所述第二稳压模块包括第三滤波单元；所述第一滤波单元的一端接收电压输入，另一端与所述第二滤波单元耦接；所述稳压器的输入端口与所述第二滤波单元远离电压输入的一端耦接，输出端口与所述整流单元的一端耦接；所述MOS管的漏极与所述整流单元耦接，所述MOS管的源极接地，所述MOS管的栅极接收PWM信号输入；所述第三滤波单元的一端与所述与所述整流单元耦接，另一端输出电压。

可选的，所述第一滤波单元包括第一电阻以及第一电容；所述第一电阻的一端接收电压输入，另一端与所述第二滤波单元耦接；所述第一电容的一端与所述第一电阻靠近电压输入的一端耦接，另一端与所述第一电阻远离电压输入的一端耦接。

可选的，所述第二滤波单元包括第二电阻、第一二极管、第二电容以及第三电容；所述第二电阻的一端与所述第一电阻远离电压输入的一端耦接，另一端接地；所述第一二极管的正极与所述第一电容远离电压输入的一端耦接，所述第一二极管的负极与所述稳压器的输入端口耦接；所述第二电容的一端与所述稳压器的输入端口耦接，另一端接地；所述第三电容的一端与所述稳压器的输出端口耦接，另一端接地。

可选的，所述整流单元包括第一电感、第二二极管以及第四电容；所述第一电感的一端与所述稳压器的输出端口耦接，另一端与所述MOS管的漏极耦接；所述第二二极管的正极与所述MOS管的漏极耦接，所述第二二极管的负极与第三滤波单元耦接；所述第四电容的一端与所述第二二极管的负极耦接，另一端接地。

可选的，所述第三滤波单元包括第三电阻、第五电容以及第六电容；所述第三电阻的一端与所述第二二极管的负极耦接，另一端输出电压；所述第五电容的一端与所述第二二极管的负极耦接耦接，另一端接地；所述第六电容的一端与所述第三电阻远离整流单元的一端耦接，另一端接地。

可选的，所述第三稳压模块还包括光耦合器；所述光耦合器的输出端口的正极与所述整流单元耦接，所述光耦合器的输出端口的负极与所述第三滤波单元耦接，所述光耦合器的输入端口的正极接收所述驱动电压输入，所述光耦合器的输入端口的负极接地。

可选的，所述稳压器为线性低压差稳压器。

可选的，所述光耦合器为晶体管光耦合器。

与当前技术相比，本申请的有益效果是：通过采用上述电路，在输入电源与BOOST电路之间设置RC滤波电路及线性低压差稳压器，RC滤波电路及稳压器可滤除电源中的交流成分，稳压器通过电源隔离的方式可以有效抑制电源噪声，从而减少输入电源的纹波，使得输出到BOOST电路的电压更为稳定；在电压输出之前设置RC滤波电路，实现对输出电压的滤波功能，基于上述电路设置，实现稳定输出电压的作用。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种稳压输入的BOOST电路的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的又一种稳压输入的BOOST电路的结构示意图。

附图标记：10、第一稳压模块；20、升压模块；30、第二稳压模块；101、第一滤波单元；102、第二滤波单元；103、稳压器；201、整流单元；Q1、MOS管；301、第三滤波单元；302、光耦合器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

此外，本申请的说明书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”或“耦接”应做广义理解，例如，“相连”、“连接”或“耦接”除了可以是指物理上的连接，还可以是指电连接或信号连接，例如，可以是直接相连，即物理连接，也可以通过中间至少一个元件间接相连，只要达到电路相通即可，还可以是两个元件内部的连通；信号连接除了可以通过电路进行信号连接外，也可以是指通过媒体介质进行信号连接，例如，无线电波。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例中将MOS管作为BOOST电路中的驱动开关使用，应当理解的是，驱动开关的实际设计可以不限于使用单个MOS管。

本申请实施例提供一种稳压输入的BOOST电路，如图1所示，电路包括第一稳压模块10、升压模块20以及第二稳压模块30，第一稳压模块10包括第一滤波单元101、第二滤波单元102以及稳压器103，升压模块20包括整流单元201以及MOS管Q1，第二稳压模块30包括光耦合器302以及第三滤波单元301。

输入电压经第一稳压模块10输入，经RC滤波电路及稳压器稳压之后，经升压模块20升压后输出至光耦合器302的输入端口，再经RC滤波电路处理，实现对BOOST电路的稳压功能。

传输至升压模块20的整流单元201，经整流单元201中的第一电感L1之后进入MOS管的漏极，当MOS管Q1的漏极接收到高电位的控制信号时，MOS管导通，第一电感L1接地，第二二极管D2截止，进入升压模块20的电压对第一电感L1充电，当MOS管Q1的漏极接收到低电位的控制信号时，第一电感L1开始放电，使第二二极管D2导通。通过上述过程，实现BOOST电路的升压功能。

如图1所示，第一滤波单元101的一端接收电压输入Vin+，另一端与第二滤波单元102耦接。

在一种可能的实施方式中，如图1所示，第一滤波单元101包括第一电阻R1以及第一电容C1；第一电阻R1的一端接收电压输入Vin+，另一端与第二滤波单元102耦接；第一电容C1的一端与第一电阻R1靠近电压输入Vin+的一端耦接，另一端与第一电阻R1远离电压输入Vin+的一端耦接。

电压输入至第一电阻R1后，其中的高频交流成分经第一电容C1从第二电阻R2流向接地端，使得电压输入中的高频交流成分被过滤掉，第一电阻R1与第一电容C1共同构成第一滤波单元101中的RC滤波电路，消除输入至稳压器103的噪声电压。

在一种可能的实施方式中，如图1所示，第二滤波单元102包括第二电阻R2、第一二极管D1、第二电容C2以及第三电容C3；第二电阻R2的一端与第一电阻R1远离电压输入Vin+的一端耦接，另一端接地；第一二极管D1的正极与第一电容C1远离电压输入Vin+的一端耦接，第一二极管D1的负极与稳压器103的输入端口耦接；第二电容C2的一端与稳压器103的输入端口耦接，另一端接地；第三电容C3的一端与稳压器103的输出端口耦接，另一端接地。

输入电压经第一滤波单元101滤波后，通过第二电阻R2分压后经第一二极管D1进入稳压器103的输入端，由稳压器103稳压之后传输至升压模块20。第二电阻R2通过分压可防止输入电压波动较大，导致较大的电压输入从而损坏稳压器103，第一二极管D1可防止电路电压超过输入电压Vin+时产生电流倒灌，起到反向截止的作用。稳压器103的输入端与输出端分别经第二电容C2与第三电容C3接地，以对输入与输出稳压器103的电压均进行滤波处理，以达到进入升压模块20的稳压作用。

在一种可能实施方式中，如图1所示，整流单元201包括第一电感L1、第二二极管D2以及第四电容C4；第一电感L1的一端与稳压器103的输出端口耦接，另一端与MOS管Q1的漏极耦接；第二二极管D2的正极与MOS管Q1的漏极耦接，第二二极管D2的负极与光耦合器302的输入端口的正极耦接；第四电容C4的一端与第二二极管D2的负极耦接，另一端接地。

MOS管Q1的漏极与所述整流单元201耦接，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的栅极接收PWM信号输出，由PWM信号的高低电平来控制MOS管的导通与截止。

举例来说，当输入MOS管Q1栅极的PWM控制信号为高电位时，MOS管Q1导通，第一电感L1接地，第二二极管D2截止，由电感的基本公式可推导出：

因此当输入整流单元的电压不变时，电感电流是随时间线性增大的，第一电感L1充电存储能量。当MOS管Q1接收到PWM控制信号为低电位时，即MOS管Q1截止，第一电感L1产生反向感应电压，通过第二二极管D2把储存的电能释放到第四电容C4中，即第一电感L1为第四电容C4充电，电容两端电压升高，以达到升压目的。其中第二二极管D2的作用为在电感充电过程中防止电容对地放电。

在其中一个实施例中，请参见图2，所述第二稳压模块30还包括光耦合器302；光耦合器302的输出端口的正极与整流单元201耦接，光耦合器302的输入端口的负极接地，光耦合器302的输入端口的正极与第四电阻R4耦接，第四电阻R4的另一端接收驱动电压+Vcc输入，光耦合器302的输出端口的负极与第三滤波单元301的一端耦接。

光耦合器又称为光电隔离器，驱动电压+Vcc驱动发光二极管发出一定波长的光，光探测器接收光产生光电流，再经进一步放大后输出，在后端电路需要改变电压输出值的情况下，相比于普通变压器，光耦合器具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力，可实现对BOOST电路升压后的电压通断进行控制，由于光耦合器的输入端与输出端实现了电气隔离，输入端的控制产生的噪声不会影响到输出端的电压，因而可以避免输出电压变化时产生的噪声。

以保证电压的稳定输出与故障时及时关断。

在一种可能的实施方式中，如图1所示，第三滤波单元301包括第三电阻R3、第五电容C5以及第六电容C6；第三电阻R3的一端与第二二极管D2的负极耦接，另一端输出电压Vout+；第五电容C5的一端与第二二极管D2的负极耦接耦接，另一端接地；第六电容C6的一端与第三电阻R3远离整流单元201的一端耦接，另一端接地。第三滤波单元301与第一滤波单元101同样起到滤波降噪的功能，电压在进行BOOST电路升压之后需要重新进行一次滤波，对升压过程中由于杂散电流的存在导致的电压质量变化进行处理，以达到减小纹波的目的，其原理可参见上述的关于第一滤波单元101的具体描述。

在一种可能的实施方式中，稳压器103为线性低压差稳压器。

在一种可能的实施方式中，光耦合器302为晶体管光耦合器。

在一种可能的实施方式中，第二二极管D2为肖特基二极管。

在一种可能的实施方式中，第二电容C2以及第三电容C3为电解电容。

通过上述实施例中的电路，本实用新型的申请能够产生以下有益效果：对进入稳压器的输入电压进行分压及滤波，能够提升稳压器的效果，在稳压器前设置二极管，防止电流倒灌对输入电压产生不良影响；对升压后的电压采用光耦合器进行控制，将控制回路与升压电路隔离，相比于其它控制开关此处没有纹波生成，提高了输出电压的稳定性；在输出电压输出至负载之前再进行一次滤波处理，能够进一步提高输出电压的稳定性。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种稳压输入的BOOST电路，其特征在于，所述电路包括第一稳压模块（10）、升压模块（20）以及第二稳压模块（30），所述第一稳压模块（10）包括第一滤波单元（101）、第二滤波单元（102）以及稳压器（103），所述升压模块（20）包括整流单元（201）以及MOS管（Q1），所述第二稳压模块（30）包括第三滤波单元（301）；

所述第一滤波单元（101）的一端接收电压输入（Vin+），另一端与所述第二滤波单元（102）耦接；

所述稳压器（103）的输入端口与所述第二滤波单元（102）远离电压输入（Vin+）的一端耦接，输出端口与所述整流单元（201）的一端耦接；

所述MOS管（Q1）的漏极与所述整流单元（201）耦接，所述MOS管（Q1）的源极接地，所述MOS管（Q1）的栅极接收PWM信号输入；

所述第三滤波单元（301）的一端与所述整流单元（201）耦接，另一端输出电压（Vout+）。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一滤波单元（101）包括第一电阻（R1）以及第一电容（C1）；

所述第一电阻（R1）的一端接收电压输入（Vin+），另一端与所述第二滤波单元（102）耦接；

所述第一电容（C1）的一端与所述第一电阻（R1）靠近电压输入（Vin+）的一端耦接，另一端与所述第一电阻（R1）远离电压输入（Vin+）的一端耦接。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二滤波单元（102）包括第二电阻（R2）、第一二极管（D1）、第二电容（C2）以及第三电容（C3）；

所述第二电阻（R2）的一端与所述第一滤波单元（101）远离电压输入（Vin+）的一端耦接，另一端接地；

所述第一二极管（D1）的正极与第一滤波单元（101）远离电压输入（Vin+）的一端耦接，所述第一二极管（D1）的负极与所述稳压器（103）的输入端口耦接；

所述第二电容（C2）的一端与所述稳压器（103）的输入端口耦接，另一端接地；

所述第三电容（C3）的一端与所述稳压器（103）的输出端口耦接，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述整流单元（201）包括第一电感（L1）、第二二极管（D4）以及第四电容（C4）；

所述第一电感（L1）的一端与所述稳压器（103）的输出端口耦接，另一端与所述MOS管（Q1）的漏极耦接；

所述第二二极管（D4）的正极与所述MOS管（Q1）的漏极耦接，所述第二二极管（D4）的负极与第三滤波单元（301）耦接；

所述第四电容（C4）的一端与所述第二二极管（D4）的负极耦接，另一端接地。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第三滤波单元（301）包括第三电阻（R3）、第五电容（C5）以及第六电容（C6）；

所述第三电阻（R3）的一端与所述整流单元（201）耦接，另一端输出电压（Vout+）；

所述第五电容（C5）的一端与所述整流单元（201）耦接，另一端接地；

所述第六电容（C6）的一端与所述第三电阻（R3）远离整流单元（201）的一端耦接，另一端接地。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二稳压模块（30）还包括光耦合器（302）；

所述光耦合器（302）的输出端口的正极与所述整流单元（201）耦接，所述光耦合器（302）的输出端口的负极与所述第三滤波单元（301）耦接，所述光耦合器（302）的输入端口的正极接收驱动电压(+Vcc)输入，所述光耦合器（302）的输入端口的负极接地。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述稳压器（103）为线性低压差稳压器。

8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述光耦合器（302）为晶体管光耦合器。

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