直流-直流轉(zhuǎn)換電路及相應(yīng)的大功率電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種直流-直流轉(zhuǎn)換電路及相應(yīng)的大功率電源，其包括：直流輸入端，用于輸入直流電壓信號(hào)；控制信號(hào)產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)換控制信號(hào)；至少兩個(gè)同步升壓模塊，其包括至少一個(gè)儲(chǔ)能單元，用于根據(jù)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理；直流輸出端，用于輸出同步升壓模塊升壓處理后的直流電壓信號(hào)；其中不同的同步升壓模塊相互并聯(lián)，同一時(shí)間只有一同步升壓模塊對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理。本實(shí)用新型還涉及一種大功率電源。本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路及相應(yīng)的大功率電源體積小、工作溫度較低以及轉(zhuǎn)換效率較高。
【專利說明】直流-直流轉(zhuǎn)換電路及相應(yīng)的大功率電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種直流-直流轉(zhuǎn)換電路及相應(yīng)的大功率電源。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外正向升壓開關(guān)電源的電路常用的有BOOST升壓電路和基于反激的升壓電路等。
[0003]請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1為現(xiàn)有的BOOST升壓電路的具體電路圖，其工作原理是:輸入電源通過功率開關(guān)管Ql的通斷將儲(chǔ)能電感LI儲(chǔ)能并與輸入電壓疊加后經(jīng)隔離二極管Dl傳遞給輸出電容Cl，完成升壓過程。
[0004]請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2為基于反激的升壓電路的具體電路圖，其工作原理是:當(dāng)開關(guān)管Q2導(dǎo)通時(shí)，變壓器B2的初級(jí)線圈儲(chǔ)能，當(dāng)開關(guān)管截止時(shí)，初級(jí)儲(chǔ)能再經(jīng)高頻變壓器耦合給次級(jí)，通過初次級(jí)匝比設(shè)計(jì)，經(jīng)隔離二極管D2傳遞給輸出電容C2，實(shí)現(xiàn)升壓過程。高頻變壓器在初次級(jí)耦合過程中有能量損失，會(huì)降低效率。
[0005]無論是BOOST升壓電路還是反激升壓電路都是單功率管的電路結(jié)構(gòu)，即便是可以采用多個(gè)功率管并聯(lián)的形式，但由于并聯(lián)功率管之間的均流及功率管自身的正溫度系數(shù)特性等因素不同，在實(shí)際使用中難以擴(kuò)充功率，因此這兩種電路通常最大只能輸出幾百瓦的功率，且轉(zhuǎn)換電路中器件的體積都較大、轉(zhuǎn)換電路的工作溫度較高以及轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換效率較低，難以滿足市場對(duì)大功率升壓電源的需求。
[0006]故，有必要提供一種直流-直流轉(zhuǎn)換電路及相應(yīng)的大功率電源，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型目的在于提供一種直流-直流轉(zhuǎn)換電路，該直流-直流轉(zhuǎn)換電路具有體積小、工作溫度較低以及轉(zhuǎn)換效率較高的特點(diǎn)；以解決現(xiàn)有的直流-直流轉(zhuǎn)換電路體積較大、工作溫度較高以及轉(zhuǎn)換效率較低的技術(shù)問題。
[0008]本實(shí)用新型的目的還在于提供一種大功率電源，該大功率電源具有體積小、工作溫度較低以及轉(zhuǎn)換效率較高的特點(diǎn)；以解決現(xiàn)有的直流-直流轉(zhuǎn)換電路體積較大、工作溫度較高以及轉(zhuǎn)換效率較低的技術(shù)問題。
[0009]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0010]提供一種直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其包括:
[0011]直流輸入端，用于輸入直流電壓信號(hào)；
[0012]控制信號(hào)產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)換控制信號(hào)；
[0013]兩個(gè)同步升壓模塊，其包括至少一個(gè)儲(chǔ)能單元，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)換控制信號(hào)對(duì)所述直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理；
[0014]直流輸出端，用于輸出所述同步升壓模塊升壓處理后的直流電壓信號(hào)；[0015]所述直流輸入端分別與所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊以及所述兩個(gè)同步升壓模塊連接，所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊與所述兩個(gè)同步升壓模塊連接，所述兩個(gè)同步升壓模塊與所述直流輸出端連接；
[0016]其中所述兩個(gè)同步升壓模塊相互并聯(lián)，同一時(shí)間所述兩個(gè)同步升壓模塊的其中之一對(duì)所述直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理。
[0017]在本實(shí)用新型所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路中，所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊為型號(hào)TL594的脈寬調(diào)制控制芯片。
[0018]在本實(shí)用新型所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路中，所述同步升壓模塊還包括型號(hào)MIC4102的半橋驅(qū)動(dòng)芯片、第一控制開關(guān)管以及第二控制開關(guān)管；
[0019]所述半橋驅(qū)動(dòng)芯片包括信號(hào)輸入端、第一信號(hào)輸出端以及第二信號(hào)輸出端，所述信號(hào)輸入端與所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊連接，所述第一信號(hào)輸出端與所述第一控制開關(guān)管的控制端連接，所述第二信號(hào)輸出端與所述第二控制開關(guān)管的控制端連接，所述第一控制開關(guān)管的輸入端和所述第二控制開關(guān)管的輸入端分別與所述儲(chǔ)能單元連接，所述第一控制開關(guān)管的輸出端接地，所述第二控制開關(guān)管的輸出端與所述直流輸出端連接。
[0020]在本實(shí)用新型所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路中，所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路包括至少η個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生模塊以及至少2η個(gè)同步升壓模塊，每個(gè)所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊分別與兩個(gè)所述同步升壓模塊連接，其中η為大于I的整數(shù)；所述直流輸入端分別與所有控制信號(hào)產(chǎn)生模塊以及所有同步升壓模塊連接，所有同步升壓模塊與所述直流輸出端連接；
[0021]其中與所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊對(duì)應(yīng)的所述兩個(gè)同步升壓模塊相互并聯(lián)，同一時(shí)間所述兩個(gè)同步升壓模塊的其中之一對(duì)所述直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理。
[0022]在本實(shí)用新型所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路中，所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路還包括用于對(duì)所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路的輸出進(jìn)行過流保護(hù)的過流保護(hù)模塊，所述過流保護(hù)模塊分別與所述同步升壓模塊和所述直流輸出端連接。
[0023]在本實(shí)用新型所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路中，所述過流保護(hù)模塊為型號(hào)DWOl的過流保護(hù)芯片，所述過流保護(hù)芯片的電源端通過穩(wěn)壓芯片TL431與直流輸入端連接。
[0024]在本實(shí)用新型所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路中，所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路還包括對(duì)輸入的直流電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理的濾波模塊，所述濾波模塊分別與直流輸出端、控制信號(hào)產(chǎn)生模塊以及同步升壓模塊連接。
[0025]在本實(shí)用新型所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路中，所述濾波模塊為濾波電容，所述濾波電容的一端與所述直流輸出端連接，另一端接地。
[0026]在本實(shí)用新型所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路中，所述濾波模塊為至少兩個(gè)并聯(lián)的濾波電容，所述并聯(lián)后的濾波電容的一端與所述直流輸出端連接，另一端接地。
[0027]還提供一種大功率電源，其使用上述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行直流電壓信號(hào)的升壓處理。
[0028]實(shí)施本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路及相應(yīng)的大功率電源，具有以下有益效果:由于采用了多個(gè)同步升壓模塊并聯(lián)對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理，減小了轉(zhuǎn)換電路的體積、降低了轉(zhuǎn)換電路的工作溫度以及提高了轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換效率；同時(shí)同步升壓模塊使用半橋驅(qū)動(dòng)芯片及相應(yīng)的控制開關(guān)管進(jìn)行同步升壓控制，進(jìn)一步降低了轉(zhuǎn)換電路的工作溫度以及提高了轉(zhuǎn)換電路。解決了現(xiàn)有的直流-直流轉(zhuǎn)換電路體積較大、工作溫度較高以及轉(zhuǎn)換效率較低的技術(shù)問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0030]圖1為現(xiàn)有的BOOST升壓電路的具體電路圖；
[0031]圖2為基于反激的升壓電路的具體電路圖；
[0032]圖3為本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的第一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的第二優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的第三優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6為本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的具體實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0037]30、40、50、60:直流-直流轉(zhuǎn)換電路；
[0038]31:直流輸入端；
[0039]32:控制信號(hào)產(chǎn)生模塊；
[0040]33:同步升壓模塊；
[0041]34:直流輸出端；
[0042]45:濾波模塊；
[0043]46:過流保護(hù)模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合圖示，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)介紹。
[0045]請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3為本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的第一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本優(yōu)選實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路30包括直流輸入端31、控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32、兩個(gè)同步升壓模塊33以及直流輸出端34 ;該直流輸入端31用于輸入直流電壓信號(hào)；控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)換控制信號(hào)；每個(gè)同步升壓模塊33包括至少一個(gè)儲(chǔ)能單元331，用于根據(jù)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理；直流輸出端34用于輸出同步升壓模塊33升壓處理后的直流電壓信號(hào)。直流輸出端34分別與控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32以及兩個(gè)同步升壓模塊33連接，控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32與兩個(gè)同步升壓模塊33連接，兩個(gè)同步升壓模塊33與直流輸出端34連接。
[0046]本優(yōu)選實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路30使用時(shí)，首先向直流輸入端31輸入直流電壓信號(hào)，直流輸入端31將輸入的電壓信號(hào)發(fā)送給控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32以及同步升壓模塊33 ;然后控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32生成相應(yīng)的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)發(fā)送給同步升壓模塊33 ;同步升壓模塊33根據(jù)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)對(duì)直流輸入端31輸入直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理，具體為兩個(gè)同步升壓模塊33之間相互并聯(lián)，同一時(shí)間兩個(gè)同步升壓模塊33中只有一個(gè)對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理，并將升壓處理之后的直流電壓信號(hào)發(fā)送至直流輸出端34輸出。
[0047]為了保證直流-直流轉(zhuǎn)換電路30的小型化以及高效化，每個(gè)同步升壓模塊33的輸出功率均控制在30瓦至65瓦之間，這樣同步升壓模塊33的儲(chǔ)能單元331 ( 一般為電感)以及同步升壓模塊33的其他部件(如控制開關(guān)管等)均可采用體積小以及效率高的部件，如控制開關(guān)管采用SOIC(Small Outline Integrated Circuit Package,表面貼裝集成單路封裝)的方式進(jìn)行封裝，電感可以采用輸出功率在30瓦至65瓦之間的小電感。如輸出功率需要繼續(xù)增加，則為了保證電感和控制開關(guān)管的正常工作，電感上必須設(shè)置用于散熱的散熱片，控制開關(guān)管必須使用利于散熱的T0-220的方式進(jìn)行封裝，這樣直流-直流轉(zhuǎn)換電路30的體積必然會(huì)大大增加，同時(shí)由于發(fā)熱量的增加，直流-直流轉(zhuǎn)換電路30的轉(zhuǎn)換效率也會(huì)大大降低。
[0048]同時(shí)同一時(shí)間兩個(gè)同步升壓模塊33中只有一個(gè)對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理，這樣該直流-直流轉(zhuǎn)換電路30不需要對(duì)兩個(gè)同步升壓模塊33的輸出進(jìn)行均流處理，進(jìn)一步提高了該直流-直流轉(zhuǎn)換電路30的轉(zhuǎn)換效率。
[0049]本優(yōu)選實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路30采用了兩個(gè)同步升壓模塊33并聯(lián)對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理，同步升壓模塊33的電感以及控制開關(guān)管均可采用體積小以及效率高的部件，減小了轉(zhuǎn)換電路的體積、降低了轉(zhuǎn)換電路的工作溫度以及提高了轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換效率。
[0050]請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4為本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的第二優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本優(yōu)選實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路40在第一優(yōu)選實(shí)施例的基礎(chǔ)上還包括濾波模塊45以及過流保護(hù)模塊46 ;其中濾波模塊45用于對(duì)輸入的直流電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，過流保護(hù)模塊46用于對(duì)直流-直流轉(zhuǎn)換電路40的輸出進(jìn)行過流保護(hù)。該濾波模塊45分別與直流輸入端31、控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32以及同步升壓模塊33連接；過流保護(hù)模塊46分別與同步升壓模塊33以及直流輸出端34連接。
[0051]本優(yōu)選實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路40使用時(shí)，首先向直流輸入端31輸入直流電壓信號(hào)，濾波模塊45對(duì)直流輸入端31輸入的直流電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理,再將輸入的電壓信號(hào)發(fā)送給控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32以及同步升壓模塊33 ;然后控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32生成相應(yīng)的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)發(fā)送給同步升壓模塊33 ;同步升壓模塊33根據(jù)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)對(duì)直流輸入端31輸入直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理，具體為兩個(gè)同步升壓模塊33之間相互并聯(lián)，同一時(shí)間只有一個(gè)同步升壓模塊33對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理，并將升壓處理之后的直流電壓信號(hào)通過過流保護(hù)模塊46發(fā)送至直流輸出端34輸出。
[0052]本優(yōu)選實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路40在第一優(yōu)選實(shí)施例的基礎(chǔ)上使用濾波模塊45對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，使用過流保護(hù)模塊46對(duì)直流-直流轉(zhuǎn)換電路40中的各部件進(jìn)行過流保護(hù)，在減小了轉(zhuǎn)換電路的體積、降低了轉(zhuǎn)換電路的工作溫度以及提高了轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換效率的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步保證了直流-直流轉(zhuǎn)換電路40工作的穩(wěn)定性。
[0053]請(qǐng)參照?qǐng)D5，圖5為本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的第三優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在第二優(yōu)選實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本優(yōu)選實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路50包括至少η個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32以及至少2η個(gè)同步升壓模塊33，每個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32分別與兩個(gè)相應(yīng)的同步升壓模塊33連接，其中η為大于I的整數(shù)。直流輸入端31分別與所有的控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32以及所有的同步升壓模塊33連接，所有的同步升壓模塊33與直流輸出端34連接。
[0054]本優(yōu)選實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路50使用時(shí)，首先向直流輸入端31輸入直流電壓信號(hào)，濾波模塊45對(duì)直流輸入端31輸入的直流電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理,再將輸入的電壓信號(hào)發(fā)送給控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32以及同步升壓模塊33 ;然后控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32生成相應(yīng)的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)發(fā)送給同步升壓模塊33 ;同步升壓模塊33根據(jù)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)對(duì)直流輸入端31輸入直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理。
[0055]由于需要輸出大功率信號(hào)，而每一路的同步升壓模塊33的最佳輸出功率為30瓦至65瓦。因此在本優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)輸出信號(hào)的功率設(shè)置η個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32以及2η個(gè)同步升壓模塊33，每個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32控制兩個(gè)同步升壓模塊33的功率輸出，被同一控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32控制的兩個(gè)同步升壓模塊33相互并聯(lián)，同一時(shí)間上述兩個(gè)同步升壓模塊33的其中之一對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理。如某電源需要輸出500瓦的功率，則可以設(shè)置4個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32以及8個(gè)同步升壓模塊33，每個(gè)同步升壓模塊33輸出功率為62.5瓦，同一時(shí)間都有4個(gè)同步升壓模塊33在進(jìn)行同步升壓操作，且該4個(gè)同步升壓模塊33受控于不同的控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32。
[0056]最后同步升壓模塊33將升壓處理之后的直流電壓信號(hào)通過過流保護(hù)模塊46發(fā)送至直流輸出端34輸出。
[0057]本優(yōu)選實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路50在第二優(yōu)選實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了多個(gè)同步升壓模塊33之間的并聯(lián)，保證了大功率電源高效穩(wěn)定的輸出。
[0058]下面通過一具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的具體工作原理，請(qǐng)參照?qǐng)D6，圖6為本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的具體實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0059]在本優(yōu)選實(shí)施例中，控制信號(hào)產(chǎn)生模塊32為型號(hào)TL594的脈寬調(diào)制控制芯片ICl ;同步升壓模塊33包括電感L1、電感L2、型號(hào)為MIC4102的半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC2、型號(hào)為MIC4102的半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3、第一控制開關(guān)管Ql和Q3以及第二控制開關(guān)管Q2和Q4 ;過流保護(hù)模塊46為型號(hào)DWOl的過流保護(hù)芯片；濾波模塊45為電容C3和電容C7。
[0060]下面以電感L2、半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3、第一控制開關(guān)管Q3以及第二控制開關(guān)管Q4 —路為例說明本具體實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路60的工作原理。
[0061]其中電容C3和電容C7分別與直流輸入端31、半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的電源端VCC、半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的電源端VCC以及脈寬調(diào)制控制芯片ICl的電源端12腳連接。脈寬調(diào)制控制芯片ICl包括電源端12腳、第一信號(hào)輸出端8腳、第二信號(hào)輸出端11腳以及輸出電壓反饋端I腳。半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3包括電源端VCC、信號(hào)輸入端PWM、第一信號(hào)輸出端LO以及第二信號(hào)輸出端HO。過流保護(hù)芯片IC5包括電源端VDD、電流檢測端VM以及保護(hù)控制端D0。
[0062]脈寬調(diào)制控制芯片ICl的第二信號(hào)輸出端11腳與半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的信號(hào)輸入端PWM連接；脈寬調(diào)制控制芯片ICl的輸出電壓反饋端I腳與電容C16的兩端連接，用于檢測分壓檢測輸出電壓。
[0063]半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的第一信號(hào)輸出端LO與第一控制開關(guān)管Q3的控制端(即柵極)連接，半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的第二信號(hào)輸出端HO與第二控制開關(guān)管Q4的控制端(即柵極)連接；第一控制開關(guān)管Q3的輸入端和第二控制開關(guān)管Q4的輸入端與直流輸入端31連接；第一控制開關(guān)管Q3的輸出端接地，第二控制開關(guān)管Q4的輸出端與電容C16的一端連接，電容C16的另一端接地；由于直流-直流轉(zhuǎn)換電路60通過電容C16實(shí)現(xiàn)功率的輸出，即第二控制開關(guān)管Q4的輸出端通過電容C16與直流輸出端34連接。
[0064]過流保護(hù)芯片IC5的電源端VDD通過穩(wěn)壓芯片TL431與直流輸入端31連接，過流保護(hù)芯片IC5的電流檢測端VM通過開關(guān)管Q6與直流輸出端34連接，過流保護(hù)芯片IC5的保護(hù)控制端DO通過開關(guān)管Q7控制整個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換電路60的通斷。
[0065]本具體實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路60工作時(shí)，直流輸入端31輸入的電壓信號(hào)通過電容C3和電容C7濾波后，分別輸入到驅(qū)動(dòng)脈寬調(diào)制控制芯片ICl的電源端12腳、半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC2的電源端VCC以及半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的電源端VCC。隨后脈寬調(diào)制控制芯片ICl的第一信號(hào)輸出端8腳和第二信號(hào)輸出端11腳分別發(fā)送轉(zhuǎn)換控制信號(hào)至半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC2的信號(hào)輸入端PWM以及半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的信號(hào)輸入端PWM。輸入到半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC2的信號(hào)輸入端PWM的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)和輸入到半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的信號(hào)輸入端PWM的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)的電位相反(即輸入到半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC2的信號(hào)輸入端PWM的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)為高電平時(shí)，輸入到半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的信號(hào)輸入端PWM的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)為低電平)。這樣使得半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3所屬的同步升壓模塊33和半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC2所屬的同步升壓模塊33在同一時(shí)間的工作狀態(tài)也不同。
[0066]如半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3所屬的同步升壓模塊33處于儲(chǔ)能狀態(tài)，則第一控制開關(guān)管Q3在半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的控制下導(dǎo)通，第二控制開關(guān)管Q4在半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的控制下斷開，電感L2進(jìn)行能量的存儲(chǔ)，這時(shí)半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC2所屬的同步升壓模塊33處于輸出狀態(tài)。如半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3所屬的同步升壓模塊33處于輸出狀態(tài)，則第一控制開關(guān)管Q3在半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3的控制下斷開，第二控制開關(guān)管Q4在半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC2的控制下導(dǎo)通，電感L2的能量進(jìn)行輸出釋放，即對(duì)電容C16進(jìn)行輸出操作，這時(shí)半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3所屬的同步升壓模塊33處于儲(chǔ)能狀態(tài)。這樣半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC3所屬的同步升壓模塊33和半橋驅(qū)動(dòng)芯片IC2所屬的同步升壓模塊33依次對(duì)電容C16進(jìn)行功率輸出，提高了該直流-直流轉(zhuǎn)換電路60的轉(zhuǎn)換效率(可高達(dá)97% )。
[0067]同時(shí)在本具體實(shí)施例中，采用第二控制開關(guān)管Q2和Q4代替了現(xiàn)有技術(shù)中的隔離二極管Dl和D2，由于第二控制開關(guān)管Q2和Q4的Rds特別低，如型號(hào)SI4164的控制開關(guān)管的Rds —般為0.003歐姆至0.004歐姆，因此在20A-30A的大電流輸出的情況下，損耗的功率約為3瓦左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于隔離二極管在低電壓、大電流輸出時(shí)轉(zhuǎn)換電路的損耗(快恢復(fù)二極管或超快恢復(fù)二極管的正向電壓可達(dá)1.0?1.2V，即使采用低壓降的肖特基二極管，也會(huì)產(chǎn)生大約0.6V的正向壓降)。因此第二控制開關(guān)管Q2和Q4的設(shè)置大大提高了直流-直流變換電路60的轉(zhuǎn)換效率且不存在由肖特基勢(shì)壘電壓而造成的死區(qū)電壓，同時(shí)降低了直流-直流變換電路60的自身發(fā)熱，使得直流-直流變換電路60的設(shè)計(jì)能夠更加小型化。
[0068]本具體實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路60工作時(shí)，脈寬調(diào)制控制芯片ICl的輸出電壓反饋端I腳還可檢測輸出電壓，根據(jù)輸出電壓的大小，調(diào)整同步升壓模塊33的工作時(shí)間，以保證輸出電壓的穩(wěn)定。同時(shí)如過流保護(hù)芯片IC5的電流檢測端VM檢測到直流輸出端34的輸出電流過大，則過流保護(hù)芯片IC5的保護(hù)控制端DO將開關(guān)管Q7斷開，避免大電流損壞直流-直流轉(zhuǎn)換電路60中的部件。
[0069]本實(shí)用新型還涉及一種使用上述直流-直流轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行直流電壓信號(hào)的升壓處理的大功率電源，該大功率電源的工作原理與上述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的工作原理相同或相似，具體請(qǐng)參見上述直流-直流轉(zhuǎn)換電路的優(yōu)選實(shí)施例和具體實(shí)施例中的相關(guān)描述。
[0070]本實(shí)用新型的直流-直流轉(zhuǎn)換電路及相應(yīng)的大功率電源，由于采用了多個(gè)同步升壓模塊并聯(lián)對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理，減小了轉(zhuǎn)換電路的體積、降低了轉(zhuǎn)換電路的工作溫度以及提高了轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換效率；同時(shí)同步升壓模塊使用半橋驅(qū)動(dòng)芯片及相應(yīng)的控制開關(guān)管進(jìn)行同步升壓控制，進(jìn)一步降低了轉(zhuǎn)換電路的工作溫度以及提高了轉(zhuǎn)換電路。解決了現(xiàn)有的直流-直流轉(zhuǎn)換電路體積較大、工作溫度較高以及轉(zhuǎn)換效率較低的技術(shù)問題。
[0071]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括:直流輸入端，用于輸入直流電壓信號(hào)；控制信號(hào)產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)換控制信號(hào)；兩個(gè)同步升壓模塊，其包括至少一個(gè)儲(chǔ)能單元，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)換控制信號(hào)對(duì)所述直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理；直流輸出端，用于輸出所述同步升壓模塊升壓處理后的直流電壓信號(hào)；所述直流輸入端分別與所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊以及所述兩個(gè)同步升壓模塊連接，所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊與所述兩個(gè)同步升壓模塊連接，所述兩個(gè)同步升壓模塊與所述直流輸出端連接；其中所述兩個(gè)同步升壓模塊相互并聯(lián)，同一時(shí)間所述兩個(gè)同步升壓模塊的其中之一對(duì)所述直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊為型號(hào)TL594的脈寬調(diào)制控制芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路，所述同步升壓模塊還包括型號(hào)MIC4102的半橋驅(qū)動(dòng)芯片、第一控制開關(guān)管以及第二控制開關(guān)管；所述半橋驅(qū)動(dòng)芯片包括信號(hào)輸入端、第一信號(hào)輸出端以及第二信號(hào)輸出端，所述信號(hào)輸入端與所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊連接，所述第一信號(hào)輸出端與所述第一控制開關(guān)管的控制端連接，所述第二信號(hào)輸出端與所述第二控制開關(guān)管的控制端連接，所述第一控制開關(guān)管的輸入端和所述第二控制開關(guān)管的輸入端分別與所述儲(chǔ)能單元連接，所述第一控制開關(guān)管的輸出端接地，所述第二控制開關(guān)管的輸出端與所述直流輸出端連接。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路包括至少η個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生模塊以及至少2η個(gè)同步升壓模塊，每個(gè)所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊分別與兩個(gè)所述同步升壓模塊連接，其中η為大于I的整數(shù)；所述直流輸入端分別與所有控制信號(hào)產(chǎn)生模塊以及所有同步升壓模塊連接，所有同步升壓模塊與所述直流輸出端連接；其中與所述控制信號(hào)產(chǎn)生模塊對(duì)應(yīng)的所述兩個(gè)同步升壓模塊相互并聯(lián)，同一時(shí)間所述兩個(gè)同步升壓模塊的其中之一對(duì)所述直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路還包括用于對(duì)所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路的輸出進(jìn)行過流保護(hù)的過流保護(hù)模塊，所述過流保護(hù)模塊分別與所述同步升壓模塊和所述直流輸出端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述過流保護(hù)模塊為型號(hào)DWOl的過流保護(hù)芯片，所述過流保護(hù)芯片的電源端通過穩(wěn)壓芯片TL431與直流輸入端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路還包括對(duì)輸入的直流電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理的濾波模塊，所述濾波模塊分別與直流輸出端、控制信號(hào)產(chǎn)生模塊以及同步升壓模塊連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述濾波模塊為濾波電容，所述濾波電容的一端與所述直流輸出端連接，另一端接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述濾波模塊為至少兩個(gè)并聯(lián)的濾波電容，所述并聯(lián)后的濾波電容的一端與所述直流輸出端連接，另一端接地。
10.一種使用上述權(quán)利 要求1至權(quán)利要求9中任一的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的大功率電源。
【文檔編號(hào)】H02M3/155GK203387405SQ201320477925
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】胡尊, 賀明永, 鄧淦, 洪波 申請(qǐng)人:深圳市至愛的科技發(fā)展有限公司