升壓電路的製作方法
2023-06-02 21:26:16
專利名稱：升壓電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種升壓電路，且特別涉及一種使用二極體與電容來實現升壓效果的升壓電路。
背景技術：
公知的升壓電路(Step-up DC/DC controller IC)通過搭配電晶體或場效應電晶體、電感器、肖特基二極體、濾波電容器等組成的電路實現正電壓或負電壓的升壓。如圖1所示，為公知的正電壓升壓電路的電路圖，其包括電晶體或場效應電晶體10、電感器11、肖特基二極體12、電容器13、電容器14、電容器15以及升壓集成電路16。
上述升壓電路具有下列缺點使用電感器充放電效應與高頻震蕩的結果會產生高能量的電磁輻射幹擾；如採用高效能低電磁輻射幹擾的進口升壓集成電路，則材料成本更高；各製造商的升壓IC並不兼容，無法取代，且交貨期過長，存在影響生產能力的隱憂；當使用的升壓集成電路停產時，必須變更電路設計與印刷電路板布線。
發明內容
因此，本發明所要解決的技術問題為提供一種升壓電路，本發明的升壓電路可依據不同的負載電壓需求組成多級的電壓拉升區塊，且電壓拉升區塊僅僅只需更換二極體與電容便可進行維修並可調整升壓的範圍，而不需使用升壓晶片或者是變更電路設計與印刷電路板布線。同時，本發明還可以實現降低成本及維修容易等效果。
為解決本發明提出的上述技術問題，本發明提供一種升壓電路，包括一電壓拉升區塊，具有第一二極體、第二二極體、第一耦合電容與第二耦合電容；以及函數波產生電路，用以產生函數波信號，該函數波信號可以為正弦波、方波、三角波、脈衝或不規則波之一；其中，第一二極體的一端用以接收一輸入電壓，另一端同時連接至第一耦合電容與第二二極體的一端，第一耦合電容的另一端接收函數波信號，第二二極體的另一端連接至第二耦合電容的一端，並輸出一輸出電壓，第二耦合電容的另一端接地。
本發明另外提供一種升壓電路，包括輸入電路，用以接收一輸入電壓；多個電壓拉升區塊，用以拉升電壓；輸出電路，用以輸出電壓；函數波產生電路，用以產生一函數波信號；其中，每一個這些電壓拉升區塊具有第一二極體、第二二極體、第一耦合電容與第二耦合電容；第一二極體的一端用以接收第一輸入電壓，另一端同時連接至第一耦合電容與第二二極體的一端，第一耦合電容的另一端接收函數波信號，第二二極體的另一端連接至第二耦合電容的一端，並輸出第一輸出電壓，第二耦合電容的另一端接地；上一級的電壓拉升區塊的第一輸出電壓作為下一級的電壓拉升區塊的輸入電壓；上一級的電壓拉升區塊的第二二極體的另一端連接至下一級電壓拉升區塊的第一二極體的一端。
綜上所述，本發明可達到下列優點1.低成本，函數波(為正弦波、方波、三角波、脈衝或不規則波)產生電路可以為電晶體、石英振蕩器、運算放大器(OP Amp IC)或標準邏輯集成電路(Standard Logic IC)等。
2.低頻振蕩、低電磁輻射幹擾。
3.振蕩頻率固定，電磁輻射容易抑制，容易實現符合安全規定測試的電磁輻射幹擾。
4.由於電路簡單，因此維修容易，且能間接地降低產品的生產及維修成本。
5.由於材料取得容易，交貨期短，材料置換性高且無特殊規格的要求。
6.在使用單電源的環境下，通過現有的且必須的燈絲驅動脈衝的函數波振蕩器輸出，加入由本發明的升壓電路用二極體、電容器組成電路以產生正極性高電壓來供真空螢光顯示管柵極所需的電壓，不需使用如公知的複雜、高成本的電路。
7.可依所需的電壓值，增加或減少所加入的由二極體與電容器組成的基本電路的組數，或在升壓輸出端加入穩壓組件(例如齊納二極體或穩壓IC)即可產生所需電壓。
圖1為公知正電壓升壓電路的電路圖；圖2a為根據本發明較佳實施例的正電壓升壓電路的示意圖；圖2b為根據本發明較佳實施例的正電壓升壓電路的電路圖；圖2c為根據本發明較佳實施例的負電壓升壓電路的示意圖；圖2d為根據本發明較佳實施例的負電壓升壓電路的電路圖；圖3a為根據本發明另一較佳實施例的正電壓升壓電路的電路圖；圖3b為根據本發明另一較佳實施例的負電壓升壓電路的電路圖；圖3c為根據本發明另一較佳實施例的同時應用正負電壓升壓電路的電路圖；
圖4為根據本發明較佳實施例的應用在真空螢光顯示管的升壓電路的電路圖。
具體實施例方式
圖2a為根據本發明較佳實施例的正電壓升壓電路的示意圖。請參照圖2a，此正電壓升壓電路包括電壓拉升區塊20，此區塊具有第一二極體22、第二二極體24、第一耦合電容26與第二耦合電容28，其中，第一二極體22的一端用以接收一輸入正電壓Vin，另一端同時連接至第一耦合電容26與第二二極體24的一端，第一耦合電容26的另一端接收函數波信號，第二二極體的另一端連接至第二耦合電容28的一端並從節點N1輸出電壓，第二耦合電容28的另一端接地。
圖2b為根據本發明較佳實施例的正電壓升壓電路的電路圖。請參照圖2b，其中更包括函數波產生電路30，用以產生函數波信號，此函數波信號為正弦波、方波、三角波、脈衝或不規則波的其中之一。如節點N12所示，N12輸出電壓為Vo＝Vi峰值+Vin。
圖2c為根據本發明較佳實施例的負電壓升壓電路的示意圖。同時對照圖2a，在此實施例中，將二極體進行一反接，並提供一負電壓以取代圖2a中所供應的正電壓，即可完成一簡易負電壓升壓電路。
圖2d為根據圖2c的負電壓升壓電路的電路圖。其中於節點N2則可輸出一電壓值為-Vo＝Vi峰值+(|-Vin|)，當輸入電壓為V+時，其中二極體的一端接收一負電壓或是接地。
圖3a為根據本發明另一較佳實施例的正電壓升壓電路的電路圖。請參照圖3a，此實施例的升壓電路包括輸入電路33，用以接收一電壓輸入V+；多個正電壓拉升區塊，如第一正電壓拉升區塊34、第二正電壓拉升區塊36以及第三正電壓拉升區塊38皆用以拉升電壓；節點N5，用以輸出一輸出電壓；函數波產生電路35，用以產生一函數波信號；每一個正電壓拉升區塊皆具有第一二極體22、第二二極體24、第一耦合電容26與第二耦合電容28；第一二極體22的一端用以接收一輸入電壓V+，另一端同時連接至第一耦合電容26與第二二極體24的一端，第一耦合電容26的另一端接收函數波信號，第二二極體24的另一端連接至第二耦合電容28的一端與輸出一輸出電壓，第二耦合電容28的另一端接地。
如上所述，每一級的電壓拉升區塊的輸出電壓則作為下一級電壓拉升區塊的輸入電壓，亦即，第一正電壓拉升區塊34於節點N3輸出一電壓值V1＝Vi峰值+V+，此電壓值則作為第二正電壓拉升區塊36的輸入電壓，接著，此電壓V1經第二正電壓拉升區塊36拉升的後，則輸出電壓變成V2＝2×Vi峰值+V+，依此類推，最後於節點N5輸出一電壓V3＝3×Vi峰值+V+。
圖3b為根據本發明另一較佳實施例的負電壓升壓電路的電路圖。本實施例應用3個負電壓拉升區塊來進行負電壓的升壓。於節點N6可輸出一電壓值為-Vo＝3×Vi峰值+|V-|。
在本發明其它較佳實施例中，並不限於分別只使用3個正電壓拉升區塊或3個負電壓拉升區塊，亦可同時應用在一起，並可依據所需的負載電壓適當地調整增加或減少電壓拉升區塊的數目。
圖3c為根據本發明另一較佳實施例的同時應用正負電壓升壓電路的電路圖。此圖顯示本發明可同時進行正負電壓的拉升。此實施例的升壓電路包括輸入電路41，用以接收一輸入電壓；多個正電壓拉升區塊，用以拉升電壓；多個負電壓拉升區塊，用以拉升電壓；節點N8，用以輸出電壓；函數波產生電路49，用以產生一函數波信號；每一個正或負電壓拉升區塊皆具有第一二極體51、第二二極體52、第一耦合電容53與第二耦合電容54；第一二極體51的一端用以接收第一輸入電壓，另一端同時連接至第一耦合電容53與第二二極體52的一端，第一耦合電容53的另一端接收函數波信號，第二二極體52的另一端連接至第二耦合電容54的一端與輸出一輸出電壓，第二耦合電容54的另一端接地；上一級的正或負電壓拉升區塊的輸出電壓作為下一級電壓拉升區塊的輸入電壓；上一級電壓拉升區塊的第二二極體52的另一端連接至下一級另一電壓拉升區塊的第一二極體55的一端。
圖4為根據本發明較佳實施例的應用在真空螢光顯示管(VFD)的升壓電路的電路圖。此實施例中，將正電壓拉升區塊應用在真空螢光顯示管，利用此簡易的升壓電路，可輕易地將輸入電壓值升壓至真空螢光顯示管所需的電壓值，在此無須使用成本較高的升壓晶片，只須要二極體與電容器組成的電路產生正極性高電壓以供VFD柵極所需，並不需使用如公知例的複雜、高成本的電路，並且材料取得容易，交貨期短，材料置換性高、無特殊規格要求。
在一較佳實施例中，可於升壓輸出端加入穩壓組件(例如齊納二極體或穩壓IC)即可產生所需電壓，其中函數波信號可以為正弦波、方波、三角波、脈衝或不規則波的其中之一。且輸出電壓輸出可應用至真空螢光顯示管。
以上公開的實施例，僅為本發明的較佳實施例說明，凡本領域的技術人員依據本發明的上述實施例說明所做出的其它種種的改良及變化，應仍屬於本發明的權利要求書及要求保護的範圍之內。
權利要求
1.一種升壓電路，包括一電壓拉升區塊，具有一第一二極體、一第二二極體、一第一耦合電容與一第二耦合電容；以及一函數波產生電路，用以產生一函數波信號；其特徵在於，該第一二極體的一端與電源連接以接收一輸入電壓，另一端同時連接至該第一耦合電容與該第二二極體的一端，該第一耦合電容的另一端接收該函數波信號，該第二二極體的另一端連接至該第二耦合電容的一端並輸出一輸出電壓，該第二耦合電容的另一端接地。
2.如權利要求1所述的升壓電路，其特徵在於該輸入電壓為正電壓或負電壓。
3.如權利要求1所述的升壓電路，其特徵在於該函數波信號為正弦波、方波、三角波、脈衝或不規則波之一。
4.如權利要求1所述的升壓電路，其特徵在於該輸出電壓輸出到一真空螢光顯示管。
5.一種升壓電路，包括多個電壓拉升區塊，用以拉升電壓；以及一函數波產生電路，用以產生一函數波信號；其特徵在於，每一個電壓拉升區塊皆具有一第一二極體、一第二二極體、一第一耦合電容與一第二耦合電容；該第一二極體的一端用以接收一輸入電壓，另一端同時連接至該第一耦合電容與該第二二極體的一端，該第一耦合電容的另一端接收該函數波信號，該第二二極體的另一端連接至該第二耦合電容的一端並輸出一輸出電壓，該第二耦合電容的另一端接地；其中上一級的電壓拉升區塊的輸出電壓作為下一級電壓拉升區塊的輸入電壓；上一級的電壓拉升區塊的該第二二極體的另一端連接至下一級另一電壓拉升區塊的該第一二極體的一端。
6.如權利要求5所述的升壓電路，其特徵在於該輸入電壓為正電壓或負電壓。
7.如權利要求5所述的升壓電路，其特徵在於該函數波信號為正弦波、方波、三角波、脈衝或不規則波之一。
8.如權利要求5所述的升壓電路，其特徵在於該輸出電壓輸出至一真空螢光顯示管。
9.一種升壓電路，包括多個正電壓拉升區塊，用以拉升電壓；多個負電壓拉升區塊，用以拉升電壓；以及一函數波產生電路，用以產生一函數波信號；其特徵在於，每一個正或負電壓拉升區塊皆具有一第一二極體、一第二二極體、一第一耦合電容與一第二耦合電容；該第一二極體的一端用以接收一第一輸入電壓，另一端同時連接至該第一耦合電容與該第二二極體的一端，該第一耦合電容的另一端接收該函數波信號，該第二二極體的另一端連接至該第二耦合電容的一端並輸出一輸出電壓，該第二耦合電容的另一端接地；其中上一級的正或負電壓拉升區塊的該輸出電壓作為下一級電壓拉升區塊的該輸入電壓；上一級的電壓拉升區塊的該第二二極體的另一端連接至下一級另一電壓拉升區塊的該第一二極體的一端。
10.如權利要求9所述的升壓電路，其特徵在於該輸入電壓為正電壓或負電壓。
11.如權利要求9所述的的升壓電路，其特徵在於該函數波信號為正弦波、方波、三角波、脈衝或不規則波之一。
12.如權利要求9所述的升壓電路，其特徵在於該輸出電壓輸出至一真空螢光顯示管。
全文摘要
本發明提供一種升壓電路，包括電壓拉升區塊與函數波產生電路。此電壓拉升區塊由第一二極體、第二二極體、第一耦合電容與第二耦合電容所組成，用以提升輸入電壓。本發明依據不同的負載電壓需求可組成多級的電壓拉升區塊，且此電壓拉升區塊僅僅只需更換二極體與電容便可進行維修，並以增加/減少二極體與電容器的搭配組數可輕易地實現調整升壓的範圍，進而達到節省時間以及降低成本的目的。
文檔編號H02M3/06GK1805257SQ20051000035
公開日2006年7月19日 申請日期2005年1月10日 優先權日2005年1月10日
發明者吳國全, 陳敦仁 申請人:技發科技股份有限公司