專利名稱：直流升壓電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及直流變換電路，尤其是涉及一種直流升壓電路。
背景技術：
為了電路設計的小型化，使用較少的電池能源模塊為電路供電，但卻不能滿足驅動負載電壓的要求，所以需要增加升壓電路將有限的電壓升為需要的電壓，例如一般的應用是將5V升為12V。傳統(tǒng)的解決方案都是應用某一款專用的升壓芯片及其輔助電路，成本相對較高。
發(fā)明內容基于此，有必要提供一種低成本的直流升壓電路。一種直流升壓電路，包括用于產生方波信號的方波發(fā)生器、反相器F1、電感L1、二極管D1、電容Cl以及誤差檢測模塊，其中:所述方波發(fā)生器的輸出端與地之間依次串接反相器F1、二極管Dl以及電容Cl，所述反相器Fl的輸入端連接方波發(fā)生器的輸出端，所述反相器Fl的輸出端連接二極管Dl的陽極；所述反相器Fl的輸出端還通過電感LI連接至直流電源；所述電容Cl與二極管Dl陰極連接的一端作為所述直流升壓電路的電壓輸出端，且所述電壓輸出端與方波發(fā)生器的輸出端之間連接所述用于檢測輸出電壓誤差的誤差檢測模塊，當電壓輸出端的電壓高于第一預設電壓時，所述誤差檢測模塊輸出低電平至反相器Fl的輸入端，當輸 出電壓低于第二預設電壓時，所述誤差檢測模塊輸出高電平至反相器Fl的輸入端，所述第一預設電壓大于或等于第二預設電壓。優(yōu)選地，所述方波發(fā)生器包括采用雙電源供電的運算放大器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電容C2，其中:所述電阻Rl連接在運算放大器Ul的反相輸入端與輸出端之間，所述運算放大器Ul的反相輸入端還通過電容C2接地；所述電阻R2連接在運算放大器Ul的同相輸入端與輸出端之間，所述運算放大器Ul的同相輸入端還通過電阻R3接地。優(yōu)選地，所述運算放大器Ul的輸出端還連接二極管D2，且所述二極管D2的陽極與所述運算放大器Ul的輸出端連接。優(yōu)選地，所述誤差檢測模塊包括電阻R4、電阻R5以及反相器F2，其中:所述電阻R4和電阻R5串接在所述直流升壓電路的電壓輸出端與地之間；所述反相器F2的輸入端連接電阻R4和電阻R5的公共端，所述反相器F2的輸出端連接所述反相器Fl的輸入端。優(yōu)選地，所述反相器Fl至少還并聯(lián)一個以上的反相器。優(yōu)選地，所述電感LI與直流電源連接的一端通過電容C3接地。優(yōu)選地，所述直流電源的電壓為5V，所述第一預設電壓和第二預設電壓均為12V。優(yōu)選地，所述直流電源的電壓為5V，所述第一預設電壓為12.5V，所述第二預設電壓為11.5V上述直流升壓電路采用較少的元器件和方波發(fā)生器等常見電路，相比傳統(tǒng)的利用專門的直流升壓芯片的電路，具有較低的成本。
圖1為一實施例的直流升壓電路圖；圖2為另一優(yōu)選實施例的直流升壓電路圖。
具體實施方式以下結合附圖進行進一步說明。如圖1所示，為一實施例的直流升壓電路。包括用于產生方波信號的方波發(fā)生器100、反相器Fl、二極管D1、電感L1、電容Cl以及誤差檢測模塊200。方波發(fā)生器100的輸出端與地之間依次串接反相器F1、二極管Dl以及電容Cl。反相器Fl的輸入端連接方波發(fā)生器100的輸出端，反相器Fl的輸出端連接二極管Dl的陽極。反相器Fl的輸出端還通過電感LI連接至直流電源VCC。電容Cl與二極管Dl陰極連接的一端作為本實施例直流升壓電路的電壓輸出端，輸出升壓后得到的電壓。該電壓輸出端與方波發(fā)生器100的輸出端之間連接所述用于檢測輸出電壓誤差的誤差檢測模塊200。當電壓輸出端的電壓高于第一預設電壓時，誤差檢測模塊200輸出低電平至反相器Fl的輸入端，當電壓輸出端的電壓低于第二預設電壓時，誤差檢測模塊200輸出高電平至反相器Fl的輸入端。其中第一預設電壓大于或等于第二預設電壓。本實施例的直流升壓原理如下:方波發(fā)生器100發(fā)出持續(xù)的方波信號，表現(xiàn)為周期交替的高電平和低電平。在高電平時段內，高電平從反 相器Fl的輸入端輸入，經反相器Fl反相處理為低電平，此時電感LI兩端具有壓差，電流通過電感LI儲能。在低電平時段內，低電平從反相器Fl的輸入端輸入，經反相器Fl反相處理為高電平，此時電感LI的電流切斷，電感LI兩端具有一定的電壓，該電壓與直流電源VCC的電壓疊加使二極管Dl導通并對電容Cl充電。當再次進入高電平時段時，電容Cl上的電壓即為輸出電壓。由于反相器Fl的輸出端變?yōu)榈碗娖?此時電感LI再次儲能。在電感LI反復的儲能和輸出能量的過程中，LI的能量逐漸增加，從而能夠提供的電壓也逐漸變大，與直流電源VCC疊加后的輸出電壓也逐漸變大。當誤差檢測模塊200檢測到電壓超過預期輸出電壓時，輸出低電平至反相器Fl的輸入端，此時不管方波發(fā)生器100的輸入端輸入高電平還是低電平，反相器Fl輸出端輸出高電位，電感LI持續(xù)輸出能量，所以電壓輸出端的電壓不再升高。當電壓輸出端的電壓回落到預期電壓以下后，誤差檢測模塊200輸出高電平，電路正常工作，電感LI再次進入反復的儲能和輸出能量的過程。因此，輸出電壓能夠較穩(wěn)定地處于預期的值。在優(yōu)選的實施例中，參考圖2，方波發(fā)生器100包括采用雙電源供電的運算放大器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電容C2。其中，電阻Rl連接在運算放大器Ul的反相輸入端與輸出端之間，運算放大器Ul的反相輸入端還通過電容C2接地。電阻R2連接在運算放大器Ul的同相輸入端與輸出端之間，運算放大器Ul的同相輸入端還通過電阻R3接地。運算放大器Ul的輸出端即為方波發(fā)生器100的輸出端。
本實施例的方波發(fā)生器100產生方波信號的原理如下:接通電源后，由于電容C2兩端的電壓不能突變，運算放大器Ul的反向輸入端瞬間為零電位，運算放大器Ul輸出接近于正電源正飽和電壓，電阻R3上產生壓降。運算放大器Ul輸出的正飽和電壓經電阻Rl對電容C2充電，電容C2兩端的電壓不斷升高，當電容C2上的電壓高于電阻R3上的電壓時，運算放大器Ul輸出為負飽和電壓。此時，電阻R3產生反向壓降，電容C2經電阻Rl放電，當電容C2上的電壓放電到低于R3上的電壓時，運算放大器Ul再次輸出正飽和電壓。上述過程不斷重復，便形成了振動，輸出方波信號。方波發(fā)生器100還可以采用習知的其他形式，方波頻率和電壓根據(jù)需要調整成本實施例所要求的即可。本實施例優(yōu)選的方波信號的頻率為1kHz，采用高電平為3.6V、低電平為OV的TTL電平。方波信號的頻率還可通過改變電容C2來調節(jié)。進一步地，運算放大器Ul的輸出端還連接二極管D2，且二極管D2的陽極與運算放大器Ul的輸出端連接。二極管D2可以將來自外部的信號隔離，防止因為運算放大器Ul的輸出端輸入干擾信號，影響方波的產生。在優(yōu)選的實施例中，誤差檢測模塊200包括電阻R4、電阻R5以及反相器F2。電阻R4和電阻R5串接在電壓輸出端與地之間，反相器F2的輸入端連接電阻R4和電阻R5的公共端，反相器F2的輸出端連接反相器Fl的輸入端。電阻R4和電阻R5串接在電壓輸出端與地之間形成分壓采樣的電路結構，電壓輸出端輸出的電壓經分壓采樣后，即電阻R5上的電壓輸入反相器F2。經過調整R4和R5的比例，使得在電壓輸出端輸出預期電壓時，R4上獲得的電壓正好超過反相器F2高低電位的閾值電壓，在反相器F2的輸入端輸入高電位，從而反相器F2的輸出端輸出低電位。除本實施例提供的電路外，還可以采用其他電路監(jiān)測電壓輸出端的電壓。進一步地，反相器Fl至少還并聯(lián)一個以上的反相器。并聯(lián)多個反相器可以獲得較大的輸出電流。進一步地，電感LI與直流電源連接的一端通過電容C3接地。對5V電源濾波，穩(wěn)定該電源輸入。本實施例的電路用于5V到12V的升壓。上述的第一預設電壓和第二預設電壓均為12V。或者第一預設電壓為12.5V，第二預設電壓為11.5V。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種直流升壓電路，包括用于產生方波信號的方波發(fā)生器、反相器F1、電感L1、二極管Dl、電容Cl以及誤差檢測模塊，其中: 所述方波發(fā)生器的輸出端與地之間依次串接反相器F1、二極管Dl以及電容Cl，所述反相器Fl的輸入端連接方波發(fā)生器的輸出端，所述反相器Fl的輸出端連接二極管Dl的陽極； 所述反相器Fl的輸出端還通過電感LI連接至直流電源； 所述電容Cl與二極管Dl陰極連接的一端作為所述直流升壓電路的電壓輸出端，且所述電壓輸出端與方波發(fā)生器的輸出端之間連接所述用于檢測輸出電壓誤差的誤差檢測模塊，當電壓輸出端的電壓高于第一預設電壓時，所述誤差檢測模塊輸出低電平至反相器Fl的輸入端，當輸出電壓低于第二預設電壓時，所述誤差檢測模塊輸出高電平至反相器Fl的輸入端，所述第一預設電壓大于或等于第二預設電壓。
2.如權利要求1所述的直流升壓電路，其特征在于，所述方波發(fā)生器包括采用雙電源供電的運算放大器Ul、電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電容C2，其中: 所述電阻Rl連接在運算放大器Ul的反相輸入端與輸出端之間，所述運算放大器Ul的反相輸入端還通過電容C2接地； 所述電阻R2連接在運算放大器Ul的同相輸入端與輸出端之間，所述運算放大器Ul的同相輸入端還通過電阻R3接地。
3.如權利要求2所述的直流升壓電路，其特征在于，所述運算放大器Ul的輸出端還連接二極管D2，且所述二極管D2的陽極與所述運算放大器Ul的輸出端連接。
4.如權利要求1所述的直流升壓電路，其特征在于，所述誤差檢測模塊包括電阻R4、電阻R5以及反相器F2，其中: 所述電阻R4和電阻R5串接在所述直流升壓電路的電壓輸出端與地之間； 所述反相器F2的輸入端連接電阻R4和電阻R5的公共端，所述反相器F2的輸出端連接所述反相器Fl的輸入端。
5.如權利要求1所述的直流升壓電路，其特征在于，所述反相器Fl至少還并聯(lián)一個以上的反相器。
6.如權利要求1所述的直流升壓電路，其特征在于，所述電感LI與直流電源連接的一端通過電容C3接地。
7.如權利要求1所述的直流升壓電路，其特征在于，所述直流電源的電壓為5V，所述第一預設電壓和第二預設電壓均為12V。
8.如權利要求1所述的直流升壓電路，其特征在于，所述直流電源的電壓為5V，所述第一預設電壓為12.5V,所述第二預設電壓為11.5V。
全文摘要
本發(fā)明公開一種直流升壓電路，包括方波發(fā)生器、反相器F1、電感L1、二極管D1、電容C1以及誤差檢測模塊，方波發(fā)生器的輸出端與地之間依次串接反相器F1、二極管D1以及電容C1，反相器F1的輸入端連接方波發(fā)生器的輸出端，反相器F1的輸出端連接二極管D1的陽極；反相器F1的輸出端還通過電感L1連接至直流電源；電容C1與二極管D1陰極連接的一端作為直流升壓電路的電壓輸出端，且電壓輸出端與方波發(fā)生器的輸出端之間連接用于檢測輸出電壓誤差的誤差檢測模塊，當電壓輸出端的電壓高于第一預設電壓時，所述誤差檢測模塊輸出低電平至反相器F1的輸入端，當輸出電壓低于第二預設電壓時，所述誤差檢測模塊輸出高電平至反相器F1的輸入端。該直流升壓電路具有較低的成本。
文檔編號H02M3/04GK103187867SQ20111045604
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者周明杰, 屈煜 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司