升压型转换器论文和设计-杨小春

全文摘要

一种升压型转换器，包括功率电路、稳压模块、采样端子和驱动端子，功率电路包括储能模块、控制模块和滤波模块，稳压模块用于保护电压输出电路，储能模块用于储存能量，控制模块用于控制功率电路的导通，滤波单元用于滤波施加至负载上的电压，储能模块分别与控制模块和稳压模块电连接；滤波模块分别与控制模块和稳压模块电连接；采样端子连接在控制模块输出端；驱动端子与控制模块连接；功率电路、稳压模块、采样端子和驱动端子有两组。两个相互交错的功率电路和二极管形成两相交替工作的升压拓扑架构，由两路信号驱动，信号驱动通过功率放大后，电路异相180°运行，减小组件承受的电流应力和热应力，降低了EMI，减小输出纹波电压和大电容的纹波电流，提高转换效率。

主设计要求

1.一种升压型转换器，其特征在于，包括功率电路、稳压模块、采样端子和驱动端子，所述功率电路包括储能模块、控制模块和滤波模块，所述稳压模块用于保护电压输出电路，所述储能模块用于储存能量，所述控制模块用于控制功率电路的导通，所述滤波模块用于滤波施加至负载上的电压，所述储能模块分别与所述控制模块和所述稳压模块电连接；所述滤波模块分别与所述控制模块和所述稳压模块电连接；所述采样端子连接在所述控制模块输出端；所述驱动端子与所述控制模块连接；所述功率电路、所述稳压模块、所述采样端子和所述驱动端子有两组。

设计方案

1.一种升压型转换器，其特征在于，包括功率电路、稳压模块、采样端子和驱动端子，所述功率电路包括储能模块、控制模块和滤波模块，所述稳压模块用于保护电压输出电路，所述储能模块用于储存能量，所述控制模块用于控制功率电路的导通，所述滤波模块用于滤波施加至负载上的电压，

所述储能模块分别与所述控制模块和所述稳压模块电连接；

所述滤波模块分别与所述控制模块和所述稳压模块电连接；

所述采样端子连接在所述控制模块输出端；

所述驱动端子与所述控制模块连接；

所述功率电路、所述稳压模块、所述采样端子和所述驱动端子有两组。

2.根据权利要求1所述的升压型转换器，其特征在于，所述功率电路的输入端与电源连接，所述功率电路的输出端与负载连接。

3.根据权利要求1所述的升压型转换器，其特征在于，所述功率电路包括第一功率电路和第二功率电路，所述稳压模块包括第一稳压模块和第二稳压模块，所述采样端子包括第一采样端子和第二采样端子，所述驱动端子包括第一驱动端子和第二驱动端子，所述第一功率电路、所述第一稳压模块、所述第一采样端子和所述第一驱动端子电连接，所述第二功率电路、所述第二稳压模块、所述第二采样端子和所述第二驱动端子电连接。

4.根据权利要求3所述的升压型转换器，其特征在于，所述第一功率电路包括电感L1、MOS管Q1、输出滤波电容C8、电阻R1和电阻R2，所述第一稳压模块包括二极管D1，所述二极管D1正极和所述MOS管Q1漏极分别与所述电感L1输出端连接，所述输出滤波电容C8正极与所述二极管D1负极连接，所述输出滤波电容C8负极电性接地，所述MOS管Q1栅极与所述第一驱动端子连接，电阻R1一端与所述MOS管Q1源极连接，电阻R1另一端与所述第一采样端子输入端连接，电阻R2连接在所述第一采样端子输入端与输出端之间。

5.根据权利要求3所述的升压型转换器，其特征在于，所述第二功率电路包括电感L2、MOS管Q2、输出滤波电容C9、电阻R3和电阻R4，所述第二稳压模块包括二极管D2，所述二极管D2正极和所述MOS管Q2漏极分别与所述电感L2输出端连接，所述输出滤波电容C9正极与所述二极管D2负极连接，所述输出滤波电容C9负极电性接地，所述MOS管Q2栅极与所述第二驱动端子连接，电阻R3一端与所述MOS管Q1源极连接，电阻R3另一端与所述第二采样端子输入端连接，电阻R4连接在所述第二采样端子输入端与输出端之间。

6.根据权利要求1所述的升压型转换器，其特征在于，还包括第一并联电容电路，所述第一并联电容电路与滤波模块并联，用于提高滤波模块的效果，所述第一并联电容电路包括电容C4、电容C5、电容C6和电容C7。

7.根据权利要求1所述的升压型转换器，其特征在于，还包括第二并联电容电路，所述第二并联电容电路一端与所述储能模块输入端连接，所述第二并联电容电路另一端与所述控制模块输出端连接，所述第二并联电容电路包括电容C1、电容C2和电容C3。

8.一种升压型转换器，其特征在于，包括外壳和权利要求1-7任意一项所述的升压型转换器，所述升压型转换器设置在所述外壳内。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种升压型转换器。

背景技术

升压型转换器是一种可以根据低压输入信号实现升压转换进而输出稳定信号的器件，在电路中作为电源使用，尤其是在环保能源的能量获取装置等低压输入电路中。

随着经济和科技的发展，世界能源逐渐紧缺，而能耗小、效率高的开关电源在各行各业都起到了重要的作用。在开关电源中，变换电路起着主要的调节稳压作用，传统的频率控制方式中，且变换电路的转换效率不高，影响开关电源的效率和使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种升压型转换器，以解决现有电路转换效率低的技术问题。

本实用新型提供一种升压型转换器，包括功率电路、稳压模块、采样端子和驱动端子，所述功率电路包括储能模块、控制模块和滤波模块，所述稳压模块用于保护电压输出电路，所述储能模块用于储存能量，所述控制模块用于控制功率电路的导通，所述滤波单元用于滤波施加至负载上的电压，

所述储能模块分别与所述控制模块和所述稳压模块电连接；

所述滤波模块分别与所述控制模块和所述稳压模块电连接；

所述采样端子连接在所述控制模块输出端；

所述驱动端子与所述控制模块连接；

所述功率电路、所述稳压模块、所述采样端子和所述驱动端子有两组。

进一步地，在上述升压型转换器中，所述功率电路的输入端与电源连接，所述功率电路的输出端与负载连接。

进一步地，在上述升压型转换器中，所述功率电路包括第一功率电路和第二功率电路，所述稳压模块包括第一稳压模块和第二稳压模块，所述采样端子包括第一采样端子和第二采样端子，所述驱动端子包括第一驱动端子和第二驱动端子，所述第一功率电路、所述第一稳压模块、所述第一采样端子和所述第一驱动端子电连接，所述第二功率电路、所述第二稳压模块、所述第二采样端子和所述第二驱动端子电连接。

进一步地，在上述升压型转换器中，所述第一功率电路包括电感L1、MOS 管Q1、输出滤波电容C8、电阻R1和电阻R2，所述第一稳压模块包括二极管 D1，所述二极管D1正极和所述MOS管Q1漏极分别与所述电感L1输出端连接，所述输出滤波电容C8正极与所述二极管D1负极连接，所述输出滤波电容C8负极电性接地，所述MOS管Q1栅极与所述驱动端子连接，电阻R1一端与所述 MOS管Q1源极连接，电阻R1另一端与所述采样端子输入端连接，电阻R2连接在所述采样端子输入端与输出端之间。

进一步地，在上述升压型转换器中，所述第二功率电路包括电感L2、MOS 管Q2、输出滤波电容C9、电阻R3和电阻R4，所述第二稳压模块包括二极管 D2，所述二极管D2正极和所述MOS管Q2漏极分别与所述电感L2输出端连接，所述输出滤波电容C9正极与所述二极管D2负极连接，所述输出滤波电容C9负极电性接地，所述MOS管Q2栅极与所述驱动端子连接，电阻R3一端与所述 MOS管Q1源极连接，电阻R3另一端与所述采样端子输入端连接，电阻R4连接在所述采样端子输入端与输出端之间。

进一步地，在上述升压电路中，还包括第一并联电容电路，所述第一并联电容电路与滤波模块并联，用于提高滤波模块的效果，所述第一并联电容电路包括电容C4、电容C5、电容C6和电容C7。

进一步地，在上述升压型转换器中，还包括第二并联电容电路，所述第二并联电容电路一端与所述储能模块输入端连接，所述第二并联电容电路另一端与所述控制模块输出端连接，所述第二并联电容电路包括电容C1、电容 C2和电容C3。

本实用新型提供一种升压型转换器，包括外壳和所述的升压电路，所述升压电路设置在所述外壳内。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：两个相互交错的功率链路和二极管形成两相交替工作的升压拓扑架构，整个单元组件由两路PWM信号驱动，这两路交错PWM信号驱动通过功率放大后，使两个升压电路异相180°运行，最大限度的减小了功率链路组件上所承受的电流应力和热应力，并可降低了EMI，减小了输出纹波电压以及大电容的纹波电流，提高了转换效率。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的升压型转换器结构示意图

图2是本实用新型一实施例的升压型转换器

图3是本实用新型一实施例的升压型转换器典型的外围电路框架图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1-2，本实用新型提供一种升压型转换器，包括功率电路、稳压模块、采样端子和驱动端子，所述功率电路包括储能模块、控制模块和滤波模块，所述稳压模块用于保护电压输出电路，所述储能模块用于储存能量，所述控制模块用于控制功率电路的导通，所述滤波单元用于滤波施加至负载上的电压，

所述储能模块分别与所述控制模块和所述稳压模块电连接；

所述滤波模块分别与所述控制模块和所述稳压模块电连接；

所述采样端子连接在所述控制模块输出端；

所述驱动端子与所述控制模块连接；

所述功率电路、所述稳压模块、所述采样端子和所述驱动端子有两组。

工作原理：当控制模块导通瞬间，稳压模块反偏截至，储能模块储能，滤波模块给负载提供能量；控制模块断开瞬间，稳压模块导通，储能模块通过稳压模块给滤波模块充电，并向负载提供能量。

在本实施例中，所述功率电路的输入端与电源连接，所述功率电路的输出端与负载连接。

在本实施例中，所述功率电路包括第一功率电路和第二功率电路，所述稳压模块包括第一稳压模块和第二稳压模块，所述采样端子包括第一采样端子和第二采样端子，所述驱动端子包括第一驱动端子和第二驱动端子，所述第一功率电路、所述第一稳压模块、所述第一采样端子和所述第一驱动端子电连接，所述第二功率电路、所述第二稳压模块、所述第二采样端子和所述第二驱动端子电连接。

在本实施例中，所述第一功率电路包括电感L1、MOS管Q1、输出滤波电容C8、电阻R1和电阻R2，所述第一稳压模块包括二极管D1，所述二极管D1正极和所述MOS管Q1漏极分别与所述电感L1输出端连接，所述输出滤波电容C8正极与所述二极管D1负极连接，所述输出滤波电容C8负极电性接地，所述MOS管Q1栅极与所述驱动端子连接，电阻R1一端与所述MOS 管Q1源极连接，电阻R1另一端与所述采样端子输入端连接，电阻R2连接在所述采样端子输入端与输出端之间。

MOS管由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管，它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，是利用控制输入回路的电厂效应来控制输出回路电流的一种半导体器件。

所述二极管为稳压二极管。稳压二极管利用pn结反响击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的稳压作用的二极管，此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件，在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用，稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可以获得更高的稳定电压。

所述功率电路上的每个MOS管上并联有二极管和电容，使所述功率电路中的MOS管实现软开关。实现软开关的工作原理：由于MOS管均并联了电容，因此，当MOS管由开通转为关断时，MOS管两端的电压将相对缓慢的上升，从而错开较高的开关电流，实现零电压关断，降低关断损耗，而当MOS 管由关断转开通时，由于电容、电感形成的谐振，电容两端的电压会在某一刻降低到0V，此时，二极管导通，开关管两端电压被钳位在0V，因此可以在零电压下开通开关管，从而实现零电压开通，降低开关损耗。

滤波电容是并联在电路输出端，用以降低交流脉动波纹系数、平滑直流输出的一种储能器件。

在本实施例中，所述第二功率电路包括电感L2、MOS管Q2、输出滤波电容C9、电阻R3和电阻R4，所述第二稳压模块包括二极管D2，所述二极管D2正极和所述MOS管Q2漏极分别与所述电感L2输出端连接，所述输出滤波电容C9正极与所述二极管D2负极连接，所述输出滤波电容C9负极电性接地，所述MOS管Q2栅极与所述驱动端子连接，电阻R3一端与所述MOS 管Q1源极连接，电阻R3另一端与所述采样端子输入端连接，电阻R4连接在所述采样端子输入端与输出端之间。

在本实施例中，还包括第一并联电容电路，所述第一并联电容电路与滤波模块并联，用于提高滤波模块的效果，所述第一并联电容电路包括电容C4、电容C5、电容C6和电容C7。

在本实施例中，还包括第二并联电容电路，所述第二并联电容电路一端与所述储能模块输入端连接，所述第二并联电容电路另一端与所述控制模块输出端连接，所述第二并联电容电路包括电容C1、电容C2和电容C3。

在本实施例中，所述升压电路设置在所述外壳内。

为了更清楚的描述本申请，给出了升压型转换器的外围电路的实现，如图3所示，包括主处理器单元、采样单元、PWM驱动单元以及调理单元。所述 MOS管的栅极于所述PWM驱动单元连接，通过采样单元采样转换器的输出，经过一定的调理电路处理后，输入到处理器中，处理器根据设计的程序，输出控制信号，经过PWM驱动单元，驱动MOS管动作，与此同时，采样单元的输出经一定的调理电路处理后，输入到处理器中，从而输出一定的控制信号，控制信号经PWM驱动单元后，便可控制MOS管的通断，从而构成包含控制器的闭环的回路。

具体实施例：

两个两个相互交错的功率链路和二极管形成一组两相交替工作的升压拓扑架构，整个单元组件由两路PWM信号驱动，通过采样单元采样转换器的输出，经过一定的调理电路处理后，输入到处理器中，处理器根据设计的程序，输出控制信号，经过PWM驱动单元，驱动MOS管动作，这两路交错PWM信号驱动通过功率放大后，使两个升压电路异相180°运行，与此同时，采样单元的输出经一定的调理电路处理后，输入到处理器中，从而输出一定的控制信号，控制信号经PWM驱动单元后，控制MOS管的通断，构成包含控制器的闭环的回路。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

设计图

升压型转换器论文和设计

升压型转换器论文和设计-杨小春

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢