CN220421641U - 一种升压电路及应用有该升压电路的电源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种升压电路及应用有该升压电路的电源模块，其中升压电路包括PWM信号输出模块，具有输出PWM信号的输出端；第一电源；升压模块，具有与第一电源相连接的第一端和构成电压输出端口的第二端；其特征在于：还包括第二电源；以及开关模块，分别与PWM信号输出模块的输出端、第二电源和升压模块相连接，并被配置成：根据PWM信号输出模块的PWM信号变化而导通或关断，在开关模块导通的状态下，控制所述第二电源和所述第一电源同时为升压模块供电；在开关模块关断的状态下，仅所述第一电源为升压模块供电。该电路节省PCB布局空间，成本低，适用于多种供电电源的产品，多种组合升压输出适合电压。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源模块技术领域，尤其涉及一种升压电路及应用有该升压电路的电源模块。
背景技术
在常用的电源模块中，当前主流电源采取的方案为：通过AC-DC模块(即交流转直流模块)整流得到低压电源后，并根据不同需求使用DC-DC、LDO降压模块或稳压管稳压等方式得到所需电压。
但现有AC-DC模块通常是采用变压器，使用变压器的多绕组来输出多路电压，以满足不同工作电压要求。但变压器输出绕组多，成本高，布局空间占用大。为此需要对现有技术作进一步的改进。
实用新型内容
本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术，提供一种布局空间占用且成本低的升压电路。
本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术，提供一种安全性高的升压电路。
本实用新型所要解决的第三个技术问题是针对上述现有技术，提供一种应用有上述升压电路的电源模块。
本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种升压电路，包括PWM信号输出模块，具有输出PWM信号的输出端；
第一电源；
升压模块，具有与第一电源相连接的第一端和构成电压输出端口的第二端；
其特征在于：还包括
第二电源；以及
开关模块，分别与PWM信号输出模块的输出端、第二电源和升压模块相连接，并被配置成：根据PWM信号输出模块的PWM信号变化而导通或关断，在开关模块导通的状态下，控制所述第二电源和所述第一电源同时为升压模块供电；在开关模块关断的状态下，仅所述第一电源为升压模块供电。
为解决上述第二个技术问题，所述开关模块为光耦，具有发光二极管和受光器，所述发光二极管的正极与PWM信号输出模的输出端相连接，所述发光二极管的负极连接第一接地端；所述受光器具有作为开关模块上用以连接第二电源的第三引脚，用以连接第二接地端的第四引脚和用以连接升压模块的第五引脚。通过光耦起到隔离作用，能提高安全性。
所述第二电源通过第二电容与第二接地端相连接。
优选地，所述光耦为高速光耦。
进一步地，所述受光器包括光敏二极管和与光敏二极管相连接的三极管，所述光敏二极管的正极与三极管的基极相连接，所述光敏二极管的负极即上述开关模块的第三引脚，所述三极管的发射极即上述开关模块的第四引脚，所述三极管的集电极即上述开关模块的第五引脚。
优选地，所述高速光耦的型号为H11L1S。
本方案中，所述升压模块包括第一电容、第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极连接第一电源，所述第一二极管的负极与第二二极管的正极相连接，所述第一电容的一端连接于所述第一二极管与第二二极管之间，所述第一电容的另一端与受光器的输出端相连接，所述第二二极管的负极连接电压输出端口。
所述升压模块还包括电解电容，所述电解电容的正极连接在所述第二二极管的负极和电压输出端口之间，所述电解电容的负极接地。
为使用纯硬件来实现升压，而无需单片机产生PWM波，优选地，所述PWM信号输出模块为开关电源，所述开关电源具有能输出设定频率占空比PWM信号的开关控制脚，所述开关控制脚即上述PWM信号输出模块的输出端。
本实用新型解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种电源模块，其特征在于：应用有上述的升压电路。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过PWM信号输出模块的输出端给开关模块输出PWM信号，从而使开关模块根据PWM信号输出模块的PWM信号变化而导通或关断，在开关模块导通的状态下，控制所述第二电源和所述第一电源同时为升压模块供电，从而起到升压的目的。因此该电路节省PCB布局空间，成本低，适用于多种供电电源的产品，多种组合升压输出适合电压。
附图说明
图1为本实用新型实施例中升压电路的电路图；
图2为本实用新型实施例中开关电源的电路图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1和图2所示，本实施例中的升压电路包括PWM信号输出模块1、第一电源VAA、升压模块2、第二电源VBB和开关模块3。其中PWM信号输出模块1具有输出PWM信号的输出端SW；升压模块2具有与第一电源VAA相连接的第一端和构成电压输出端口VOUT的第二端；开关模块3分别与PWM信号输出模块1的输出端SW、第二电源VBB和升压模块2相连接，并被配置成：根据PWM信号输出模块1的PWM信号变化而导通或关断，在开关模块3导通的状态下，控制所述第二电源VBB和所述第一电源VAA同时为升压模块2供电；在开关模块3关断的状态下，仅所述第一电源VAA为升压模块2供电。
如图2所示，本实施例中PWM信号输出模块1为开关电源，开关电源具有能输出设定频率占空比PWM信号的开关控制脚，开关控制脚即上述PWM信号输出模块1的输出端SW。
开关模块3为光耦，具有发光二极管和受光器，发光二极管的正极与PWM信号输出模块1的输出端SW相连接，发光二极管的负极连接第一接地端MGND；受光器具有作为开关模块上用以连接第二电源VBB的第三引脚，用以连接第二接地端FGND的第四引脚和用以连接升压模块2的第五引脚。第二电源VBB通过第二电容C2与第二接地端FGND相连接。其中受光器包括光敏二极管和与光敏二极管相连接的三极管，光敏二极管的正极与三极管的基极相连接，光敏二极管的负极即上述开关模块的第三引脚，三极管的发射极即上述开关模块的第四引脚，三极管的集电极即上述开关模块的第五引脚。
如图1所示，本实施例中的光耦为高速光耦，高速光耦的型号为H11L1S。
另外，升压模块2包括第一电容C1、第一二极管VD1、第二二极管VD2和电解电容CE1，第一二极管VD1的正极连接第一电源VAA，第一二极管VD1的负极与第二二极管VD2的正极相连接，第一电容C1的一端连接于所述第一二极管VD1与第二二极管VD2之间，第一电容C1的另一端与受光器的输出端相连接，第二二极管VD2的负极连接电压输出端口VOUT。电解电容CE1的正极连接在所述第二二极管VD2的负极和电压输出端口VOUT之间，电解电容CE1的负极接地。
本实施例中还涉及一种应用有上述升压电路的电源模块。
当前的升压电路有一个稳定的第一电源VAA，但是用第一电源VAA直接给模块供电时发现电压不满足需求，这时即可考虑使用本实施例中的升压方案；该方案有多种应用场景：1、VOUT≈VAA+VBB(相差VD1管压降)2、VAA<VOUT<VAA+VBB，根据不同应用场景，图中器件可灵活调整。
升压电路的工作过程为：常规状态下，电压输出端口VOUT输出约等于第一电源VAA，当PWM信号输出模块1的SW以一定频率输出的PWM波后，则当高速光耦N1中的三极管关断时第一电源VAA对第一电容C1充电，当高速光耦N1中的三极管导通时，第二电源VBB加入电路，利用第一电容C1两端电压不会突变特性，第二电源VBB将第一电容C1其中一个脚的电压抬高至第二电源VBB，体现于第一电容C1的另一个脚的电压也被抬高第二电源VBB，此时第一电容C1另一个脚的电压V＝VAA+VBB，从而达到升压的目的。
由于升压电路特性，输出能力较弱，该方案仅适用于对电流要求较小的功能，为提高该电路的实用性，故在第三电阻R3和FGND之间并联电解电容CE1，当高速光耦N1中的三极管关断时，给电解电容CE1充电，需要用到该电源时，由电解电容CE1供电。
因此该升压电路的可拓展性高，根据不同的使用需求，高速光耦、电解电容皆可灵活调整；其次安全性高，使用高速光耦，在满足SW高频输出基础上保护二极管端器件不损坏，可靠性强；此外该电路在PCB中所占空间小，可减轻变压器绕组压力，适用于PCB布局压力大的产品中。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种升压电路，包括
PWM信号输出模块(1)，具有输出PWM信号的输出端(SW)；
第一电源(VAA)；
升压模块(2)，具有与第一电源(VAA)相连接的第一端和构成电压输出端口(VOUT)的第二端；
其特征在于：还包括
第二电源(VBB)；以及
开关模块(3)，分别与PWM信号输出模块(1)的输出端(SW)、第二电源(VBB)和升压模块(2)相连接，并被配置成：根据PWM信号输出模块(1)的PWM信号变化而导通或关断，在开关模块(3)导通的状态下，控制所述第二电源(VBB)和所述第一电源(VAA)同时为升压模块(2)供电；在开关模块(3)关断的状态下，仅所述第一电源(VAA)为升压模块(2)供电。
2.根据权利要求1所述的升压电路，其特征在于：所述开关模块(3)为光耦，具有发光二极管和受光器，所述发光二极管的正极与PWM信号输出模块(1)的输出端(SW)相连接，所述发光二极管的负极连接第一接地端(MGND)；所述受光器具有作为开关模块上用以连接第二电源(VBB)的第三引脚，用以连接第二接地端(FGND)的第四引脚和用以连接升压模块(2)的第五引脚。
3.根据权利要求2所述的升压电路，其特征在于：所述第二电源(VBB)通过第二电容(C2)与第二接地端(FGND)相连接。
4.根据权利要求3所述的升压电路，其特征在于：所述光耦为高速光耦。
5.根据权利要求4所述的升压电路，其特征在于：所述受光器包括光敏二极管和与光敏二极管相连接的三极管，所述光敏二极管的正极与三极管的基极相连接，所述光敏二极管的负极即上述开关模块的第三引脚，所述三极管的发射极即上述开关模块的第四引脚，所述三极管的集电极即上述开关模块的第五引脚。
6.根据权利要求5所述的升压电路，其特征在于：所述高速光耦的型号为H11L1S。
7.根据权利要求1～6任一项所述的升压电路，其特征在于：所述升压模块(2)包括第一电容(C1)、第一二极管(VD1)和第二二极管(VD2)，所述第一二极管(VD1)的正极连接第一电源(VAA)，所述第一二极管(VD1)的负极与第二二极管(VD2)的正极相连接，所述第一电容(C1)的一端连接于所述第一二极管(VD1)与第二二极管(VD2)之间，所述第一电容(C1)的另一端与受光器的输出端相连接，所述第二二极管(VD2)的负极连接电压输出端口(VOUT)。
8.根据权利要求7所述的升压电路，其特征在于：所述升压模块(2)还包括电解电容(CE1)，所述电解电容(CE1)的正极连接在所述第二二极管(VD2)的负极和电压输出端口(VOUT)之间，所述电解电容(CE1)的负极接地。
9.根据权利要求7所述的升压电路，其特征在于：所述PWM信号输出模块(1)为开关电源，所述开关电源具有能输出设定频率占空比PWM信号的开关控制脚，所述开关控制脚即上述PWM信号输出模块(1)的输出端(SW)。
10.一种电源模块，其特征在于：应用有上述权利要求1～9任一项所述的升压电路。
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