CN219322365U - 可控升压放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控升压放大电路，涉及升压电路技术领域。可控升压放大电路包括电感反馈振荡模块、倍压整流模块和电路保护模块，电感反馈振荡模块包括供电单元、放大单元、选频单元和反馈单元，放大单元的输入端与供电单元的输出端电连接，放大单元的输出端与选频单元的输入端电连接；反馈单元的输入端与选频单元的反馈端电连接，反馈单元的输出端与放大单元的受控端电连接；倍压整流模块的输入端与选频单元的输出端电连接，倍压整流模块具有至少一个电源输出口；电路保护模块与倍压整流模块电连接。根据本实用新型的可控升压放大电路，具有起振容易、工作频率可控、且波形不易失真的优点。

Description

可控升压放大电路

技术领域

本实用新型涉及升压电路技术领域，尤其是涉及一种可控升压放大电路。

背景技术

传统的升压电路一般采用自激振荡电路和倍压整流电路来实现电压的放大，但是这种方式往往效率偏低且波形失真严重。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种可控升压放大电路，升压效率较高。

根据本实用新型实施例的可控升压放大电路，包括：

电感反馈振荡模块，包括供电单元、放大单元、选频单元和反馈单元，所述放大单元的输入端与所述供电单元的输出端电连接，所述放大单元的输出端与所述选频单元的输入端电连接；所述反馈单元的输入端与所述选频单元的反馈端电连接，所述反馈单元的输出端与所述放大单元的受控端电连接；

倍压整流模块，输入端与所述选频单元的输出端电连接，所述倍压整流模块具有至少一个电源输出口；

电路保护模块，与所述倍压整流模块电连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述放大单元包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述供电单元的输出端电连接；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第二电阻的第二端接地；

三极管，所述三极管的基极与所述第一电阻和所述第二电阻之间的连接点电连接，所述三极管的发射极通过第三电阻接地，所述三极管的集电极通过第四电阻与所述供电单元的输出端电连接，所述三极管的集电极还通过第一电容与所述选频单元的输入端电连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述选频单元包括：

相互串联的第一电感和第二电感，所述第一电感的第一端与所述第一电容电连接，所述第二电感的第一端与所述第一电感的第二端电连接，所述第二电感的两端与所述反馈单元的输入端电连接；

第二电容，与相互串联的所述第一电感和所述第二电感并联连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二电容为可变电容。

根据本实用新型的一些实施例，所述反馈单元包括：

第三电容，所述第三电容的第一端分别与所述第二电感的第一端及所述三极管的发射极电连接，所述第三电容的第二端接地；

第四电容，所述第四电容的第一端与所述第二电感的第二端电连接，所述第四电容的第二端与所述三极管的基极电连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述倍压整流模块包括：

相互串联的第三电感和第四电感，用于获取所述电感反馈振荡模块的输出电源；

N个第五电容和N个第一二极管，第一个第一二极管的阴极端与所述第三电感的第一端电连接，所述第三电感的第二端与所述第四电感的第一端电连接，所述第四电感的第二端与第一个第五电容的第一端电连接，第一个第五电容的第二端与第一个第一二极管的阳极端电连接；第i个第五电容的第一端与第i-1个第一二极管的阴极端电连接，第i个第五电容的第二端与i个第一二极管的阳极端电连接；其中，1<i≤N，i和N为正整数。

根据本实用新型的一些实施例，所述电路保护模块包括：

相互并联的第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的第一端分别与所述第六电阻的第一端和第N个第一二极管的阴极端电连接，所述第五电阻的第二端分别与所述第六电阻的第二端和第N个第一二极管的阳极端电连接；

第七电阻，所述第七电阻的第一端与第N个第一二极管的阴极端电连接；

相互并联的第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阳极端分别与所述第三二极管的阴极端及所述第七电阻的第二端电连接，所述第二二极管的阴极端分别与所述第三二极管的阳极端及第N个第一二极管的阳极端电连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述供电单元包括电池。

根据本实用新型实施例的可控升压放大电路，至少具有如下有益效果：供电单元用于提供直流电源，放大单元用于对直流电源进行放大，选频单元用于将直流电源转化为交流电源并发送到倍压整流模块，倍压整流模块用于将微弱的交流电源放大并转化为电压更高的直流电，从而最终输出所需的直流电源；在设备停止工作时，电路保护模块可以消耗倍压整流模块中的电容所储存的高压，对电路起到保护作用。电感反馈振荡模块采用正反馈的方式来实现等幅正弦振荡，振荡的产生不需要外加一个正弦信号，在电路接通的瞬间，由于电路本身微弱电扰动的存在，这些微弱的电扰动组成了原始的输入信号，经过放大-反馈-放大-反馈的不断循环中，正弦信号的幅度不断增大，直到反馈电压和输入电压相等时进入平衡状态，从而实现自激振荡的目的；本实用新型实施例所采用的电感反馈振荡模块，相较于传统的自激振荡电路，具有起振容易、工作频率可控、且波形不易失真的优点。

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

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的可控升压放大电路的模块示意图；

图2为本实用新型实施例的可控升压放大电路的电路原理图；

附图标记：

电感反馈振荡模块100、供电单元110、放大单元120、选频单元130、反馈单元140、倍压整流模块200、电路保护模块300。

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，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，根据本实用新型实施例的可控升压放大电路，包括电感反馈振荡模块100、倍压整流模块200和电路保护模块300，电感反馈振荡模块100包括供电单元110、放大单元120、选频单元130和反馈单元140，放大单元120的输入端与供电单元110的输出端电连接，放大单元120的输出端与选频单元130的输入端电连接；反馈单元140的输入端与选频单元130的反馈端电连接，反馈单元140的输出端与放大单元120的受控端电连接；倍压整流模块200的输入端与选频单元130的输出端电连接，倍压整流模块200具有至少一个电源输出口；电路保护模块300与倍压整流模块200电连接。

具体地，供电单元110用于提供直流电源，放大单元120用于对直流电源进行放大，选频单元130用于将直流电源转化为交流电源并发送到倍压整流模块200，倍压整流模块200用于将微弱的交流电源放大并转化为电压更高的直流电，从而最终输出所需的直流电源；在设备停止工作时，电路保护模块300可以消耗倍压整流模块200中的电容所储存的高压，对电路起到保护作用。电感反馈振荡模块100采用正反馈的方式来实现等幅正弦振荡，振荡的产生不需要外加一个正弦信号，在电路接通的瞬间，由于电路本身微弱电扰动的存在，这些微弱的电扰动组成了原始的输入信号，经过放大-反馈-放大-反馈的不断循环中，正弦信号的幅度不断增大，直到反馈电压和输入电压相等时进入平衡状态，从而实现自激振荡的目的。本实用新型实施例采用的电感反馈振荡模块100，相较于传统的自激振荡电路，具有起振容易、工作频率可控、且波形不易失真的优点。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，供电单元110包括电池，电池用于给电路提供一个12V(也可以是其它的电压)的直流电源。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，放大单元120包括第一电阻R1、第二电阻R2、三极管Q1、第三电阻R3和第四电阻R4，第一电阻R1的第一端与供电单元110的输出端(即电池的正极端)电连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端电连接，第二电阻R2的第二端接地；三极管Q1的基极与第一电阻R1和第二电阻R2之间的连接点电连接，三极管Q1的发射极通过第三电阻R3接地，三极管Q1的集电极通过第四电阻R4与供电单元110的输出端电连接，三极管Q1的集电极还通过第一电容C1与选频单元130的输入端电连接。放大单元120通过三极管Q1对供电单元110提供的直流电源进行放大。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，选频单元130包括相互串联的第一电感L1和第二电感L2、以及与第一电感L1和第二电感L2并联连接的第二电容C2，第一电感L1的第一端与第一电容C1电连接，第一电感L1的第二端与第二电感L2的第一端电连接，第二电感L2的两端与反馈单元140的输入端电连接。其中，第二电容C2是可变电容，通过改变第二电容C2的电容大小，能够调节振荡频率，从而获得范围较宽的振荡频率。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，反馈单元140包括第三电容C3和第四电容C4，第三电容C3的第一端分别与第二电感L2的第一端及三极管Q1的发射极电连接，第三电容C3的第二端接地，第四电容C4的第一端与第二电感L2的第二端电连接，第四电容C4的第二端与三极管Q1的基极电连接。反馈单元140将第二电感L2上的电压作为反馈电压，反馈到三极管Q1的基极。

如图2所示，倍压整流模块200包括相互串联的第三电感L3和第四电感L4，以及N个第五电容和N个第一二极管；第三电感L3和第四电感L4用于感应获取电感反馈振荡模块100的输出电源；第一个第一二极管(即二极管D1)的阴极端与第三电感L3的第一端电连接，第三电感L3的第二端与第四电感L4的第一端电连接，第四电感L4的第二端与第一个第五电容(即电容C5)的第一端电连接，第一个第五电容的第二端与第一个第一二极管的阳极端电连接；第i个第五电容的第一端与第i-1个第一二极管的阴极端电连接，第i个第五电容的第二端与i个第一二极管的阳极端电连接；其中，1<i≤N，i和N为正整数。在本示例中，倍压整流模块200共有7个第五电容(分别为C5、C6、C7、C8、C9、C10和C11)和7个第一二极管(分别为D1、D2、D3、D4、D5、D6和D7)；假设倍压整流模块200获取到的交流电压为V1，当交流电压的负半轴流过时，电容C5和二极管D1构成一个闭合回路给C5充电，此时C5的电压为V1；当交流电压的正半轴到来的时候，电容C5、C6和二极管D2构成一个闭合回路，此时C6充电的电压来自电容C5和电感反馈振荡模块100共同作用的电压，电容C6的电压为2V1，以此类推，每多增加一个二极管和电容组成的闭合回路就增加一倍的电压。在本示例中，倍压整流模块200提供多个电源输出口，例如OUT1、OUT2、OUT3、OUT4和OUT5中，从而提供多种倍压输出供选择。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，电路保护模块300包括相互并联的第五电阻R5和第六电阻R6、第七电阻R7以及相互并联的第二二极管D8和第三二极管D9；第五电阻R5的第一端分别与第六电阻R6的第一端和第N个第一二极管(即二极管D7)的阴极端电连接，第五电阻R5的第二端分别与第六电阻R6的第二端和第N个第一二极管(即二极管D7)的阳极端电连接；第七电阻R7的第一端与第N个第一二极管的阴极端电连接；第二二极管D8的阳极端分别与第三二极管D9的阴极端及第七电阻R7的第二端电连接，第二二极管D8的阴极端分别与第三二极管D9的阳极端及第N个第一二极管的阳极端电连接。第二二极管D8和第三二极管D9为正反向并联，每次只有一个二极管导通，另一个二极管处于截止状态，从而将电压钳制在较低的状态，达到保护电路的目的。

根据本实用新型实施例的电感反馈振荡模块100，相较于传统的自激振荡电路，由于两电感(第一电感L1和第二电感L2)之间耦合紧密，具有容易起振，输出电压幅度较大等优点，同时，通过在电路中增加一个可变电容(即第二电容C2)，能够获得范围较宽的振荡频率。根据本实用新型实施例的可控升压放大电路，相较于传统的升压电路，结合了电感反馈振荡模块100中的电感耦合紧密、起振容易、输出电压幅度较大、频率可调节、波形不易失真等优点；以及倍压整流模块200可以根据不同的需求选择合适的高压输出，可以减少不必要的功耗损失，兼容性强，能应用于多种工作场景；同时，还设计了电路保护模块300来保证电路的安全稳定性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“进一步实施例”、“一些具体实施例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种可控升压放大电路，其特征在于，包括：

电感反馈振荡模块，包括供电单元、放大单元、选频单元和反馈单元，所述放大单元的输入端与所述供电单元的输出端电连接，所述放大单元的输出端与所述选频单元的输入端电连接；所述反馈单元的输入端与所述选频单元的反馈端电连接，所述反馈单元的输出端与所述放大单元的受控端电连接；

倍压整流模块，输入端与所述选频单元的输出端电连接，所述倍压整流模块具有至少一个电源输出口；

电路保护模块，与所述倍压整流模块电连接。

2.根据权利要求1所述的可控升压放大电路，其特征在于，所述放大单元包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述供电单元的输出端电连接；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第二电阻的第二端接地；

三极管，所述三极管的基极与所述第一电阻和所述第二电阻之间的连接点电连接，所述三极管的发射极通过第三电阻接地，所述三极管的集电极通过第四电阻与所述供电单元的输出端电连接，所述三极管的集电极还通过第一电容与所述选频单元的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的可控升压放大电路，其特征在于，所述选频单元包括：

相互串联的第一电感和第二电感，所述第一电感的第一端与所述第一电容电连接，所述第二电感的第一端与所述第一电感的第二端电连接，所述第二电感的两端与所述反馈单元的输入端电连接；

第二电容，与相互串联的所述第一电感和所述第二电感并联连接。

4.根据权利要求3所述的可控升压放大电路，其特征在于，所述第二电容为可变电容。

5.根据权利要求3所述的可控升压放大电路，其特征在于，所述反馈单元包括：

第三电容，所述第三电容的第一端分别与所述第二电感的第一端及所述三极管的发射极电连接，所述第三电容的第二端接地；

第四电容，所述第四电容的第一端与所述第二电感的第二端电连接，所述第四电容的第二端与所述三极管的基极电连接。

6.根据权利要求1所述的可控升压放大电路，其特征在于，所述倍压整流模块包括：

相互串联的第三电感和第四电感，用于获取所述电感反馈振荡模块的输出电源；

N个第五电容和N个第一二极管，第一个第一二极管的阴极端与所述第三电感的第一端电连接，所述第三电感的第二端与所述第四电感的第一端电连接，所述第四电感的第二端与第一个第五电容的第一端电连接，第一个第五电容的第二端与第一个第一二极管的阳极端电连接；第i个第五电容的第一端与第i-1个第一二极管的阴极端电连接，第i个第五电容的第二端与i个第一二极管的阳极端电连接；其中，1<i≤N，i和N为正整数。

7.根据权利要求6所述的可控升压放大电路，其特征在于，所述电路保护模块包括：

相互并联的第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的第一端分别与所述第六电阻的第一端和第N个第一二极管的阴极端电连接，所述第五电阻的第二端分别与所述第六电阻的第二端和第N个第一二极管的阳极端电连接；

第七电阻，所述第七电阻的第一端与第N个第一二极管的阴极端电连接；

相互并联的第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阳极端分别与所述第三二极管的阴极端及所述第七电阻的第二端电连接，所述第二二极管的阴极端分别与所述第三二极管的阳极端及第N个第一二极管的阳极端电连接。

8.根据权利要求1所述的可控升压放大电路，其特征在于，所述供电单元包括电池。

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