[发明专利]一种升压电路

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体说的是一种升压电路。

背景技术

电源是电子工业的基础。其中，开关式功率变换器及其设计是电源领域中不可或缺的重要组成部分。根据不同的应用需求，人们设计了多种电能变换处理装置，出现了各种各样的功率变换电路，如：AC/AC升压(降压)电路、AC/DC升压(降压)电路、DC/DC升压(降压)电路等。其中，以升压为目的的DC/DC升压电路也称为BOOST电路。BOOST电路具有结构简单可靠、功耗低效率高、支持大电流输出等优点，在升压领域应用最为广泛。

现有技术中典型的BOOST升压电路如图1所示，主要由开关管Q及其控制单元、续流二极管以及L、C元件构成。它的工作原理主要是通过控制功率开关管Q的开通与关断，来实现输出电压的升压和调压功能，其输出电压为VOUT＝VIN/(1-β)，β为Q导通的占空比，即β＝TON/(TON+TOFF)，其中TON、TOFF分别是在一个开关周期内Q的导通时间和关断时间，由于β＜1，因此有VOUT＞VIN，即获得升压输出。BOOST电源的转换效率为：μ＝VOUT*IOUT/(VIN*IIN)。

在能源越来越紧缺的地球上，提高电源转换效率是工程师们永恒的课题之一，针对现有的电源电路，提高电源转换效率，就意味着要减少电路自身的功率消耗。对于图1所示的典型BOOST电路而言，自身的功率消耗主要来自续流二极管D的导通损耗、开关管Q的导通损耗和驱动损耗等。为此，人们优化了BOOST电路，采用了具有更小导通电阻的功率MOS管来取代二极管D，如图2所示，这种优化的BOOST电路也称为同步整流BOOST电路，是当前技术领域内成熟运用的BOOST电路。

在同步整流BOOST电路的基础上，人们也始终在想方设法进一步降低自身损耗，目前常见的做法是选用更低导通电阻MOS管等。但是，这些常用方法始终受制于器件制造工艺的发展，另外选用具有更理想参数的器件意味着电路成本的增加，因此这些方法并不能随心所欲地的实施，这是现有技术存在的主要缺点。因此，有必要提供一种能够很好解决上述问题的BOOST升压电路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种升压电路，进一步提高电路的转换效率，且具有低成本、高可靠、易实现和易推广等优势。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种升压电路，包括电容C、电感L、控制单元、开关管、续流管和两个二极管；电感L的一端连接电源输入端，另一端连接所述续流管的输入端，所述续流管的输出端为电源输出端；

一个所述二极管的阳极端连接电源输入端，另一个所述二极管的阳极端连接电源输出端，两个所述二极管的共阴极端连接所述控制单元的电源输入端；所述控制单元的输出端连接所述开关管的控制端，所述开关管串联在所述续流管的输入端和接地端之间；所述电容C的一端连接电源输入端，另一端接地。

本发明的有益效果在于：本发明区别于现有技术的升压电路存在较大的功率消耗，即使选用能够改善损耗的低导通电阻MOS管，也始终受制于器件制造工艺的发展问题，且将导致电路成本增加的问题。本发明提供一种升压电路，利用升压电路的输出电压高于输入电压的基本属性，以及二极管的单向导通和自动切换特性，在电路中增加两个二极管，一个二极管的阳极端连接电源输入，另一个二极管的阳极端连接电源输出，两个二极管的阴极并联后形成的共阴极连接控制单元的电源输入端。两个二极管将根据与之连接的电源输入电压和电源输出电压的大小，自动切换至电压值较高的一端导通，将较大电压值作为控制单元的输入电压，从而提高控制单元的输入电压VCC，输入电压VCC的提高将导致控制单元输出电压的提高，从而降低开关管的导通电阻，减小开关管的导通损耗；进一步的提高升压电源的转换率；再进一步的，本发明所述的升压电源同时又兼具低成本、高可靠、易实现和易推广的优点。

附图说明

图1为现有技术的一种升压电路图；

图2为现有技术的另一种升压电路图；

图3为本发明一实施例一种升压电路图；

图4为本发明一实施例一种升压电路中控制单元的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：将升压电路的输出电压反馈至共阴极二极管的输入端，共阴极二极管连接至控制单元，通过共阴极二极管自动选择较高电压作为输出，提升升压电路的整体效率。