專利名稱：基于UC3843的12V轉(zhuǎn)20V高效boost電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動(dòng)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于UC3843的12V轉(zhuǎn)20V高效boost電路。
背景技術(shù)：
隨著電子行業(yè)的快速發(fā)展，移動(dòng)電源的種類越來越多，而多數(shù)移動(dòng)電源的輸出電壓為5伏特(V)，難以滿足人們對于大功率電子產(chǎn)品的充電需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于UC3843的12V轉(zhuǎn)20V高效boost電路。本發(fā)明包括溫度和過放保護(hù)電路、輸出電路、單片機(jī)控制電路；溫度和過放保護(hù)電路的輸出端與輸出電路的輸入端信號連接、輸入端與單片機(jī)控制電路的輸入端信號連接，12V電源給溫度和過放保護(hù)電路、輸出電路、單片機(jī)控制電路提供電源。所述的溫度和過放保護(hù)電路包括繼電器Relay、MOS管Ql、二極管D1、電阻Rl ;繼電器Relay的第I引腳與第3引腳、第一二極管Dl的陰極連接后與12V電源連接，第2引腳與第一二極管Dl的陽極、MOS管Ql的漏極連接，第3引腳與常閉觸點(diǎn)第5引腳連接，第4引腳懸空，第5引腳作為溫度和過放保護(hù)電路的輸出端Vmain ;M0S管Ql的柵極與第一電阻Rl的一端連接、源極接地，第一電阻Rl的另一端作為溫度和過放保護(hù)電路的信號端Control ；
所述的輸出電路包括20V輸出主電路、20V輸出控制電路；
所述的20V輸出主電路包括N溝道 MOS管Q2、PNP三極管Q3、電感L1、電流互感器T1A、電阻R2、二極管D2 D3、電容Cl C4 ;第一電容Cl的正極與第二電容C2的一端、第一電感LI的一端連接后與溫度和過放保護(hù)電路I的輸出端Vmain連接，第一電容Cl的負(fù)極與第二電容C2的另一端、PNP三極管Q3的集電極、N溝道MOS管Q2的源極、第三電容C3的負(fù)極、第四電容C4的一端連接后接地,第一電感LI的另一端與第一電流互感器TlA的一端、第二二極管D2的陽極連接，第二二極管D2的陰極與第三電容C3的正極、第四電容C4的另一端連接后作為20V輸出主電路的輸出端20V-0UT，第一電流互感器TlA的另一端與N溝道MOS管Q2的漏極連接，N溝道MOS管Q2的柵極與PNP三極管Q3的發(fā)射極、第三二極管D3的陰極連接，第三二極管D3的陽極與PNP三極管Q3的基極、第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端作為20V輸出主電路的輸入端PWM ;所述的第一電容Cl、第三電容C3為電解電容；
所述的20V輸出控制電路包括第一芯片U1、NPN三極管Q4、電流互感器T1B、電阻R3 RlO、電容C5 C8、二極管D4 ;第一芯片Ul的第I引腳與第五電容C5的一端、第五電阻R5的一端連接，第2引腳與第五電容C5的另一端、第五電阻R5的另一端、第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端連接，第3引腳與第八電阻R8的一端、第六電容C6的一端、第十電阻RlO的一端連接，第4引腳與第九電阻R9的一端、第七電容C7的一端、NPN三極管Q4的基極連接，第5引腳與第八電容C8的一端連接后接地，第6引腳與20V輸出主電路的輸入端PWM連接，第7引腳接12V電源，第8引腳與第八電容C8的另一端、第九電阻R9的另一端、NPN三極管Q4的集電極連接作為20V輸出控制電路的輸出端Vl ；NPN三極管Q4的發(fā)射極與第十電阻RlO的另一端連接，第七電容C7的另一端接地，第八電阻R8的另一端與第七電阻R7的一端、第四二極管D4的陰極連接，第四二極管D4的陽極與第六電阻R6的一端、第二電流互感器TlB的一端連接，第二電流互感器TlB的另一端與第六電阻R6的另一端、第七電阻R7的另一端、第六電容C6的另一端連接后接地，第三電阻R3的另一端與20V輸出主電路的輸出端20V-0UT連接后作為反饋信號接口，第四電阻R4的另一端接地；所述的第一芯片Ul的型號為UC3843 ；
所述的單片機(jī)控制電路3包括單片機(jī)芯片U2、運(yùn)算放大器U3、電阻Rll R18、電容C9 Cll ;單片機(jī)芯片U2的第I引腳與第十一電阻Rll的一端、第十二電阻R12的一端連接，第4引腳與第十三電阻R13的一端、第九電容C9的一端連接，第6引腳與溫度和過放保護(hù)電路I的信號端Control連接,第7引腳與第十電容ClO的一端、第一運(yùn)算放大器U3的第I引腳、第一運(yùn)算放大器U3的第2引腳連接，第10引腳與第i^一電容Cll的一端、第一運(yùn)算放大器U3的第5引腳、第一運(yùn)算放大器U3的第7引腳連接，第14引腳接地，第2、3、5、8、9、11、12、13引腳懸空；第一運(yùn)算放大器U3的第3引腳與第十四電阻R14的一端、第十五電阻R15的一端連接，第4引腳接地，第6引腳與第十六電阻R16的一端連接，第8引腳與20V輸出控制電路的輸出端Vl連接；第十六電阻R16的另一端與第十七電阻R17的一端、第十八電阻R18的一端連接，第i 電阻Rll的另一端、第十三電阻R13的另一端、第十五電阻R15的另一端、第十七電阻R17的另一端均接12V電源，第十二電阻R12的另一端、第十四電阻R14的另一端、第十八電阻R18的另一端、第九電容C9的另一端、第十電容ClO的另一端、第i^一電容Cll的另一端均接地；所述的單片機(jī)芯片U2的型號為PIC16F616T-1/SL，第一運(yùn)算放大器U3的型號為LM358。本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明電路在12V輸入時(shí)，采用boost電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使輸出可達(dá)20V，可以解決目前市面上移動(dòng)電源不能給筆記本電腦等大功率電子產(chǎn)品的充電問題。采用雙并聯(lián)續(xù)流二極管結(jié)構(gòu)及電流檢測環(huán)電路，提高了輸出電路轉(zhuǎn)化效率，使電路在20V輸出時(shí)，轉(zhuǎn)換效率在90%以上。采用溫度和過放保護(hù)電路確保電路安全穩(wěn)定工作。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖2為溫度和過放保護(hù)電路的電路 圖3為20V輸出主電路的電路 圖4為20V輸出控制電路的電路 圖5為單片機(jī)控制電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的分析。

如圖1所示，本發(fā)明包括溫度和過放保護(hù)電路1、輸出電路2、單片機(jī)控制電路3 ；溫度和過放保護(hù)電路I的輸出端與輸出電路2的輸入端信號連接、輸入端與單片機(jī)控制電路3的輸入端信號連接，12V電源給溫度和過放保護(hù)電路1、輸出電路2、單片機(jī)控制電路3提供電源。如圖2所示，所述的溫度和過放保護(hù)電路I包括繼電器Relay、MOS管Q1、二極管D1、電阻Rl ;繼電器Relay的第I引腳與第3引腳、第一二極管Dl的陰極連接后與12V電源連接，第2引腳與第一二極管Dl的陽極、MOS管Ql的漏極連接，第3引腳與常閉觸點(diǎn)第5引腳連接，第4引腳懸空，第5引腳作為溫度和過放保護(hù)電路I的輸出端Vmain ；M0S管Ql的柵極與第一電阻Rl的一端連接、源極接地，第一電阻Rl的另一端作為溫度和過放保護(hù)電路I的信號端Control ；
所述的輸出電路2包括20V輸出主電路、20V輸出控制電路；
如圖3所示，所述的20V輸出主電路包括N溝道MOS管Q2、PNP三極管Q3、電感L1、電流互感器T1A、電阻R2、二極管D2 D3、電容Cl C4 ;第一電容Cl的正極與第二電容C2的一端、第一電感LI的一端連接后與溫度和過放保護(hù)電路I的輸出端Vmain連接,第一電容Cl的負(fù)極與第二電容C2的另一端、PNP三極管Q3的集電極、N溝道MOS管Q2的源極、第三電容C3的負(fù)極、第四電容C4的一端連接后接地，第一電感LI的另一端與第一電流互感器TlA的一端、第二二極管D2的陽極連接，第二二極管D2的陰極與第三電容C3的正極、第四電容C4的另一端連接后作為20V輸出主電路的輸出端20V-0UT，第一電流互感器TlA的另一端與N溝道MOS管Q2的漏極連接，N溝道MOS管Q2的柵極與PNP三極管Q3的發(fā)射極、第三二極管D3的陰極連接，第三二極管D3的陽極與PNP三極管Q3的基極、第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端作為20V輸出主電路的輸入端PWM ;所述的第一電容Cl、第三電容C3為電解電容；
如圖4所示，所述的20V輸出控制電路包括第一芯片Ul、NPN三極管Q4、電流互感器T1B、電阻R3 R10、電容C5 C8、二極管D4 ;第一芯片Ul的第I引腳與第五電容C5的一端、第五電阻R5的一端連接，第2引腳與第五電容C5的另一端、第五電阻R5的另一端、第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端連接,第3`引腳與第八電阻R8的一端、第六電容C6的一端、第十電阻RlO的一端連接,第4引腳與第九電阻R9的一端、第七電容C7的一端、NPN三極管Q4的基極連接，第5引腳與第八電容C8的一端連接后接地，第6引腳與20V輸出主電路的輸入端PWM連接，第7引腳接12V電源，第8引腳與第八電容CS的另一端、第九電阻R9的另一端、NPN三極管Q4的集電極連接作為20V輸出控制電路的輸出端Vl ；NPN三極管Q4的發(fā)射極與第十電阻RlO的另一端連接，第七電容C7的另一端接地，第八電阻R8的另一端與第七電阻R7的一端、第四二極管D4的陰極連接，第四二極管D4的陽極與第六電阻R6的一端、第二電流互感器TlB的一端連接，第二電流互感器TlB的另一端與第六電阻R6的另一端、第七電阻R7的另一端、第六電容C6的另一端連接后接地，第三電阻R3的另一端與20V輸出主電路的輸出端20V-0UT連接后作為反饋信號接口，第四電阻R4的另一端接地；所述的第一芯片Ul的型號為UC3843 ；
如圖5所示，所述的單片機(jī)控制電路3包括單片機(jī)芯片U2、運(yùn)算放大器U3、電阻Rll R18、電容C9 Cll ;單片機(jī)芯片U2的第I引腳與第i^一電阻Rll的一端、第十二電阻R12的一端連接，第4引腳與第十三電阻R13的一端、第九電容C9的一端連接，第6引腳與溫度和過放保護(hù)電路I的信號端Control連接,第7引腳與第十電容ClO的一端、第一運(yùn)算放大器U3的第I引腳、第一運(yùn)算放大器U3的第2引腳連接，第10引腳與第十一電容Cll的一端、第一運(yùn)算放大器U3的第5引腳、第一運(yùn)算放大器U3的第7引腳連接，第14引腳接地，第2、
3、5、8、9、11、12、13引腳懸空；第一運(yùn)算放大器U3的第3引腳與第十四電阻R14的一端、第十五電阻R15的一端連接，第4引腳接地，第6引腳與第十六電阻R16的一端連接，第8引腳與20V輸出控制電路的輸出端Vl連接；第十六電阻R16的另一端與第十七電阻R17的一端、第十八電阻R18的一端連接,第H 電阻Rll的另一端、第十三電阻R13的另一端、第十五電阻R15的另一端、第十七電阻R17的另一端均接12V電源，第十二電阻R12的另一端、第十四電阻R14的另一端、第十八電阻R18的另一端、第九電容C9的另一端、第十電容ClO的另一端、第i^一電容Cll的另一端均接地；所述的單片機(jī)芯片U2的型號為PIC16F616T-1/SL，第一運(yùn)算放大器U3的型號為LM358。工作過程:
如圖2所示，所述的溫度和過放保護(hù)電路I的工作過程為:12V電源為溫度和過放保護(hù)電路I提供工作電壓，當(dāng)溫度超過65攝氏度時(shí)，單片機(jī)芯片U2的第6引腳與溫度和過放保護(hù)電路I的輸入端Control連接，控制繼電器Relay關(guān)斷電路，進(jìn)行溫度保護(hù)；當(dāng)電壓低于
8.5V時(shí)，單片機(jī)芯片U2的第6引腳與溫度和過放保護(hù)電路I的輸入端Control連接，控制繼電器Relay關(guān)斷電路，進(jìn)行過放保護(hù)，防止電路繼續(xù)對外放電。如圖3所示，所述的20V輸出主電路的工作過程為:第一電容Cl的正極與溫度和過放保護(hù)電路I的輸出端Vmain連接，為其提供12V的工作電壓，經(jīng)過BOOST拓?fù)渖龎弘娐?，由第二二極管D2的陰極與第三電容C3的正極連接作為20V輸出主電路的輸出端20V-0UT。如圖4所示，所述的20V輸出控制電路的工作過程為:第一芯片Ul的第6引腳與20V輸出主電路的輸入端PWM連接，為圖3中的PNP三極管Q3提供開關(guān)信號，第7引腳接12V電源,為第一芯片Ul提供工作電壓,第4引腳與第九電阻R9的一端、第七電容C7的一端連接，為第一芯片Ul 設(shè)定開關(guān)頻率，所述的第一芯片Ul的型號為UC3843。如圖5所示，所述的單片機(jī)控制電路的工作過程為:12V電源與第i^一電阻Rll的一端、第十二電阻R12的一端連接，第十二電阻R12的另一端接地，組成一個(gè)分壓網(wǎng)絡(luò)電路，為單片機(jī)芯片U2提供工作電壓；單片機(jī)芯片U2的第14引腳接地，第一運(yùn)算放大器U3的第I引腳與單片機(jī)芯片U2的第7引腳連接，為其提供12V電源電壓采樣信號，第一運(yùn)算放大器U3第7引腳與單片機(jī)芯片U2的第10引腳連接，為其提供溫度采樣放大信號，所述的單片機(jī)芯片U2的型號為PIC6F616T-1/SL，第一運(yùn)算放大器U3的型號為LM358。
權(quán)利要求
1.基于UC3843的12V轉(zhuǎn)20V高效boost電路，其特征在于該電路包括溫度和過放保護(hù)電路、輸出電路、單片機(jī)控制電路；溫度和過放保護(hù)電路的輸出端與輸出電路的輸入端信號連接、輸入端與單片機(jī)控制電路的輸入端信號連接，12V電源給溫度和過放保護(hù)電路、輸出電路、單片機(jī)控制電路提供電源； 所述的溫度和過放保護(hù)電路包括繼電器Relay、MOS管Q1、二極管D1、電阻Rl ;繼電器Relay的第I引腳與第3引腳、第一二極管Dl的陰極連接后與12V電源連接，第2引腳與第一二極管Dl的陽極、MOS管Ql的漏極連接，第3引腳與常閉觸點(diǎn)第5引腳連接，第4引腳懸空，第5引腳作為溫度和過放保護(hù)電路的輸出端Vmain ；M0S管Ql的柵極與第一電阻Rl的一端連接、源極接地，第一電阻Rl的另一端作為溫度和過放保護(hù)電路的信號端Control ；所述的輸出電路包括20V輸出主電路、20V輸出控制電路； 所述的20V輸出主電路包括N溝道MOS管Q2、PNP三極管Q3、電感L1、電流互感器T1A、電阻R2、二極管D2 D3、電容Cl C4 ;第一電容Cl的正極與第二電容C2的一端、第一電感LI的一端連接后與溫度和過放保護(hù)電路I的輸出端Vmain連接，第一電容Cl的負(fù)極與第二電容C2的另一端、PNP三極管Q3的集電極、N溝道MOS管Q2的源極、第三電容C3的負(fù)極、第四電容C4的一端連接后接地,第一電感LI的另一端與第一電流互感器TlA的一端、第二二極管D2的陽極連接，第二二極管D2的陰極與第三電容C3的正極、第四電容C4的另一端連接后作為20V輸出主電路的輸出端20V-0UT，第一電流互感器TlA的另一端與N溝道MOS管Q2的漏極連接，N溝道MOS管Q2的柵極與PNP三極管Q3的發(fā)射極、第三二極管D3的陰極連接，第三二極管D3的陽極與PNP三極管Q3的基極、第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端作為20V輸出主電路的輸入端P麗；所述的第一電容Cl、第三電容C3為電解電容； 所述的20V輸出控制電路包括第一芯片U1、NPN三極管Q4、電流互感器T1B、電阻R3 RlO、電容C5 C8、二極管D4 ;第一芯片Ul的第I引腳與第五電容C5的一端、第五電阻R5的一端連接，第2引腳與第 五電容C5的另一端、第五電阻R5的另一端、第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端連接，第3引腳與第八電阻R8的一端、第六電容C6的一端、第十電阻RlO的一端連接，第4引腳與第九電阻R9的一端、第七電容C7的一端、NPN三極管Q4的基極連接，第5引腳與第八電容C8的一端連接后接地，第6引腳與20V輸出主電路的輸入端PWM連接，第7引腳接12V電源，第8引腳與第八電容C8的另一端、第九電阻R9的另一端、NPN三極管Q4的集電極連接作為20V輸出控制電路的輸出端Vl ;NPN三極管Q4的發(fā)射極與第十電阻RlO的另一端連接，第七電容C7的另一端接地，第八電阻R8的另一端與第七電阻R7的一端、第四二極管D4的陰極連接，第四二極管D4的陽極與第六電阻R6的一端、第二電流互感器TlB的一端連接，第二電流互感器TlB的另一端與第六電阻R6的另一端、第七電阻R7的另一端、第六電容C6的另一端連接后接地，第三電阻R3的另一端與20V輸出主電路的輸出端20V-0UT連接后作為反饋信號接口，第四電阻R4的另一端接地；所述的第一芯片Ul的型號為UC3843 ； 所述的單片機(jī)控制電路3包括單片機(jī)芯片U2、運(yùn)算放大器U3、電阻Rll R18、電容C9 Cll ;單片機(jī)芯片U2的第I引腳與第十一電阻Rll的一端、第十二電阻R12的一端連接，第4引腳與第十三電阻R13的一端、第九電容C9的一端連接，第6引腳與溫度和過放保護(hù)電路I的信號端Control連接,第7引腳與第十電容ClO的一端、第一運(yùn)算放大器U3的第I引腳、第一運(yùn)算放大器U3的第2引腳連接，第10引腳與第十一電容Cll的一端、第一運(yùn)算放大器U3的第5引腳、第一運(yùn)算放大器U3的第7引腳連接，第14引腳接地，第2、3、5、.8、9、11、12、13引腳懸空；第一運(yùn)算放大器U3的第3引腳與第十四電阻R14的一端、第十五電阻R15的一端連接，第4引腳接地，第6引腳與第十六電阻R16的一端連接，第8引腳與20V輸出控制電路的輸出端Vl連接；第十六電阻R16的另一端與第十七電阻R17的一端、第十八電阻R18的一端連接，第i 電阻Rll的另一端、第十三電阻R13的另一端、第十五電阻R15的另一端、第十七電阻R17的另一端均接12V電源，第十二電阻R12的另一端、第十四電阻R14的另一端、第十八電阻R18的另一端、第九電容C9的另一端、第十電容ClO的另一端、第i^一電容Cll的另一端均接地；所述的單片機(jī)芯片U2的型號為PIC16F616T-1/SL，第一運(yùn)算 放大器U3的型號為LM358。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于UC3843的12V轉(zhuǎn)20V高效boost電路?，F(xiàn)有移動(dòng)電源的輸出電壓為5V，難以滿足人們對于大功率電子產(chǎn)品的充電需求。該電路包括溫度和過放保護(hù)電路、輸出電路、單片機(jī)控制電路；溫度和過放保護(hù)電路的輸出端與輸出電路的輸入端信號連接、輸入端與單片機(jī)控制電路的輸入端信號連接，12V電源給溫度和過放保護(hù)電路、輸出電路、單片機(jī)控制電路提供電源。該電路在12V輸入時(shí)，采用boost電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使輸出可達(dá)20V；采用雙并聯(lián)續(xù)流二極管結(jié)構(gòu)及電流檢測環(huán)電路，提高了輸出電路轉(zhuǎn)化效率，使電路在20V輸出時(shí)，轉(zhuǎn)換效率在90%以上；采用溫度和過放保護(hù)電路確保電路安全穩(wěn)定工作。
文檔編號H02M3/155GK103248224SQ201310159898
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者秦會(huì)斌, 張京, 朱挺鋒, 龔三三, 黎夏 申請人:杭州電子科技大學(xué)