專利名稱：兩級升壓直流變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無需電感電流檢測的兩級升壓直流變換器。
背景技術(shù)：
直流變換器是光伏發(fā)電、電動汽車和通信電源的重要組成部分。隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)、新能源汽車和通信的迅猛發(fā)展，對于直流變換器的需求越來越旺盛。直流變換器因具有體積小、重量輕、穩(wěn)定性好、安全系數(shù)高、低直流電壓輸入和成本低等優(yōu)點，符合光伏發(fā)電、電動汽車和通信的發(fā)展要求，具有良好的應(yīng)用前景。一般，直流變換器可以分為降壓直流變換器和升壓直流變換器，其中，針對升壓直流變換器，用于在對電子器件供電時將一較低的電壓進行升壓以實現(xiàn)對一較高電壓需求的電路進行供電。傳統(tǒng)的升壓直流變換器在檢測電感電流的大小時需要使用霍爾傳感器等，電路成本較高。

實用新型內(nèi)容鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本實用新型的目的在于提供一種無需電感電流檢測的兩級升壓直流變換器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測電感電流大小是采用霍爾傳感器而導致的電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較高等問題。為解決上述問題及其他相關(guān)問題，本實用新型提供一種兩級升壓直流變換器，包括:功率電路以及與所述功率電路相連的控制電路；所述控制電路，用于產(chǎn)生供控制所述功率電路的驅(qū)動控制信號；所述功率電路，包括:開關(guān)單元；與所述功率單元相連的升壓電感單元；驅(qū)動單元，用于接收來自于所述控制電路的驅(qū)動控制信號，以控制所述開關(guān)單元的通斷，調(diào)節(jié)所述升壓電感單元進行相應(yīng)的充放電，完成直流升壓?？蛇x地，所述功率電路還包括:電壓輸入端、一個電容、一個電解電容、八個電阻，二個驅(qū)動器、二個功率開關(guān)、二個升壓電感、二個電力二極管、二個二極管、電壓輸出端、以及接地端；電壓輸入端，用于接收直流輸入電壓；電容的第一端與電壓輸入端相連，電容的第二端與接地端相連；第一電阻的第一端與電壓輸入端相連，第一電阻的第二端與接地端相連；第二電阻的第一端與電壓輸入端相連，第二電阻的第二端與第三電阻的第一端相連，第三電阻的第二端與接地端相連；第一升壓電感的第一端與電壓輸入端相連，第一升壓電感的第二端與第一電力二極管的陽極相連，第一電力二極管的陰極與電壓輸出端相連；第二升壓電感的第一端與電壓輸入端相連，第二升壓電感的第二端與第二電力二極管的陽極相連，第二電力二極管的陰極與電壓輸出端相連；第一驅(qū)動器用于接收來自于所述控制電路的第一驅(qū)動控制信號，第一驅(qū)動器與第一功率開關(guān)的柵極相連，第一功率開關(guān)的集電極與第一二極管的陰極和第一升壓電感的第二端相連，第一功率開關(guān)的發(fā)射極與第一二極管的陽極和第四電阻的第一端相連，第四電阻的第二端與接地端相連，第四電阻的第一端作為第一電流的輸出端；第二驅(qū)動器用于接收來自于所述控制電路的第二驅(qū)動控制信號，第二驅(qū)動器與第二功率開關(guān)的柵極相連，第二功率開關(guān)的集電極與第二二極管的陰極和第二升壓電感的第二端相連，第二功率開關(guān)的發(fā)射極與第二二極管的陽極和第五電阻的第一端相連，第五電阻的第二端與接地端相連，第五電阻的第一端作為第二電流的輸出端；電解電容的正極與電壓輸出端相連，電解電容的負極與接地端相連；第六電阻的第一端與電壓輸出端相連，第六電阻的第二端與第七電阻的第一端相連，第七電阻的第二端與第八電阻的第一端相連并作為分電壓的輸出端，第八電阻的第二端與接地端相連?？蛇x地，所述第一升壓電感和所述第二升壓電感為耦合電感?？蛇x地，所述控制電路包括:一個加法器、一個誤差濾波放大器、二個乘法器，二個除法器，二個比較器，二個濾波器，二個RS觸發(fā)器，二個三角波發(fā)生器，二個脈沖觸發(fā)器，二個電壓跟隨器和二個RC濾波器；加法器的輸入端用于接收參考電壓和所述功率電路輸出的分電壓，加法器的輸出端與誤差濾波放大器的輸入端相連，誤差濾波放大器的輸出端與第一乘法器的輸入端和第二乘法器的輸入端相連，第一乘法器的輸入端與第一三角波發(fā)生器的輸出端相連，第一乘法器的輸出端與第一比較器的正相輸入端相連，第二乘法器的輸入端與第二三角波發(fā)生器的輸出端相連，第二乘法器的輸出端與第二比較器的正相輸入端相連，第一比較器的輸出與第一 RS觸發(fā)器的輸入端相連，第一 RS觸發(fā)器的輸入端與第一脈沖觸發(fā)器的輸出端相連，第一 RS觸發(fā)器的輸出端用于輸出第一驅(qū)動控制信號，第一濾波器的輸入端與第一 RSS觸發(fā)器的輸出端相連,第一濾波器的輸出端與第一除法器的輸入端相連，第一電壓跟隨器的輸入端用于接收所述功率電路輸出的第一電流，第一電壓跟隨器的輸出端與第一 RC濾波器的輸入端相連，第一 RC濾波器的輸出端與第一除法器的輸入端相連，第一除法器的輸出端與第一比較器的反相輸入端相連；第二比較器的輸出與第二 RS觸發(fā)器的輸入端相連，第二 RS觸發(fā)器的輸入端與第二脈沖觸發(fā)器的輸出端相連，第二 RS觸發(fā)器的輸出端用于輸出第二驅(qū)動控制信號，第二濾波器的輸入端與第二 RS觸發(fā)器的輸出端相連，第二濾波器的輸出端與第二除法器的輸入端相連，第二電壓跟隨器的輸入端用于接收所述功率電路輸出的第二電流，第二電壓跟隨器的輸出端與第二 RC濾波器的輸入端相連，第二 RC濾波器的輸出端與第二除法器的輸入端相連，第二除法器的輸出端與第二比較器的反相輸入端相連。可選地，所述第一驅(qū)動控制信號和所述第二驅(qū)動控制信號為脈寬調(diào)制信號PWM。本實用新型提供了 一種無需電感電流檢測的兩級升壓直流變換器，通過控制電路產(chǎn)生驅(qū)動控制信號，由功率電路根據(jù)接收的驅(qū)動控制信號控制功率開關(guān)的通斷，調(diào)節(jié)升壓電感單元的充電和放電，完成直流升壓。在本實用新型中，由于升壓電感單元在充電和放電過中的電流平均值相等或相近似，因此只需檢測出和功率開關(guān)串聯(lián)的分壓電阻電壓的平均值，就可得到升壓電感單元充電時的電流平均值和電感電流的平均值。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的兩級升壓直流變換器具有結(jié)構(gòu)簡單、附加成本低、實現(xiàn)容易、通用性強等優(yōu)點。

圖1顯示為本實用新型的兩級升壓直流變換器的在一個實施方式中的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0012]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。本實用新型根據(jù)直流升壓的工作原理而提供了無需電感電流檢測的兩級升壓直流變換器電路設(shè)計方案，具有結(jié)構(gòu)簡單、附加成本低、實現(xiàn)容易、通用性強等優(yōu)點。以下將詳細闡述本實用新型的兩級升壓直流變換器的原理及實施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要創(chuàng)造性勞動即可理解本實用新型的技術(shù)方案。請參閱圖1，其為本實用新型的兩級升壓直流變換器的電路示意圖。如圖1所示，本實用新型中的整流電路包括:功率電路12以及與功率電路12相連的控制電路14。以下針對圖1，對本實用新型的兩級升壓直流變換器進行詳細描述。功率電路12，用于接收直流輸入電壓和來自控制電路14的驅(qū)動控制信號，控制功率單元的開通/關(guān)斷，調(diào)節(jié)升壓電感單元的充電/放電，完成直流升壓的設(shè)計功能。在本實施例中，功率電路12包括:電壓輸入端，一個電容，一個電解電容，八個電阻，二個驅(qū)動器，二個功率開關(guān)，二個升壓電感，二個電力二極管，二個二極管，電壓輸出端、以及接地端。具體地，如圖1所示，以下對功率電路12中的各個器件進行詳細描述。電壓輸入端DCPi,用于接收直流輸入電壓，電容Cl的第一端與電壓輸入端DCPi相連，電容Cl的第二端與接地端相連,第一電阻Rl的第一端與電壓輸入端DCPi相連,第一電阻Rl的第二端與接地端相連；第二電阻R2的第一端與電壓輸入端DCPi相連，第二電阻R2的第二端與第三電阻R3的第一端相連，第三電阻R3的第二端與接地端相連；第一升壓電感LI的第一端與電壓輸入端DCPi相連,第一升壓電感LI的第二端與第一電力二極管FRDl的陽極相連，第一電力二極管FRDl的陰極與電壓輸出端DCPo相連；第二升壓電感L2的第一端與電壓輸入端DCPi相連，第二升壓電感L2的第二端與第二電力二極管FRD2的陽極相連，第二電力二極管FRD2的陰極與電壓輸出端DCPo相連；第一驅(qū)動器DRVl用于接收來自于控制電路14的第一驅(qū)動控制信號(在本實施例中，驅(qū)動控制信號采用的是脈寬調(diào)制信號PWM，因此，在圖1中，將第一驅(qū)動控制信號標記為“PWM1”)，第一驅(qū)動器DRVl與第一功率開關(guān)RCSl的柵極相連，第一功率開關(guān)RCSl的集電極與第一二極管Dl的陰極和第一升壓電感LI的第二端相連，第一功率開關(guān)RCSl的發(fā)射極與第一二極管Dl的陽極和第四電阻R4的第一端相連，第四電阻R4的第二端與接地端相連，第四電阻R4的第一端作為第一電流isl的輸出端；第二驅(qū)動器DRV2用于接收來自于控制電路14的第二驅(qū)動控制信號(在本實施例中，驅(qū)動控制信號采用的是脈寬調(diào)制信號PWM，因此，在圖1中，將第二驅(qū)動控制信號標記為“PWM2”)，第二驅(qū)動器DRV2與第二功率開關(guān)RCS2的柵極相連，第二功率開關(guān)RCS2的集電極與第二二極管D2的陰極和第二升壓電感L2的第二端相連，第二功率開關(guān)RCS2的發(fā)射極與第二二極管D2的陽極和第五電阻R5的第一端相連，第五電阻R5的第二端與接地端相連，第五電阻R5的第一端作為第二電流is2的輸出端；電解電容El的正極與電壓輸出端DCPo相連，電解電容El的負極與接地端相連；第六電阻R6的第一端與電壓輸出端DCPo相連，第六電阻R6的第二端與第七電阻R7的第一端相連，第七電阻R7的第二端與第八電阻R7的第一端相連并作為分電壓U。的輸出端，第八電阻R7的第二端與接地端相連。在本實施例中，第一驅(qū)動控制信號和第二驅(qū)動控制信號采用的是脈寬調(diào)制信號(PulseWidth Modulation, PWM),因此，第一驅(qū)動控制信號和第二驅(qū)動控制信號分別標記為“PWM1”和“PWM2”)；第一升壓電感LI和第二升壓電感L2為耦合電感?？刂齐娐?4，用于產(chǎn)生供控制所述功率電路的驅(qū)動控制信號。在本實施例中，控制電路14包括:一個加法器、一個誤差濾波放大器、二個乘法器，二個除法器，二個比較器，二個濾波器，二個RS觸發(fā)器，二個三角波發(fā)生器，二個脈沖觸發(fā)器，二個電壓跟隨器和二個RC濾波器；具體地，如圖1所示，以下對控制電路14中的各個器件進行詳細描述。加法器ADDl的輸入端用于接收參考電壓Ief和功率電路12輸出的分電壓U。，加法器ADDl的輸出端與誤差濾波放大器ERRl的輸入端相連,誤差濾波放大器ERRl的輸出端與第一乘法器MUTl的輸入端和第二乘法器MUT2的輸入端相連,第一乘法器MUTl的輸入端與第一三角波發(fā)生器TWGl的輸出端相連，第一乘法器MUTl的輸出端與第一比較器COMl的正相輸入端相連，第二乘法器MUT2的輸入端與第二三角波發(fā)生器TWG2的輸出端相連，第二乘法器MUT2的輸出端與第二比較器COM2的正相輸入端相連,第一比較器COMl的輸出與第一RS觸發(fā)器USDl的輸入端相連,第一 RS觸發(fā)器USDl的輸入端與第一脈沖觸發(fā)器Synel的輸出端相連，第一 RS觸發(fā)器USDl的輸出端用于輸出第一驅(qū)動控制信號(在本實施例中,驅(qū)動控制信號采用的是脈寬調(diào)制信號PWM，因此，在圖1中，將第一驅(qū)動控制信號標記為“PWM1”)，第一濾波器FLT3的輸入端與第一 RSS觸發(fā)器USDl的輸出端相連,第一濾波器FLT3的輸出端與第一除法器DIVl的輸入端相連，第一電壓跟隨器VFl的輸入端用于接收功率電路12輸出的第一電流isl，第一電壓跟隨器VFl的輸出端與第一 RC濾波器FLTl的輸入端相連,第一RC濾波器FLTl的輸出端與第一除法器DIVl的輸入端相連,第一除法器DIVl的輸出端與第一比較器COMl的反相輸入端相連；第二比較器COM2的輸出與第二 RS觸發(fā)器USD2的輸入端相連，第二 RS觸發(fā)器USD2的輸入端與第二脈沖觸發(fā)器Sym2的輸出端相連，第二 RS觸發(fā)器USD2的輸出端用于輸出第二驅(qū)動控制信號(在本實施例中，驅(qū)動控制信號采用的是脈寬調(diào)制信號PWM，因此，在圖1中，將第二驅(qū)動控制信號標記為“PWM2”)，第二濾波器FLT4的輸入端與第二 RS觸發(fā)器USD2的輸出端相連，第二濾波器FLT4的輸出端與第二除法器DIV2的輸入端相連，第二電壓跟隨器VF2的輸入端用于接收功率電路12輸出的第二電流，第二電壓跟隨器VF2的輸出端與第二 RC濾波器FLT2的輸入端相連，第二 RC濾波器FLT2的輸出端與第二除法器DIV2的輸入端相連，第二除法器DIV2的輸出端與第二比較器COM2的反相輸入端相連。如圖1所示，在本發(fā)明所提供的兩級升壓直流變換器中，控制電路14根據(jù)功率電路12的反饋信號，對所述反饋信號進行檢測和處理后經(jīng)RS觸發(fā)器產(chǎn)生兩路驅(qū)動控制信號(PWM信號)至功率電路1，功率電路I根據(jù)接收自控制電路14的兩路驅(qū)動控制信號，分別控制兩個功率開關(guān)的開通或關(guān)斷，從而調(diào)節(jié)兩個升壓電感的充電或放電，完成直流升壓。[0025]綜上所述，本實用新型提供了一種無需電感電流檢測的兩級升壓直流變換器，通過控制電路產(chǎn)生驅(qū)動控制信號，由功率電路根據(jù)接收的驅(qū)動控制信號控制功率開關(guān)的通斷，調(diào)節(jié)升壓電感單元的充電和放電，完成直流升壓。在本實用新型中，由于升壓電感單元在充電和放電過中的電流平均值相等或相近似，因此只需檢測出和功率開關(guān)串聯(lián)的分壓電阻電壓的平均值，就可得到升壓電感單元充電時的電流平均值和電感電流的平均值。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的兩級升壓直流變換器具有結(jié)構(gòu)簡單、附加成本低、實現(xiàn)容易、通用性強等優(yōu)點。上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種兩級升壓直流變換器，其特征在于，包括:功率電路以及與所述功率電路相連的控制電路； 所述控制電路，用于產(chǎn)生供控制所述功率電路的驅(qū)動控制信號； 所述功率電路，包括: 開關(guān)單元； 與所述功率單元相連的升壓電感單元； 與所述開關(guān)單元相連的驅(qū)動單元，用于接收來自于所述控制電路的驅(qū)動控制信號以控制所述開關(guān)單元的通斷，調(diào)節(jié)所述升壓電感單元進行相應(yīng)的充放電，完成直流升壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級升壓直流變換器，其特征在于，所述功率電路還包括:電壓輸入端、一個電容、一個電解電容、八個電阻，二個驅(qū)動器、二個功率開關(guān)、二個升壓電感、二個電力二極管、二個二極管、電壓輸出端、以及接地端； 電壓輸入端，用于接收直流輸入電壓；電容的第一端與電壓輸入端相連，電容的第二端與接地端相連；第一電阻的第一端與電壓輸入端相連，第一電阻的第二端與接地端相連；第二電阻的第一端與電壓輸入端相連，第二電阻的第二端與第三電阻的第一端相連，第三電阻的第二端與接地端相連；第一升壓電感的第一端與電壓輸入端相連，第一升壓電感的第二端與第一電力二極管的陽極相連，第一電力二極管的陰極與電壓輸出端相連；第二升壓電感的第一端與電壓輸入端相連，第二升壓電感的第二端與第二電力二極管的陽極相連，第二電力二極管的陰極與電壓輸出端相連；第一驅(qū)動器用于接收來自于所述控制電路的第一驅(qū)動控制信號，第一驅(qū)動器與第一功率開關(guān)的柵極相連，第一功率開關(guān)的集電極與第一二極管的陰極和第一升壓電感的第二端相連，第一功率開關(guān)的發(fā)射極與第一二極管的陽極和第四電阻的第一端相連，第四電阻的第二端與接地端相連，第四電阻的第一端作為第一電流的輸出端；第二驅(qū)動器用于接收來自于所述控制電路的第二驅(qū)動控制信號，第二驅(qū)動器與第二功率開關(guān)的柵極相連，第二功率開關(guān)的集電極與第二二極管的陰極和第二升壓電感的第二端相連，第二功率開關(guān)的發(fā)射極與第二二極管的陽極和第五電阻的第一端相連，第五電阻的第二端與接地端相連，第五電阻的第一端作為第二電流的輸出端；電解電容的正極與電壓輸出端相連，電解電容的負極與接地端相連；第六電阻的第一端與電壓輸出端相連，第六電阻的第二端與第七電阻的第一端相連，第七電阻的第二端與第八電阻的第一端相連并作為分電壓的輸出端，第八電阻的第二端與接地端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩級升壓直流變換器，其特征在于，所述第一升壓電感和所述第二升壓電感為耦合電感。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩級升壓直流變換器，其特征在于，所述控制電路包括:一個加法器、一個誤差濾波放大器、二個乘法器，二個除法器，二個比較器，二個濾波器，二個RS觸發(fā)器，二個三角波發(fā)生器，二個脈沖觸發(fā)器，二個電壓跟隨器和二個RC濾波器； 加法器的輸入端用于接收參考電壓和所述功率電路輸出的分電壓，加法器的輸出端與誤差濾波放大器的輸入端相連，誤差濾波放大器的輸出端與第一乘法器的輸入端和第二乘法器的輸入端相連，第一乘法器的輸入端與第一三角波發(fā)生器的輸出端相連，第一乘法器的輸出端與第一比較器的正相輸入端相連，第二乘法器的輸入端與第二三角波發(fā)生器的輸出端相連，第二乘法器的輸出端與第二比較器的正相輸入端相連，第一比較器的輸出與第一 RS觸發(fā)器的輸入端相連，第一 RS觸發(fā)器的輸入端與第一脈沖觸發(fā)器的輸出端相連,第一RS觸發(fā)器的輸出端用于輸出第一驅(qū)動控制信號，第一濾波器的輸入端與第一 RSS觸發(fā)器的輸出端相連，第一濾波器的輸出端與第一除法器的輸入端相連，第一電壓跟隨器的輸入端用于接收所述功率電路輸出的第一電流，第一電壓跟隨器的輸出端與第一 RC濾波器的輸入端相連，第一 RC濾波器的輸出端與第一除法器的輸入端相連，第一除法器的輸出端與第一比較器的反相輸入端相連；第二比較器的輸出與第二 RS觸發(fā)器的輸入端相連,第二 RS觸發(fā)器的輸入端與第二脈沖觸發(fā)器的輸出端相連，第二 RS觸發(fā)器的輸出端用于輸出第二驅(qū)動控制信號，第二濾波器的輸入端與第二 RS觸發(fā)器的輸出端相連，第二濾波器的輸出端與第二除法器的輸入端相連，第二電壓跟隨器的輸入端用于接收所述功率電路輸出的第二電流，第二電壓跟隨器的輸出端與第二 RC濾波器的輸入端相連，第二 RC濾波器的輸出端與第二除法器的輸入端相連，第二除法器的輸出端與第二比較器的反相輸入端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的兩級升壓直流變換器，其特征在于，所述第一驅(qū)動控制信號和所述第二驅(qū)動控制信號 為脈寬調(diào)制信號PWM。
專利摘要本實用新型提供一種無需電感電流檢測的兩級升壓直流變換器，包括功率電路以及與所述功率電路相連的控制電路；所述控制電路，用于產(chǎn)生供控制所述功率電路的驅(qū)動控制信號；所述功率電路，包括開關(guān)單元；與所述功率單元相連的升壓電感單元；驅(qū)動單元，用于接收來自于所述控制電路的驅(qū)動控制信號，以控制所述開關(guān)單元的通斷，調(diào)節(jié)所述升壓電感單元進行相應(yīng)的充放電，完成直流升壓。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的兩級升壓直流變換器無需電感電流檢測，具有結(jié)構(gòu)簡單、附加成本低、實現(xiàn)容易、通用性強等優(yōu)點。
文檔編號H02M3/156GK202940729SQ201220565779
公開日2013年5月15日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者管洪飛, 艾永保, 王立軍, 張啟平, 張聯(lián)柱, 王鵬 申請人:上海儒競電子科技有限公司