一种Boost升压电路的制作方法

一种boost升压电路
技术领域
1.本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种boost升压电路。


背景技术：

2.boost升压电路是一种升压型的dc/dc变换电路。直流电经过boost升压电路后，可以得到比直流电高压的另一直流电。boost升压电路广泛应用于供电电压低于负载所需电压的场合中。
3.然而，现有的boost升压电路的升压比有限，其输出电压和输入电压大小之比很难超过10。比如内置mos管的boost升压电路，尽管体积小、电路精简，但升压范围多在二十几伏以内，输出电压/输入电压升压比值较小。而在实现几伏升压至几百伏的应用中，通常需要使用线圈匝数很多的变压器，以实现超高的输出电压/输入电压升压比值。在利用变压器的大匝数比实现上百倍升压的电路方案中，由于变压器匝数多，体积大，从而导致电路所占体积大，对结构有一定要求，且成本较高；并且由于变压器是一种“电-磁-电”转换过程，铁损耗和铜损耗无法避免，从而导致电路存在较大的损耗。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种boost升压电路，以解决现有boost升压电路在实现高升压比值时存在的体积大、结构受限、损耗及成本较高的问题。
5.本实用新型的是这样实现的，一种boost升压电路，包括：
6.boost升压芯片、mos管、输入滤波电容、储能电感、二极管、反馈电路、输出滤波电容；
7.所述mos管的第一端与所述储能电感的第一端、输入滤波电容的第一端、boost升压芯片的电压输入端和使能端共接于电压输入节点；
8.所述mos管的第二端与所述储能电感的第二端、二极管的正极连接；
9.所述mos管的第三端与所述boost升压芯片的开关控制端连接；
10.所述二极管的负极与所述反馈电路的第一端、所述输出滤波电容的第一端之间的共接点作为电压输出节点；
11.所述反馈电路的第二端与所述boost升压芯片的反馈电压输入端连接；
12.所述输入滤波电容的第二端、反馈电路的第三端、所述boost升压芯片的接地端以及所述输出滤波电容的第二端分别接地。
13.可选地，所述mos管为高压n沟道mos管；
14.所述高压n沟道mos管的栅极与所述储能电感的第一端、输入滤波电容的第一端、boost升压芯片的电压输入端和使能端共接于电压输入节点；
15.所述高压n沟道mos管的漏极与所述储能电感的第二端、二极管的正极连接；
16.所述高压n沟道mos管的源极与所述boost升压芯片的开关控制端连接。
17.可选地，所述boost升压芯片为内置mos管的boost升压芯片。
18.可选地，所述内置mos管为n沟道mos管；
19.所述boost升压芯片的开关控制端连接内置mos管的漏级，所述内置mos管的栅极与芯片内部栅极驱动电路连接。
20.可选地，所述boost升压芯片为tps61040升压芯片。
21.可选地，所述反馈电路包括：第一电阻、第二电阻和反馈电容；
22.所述第一电阻的第一端与所述反馈电容的第一端之间的共接点作为所述反馈电路的第一端；
23.所述第一电阻的第二端、所述反馈电容的第二端、所述第二电阻的第一端之间的共接点作为所述反馈电路的第二端；
24.所述第二电阻的第二端作为所述反馈电路的第三端。
25.可选地，所述电压输入节点的输入电压为1.8v至6v。
26.可选地，所述输入滤波电容的大小为4.7μf，所述输出滤波电容的大小为1μf，所述储能电感的大小为10μh。
27.本实用新型提供的boost升压电路，包括boost升压芯片、mos管、输入滤波电容、储能电感、二极管、反馈电路、输出滤波电容；所述mos管的第一端与所述储能电感的第一端、输入滤波电容的第一端、boost升压芯片的电压输入端和使能端共接于电压输入节点；所述mos管的第二端与所述储能电感的第二端、二极管的正极连接；所述mos管的第三端与所述boost升压芯片的开关控制端连接；所述二极管的负极与所述反馈电路的第一端、所述输出滤波电容的第一端之间的共接点作为电压输出节点；所述反馈电路的第二端与所述boost升压芯片的反馈电压输入端连接；所述输入滤波电容的第二端、反馈电路的第三端、所述boost升压芯片的接地端以及所述输出滤波电容的第二端分别接地。通过在现有的boost升压芯片外围电路再加入一级mos管，从而提高了boost升压电路的升压比，简化了电路，降低了成本，有效地解决了现有技术采用变压器升压带来的体积大、结构受限、损耗及成本较高的问题。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本实用新型一实施例提供的boost升压电路的示意图。
具体实施方式
30.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
31.本实用新型提供的boost升压电路，基于内置mos管的boost升压芯片，通过在低升压比的内置mos管的boost升压芯片外围电路再加入一级高耐压mos管，从而提高了boost升压电路的升压比、耐压值，简化了电路，降低了成本，有效地解决了现有技术采用变压器升
压带来的体积大、结构受限、损耗及成本较高的问题。
32.在本实用新型实施例中，如图1所示，所述boost升压电路包括：
33.boost升压芯片u1、mos管q1、输入滤波电容cin、储能电感l1、二极管d1、反馈电路u2、输出滤波电容co；
34.所述mos管q1的第一端与所述储能电感l1的第一端、输入滤波电容cin的第一端、boost升压芯片u1的电压输入端vin和使能端en共接于电压输入节点vi；
35.所述mos管q1的第二端与所述储能电感l1的第二端、二极管d1的正极连接；
36.所述mos管q1的第三端与所述boost升压芯片u1的开关控制端sw连接；
37.所述二极管d1的负极与所述反馈电路u2的第一端、所述输出滤波电容co的第一端之间的共接点作为电压输出节点vo；
38.所述反馈电路u2的第二端与所述boost升压芯片u1的反馈电压输入端fb连接；
39.所述输入滤波电容cin的第二端、反馈电路u2的第三端、所述boost升压芯片u1的接地端以及所述输出滤波电容co的第二端分别接地。
40.本实用新型通过在现有的boost升压芯片的开关控制端sw与储能电感l1以及输入电压vi之间串接一级mos管，实现了高升压比的小范围boost升压芯片改进电路，从而提高了boost升压电路的升压比，简化了电路，降低了成本，有效地解决了现有技术采用变压器升压带来的体积大、结构受限、损耗及成本较高的问题。
41.可选地，所述mos管q1为高压n沟道mos管；
42.所述高压n沟道mos管的栅极与所述储能电感l1的第一端、输入滤波电容cin的第一端、boost升压芯片u1的电压输入端vin和使能端en共接于电压输入节点vi；
43.所述高压n沟道mos管的漏极与所述储能电感l1的第二端、二极管d1的正极连接；
44.所述高压n沟道mos管的源极与所述boost升压芯片u1的开关控制端sw连接。
45.可选地，所述boost升压芯片u1为内置mos管的boost升压芯片。
46.可选地，所述内置mos管为n沟道mos管；
47.所述boost升压芯片u1的开关控制端sw连接内置mos管的漏级，所述内置mos管的栅极与芯片内部栅极驱动电路连接。在这里，所述内置mos管相当于所述外置的高压n沟道mos管的控制器，用于控制所述高压n沟道mos管导通或关断，储能电感l1。
48.作为本实用新型的一个优选示例，所述boost升压芯片u1为tps61040升压芯片。
49.本实用新型实施例提供的boost升压芯片的工作原理具体如下：通过在内置mos管的boost升压芯片u1的开关控制端sw处外置一级耐高压的mos管q1，所述mos管q1为高压n沟道mos管；将内置mos管q的漏级d作为外置的高压n沟道mos管的栅极g驱动引脚，当内置mos管q输出合适大小的高电平时，外置的高压n沟道mos管导通，电流流过储能电感l1。在储能电感l1未饱和前，电流线性增加，电能以磁能形式储在储能电感l1中。此时，输出滤波电容co放电,接入电压输出节点vo的负载ro上流过电流,负载ro两端即输出电压vo，极性上正下负。由于高压n沟道mos管导通，二极管d1的正极接高压n沟道mos管的漏级，二极管d1承受反压状态，截止。输出滤波电容co不能通过开关管放电。当内置mos管q输出低电平时，外置的高压n沟道mos管断开，由于储能电感l1中的磁场将改变线圈两端的电压极性，以保持电流i不变。储能电感l1的磁能转化成的电感电压vl与输入电压vi串联，以高于输出电压vo的电压向输出滤波电容co、负载ro供电：当高于输出电压vo时，输出滤波电容co有充电电流；当
等于输出电压vo时，输出滤波电容co的充电电流为零；当输出电压vo有降低趋势时，输出滤波电容co向负载ro放电，维持输出电压vo不变，从而实现由原来的1.8-6v输入电压升压至28v提升到上百伏高压。
50.可选地，所述输入滤波电容cin的大小为4.7μf，所述输出滤波电容co的大小为1μf，所述储能电感l1的大小为10μh。
51.可选地，所述反馈电路u2包括：第一电阻r1、第二电阻r2和反馈电容cff；
52.所述第一电阻r1的第一端与所述反馈电容cff的第一端之间的共接点作为所述反馈电路u2的第一端；
53.所述第一电阻r1的第二端、所述反馈电容cff的第二端、所述第二电阻r2的第一端之间的共接点作为所述反馈电路u2的第二端；
54.所述第二电阻r2的第二端作为所述反馈电路u2的第三端。
55.本实用新型通过在低升压比的内置mos管的boost升压芯片外围电路再加入一级高耐压mos管，可将1.8v至6.0v的输入电压升压至几百伏。
56.应当理解，上述功能模式仅为本实用新型的一个实施例，并不用于限制本实用新型。在其他的一些实施例中，也可以根据实际需要设置功能模式具体控制逻辑。
57.以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种boost升压电路，其特征在于，包括：boost升压芯片、mos管、输入滤波电容、储能电感、二极管、反馈电路、输出滤波电容；所述mos管的第一端与所述储能电感的第一端、输入滤波电容的第一端、boost升压芯片的电压输入端和使能端共接于电压输入节点；所述mos管的第二端与所述储能电感的第二端、二极管的正极连接；所述mos管的第三端与所述boost升压芯片的开关控制端连接；所述二极管的负极与所述反馈电路的第一端、所述输出滤波电容的第一端之间的共接点作为电压输出节点；所述反馈电路的第二端与所述boost升压芯片的反馈电压输入端连接；所述输入滤波电容的第二端、反馈电路的第三端、所述boost升压芯片的接地端以及所述输出滤波电容的第二端分别接地。2.如权利要求1所述的boost升压电路，其特征在于，所述mos管为高压n沟道mos管；所述高压n沟道mos管的栅极与所述储能电感的第一端、输入滤波电容的第一端、boost升压芯片的电压输入端和使能端共接于电压输入节点；所述高压n沟道mos管的漏极与所述储能电感的第二端、二极管的正极连接；所述高压n沟道mos管的源极与所述boost升压芯片的开关控制端连接。3.如权利要求1或2所述的boost升压电路，其特征在于，所述boost升压芯片为内置mos管的boost升压芯片。4.如权利要求3所述的boost升压电路，其特征在于，所述内置mos管为n沟道mos管；所述boost升压芯片的开关控制端连接内置mos管的漏级，所述内置mos管的栅极与芯片内部栅极驱动电路连接。5.如权利要求4所述boost升压电路，其特征在于，所述boost升压芯片为tps61040升压芯片。6.如权利要求1或2所述的boost升压电路，其特征在于，所述反馈电路包括：第一电阻、第二电阻和反馈电容；所述第一电阻的第一端与所述反馈电容的第一端之间的共接点作为所述反馈电路的第一端；所述第一电阻的第二端、所述反馈电容的第二端、所述第二电阻的第一端之间的共接点作为所述反馈电路的第二端；所述第二电阻的第二端作为所述反馈电路的第三端。7.如权利要求1或2所述的boost升压电路，其特征在于，所述电压输入节点的输入电压为1.8v至6v。8.如权利要求1或2所述的boost升压电路，其特征在于，所述输入滤波电容的大小为4.7μf，所述输出滤波电容的大小为1μf，所述储能电感的大小为10μh。

技术总结
本实用新型提供了一种Boost升压电路，MOS管的第一端与储能电感的第一端、输入滤波电容的第一端、Boost升压芯片的电压输入端和使能端共接于电压输入节点；MOS管的第二端与储能电感的第二端、二极管的正极连接；MOS管的第三端与Boost升压芯片的开关控制端连接；二极管的负极与反馈电路的第一端、输出滤波电容的第一端之间的共接点作为电压输出节点；反馈电路的第二端与所述Boost升压芯片的反馈电压输入端连接；输入滤波电容的第二端、反馈电路的第三端、Boost升压芯片的接地端以及输出滤波电容的第二端分别接地，从而提高了Boost升压电路的升压比，有效地解决了现有技术采用变压器升压带来的体积大、结构受限、损耗及成本较高的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：陈志强 陈海雯 白蕊 刘双广
受保护的技术使用者：高新兴科技集团股份有限公司
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/5/25