CN218997937U - 一种新型的直流倍压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型的直流倍压电路，包括：储能模块、升压模块、倍压模块、电压反馈调节模块以及限流滤波模块；所述储能模块分别与所述升压模块、所述倍压模块、所述限流滤波模块、信号输入端以及电源输入端电连接；所述升压模块还与所述倍压模块电连接；所述倍压模块与所述电压反馈调节模块以及所述限流滤波模块电连接；所述电压反馈调节模块还与所述限流滤波模块以及控制模块电连接；所述限流滤波模块还分别与电源输入端以及电压输出端电连接。本实用新型能够快速适应不同电压需求的应用场景，同时还提高电路稳定性。

Description

一种新型的直流倍压电路

技术领域

本实用新型属于电路控制技术领域，尤其涉及一种新型的直流倍压电路。

背景技术

目前，一般的升压电路都是用电源芯片搭建，最大输出电压都不高，超过最大电压就会损坏电路，而且输出电压都被硬件固定了，不能自主调节，电源芯片成本还高。一般的BOOST升压电路的最大输出电压虽然能达到要求，但升压时间长。如果需要一个快速上升和能动态调节的高压，就不能满足要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种新型的直流倍压电路，旨在解决现有技术中的问题。

本实用新型是这样实现的，提供一种新型的直流倍压电路，包括：储能模块、升压模块、倍压模块、电压反馈调节模块以及限流滤波模块；

所述储能模块分别与所述升压模块、所述倍压模块、所述限流滤波模块、信号输入端以及电源输入端电连接；

所述升压模块还与所述倍压模块电连接；

所述倍压模块与所述电压反馈调节模块以及所述限流滤波模块电连接；

所述电压反馈调节模块还与所述限流滤波模块以及控制模块电连接；

所述限流滤波模块还分别与电源输入端以及电压输出端电连接。

进一步的，所述储能模块包括开关管以及电感；

所述开关管的第一引脚与所述信号输入端电连接，所述开关管的第二引脚与接地端电连接，所述开关管的第三引脚分别与所述电感的一端、所述升压模块以及所述倍压模块电连接；

所述电感的另一端分别与所述电源输入端以及所述限流滤波模块电连接。

进一步的，所述倍压模块包括：第一电容、第二电容、第一二极管以及第二二极管；

所述第一电容的一端与所述开关管的第三引脚和所述电感之间的连接线电连接，所述第一电容的另一端分别与所述第一二极管的正极和所述第二二极管的负极电连接，所述第一二极管的负极分别与所述电压反馈调节模块以及所述限流滤波模块电连接，所述第二二极管的正极分别与所述升压模块以及所述第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端与接地端电连接。

进一步的，所述电压反馈调节模块包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的一端分别与所述第一二极管的负极以及所述限流滤波模块电连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端以及第三电阻的一端电连接，所述第二电阻的另一端与接地端电连接，所述第三电阻的另一端与控制模块电连接。

进一步的，所述限流滤波模块包括第一滤波单元、第二滤波单元以及限流单元，所述第一滤波单元分别与所述限流单元、所述电压输出端以及接地端电连接，所述限流单元还分别与所述倍压模块以及所述电压反馈调节模块电连接，所述第二滤波单元与所述电源输入端、所述储能模块以及接地端电连接。

进一步的，所述第一滤波单元包括第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端分别与所述电压输出端以及所述限流单元电连接，所述第一滤波电容的另一端与接地端电连接。

进一步的，所述限流单元包括：限流电阻，所述限流电阻的一端分别与所述电压输出端以及所述第一滤波电容电连接，所述限流电阻的另一端分别与所述电压反馈调节模块以及所述倍压模块电连接。

进一步的，所述第二滤波单元包括：第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端分别与所述电源输入端以及所述储能模块电连接，所述第二滤波电容的另一端与接地短电连接。

进一步的，所述限流滤波模块还包括第三滤波单元，所述第三滤波单元分别与所述倍压模块、电压反馈调节模块以及限流单元电连接。

进一步的，所述升压模块包括：第三二极管，所述第三二极管的正极分别与所述储能模块以及所述倍压模块电连接，所述第三二极管的负极与所述倍压模块电连接。

本实用新型所达到的有益效果：结合储能模块、升压模块、倍压模块、电压反馈调节模块以及限流滤波模块等五个模块，使用控制储能模块进行储能，以提供工作能量；且通过升压模块和倍压模块进行快速双倍升压，以满足电压需求；再通过电压反馈调节模块快速调节输出电压，以适应不同的电压应用场景；最后通过限流滤波模块对电路部分电路进行限流滤波，以提高电路的稳定性。所构建的电路简单可靠，使用的电子元件少，在保证功能的完整时，还节省了电路的成本、缩小了电路体积，电路的控制逻辑简单，在实现倍压的同时，还加入了电压反馈调节模块，使电路组成个完整的闭环，可快速动态调节输出电压，使电路拥有更多的应用场景。以及通过限流滤波模块的作用，提高电路的稳定性，以保证电路能够正常工作。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种新型的直流倍压电路的模块示意图；

图2是本实用新型提供的一种新型的直流倍压电路的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1，如图1所示，本实用新型提供一种新型的直流倍压电路，包括：储能模块1、升压模块2、倍压模块3、电压反馈调节模块4以及限流滤波模块5；所述储能模块1分别与所述升压模块2、所述倍压模块3、所述限流滤波模块5、信号输入端以及电源输入端VCC电连接；所述升压模块2还与所述倍压模块3电连接；所述倍压模块3与所述电压反馈调节模块4以及所述限流滤波模块5以及控制模块(FB连接)电连接；所述电压反馈调节模块4还与所述限流滤波模块5电连接；所述限流滤波模块5还分别与电源输入端VCC以及电压输出端VCC_HV电连接。

其中，上述信号输入端用于输入PWM信号，以动态调节输出电压。

在本实用新型实施例中，如图2所示，所述储能模块1包括开关管Q1以及电感L1；所述开关管Q1的第一引脚与所述信号输入端电连接，所述开关管Q1的第二引脚与接地端电连接，所述开关管Q1的第三引脚分别与所述电感L1的一端、所述升压模块2以及所述倍压模块3电连接；所述电感L1的另一端分别与所述电源输入端VCC以及所述限流滤波模块5电连接。

其中，开关管Q1可以为NMOS管，或PMOS管等，还可以是三极管等具有开关控制功能的开关管Q1。接地端为GND。

具体的，通过控制开关管Q1的导通来实现储能。例如，当信号输入端输入PWM信号为高电平时，开关管(以NMOS管为例进行说明)Q1导通，电感L1通过开关管Q1接地充电储能。当开关管Q1为NMOS管时，开关管Q1的第一引脚为栅极，开关管Q1的第二引脚为源极，开关管Q1的第三引脚为漏极。

在本实用新型实施例中，如图2所示，所述倍压模块3包括：第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1以及第二二极管D2；所述第一电容C1的一端与所述开关管Q1的第三引脚和所述电感L1之间的连接线电连接，所述第一电容C1的另一端分别与所述第一二极管D1的正极和所述第二二极管D2的负极电连接，所述第一二极管D1的负极分别与所述电压反馈调节模块4以及所述限流滤波模块5电连接，所述第二二极管D2的正极分别与所述升压模块2以及所述第二电容C2的一端电连接，所述第二电容C2的另一端与接地端电连接。

具体的，通过二极管的单向导通特性来实现倍压。当信号输入端输入的PWM信号为高电平时，开关管(NMOS管)Q1导通，电感L1通过开关管Q1接地充电储能，同时第二电容C2也会通过第二二极管D2和开关管Q1对第一电容C1充电，第一电容C1的电压等于Vg加输入电压VCC；当信号输入端输入的PWM信号为低电平时，开关管(NMOS管)Q1关断,电感L1的储能Vg和输入电压VCC两者叠加后，与第一电容C1串联后通过第一二极管D1对负载放电，输出电压VCC_HV＝2(Vg+VCC)，实现升压，以满足高电压需求。从而提高电路的稳定性。该电路元器件少，升压时间快。

在本实用新型实施例中，如图2所示，所述电压反馈调节模块4包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3，所述第一电阻R1的一端分别与所述第一二极管D1的负极以及所述限流滤波模块5电连接，所述第一电阻R1的另一端分别与所述第二电阻R2的一端以及第三电阻R3的一端电连接，所述第二电阻R2的另一端与接地端电连接，所述第三电阻R3的另一端与控制模块电连接。

其中，第一电阻R1和第二电阻R2组成分压电路，给电路进行分压。第三电阻R3为限流电阻R4起到限流作用，进而保护电路，避免损坏，进而提高电路的稳定性。

具体的，通过电压反馈调节输出电压。第一电阻R1R1和第二电阻R2组成分压电路，经过第三电阻R3限流后反馈到控制模块,控制模块通过接收到信息，调节PWM信号的波形占空比和频率来实现动态调节输出电压，并返回控制模块，输出电压的高低和PWM信号的占空比有关。这样可以根据需求快速调节输出电压，以适应不同的应用场景。

在本实用新型实施例中，如图2所示，所述限流滤波模块5包括第一滤波单元、第二滤波单元以及限流单元，所述第一滤波单元分别与所述限流单元、所述电压输出端VCC_HV以及接地端电连接，所述限流单元还分别与所述倍压模块3以及所述电压反馈调节模块4电连接，所述第二滤波单元与所述电源输入端VCC、所述储能模块1以及接地端电连接。其中，所述第一滤波单元包括第一滤波电容C3，所述第一滤波电容C3的一端分别与所述电压输出端VCC_HV以及所述限流单元电连接，所述第一滤波电容C3的另一端与接地端电连接。所述限流单元包括：限流电阻R4，所述限流电阻R4的一端分别与所述电压输出端VCC_HV以及所述第一滤波电容C3电连接，所述限流电阻R4的另一端分别与所述电压反馈调节模块4以及所述倍压模块3电连接。所述第二滤波单元包括：第二滤波电容C4，所述第二滤波电容C4的一端分别与所述电源输入端VCC以及所述储能模块1电连接，所述第二滤波电容C4的另一端与接地短电连接。

具体的，上述第一滤波单元用于对输出电压的滤波，输出电压纹波更小，使电路更加稳定。上述第二滤波单元用于对电源输入端VCC进行滤波，使电路稳定工作。上述限流电阻R4的作用使限定输出电流的大小，以保护电路。进而使得电路更加稳定。这样可以通过限流单元、第一滤波单元以及第二滤波单元对电路中各个部分的限流和滤波，进而提高整个电路的稳定性。

在本实用新型实施例中，如图2所示，所述限流滤波模块5还包括第三滤波单元，所述第三滤波单元分别与所述倍压模块3、电压反馈调节模块4以及限流单元电连接。其中，第三滤波单元包括第三滤波电容C5，第三滤波电容C5的一端分别与所述倍压模块3、电压反馈调节模块4、所述限流单元电连接，所述第三滤波电容C5的另一端与接地端电连接。该第三滤波单元用于实现电路中部的滤波作用，进而提高电路的稳定性。

在本实用新型实施例中，如图2所示，所述升压模块2包括：第三二极管D3，所述第三二极管D3的正极分别与所述储能模块1以及所述倍压模块3电连接，所述第三二极管D3的负极与所述倍压模块3电连接。

具体的，通过利用电感L1两端的电流是连续不变的,不能跃变的特性来实现升压。当信号输入端输入的PWM信号为低电平时，开关管(以NMOS管为例进行说明)Q1关断，由于电感L1两端的电流是连续不变的,不能跃变。故电感L1的储能Vg通过第三二极管对负载放电，同时电源输入端VCC通过第三二极管对负载放电，两者叠加，进而实现升压，以满足各种电路电压需求。

具体的，结合储能模块1、升压模块2、倍压模块3、电压反馈调节模块4以及限流滤波模块5等五个模块，使用控制储能模块1中的开关管Q1的开关和电感L1、倍压模块3中的电容的储能来实现直流倍压，所构建的电路简单可靠，使用的电子元件少，在保证功能的完整时，还节省了电路的成本、缩小了电路体积，电路的控制逻辑简单，在实现倍压的同时，还加入了电压反馈调节模块4，使电路组成个完整的闭环，可快速动态调节输出电压，使电路拥有更多的应用场景。以及通过限流滤波模块5的作用，提高电路的稳定性，以保证电路能够正常工作。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型的直流倍压电路，其特征在于，包括：储能模块、升压模块、倍压模块、电压反馈调节模块以及限流滤波模块；

所述储能模块分别与所述升压模块、所述倍压模块、所述限流滤波模块、信号输入端以及电源输入端电连接；

所述升压模块还与所述倍压模块电连接；

所述倍压模块与所述电压反馈调节模块以及所述限流滤波模块电连接；

所述电压反馈调节模块还与所述限流滤波模块以及控制模块电连接；

所述限流滤波模块还分别与电源输入端以及电压输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的新型的直流倍压电路，其特征在于，所述储能模块包括开关管以及电感；

所述开关管的第一引脚与所述信号输入端电连接，所述开关管的第二引脚与接地端电连接，所述开关管的第三引脚分别与所述电感的一端、所述升压模块以及所述倍压模块电连接；

所述电感的另一端分别与所述电源输入端以及所述限流滤波模块电连接。

3.根据权利要求2所述的新型的直流倍压电路，其特征在于，所述倍压模块包括：第一电容、第二电容、第一二极管以及第二二极管；

所述第一电容的一端与所述开关管的第三引脚和所述电感之间的连接线电连接，所述第一电容的另一端分别与所述第一二极管的正极和所述第二二极管的负极电连接，所述第一二极管的负极分别与所述电压反馈调节模块以及所述限流滤波模块电连接，所述第二二极管的正极分别与所述升压模块以及所述第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端与接地端电连接。

4.根据权利要求3所述的新型的直流倍压电路，其特征在于，所述电压反馈调节模块包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的一端分别与所述第一二极管的负极以及所述限流滤波模块电连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端以及第三电阻的一端电连接，所述第二电阻的另一端与接地端电连接，所述第三电阻的另一端与控制模块电连接。

5.根据权利要求1所述的新型的直流倍压电路，其特征在于，所述限流滤波模块包括第一滤波单元、第二滤波单元以及限流单元，所述第一滤波单元分别与所述限流单元、所述电压输出端以及接地端电连接，所述限流单元还分别与所述倍压模块以及所述电压反馈调节模块电连接，所述第二滤波单元与所述电源输入端、所述储能模块以及接地端电连接。

6.根据权利要求5所述的新型的直流倍压电路，其特征在于，所述第一滤波单元包括第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端分别与所述电压输出端以及所述限流单元电连接，所述第一滤波电容的另一端与接地端电连接。

7.根据权利要求6所述的新型的直流倍压电路，其特征在于，所述限流单元包括：限流电阻，所述限流电阻的一端分别与所述电压输出端以及所述第一滤波电容电连接，所述限流电阻的另一端分别与所述电压反馈调节模块以及所述倍压模块电连接。

8.根据权利要求6所述的新型的直流倍压电路，其特征在于，所述第二滤波单元包括：第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端分别与所述电源输入端以及所述储能模块电连接，所述第二滤波电容的另一端与接地短电连接。

9.根据权利要求5所述的新型的直流倍压电路，其特征在于，所述限流滤波模块还包括第三滤波单元，所述第三滤波单元分别与所述倍压模块、电压反馈调节模块以及限流单元电连接。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的新型的直流倍压电路，其特征在于，所述升压模块包括：第三二极管，所述第三二极管的正极分别与所述储能模块以及所述倍压模块电连接，所述第三二极管的负极与所述倍压模块电连接。

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