CN201509152U - 超低压输入升压电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种超低压输入升压电路，包括PWM脉宽调制模块、变压器T、电子开关、整流滤波电路和二次滤波电路，在PWM脉宽调制模块的输入端设置有软启动电路，PWM脉宽调制模块的正负极接口分别连接电压源的正负极，电子开关与变压器T的初级线圈串联后再并联到PWM脉宽调制模块的正负极两端，PWM脉宽调制模块输出脉宽调制电压信号控制电子开关的通断；变压器T的次级线圈依次连接整流滤波电路、输出取样电路和二次滤波电路，所述输出取样电路将输出端的电压变化信号反馈回PWM脉宽调制模块。本实用新型的升压电路能够在超低压输入的情况下，实现较大的升压比，而且具有很高的转换效率。

Description

超低压输入升压电路
技术领域
本实用新型涉及一种升压电路，具体为一种用于DC/DC转换且具有超低压输入的升压电路。
背景技术
目前，随着电子工业技术的迅速发展，在开关式功率变换器领域中，人们对电源的要求也越来越高，为了便于电能的存储使用，出现了各种各样的功率变换电路，如DC/DC升压电路。
现目前的DC/DC升压电路，如图1所示，包括储能电感L、开关S、续流二极管D、滤波电容C以及负载电阻R，电路通过PWM脉冲信号控制开关S的闭合或断开，储能电感L完成储能和能量释放，滤波电容C完成滤波和储能作用。PWM脉冲信号控制开关S闭合时，储能电感L、开关S和电源闭合回路，储能电感L储能，续流二极管D反向关断，负载电阻R由滤波电容C释放供电。PWM脉冲信号控制开关S断开时，续流二极管D导通，储能电感L释放能量，同时给滤波电容C充电储能，如此往复，形成升压电路的整个过程。但是这种结构的电路存在以下不足：当使用超低压的电压源时，由于其能量往往都不够充足，而在储能电感L上的功耗又较大，在升压比要求很大的情况下，很难实现高效率转换；而且用续流二极管D来产生脉动电流，并通过负载电阻R来转换为输出电压，其升压幅度有限，很难将超低压的输入进行大幅度的提升；如果采用正激或反激的工作模式电路，其结构又比较繁琐，元器件太多，整体电路的体积太大，影响了可靠性，也不利于批量生产；同时由于开关S的噪声较大，会极大的影响设备的参数指标，如灵敏度、信噪比等关键技术参数，若处理不好，将极大的降低产品性能和应用能力。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型的目的在于解决现有技术中超低压电源的升压电路很难达到高效率的问题，并提供一种在超低电压输入的情况下，能够获得较大的电压提升和高效率，而且结构简单、噪声小的升压电路。
本实用新型的技术方案是：一种超低压输入升压电路，包括PWM脉宽调制模块、变压器T、电子开关、整流滤波电路和二次滤波电路，在PWM脉宽调制模块的输入端设置有软启动电路，电压源的输入电压经过软启动电路后输入到PWM脉宽调制模块内；PWM脉宽调制模块的正负极接口分别连接电压源的正负极，电子开关与变压器T的初级线圈串联后再并联到PWM脉宽调制模块的正负极两端，PWM脉宽调制模块输出脉宽调制电压信号控制电子开关的通断；变压器T的次级线圈依次连接整流滤波电路、输出取样电路和二次滤波电路，所述输出取样电路将输出端的电压变化信号反馈回PWM脉宽调制模块。本实用新型的升压电路能够在输入电压低至0.8V的情况下，输出24V的电压值，其升压比可达到30倍，同时还可以输出2W的功率，转换效率达到85％以上。
进一步，，在升压电路的输出端还串联有电流取样电路，所述电流取样电路将输出端的电流变化信号反馈回PWM脉宽调制模块。通过电流取样电路的信号反馈，PWM脉宽调制模块能对输出电压值进行调整，达到调节输出端电流大小的目的，对输出端电路起到过流保护的作用。
相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：
1、升压比率大，输出效率高。相对于现有工作模式的DC/DC转换器电路，其输入电压为0.8V-3.3V，输出电压可高至24V，在最低输入电压时，其升压比达到了30倍，转换效率高于85％，特别适合小功率转换器的应用。
2、结构简单，成本较低。电路中所使用的元器件较少，因此离散性较小，同时减小了电路的体积，有利于提高其可靠性，因而成本较低，方便大批量生产。
3、噪声小。电路中全输入电压范围输出噪声小于输出电压的1‰。
附图说明
图1为现有技术的DC/DC转换电路图；
图2为本实用新型超低压输入升压电路的电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图2所示，一种超低压输入升压电路，包括PWM脉宽调制模块、变压器T、电子开关、整流滤波电路和二次滤波电路，PWM脉宽调制模块的正负极接口分别连接电压源的正负极，电子开关与变压器T的初级线圈串联后再并联到PWM脉宽调制模块的正负极两端，PWM脉宽调制模块输出脉宽调制电压信号控制电子开关的通断；变压器T的次级线圈依次连接整流滤波电路、输出取样电路和二次滤波电路，所述输出取样电路将输出端的电压变化信号反馈回PWM脉宽调制模块。
所述升压电路用于低压直流电源的电压转换，特别是在一些特殊场合，可将极低的输入电压进行提升，以满足后续电路的供电需求。本实用新型升压电路的输入端电压可低至0.8V，而其输出电压可达到24V，输出功率可达到2W，升压比达到了30倍，转换效率也在85％以上。
所述PWM脉宽调制模块为现有技术产品，在PWM脉宽调制模块的微处理器内可设置输出电压的周期和占空比，PWM脉宽调制模块通过调整其输出电压的频率，控制电子开关的导通或截止时间，从而在变压器的初级线圈上形成具有一定频率的脉冲电流，脉冲电流根据其变化的频率在初级线圈上产生交变磁场，并在变压器的次级线圈产生所需的感应脉动电流，感应脉动电流经整流滤波电路整流、滤波后获得所需输出电压。
PWM脉宽调制模块的输入经软启动电路启动，其作用在于当输入电压上升到0.8V时，启动PWM模块，输出振荡脉冲。电压源的输入电压经过软启动后再输入到PWM脉宽调制模块内。
如图2所示，所述整流滤波电路是由一个串联的二极管D1和一个并联的电容C1构成，变压器次级线圈上产生的脉动电流经二极管D1整流、电容C1滤波后输出放大电压到二次滤波电路，所述二次滤波电路是由一个串联的电感L2和一个并联的电容C2构成，放大电压经二次滤波电路滤除杂波，最后输出到外部设备。
另外，所述输出取样电路为现有技术，设置在整流滤波电路和二次滤波电路之间，并与电容C1并联，PWM脉宽调制模块对输出取样电路反馈的电压变化信号进行误差放大处理后调整其输出电压，使其达到稳定输出的效果。
在升压电路的输出端还串联有电流取样电路，所述电流取样电路采用现有技术，将输出端的电流大小反馈回PWM脉宽调制模块，当输出电流过大(比如输出短路)时，通过PWM模块的控制，使输出电流被限制在一定范围内，达到输出短路保护的目的。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种超低压输入升压电路，其特征在于，包括PWM脉宽调制模块、变压器T、电子开关、整流滤波电路和二次滤波电路，在PWM脉宽调制模块的输入端设置有软启动电路，电压源的输入电压经过软启动电路后输入到PWM脉宽调制模块内；PWM脉宽调制模块的正负极接口分别连接电压源的正负极，电子开关与变压器T的初级线圈串联后再并联到PWM脉宽调制模块的正负极两端，PWM脉宽调制模块输出脉宽调制电压信号控制电子开关的通断；变压器T的次级线圈依次连接整流滤波电路、输出取样电路和二次滤波电路，所述输出取样电路将输出端的电压变化信号反馈回PWM脉宽调制模块。
2.根据权利要求1所述的超低压输入升压电路，其特征在于，在升压电路的输出端还串联有电流取样电路，所述电流取样电路将输出端的电流变化信号反馈回PWM脉宽调制模块。
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