專利名稱：一種dc-dc轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種DC-DC轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種具有輸入防反接功能的升壓型 (Boost) DC-DC轉(zhuǎn)換器及其控制方法。
背景技術(shù)：
DC/DC轉(zhuǎn)換器為轉(zhuǎn)變輸入電壓后有效輸出固定電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。DC/DC轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于手機(jī)、MP3、數(shù)碼相機(jī)、便攜式媒體播放器等產(chǎn)品中。目前大部分DC/DC轉(zhuǎn)換器具有輸入防反接功能。實(shí)現(xiàn)此功能的方法常用的主要有兩種，一種如圖1所示，采用一個(gè)輸入防反接電路實(shí)現(xiàn)，該輸入防反接電路由保險(xiǎn)絲F和二極管Dl組成，設(shè)置在輸入起始端，二極管Dl正極接地，負(fù)極與輸入端正極相連。當(dāng)輸入反接時(shí)，二極管Dl快速導(dǎo)通，使保險(xiǎn)絲熔斷，從而保護(hù)負(fù)載。另一種如圖2所示，電源VCC通過電阻Rl提供MOS管Gl柵極的閾值電壓，而串接Rl起限流的作用當(dāng)電源正常輸入時(shí)， MOS管導(dǎo)通，電路形成回路，正常工作；當(dāng)電源輸入反接時(shí)，MOS管的漏極電壓遠(yuǎn)大于源極， MOS管截止，起到保護(hù)作用。采用上述兩種方式，當(dāng)輸入反接時(shí)，直接使保險(xiǎn)絲熔斷或MOS管關(guān)斷來保護(hù)電路。 這樣雖然能夠保護(hù)電路，但輸入一旦反接，整個(gè)回路則被關(guān)斷，產(chǎn)品無法工作。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的當(dāng)輸入反接時(shí)，整個(gè)回路被關(guān)斷從而導(dǎo)致產(chǎn)品無法正常工作的問題，提供一種在輸入反接時(shí)能夠正常工作的 DC-DC轉(zhuǎn)換器及其控制方法。本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器包括第一和第二輸入端，用以輸入一直流電源；一輸出端，用以輸出轉(zhuǎn)換后電源；一輸出電容，具有第一端和第二端，其第一端接地，第二端與所述輸出端連接；該轉(zhuǎn)換器還包括一電感，具有第一端和第二端，其第一端與所述第一輸入端連接；第一二極管和第二二極管，第一、第二二極管的陰極均接入所述輸出電容的第二端與輸出端之間的連線，第一二極管的陽(yáng)極與所述電感的第二端連接，第二二極管的陽(yáng)極與所述第二輸入端連接；第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，所述第一、第二開關(guān)裝置具有第一端和第二端，第一開關(guān)裝置的第一端、第二開關(guān)裝置的第一端均接地，第一開關(guān)裝置的第二端接入第一二極管的陽(yáng)極與所述電感的第二端之間的連線，第二開關(guān)裝置的第二端接入第二二極管的陽(yáng)極與所述第二輸入端之間的連線。一種如上述DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制方法，包括以下各步驟，對(duì)所述第一和第二輸入端的電壓進(jìn)行采樣，并比較其有效值電壓；[0016]當(dāng)?shù)谝惠斎攵说挠行е惦妷捍笥诘诙斎攵说挠行е惦妷簳r(shí)，通過控制電路控制所述第一開關(guān)裝置進(jìn)入PWM狀態(tài)，控制所述第二開關(guān)裝置恒導(dǎo)通；當(dāng)?shù)谝惠斎攵说挠行е惦妷盒∮诘诙斎攵说挠行е惦妷簳r(shí)，通過控制電路控制所述第二開關(guān)裝置進(jìn)入PWM狀態(tài)，控制所述第一開關(guān)裝置恒導(dǎo)通。一種如上述DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制裝置，所述控制裝置包含分別對(duì)所述第一和第二輸入端的電壓進(jìn)行采樣的兩個(gè)采樣電路，以及接收采樣電路的信號(hào)并控制所述DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制電路，所述RC濾波采樣電路包括一電阻、一電容及一二極管；所述電阻的一端與要采樣的輸入端連接，另一端與所述二極管的陽(yáng)極連接；所述電容的一端接地，另一端接入所述電阻與所述二極管的陽(yáng)極之間的連線。本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器由兩個(gè)輸入并聯(lián)、輸出串聯(lián)的Boost電路構(gòu)成，工作時(shí)，首先對(duì)輸入端電壓進(jìn)行采樣判斷，然后通過控制兩個(gè)開關(guān)裝置的工作狀態(tài)，使兩個(gè) Boost電路分別工作在不同的輸入狀態(tài)下，不論在輸入正接或反接時(shí)，均能完成DC-DC轉(zhuǎn)換，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的輸入反接時(shí)，產(chǎn)品不能正常工作的問題。

圖1為一種現(xiàn)有DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入防反接電路圖；圖2為另一種現(xiàn)有DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路圖；圖3為本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路圖；圖4為本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器在Vdcl為正，Vdc2為負(fù)時(shí)的工作狀態(tài)示意圖， 其中圖(a)為Ql導(dǎo)通、Q2導(dǎo)通時(shí)的工作狀態(tài)，圖(b)為Ql關(guān)斷、Q2導(dǎo)通時(shí)的工作狀態(tài)；圖5為本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器在Vdcl為負(fù)，Vdc2為正時(shí)的工作狀態(tài)示意圖， 其中圖(a)為Ql導(dǎo)通、Q2導(dǎo)通時(shí)的工作狀態(tài)，圖(b)為Ql導(dǎo)通、Q2關(guān)斷時(shí)的工作狀態(tài)；圖6為本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制方法的實(shí)現(xiàn)框圖；圖7為現(xiàn)有的電壓采樣電路；圖8為本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制方法中所使用的RC濾波采樣電路(圖中虛線框中部分)圖9為本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制流程圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器如附圖3所示，包括用于輸入一個(gè)直流電源的兩個(gè)輸入端Vdcl、Vdc2，一個(gè)輸出端，電容Cl，電感Li，二極管Dl、D2，以及開關(guān)裝置Ql、Q2。電容 Cl的一端接地，另一端與輸出端連接；電感Ll的一端與輸入端Vdcl連接，另一端與二極管 Dl的陽(yáng)極連接；二極管Dl、D2的陰極均接入電容Cl與輸入端之間的連線，二極管D2的陽(yáng)極與輸入端Vdc2連接；開關(guān)裝置Ql、Q2均具有第一端和第二端，QU Q2的第一端均接地， Ql的第二端接入電感Ll與二極管Dl陽(yáng)極之間的連線，Q2的第二端接入輸入端Vdc2與二極管D2之間的連線。[0033]本實(shí)用新型所述的開關(guān)裝置可以是任何可根據(jù)控制要求在導(dǎo)通和關(guān)斷之間轉(zhuǎn)換的裝置，例如常用的晶體管，MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect ^Transistor，金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場(chǎng)效晶體管)，IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)等。圖3所示的實(shí)施方式中Q1、Q2均采用了 M0SFET。下面對(duì)本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)及原理進(jìn)行詳細(xì)說明。當(dāng)輸入端Vdcl為正，Vdc2為負(fù)，控制Ql處于PWM狀態(tài)，Q2恒導(dǎo)通；此時(shí)Li， Ql, Dl, Cl組成一個(gè)Boost電路，Ql處于PWM工作狀態(tài)Q1導(dǎo)通期間，Ll儲(chǔ)能，電感電流
i堦大，Dl截止，電流通路如圖4(a)所示；Ql關(guān)斷期間，Dl導(dǎo)通，電容Cl充電，其電流通
路如圖(b)所示。當(dāng)輸入端Vdcl為負(fù)，Vdc2為正(即輸入電源反接)，控制Q2處于PWM狀態(tài)，Ql恒導(dǎo)通；此時(shí)Li，Q2，D2，Cl組成一個(gè)Boost電路，Q2處于PWM工作狀態(tài)Q2導(dǎo)通期間，Ll儲(chǔ)能，
電感電流‘增大，D2截止，電流通路如圖5 (a)所示；Q2關(guān)斷期間，D2導(dǎo)通，電容Cl充電，
電流通路如圖5 (b)所示。這樣，不論輸入端如何接入，本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器均可正常工作。本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制方法，包括以下各步驟，對(duì)所述第一和第二輸入端的電壓進(jìn)行采樣，并比較其有效值電壓；當(dāng)?shù)谝惠斎攵说挠行е惦妷捍笥诘诙斎攵说挠行е惦妷簳r(shí)，通過控制電路控制所述第一開關(guān)裝置進(jìn)入PWM狀態(tài)，控制所述第二開關(guān)裝置恒導(dǎo)通；當(dāng)?shù)谝惠斎攵说挠行е惦妷盒∮诘诙斎攵说挠行е惦妷簳r(shí)，通過控制電路控制所述第二開關(guān)裝置進(jìn)入PWM狀態(tài)，控制所述第一開關(guān)裝置恒導(dǎo)通。如附圖6所示，本實(shí)用新型的控制裝置包括兩個(gè)電壓采樣電路和控制電路。電壓采樣電路分別對(duì)輸入端Vdcl、Vdc2的電壓進(jìn)行采樣，并將兩者的有效值電壓傳送給控制電路，控制電路對(duì)兩者的有效值電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果控制開關(guān)裝置Ql、Q2的工作狀態(tài)當(dāng)Vdcl的有效值電壓大于Vdc2的有效值電壓時(shí)，控制Ql進(jìn)入開關(guān)狀態(tài)，Q2恒導(dǎo)通； 當(dāng)Vdcl的有效值電壓小于Vdc2的有效值電壓時(shí)，控制Q2進(jìn)入開關(guān)狀態(tài)，Ql恒導(dǎo)通。上述控制電路可使用現(xiàn)有成熟技術(shù)?，F(xiàn)有常用的電壓采樣電路通常如附圖7所示，這樣的電路只適合在電壓源很穩(wěn)定的情況下采樣，當(dāng)電壓源不是直流時(shí)，則采樣過來的電壓信號(hào)和電壓源波形不一致，導(dǎo)致采樣不穩(wěn)定。為解決此問題，本實(shí)用新型分別利用一 RC濾波采樣電路對(duì)所述第一和第二輸入端的電壓進(jìn)行采樣，所述RC濾波采樣電路包括一電阻、一電容及一二極管；所述電阻的一端與要采樣的輸入端連接，另一端與所述二極管的陽(yáng)極連接；所述電容的一端接地，另一端接入所述電阻與所述二極管的陽(yáng)極之間的連線。本實(shí)用新型采用兩個(gè)上述的RC濾波采樣電路分別對(duì)Vdcl、Vdc2進(jìn)行電壓采樣，如附圖8所示，電阻R1、電容C2、二極管D3組成的RC 濾波采樣電路對(duì)Vdcl的電壓進(jìn)行采樣，并將采樣后的有效值電壓通過二極管D3的陰極輸出給控制電路；電阻R2、電容C3、二極管D4組成的RC濾波采樣電路對(duì)Vdc2的電壓進(jìn)行采樣，并將采樣后的有效值電壓通過二極管D4的陰極輸出給控制電路。采用上述采樣電路，不論輸入電源是否直流、其波形如何，經(jīng)過RC濾波后都會(huì)變?yōu)槠椒€(wěn)的電壓，這樣采樣得到的Vdcl_rms及Vdc2_rms電壓為穩(wěn)定的輸入電壓有效值。整個(gè)控制流程如附圖9所示。
權(quán)利要求1.一種DC-DC轉(zhuǎn)換器，包括第一和第二輸入端，用以輸入一直流電源；一輸出端，用以輸出轉(zhuǎn)換后電源；一輸出電容，具有第一端和第二端，其第一端接地，第二端與所述輸出端連接；其特征在于，該轉(zhuǎn)換器還包括一電感，具有第一端和第二端，其第一端與所述第一輸入端連接；第一二極管和第二二極管，第一、第二二極管的陰極均接入所述輸出電容的第二端與輸出端之間的連線，第一二極管的陽(yáng)極與所述電感的第二端連接，第二二極管的陽(yáng)極與所述第二輸入端連接；第一開關(guān)裝置和第二開關(guān)裝置，所述第一、第二開關(guān)裝置具有第一端和第二端，第一開關(guān)裝置的第一端、第二開關(guān)裝置的第一端均接地，第一開關(guān)裝置的第二端接入第一二極管的陽(yáng)極與所述電感的第二端之間的連線，第二開關(guān)裝置的第二端接入第二二極管的陽(yáng)極與所述第二輸入端之間的連線。
2.如權(quán)利要求1所述DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述開關(guān)裝置為M0SFET。
3.—種權(quán)利要求1所述DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制裝置，所述控制裝置包含分別對(duì)所述第一和第二輸入端的電壓進(jìn)行采樣的兩個(gè)采樣電路，以及接收采樣電路的信號(hào)并控制所述 DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，所述RC濾波采樣電路包括一電阻、一電容及一二極管；所述電阻的一端與要采樣的輸入端連接，另一端與所述二極管的陽(yáng)極連接；所述電容的一端接地，另一端接入所述電阻與所述二極管的陽(yáng)極之間的連線。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種DC-DC轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器由兩個(gè)輸入并聯(lián)、輸出串聯(lián)的Boost電路構(gòu)成，工作時(shí)，首先對(duì)輸入端電壓進(jìn)行采樣判斷，然后通過控制兩個(gè)開關(guān)裝置的工作狀態(tài)，使兩個(gè)Boost電路分別工作在不同的輸入狀態(tài)下，不論在輸入正接或反接時(shí)，均能完成DC-DC轉(zhuǎn)換，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的輸入反接時(shí)，產(chǎn)品不能正常工作的問題。本實(shí)用新型還公開了一種控制裝置，該控制裝置包含兩個(gè)用于對(duì)輸入電壓進(jìn)行采樣的RC濾波采樣電路。
文檔編號(hào)H02M3/155GK201985758SQ20112011640
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者孫巨祿, 徐 明, 馬波 申請(qǐng)人:南京博蘭得電子科技有限公司