直流升壓電路及升壓裝置的製作方法
2024-03-05 18:17:15 2
專利名稱：直流升壓電路及升壓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電路技術領域，尤其涉及一種直流升壓電路及升壓裝置。
背景技術：
目前各種新能源電池得到長足發展，在節能環保領域具有重要意義，但受限於一些種類的新能源電池本身的技術特點，其輸出電壓一般偏低，無法滿足大部分負載和升壓裝置的電壓要求，因此難以投入使用。目前，多數升壓電路的最低輸入電壓均在3V以上，無法對較低的輸入電壓進行升壓。因此，現有技術中的升壓電路的應用範圍較窄。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種直流升壓電路及升壓裝置，解決現有技術中的升壓電路的應用範圍較窄的缺陷，實現擴寬升壓電路的應用範圍。本實用新型提供的技術方案是，一種直流升壓電路，包括處理器、充能電感、為所述充能電感充電蓄能的直流電源輸入端，以及用於控制所述充能電感充放電的場效應管； 所述充能電感釋放的電能通過直流電源輸出端輸出，所述場效應管的控制端連接所述處理器以接收所述處理器輸出的開關控制信號，所述場效應管的開關通路連接在所述充能電感的充電迴路中。本實用新型提供的直流升壓電路，通過處理器控制場效應管的通斷，使從直流電源輸入端輸入的電能連續充入到充能電感中累積，使充能電感的電位升高，實現對較低的輸入電壓進行升壓，實現擴寬升壓電路的應用範圍；同時可並聯使用，實現擴寬轉換功率的應用範圍。如上所述的直流升壓電路，所述場效應管的控制端連接處理器的信號輸出端，接收處理器輸出的開關控制信號。如上所述的直流升壓電路，所述充能電感的一端連接所述直流電源輸入端，另一端通過所述場效應管的開關通路接地。如上所述的直流升壓電路，所述充能電感釋放的電能通過肖特基二極體連接所述直流電源輸出端。如上所述的直流升壓電路，所述肖特基二極體與所述直流電源輸出端之間還設置有接地的電解電容。如上所述的直流升壓電路，所述直流電源輸出端依次連接有第一貼片電阻和第二貼片電阻，所述第一貼片電阻的兩端並聯有第一貼片電容，所述第二貼片電阻接地，所述處理器的反饋信號輸入端連接在所述第一貼片電阻和所述第二貼片電阻之間。如上所述的直流升壓電路，所述處理器的供電端連接有接地的第二貼片電容，所述處理器的電壓參考端連接有接地的第三貼片電容，所述充能電感與所述直流電源輸入端之間設置有接地的鉭電容。如上所述的直流升壓電路，所述鉭電容、所述充能電感和所述肖特基二極體依次設置在所述直流升壓電路的上部，所述處理器、所述場效應管和所述電解電容依次設置在所述直流升壓電路中部，所述第一貼片電阻、所述第二貼片電阻、所述第一貼片電容和第三貼片電容位於所述直流升壓電路的下部，所述第二貼片電容位於所述鉭電容和所述處理器之間。本實用新型提供的技術方案是，一種升壓裝置，包括電源端子，所述電源端子包括電源輸入端子和電源輸出端子，還包括多個如上所述的直流升壓電路，多個所述直流升壓電路並聯連接，所述直流升壓電路的直流電源輸出端與所述電源輸入端子連接，所述直流升壓電路的直流電源輸出端與所述電源輸出端子連接。本實用新型提供的升壓裝置，通過處理器控制場效應管的通斷，使從直流電源輸入端輸入的電能連續充入到充能電感中累積，使充能電感的電位升高，實現對較低的輸入電壓進行升壓，實現擴寬升壓電路的應用範圍；另外，通過設置多個並聯設置的直流升壓電路，提高升壓裝置的轉換功率，並聯直流升壓電路的數量越多，升壓裝置可轉換的功率越大。如上所述的升壓裝置，所述電壓輸入端子設置有鍍錫層，多個所述直流升壓電路圍繞所述電源端子分布。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型升壓電路實施例的電路原理圖；圖2為本實用新型升壓電路實施例中各個部件的分布圖；圖3為本實用新型升壓裝置實施例的電路原理圖；圖4為本實用新型升壓裝置實施例中各個部件的分布圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。圖1為本實用新型升壓電路實施例的電路原理圖，圖2為本實用新型升壓電路實施例中各個部件的分布圖。如圖1-圖2所示，本實施例直流升壓電路，包括處理器 MAX1771、充能電感L、為充能電感L充電蓄能的直流電源輸入端Power In,以及用於控制充能電感L充放電的場效應管MOS ；充能電感L釋放的電能通過直流電源輸出端Power Out輸出，場效應管MOS的控制端連接處理器MAX1771以接收處理器MAX1771輸出的開關控制信號，場效應管MOS的開關通路連接在充能電感L的充電迴路中。具體而言，直流電源輸入端Power h輸入的低壓電對充能電感L進行充電，通過處理器MAX1771控制場效應管MOS的通斷頻率，使充能電感L不斷積累電能，最終充能電感 L中積累的電能通過直流電源輸出端Power Out輸出升壓的電。其中，場效應管MOS的控制
4端連接處理器MAX1771的信號輸出端EXT，接收處理器MAX1771輸出的開關控制信號。充能電感L的一端連接直流電源輸入端Power In,另一端通過場效應管MOS的開關通路接地。 另外，為了保證電流的正確流向，充能電感L釋放的電能可以通過肖特基二極體D連接直流電源輸出端Power Out，通過肖特基二極體D可以確保電流不能反灌回充能電感L，影響本實施例直流升壓電路的正確輸出。其中，肖特基二極體D與直流電源輸出端Power Out之間可以還設置有接地的電解電容C2，C2可以起到穩壓和增加驅動能力的作用。進一步的，直流電源輸出端Power Out可以依次連接有第一貼片電阻R2和第二貼片電阻Rl，第一貼片電阻R2的兩端並聯有第一貼片電容C5，第二貼片電阻Rl接地，處理器 MAX1771的反饋信號輸入端FB連接在第一貼片電阻R2和第二貼片電阻Rl之間。具體的， 處理器MAX1771的電流參考端CS接地以採集漏極電流，處理器MAX1771通過反饋信號輸入端FB確定反饋電壓，從而實現對直流電源輸出端Power Out輸出電壓的調節。又進一步的，為了進一步提高直流電源輸出端Power Out輸出電壓的穩定性，處理器MAX1771的供電端VCC可以連接有接地的第二貼片電容C3，處理器MAX1771的電壓參考端REF連接有接地的第三貼片電容C4，充能電感L與直流電源輸入端Power h之間設置有接地的鉭電容Cl。更進一步的，本實施例中的鉭電容Cl、充能電感L和肖特基二極體D依次設置在本實施例直流升壓電路的上部，處理器MAXl771、場效應管MOS和電解電容C2依次設置在本實施例直流升壓電路中部，第一貼片電阻R2、第二貼片電阻R1、第一貼片電容C5和第三貼片電容C4位於本實施例直流升壓電路的下部，第二貼片電容C3位於鉭電容Cl和處理器之間 MAX1771。具體的，因為本實施例直流升壓電路使用的元器件多為高頻器件，所以在本實施例直流升壓電路布局和布線上有一定的限制，避免出現因布局不合理使輸出電壓電流穩定性下降導致降低本實施例直流升壓電路的輸出功率。經過實驗驗證，採用如圖2所示的本實施例直流升壓電路布局具有較好效果，能夠有效的提高本實施例直流升壓電路的輸出電壓電流的穩定性，在熱損耗與額定功率間達到平衡，確保轉換效率在84%以上。本實施例直流升壓電路，通過處理器控制場效應管的通斷，使從直流電源輸入端輸入的電能連續充入到充能電感中累積，使充能電感的電位升高，實現對較低的輸入電壓進行升壓，可以對低至0. 6V的電壓進行升壓處理，實現擴寬升壓電路的應用範圍；同時可並聯使用，實現擴寬轉換功率的應用範圍。圖3為本實用新型升壓裝置實施例的電路原理圖，圖4為本實用新型升壓裝置實施例中各個部件的分布圖。如圖3和圖4所示，本實施例升壓裝置，包括電源端子101，電源端子101包括電源輸入端子1011和電源輸出端子1012，還包括多個直流升壓電路102， 多個直流升壓電路102並聯連接，直流升壓電路的直流電源輸出端與電源輸入端子1011連接，直流升壓電路的直流電源輸出端與電源輸出端子1012連接。具體而言，本實施例中的直流升壓電路102可以採用本實用新型直流升壓電路實施例中的直流升壓電路，其具體結構可以參見本實用新型直流升壓電路實施例以及附圖 1-圖2的記載，在此不再贅述。其中，為了有效壓縮電路面積並提高升壓裝置的電壓轉換效率，本實施例中的電壓輸入端子1011設置有鍍錫層(未圖示)，多個直流升壓電路102圍繞電源端子101分布。通過在電壓輸入端子1011上設置鍍錫層以增加其截面積，進而降低了線路上的壓降；通過將直流升壓電路102圍繞電源端子101分布設置，可以有效的縮小電路的面積並提高升壓裝置的電壓轉換效率，確保電源端子101到各個直流升壓電路102的距
離最短。本實施例升壓裝置，通過處理器控制場效應管的通斷，使從直流電源輸入端輸入的電能連續充入到充能電感中累積，使充能電感的電位升高，實現對較低的輸入電壓進行升壓，實現擴寬升壓電路的應用範圍；另外，通過設置多個並聯設置的直流升壓電路，使多個直流升壓電路同時工作，提高了輸入額定電流數，進而大大提高了轉化的功率數，提高升壓裝置的轉換功率，並且並聯直流升壓電路的數量越多，升壓裝置可轉換的功率越大。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制； 儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解 其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求1.一種直流升壓電路，其特徵在於，包括處理器、充能電感、為所述充能電感充電蓄能的直流電源輸入端，以及用於控制所述充能電感充放電的場效應管；所述充能電感釋放的電能通過直流電源輸出端輸出，所述場效應管的控制端連接所述處理器以接收所述處理器輸出的開關控制信號，所述場效應管的開關通路連接在所述充能電感的充電迴路中。
2.根據權利要求1所述的直流升壓電路，其特徵在於，所述場效應管的控制端連接處理器的信號輸出端，接收處理器輸出的開關控制信號。
3.根據權利要求1所述的直流升壓電路，其特徵在於，所述充能電感的一端連接所述直流電源輸入端，另一端通過所述場效應管的開關通路接地。
4.根據權利要求1-3任一所述的直流升壓電路，其特徵在於，所述充能電感釋放的電能通過肖特基二極體連接所述直流電源輸出端。
5.根據權利要求4所述的直流升壓電路，其特徵在於，所述肖特基二極體與所述直流電源輸出端之間還設置有接地的電解電容。
6.根據權利要求5所述的直流升壓電路，其特徵在於，所述直流電源輸出端依次連接有第一貼片電阻和第二貼片電阻，所述第一貼片電阻的兩端並聯有第一貼片電容，所述第二貼片電阻接地，所述處理器的反饋信號輸入端連接在所述第一貼片電阻和所述第二貼片電阻之間。
7.根據權利要求6所述的直流升壓電路，其特徵在於，所述處理器的供電端連接有接地的第二貼片電容，所述處理器的電壓參考端連接有接地的第三貼片電容，所述充能電感與所述直流電源輸入端之間設置有接地的鉭電容。
8.根據權利要求7所述的直流升壓電路，其特徵在於，所述鉭電容、所述充能電感和所述肖特基二極體依次設置在所述直流升壓電路的上部，所述處理器、所述場效應管和所述電解電容依次設置在所述直流升壓電路中部，所述第一貼片電阻、所述第二貼片電阻、所述第一貼片電容和第三貼片電容位於所述直流升壓電路的下部，所述第二貼片電容位於所述鉭電容和所述處理器之間。
9.一種升壓裝置，包括電源端子，所述電源端子包括電源輸入端子和電源輸出端子，其特徵在於，還包括多個如權利要求1-8任一所述的直流升壓電路，多個所述直流升壓電路並聯連接，所述直流升壓電路的直流電源輸出端與所述電源輸入端子連接，所述直流升壓電路的直流電源輸出端與所述電源輸出端子連接。
10.根據權利要求9所述的升壓裝置，其特徵在於，所述電壓輸入端子設置有鍍錫層， 多個所述直流升壓電路圍繞所述電源端子分布。
專利摘要本實用新型提供一種直流升壓電路及升壓裝置。直流升壓電路，包括處理器、充能電感、為所述充能電感充電蓄能的直流電源輸入端，以及用於控制所述充能電感充放電的場效應管；所述充能電感釋放的電能通過直流電源輸出端輸出，所述場效應管的控制端連接所述處理器以接收所述處理器輸出的開關控制信號，所述場效應管的開關通路連接在所述充能電感的充電迴路中。本實用新型還提供了一種升壓裝置，包括電源端子，所述電源端子包括電源輸入端子和電源輸出端子，還包括多個如上所述的直流升壓電路，多個所述直流升壓電路並聯連接，所述直流升壓電路的直流電源輸出端與所述電源輸入端子連接，所述直流升壓電路的直流電源輸出端與所述電源輸出端子連接。
文檔編號H02M3/06GK202231614SQ20112035258
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者於硯廷, 倪秀輝, 厲運周, 許巖, 馬慶鋒 申請人:山東省科學院海洋儀器儀表研究所