CN203660880U - 一种两级boost升压拓扑电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种两级BOOST升压拓扑电路，包括有全桥整流电路、第一级BOOST升压电路和第二级BOOST升压电路，全桥整流电路、第一级BOOST升压电路和第二级BOOST升压电路依次串联连接；第一级BOOST升压电路包括电感L1、开关管Q1、二极管D2、高压电容EC1和控制ICU4，第二级BOOST升压电路包括电感L5、开关管Q2、二极管D16、高压电容C26和控制ICU12。当ＡＣ电源断开后，第二级BOOST升压电路能让电源继续保持工作，充分利用高压电容ＥＣ1储存的能量，能有效的延长开关电源的保持时间，在保证性能不变的前提下，能有效的减小电源体积，降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其是指一种两级BOOST升压拓扑电路。
背景技术
在现有技术中，很多开关电源电路是由两个部分组成，即AC TO DC电路和DC TO DC电路；其中AC TO DC电路能将交流转直流，而且具有升压的作用，通常是将220V升高至380V左右；而DC TO DC电路则主要是完成隔离降压的作用，以得到需要的直流稳压电流。其中AC TO DC电路通常由整理桥和BOOST升压电路组成，而DC TO DC电路则通常由隔离变压器和BUCK降压电路组成。
开关电源有一个重要的参数，就是保持时间（HOLE UP TIME ）。保持时间是指AC交流电压输入关断后，电源在额定输出功率的条件下，还能维持正常输出工作电压的持续时间。在这段时间，电源输出的能量是由BOOST升压电路中的高压电容提供的，由于受到后级DC TO DC电路的限制，通常BOOST升压电路中的高压电容下降到300V左右时，电源的输出电压就开始不正常了（比正常值低）；高压电容不能继续放电，即高压电容内储存的电能不能全部输出，使得开关电源的保持时间较短。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的问题提供一种两级BOOST升压拓扑电路，其高压电容中的能量可以全部输出,高压电容两端的电压将会下降到0V，可以使开关电源的保持时间较长。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种两级BOOST升压拓扑电路，包括有全桥整流电路、第一级BOOST升压电路和第二级BOOST升压电路，所述全桥整流电路、第一级BOOST升压电路和第二级BOOST升压电路依次串联连接；所述第一级BOOST升压电路包括电感L1、开关管Q1、二极管D2、高压电容EC1和控制IC U4，第二级BOOST升压电路包括电感L5、开关管Q2、二极管D16、高压电容C26和控制IC U12；所述全桥整流电路GBU的输入端与AC电源的输入端连接，全桥整流电路的输出端与电感L1的输入端连接，电感L1的输出端与开关管Q1的漏极、二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极、高压电容EC1的正极均与电感L5的输入端连接，所述电感L5的输出端与开关管Q2的漏极、二极管D16的正极连接，二极管D16的负极、高压电容C26的正极均与第二级BOOST升压电路的输出端连接；所述控制IC U4的第3脚与开关管Q1的栅极连接，所述开关管Q1的源极和高压电容EC1的负极接地；所述控制IC U12的第6脚与开关管Q2的栅极连接，所述开关管Q2的源极和高压电容C26的负极接地。
其中，所述全桥整流电路的输入端与AC电源的输入端之间连接有可抗干扰的EMC电路。
其中，所述控制IC U4的型号为CM6805，控制IC U12的型号为UC3843。
其中，所述二极管D2和二极管D16均为PFCD86G二极管。
其中，所述电容EC1为270uF/400V电容, 电容C26为10uF/400V电容。
其中，所述开关管Q1为13N60 MOS管，开关管Q2为2N60 MOS管。
本实用新型的有益效果：
在传统一级的BOOST升压电路的基础上，本实用新型增加了第二级升压电路，当ＡＣ电源断开后，电容ＥＣ1上还储存大量的能量，此时则由电容ＥＣ1提供电压，当电容ＥＣ1的能量在释放时，电压随之降低，当电压降到一定时，由第二级BOOST升压电路开始工作，让电源保持工作，其中高压电容C26的容量比高压电容ＥＣ1的电容小，储存的能量很少，这样充分利用了高压电容ＥＣ1储存的能量，让电源的输出的保持时间更长。
附图说明
图1为本实用新型一种两级BOOST升压拓扑电路示意图。
在图1中的附图标记包括：
1—EMC电路 2—全桥整流电路GBU 3—第一级BOOST升压电路
4—第二级BOOST升压电路。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。参见图1，以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
本实用新型所提供的一种两级BOOST升压拓扑电路，包括有全桥整流电路GBU 2、第一级BOOST升压电路3和第二级BOOST升压电路4，所述全桥整流电路GBU 2、第一级BOOST升压电路3和第二级BOOST升压电路4依次串联连接；所述第一级BOOST升压电路3包括电感L1、开关管Q1、二极管D2、高压电容EC1和控制IC U4，第二级BOOST升压电路4包括电感L5、开关管Q2、二极管D16、高压电容C26和控制IC U12；所述全桥整流电路GBU 2的输入端与AC电源的输入端连接，全桥整流电路GBU 2的输出端与电感L1的输入端连接，电感L1的输出端与开关管Q1的漏极、二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极、高压电容EC1的正极均与电感L5的输入端连接，所述电感L5的输出端与开关管Q2的漏极、二极管D16的正极连接，二极管D16的负极、高压电容C26的正极均与第二级BOOST升压电路4的输出端连接；所述控制IC U4的第3脚与开关管Q1的栅极连接，所述开关管Q1的源极和高压电容EC1的负极接地；所述控制IC U12的第6脚与开关管Q2的栅极连接，所述开关管Q2的源极和高压电容C26的负极接地。其中，所述全桥整流电路GBU 2的输入端与AC电源的输入端之间连接有可抗干扰的EMC电路1。
在本实施例中，所述控制IC U4为AC TO DC 电源芯片CM6805，控制IC U12为PWM控制芯片UC3843。所述二极管D2和二极管D16均为PFCD86G二极管。所述电容EC1为270uF/400V电容, 电容C26为10uF/400V电容。所述开关管Q1为13N60 MOS管，开关管Q2为2N60 MOS管。
本实用新型的第一级BOOST升压电路3和第二级BOOST升压电路4均包括有***元件以及由***元件构成的***电路，其皆为公知技术，在此不再赘述。
保持时间是指AC交流电压输入关断后，电源在额定输出功率的条件下，还能维持正常输出工作电压的持续时间。在这段时间，电源输出的能量是由BOOST升压电路中的高压电容提供的，由于受后级DC TO DC电路的限制，通常升压电路中的高压电容下降到300V左右时，电源的输出电压就开始不正常了（比正常值低）；这个保持时间通常跟BOOST升压电路中的高压电容容量有关系。
其计算公式如下： 
；其中
为电源输出功率，T为保持时间，C为电容容量，V1为电容的原电压（380V）, V2为放电后电容两端的电压。从上面公式可以看出，要想延长保持时间，可以加大电容C的容量或者提高V1的电压或者降低V2的电压；加大电容就要增加成本，同时电源的体积也要加大，提高V1的电压，受现有材料的限制也不能提高了，所以设法降低V2的电压——增加多一级BOOST升压电路。在不增加保持时间和输出功率的情况下，因为V2电压的降低，可以减小电容C的容量，从而减小电源体积，降低电源成本。本实用新型在传统一级的BOOST升压电路的基础上，如图1所示，本实用新型增加多了一个第二级BOOST升压电路4，当ＡＣ电源断开后，电容ＥＣ1上还储存大量的能量，此时则由电容ＥＣ1提供电压，当电容ＥＣ1的能量在释放时，电压随之降低，当电压降到一定时，由第二级BOOST升压电路4开始工作，让电源输出还继续保持工作。在本实施例中，高压电容C26的容量比高压电容ＥＣ1的电容小，储存的能量很少，这样充分利用了高压电容ＥＣ1储存的能量，让电源的输出的保持时间更长。
参照图1，本实用新型的工作原理如下：
当有ＡＣ电源输入，首先经过可抗干扰的EMC电路1、全桥整流电路GBU 2，然后由全桥整流电路GBU 2转换输出直流电到第一级BOOST升压电路3，这时由电感L1、开关管Ｑ1、升压二极管Ｄ2、控制ICＵ4以及***元件组成的第一级BOOST升压电路3开始升压，当高压电容EC1得到380Ｖ的直流电压，经过电感Ｌ5和二极管Ｄ16给DC TO DC电路的开关管Ｑ3和Ｑ4供电；此时开关管Ｑ2是不工作的。
当ＡＣ电源断开后，高压电容ＥＣ1上还储存大量的能量，则由高压电容ＥＣ1为DC TO DC电路的开关管Ｑ3和Ｑ4提供电压，当高压电容ＥＣ1的能量在释放时，高压电容ＥＣ1两端的电压也随之降低，通常升压电路中的高压电容的电压下降到300V左右时，电源的输出电压就开始不正常了。因此，当高压电容ＥＣ1两端的电压降到一定时，控制IC U12检测到该电压，由电感L5、二极管Ｄ16、开关管Ｑ2、控制IC U12和***元件组成的第二级BOOST升压电路4开始工作，继续给DC TO DC电路的开关管Ｑ3、Ｑ4供电，让电源保持工作。因为高压电容C26的容量比高压电容ＥＣ1的电容小，储存的能量很少，这样充分利用了电容ＥＣ1储存的能量，让电源的输出的保持时间更长。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (6)
1.一种两级BOOST升压拓扑电路，其特征在于：包括有全桥整流电路、第一级BOOST升压电路和第二级BOOST升压电路，所述全桥整流电路、第一级BOOST升压电路和第二级BOOST升压电路依次串联连接；所述第一级BOOST升压电路包括电感L1、开关管Q1、二极管D2、高压电容EC1和控制IC U4，第二级BOOST升压电路包括电感L5、开关管Q2、二极管D16、高压电容C26和控制IC U12；所述全桥整流电路的输入端与AC电源的输入端连接，全桥整流电路的输出端与电感L1的输入端连接，电感L1的输出端与开关管Q1的漏极、二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极、高压电容EC1的正极均与电感L5的输入端连接，所述电感L5的输出端与开关管Q2的漏极、二极管D16的正极连接，二极管D16的负极、高压电容C26的正极均与第二级BOOST升压电路的输出端连接；所述控制IC U4的第3脚与开关管Q1的栅极连接，所述开关管Q1的源极和高压电容EC1的负极接地；所述控制IC U12的第6脚与开关管Q2的栅极连接，所述开关管Q2的源极和高压电容C26的负极接地。
2.根据权利要求1所述的一种两级BOOST升压拓扑电路，其特征在于：所述全桥整流电路的输入端与AC电源的输入端之间连接有可抗干扰的EMC电路。
3.根据权利要求1所述的一种两级BOOST升压拓扑电路，其特征在于：所述控制IC U4的型号为CM6805，控制IC U12的型号为UC3843。
4.根据权利要求1所述的一种两级BOOST升压拓扑电路，其特征在于：所述二极管D2和二极管D16均为PFCD86G二极管。
5.根据权利要求1所述的一种两级BOOST升压拓扑电路，其特征在于：所述电容EC1为270uF/400V电容, 电容C26为10uF/400V电容。
6.根据权利要求1所述的一种两级BOOST升压拓扑电路，其特征在于：所述开关管Q1为13N60 MOS管，开关管Q2为2N60 MOS管。
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