一种可调节高频Boost升压电路的制作方法

本发明涉及一种升压电路，具体是一种可调节高频boost升压电路。

背景技术：

在许多便携式设备中，如笔记本电脑，内部不同元器件的工作电压有很多种，但是供电电压只能是一种规格，这就需要电压变换，包括升压变换，以满足各元器件的工作电压要求。在如今新能源发电中，例如光伏发电，需要将光伏电池中储存的较低的电压转换为生活中常用的较高的供电电压，也需要用到升压电路。其中boost电路是一种典型的升压电路。

boost升压电路比较简单，输出电压可以放大十倍以上，因此在大功率场合下应用较为广泛。但是当升压幅度较大时，就比较容易使开关管开通占空比较大，甚至接近于1。事实上，boost电路开关管在开通占空比超过0.88后将失去升压作用，况且较大的开通占空比会导致开关管的温升和损耗过大，严重时会导致开关管损坏以至于整个电路无法正常工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供可调节高频boost升压电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种可调节高频boost升压电路，其特征在于，电路包括电源模块、滤波模块、快速开关模块、升压模块、高频方波产生模块；

所述电源模块与滤波模块的输入端连接；

所述滤波模块的输出端与升压模块的输入端连接；

所述快速开关模块的输出端与升压模块的输入端连接；

所述高频方波产生模块的输出端与快速开关模块的输入端连接。

与现有技术相比，本发明的优点是：1)在三极管开关信号低占空比的情况下，以此达到了多倍升压的目的，可以实现十倍以上的稳定升压，提高升压效率，同时保证三极管升温范围合理，电路上的损耗进一步减小，提高电能利用率。且低占空比高频方波信号易于取得，成本较低。2)加入可调电位器，根据需求调节电位器大小，即可控制输出电压大小，方便灵活。3)电路简单易于实现，经济成本低，元器件和输入信号易于取得，实用性强。

附图说明

图1为本发明可调节高频boost升压电路的原理框图。

图2为本发明实施例1的电路图。

图3为本发明实施例1的高频方波产生模块电路图。

具体实施方式

一种可调节高频boost升压电路，包括电源模块、滤波模块、快速开关模块、升压模块、高频方波产生模块；

所述电源模块与滤波模块的输入端连接；

所述滤波模块的输出端与升压模块的输入端连接；

所述快速开关模块的输出端与升压模块的输入端连接；

所述高频方波产生模块的输出端与快速开关模块的输入端连接。

进一步的实施例中，所述滤波模块包括第一电阻(r1)、第一电容(c1)、第二电容(c2)，所述第一电容(c1)的正极与电源模块连接，负极接地；第一电阻(r1)一端与电源模块连接，另一端与第二电容(c2)的一端连接，所述第二电容(c2)的另一端接地，所述第一电阻(r1)的另一端同时与升压模块连接。

进一步的实施例中，第一电容(c1)为极性电容。

进一步的实施例中，所述快速开关模块，包括三极管、第二电阻(r2)，所述第二电阻(r2)的一端与外部输入的高频方波连接，另一端与三极管基极连接，三极管的发射极接地，三极管的集电极升压模块连接。根据高频方波信号的上升和下降，实现对三级管的快速开关，从而对升压模块进行充放电控制，通过第二电阻(r2)的阻值可以改变三极管的基极电流，从而改变电路电流，实现对输出电压的灵活调控。

进一步的实施例中，所述升压模块包括电感(l1)、第三电阻(r3)、第一二极管(d1)、第二二极管(d2)、第三电容(c3)和第四电容(c4)，其中，所述第一二极管(d1)的负极分别与第二二极管(d2)的正极、电感(l1)的一端连接，第一二极管(d1)的正极接地，第二二极管(d2)的负极分别与第三电阻(r3)的一端、第三电容(c3)的一端了连接，所述第三电容(c3)的另一端接地，所述第三电阻(r3)的另一端与第四电容(c4)的一端连接，所述第四电容(c4)的另一端接地。

进一步的实施例中，所述高频方波产生模块包括ne555芯片(u3)、第五电阻(r5)、第六电阻(r4)、第七电阻(r3)、第八电阻(r2)、第九电阻(r1)、第五电容(c1)、第六电容(c2)、第一稳压管(d1)、第二稳压管(d2)，其中，所述ne555芯片(u3)的第一引脚接地，第二引脚与第六引脚连接，第四引脚与电源模块连接，第五引脚与第五电容(c1)的一端连接，第五电容(c1)的另一端接地，第六引脚分别与第一稳压管(d1)负极、第二稳压管(d2)的正极、第六电容(c2)的一端连接，所述第六电容(c2)的另一端接地，所述第一稳压管(d1)的正极与第七引脚连接，所述第二稳压管(d2)的负极分别与第五电阻(r5)的一端、第六电阻(r4)的一端连接，所述第五电阻(r5)的另一端与第七引脚连接，所述第六电阻(r4)的另一端与第七引脚连接；所述ne555芯片(u3)的第七引脚还与第七电阻(r3)的一端连接，第八电阻(r2)和第九电阻(r1)的两端均分别与第七电阻(r3)的两端连接，第七电阻(r3)另一端与电源模块连接；所述ne555芯片(u3)的第八引脚与电源模块连接，所述ne555芯片(u3)的第三引脚与快速开关模块连接。

方波信号为高电平时，三极管导通，输入电压流过电感(l1)。由于输入是直流电，所以电感(l1)上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感(l1)大小有关。随着电感(l1)电流增加，电感(l1)里储存了一些能量。方波信号为低电平时，三极管截止，由于电感(l1)的电流保持特性，流经电感(l1)的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0，即电感(l1)给第四电容(c4)充电，第四电容(c4)两端电压升高，此时第四电容(c4)两端电压高于输入电压。当电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。根据高频方波信号控制三极管的快速开关，这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端持续得到高于输入电压的电压，然后根据实际情况，调节电位器，改变输出电压值为所需电压即可。

进一步的实施例中，所述高频方波产生模块产生的高频方波的占空比低于60％，频率高于5khz。

进一步的实施例中，所述第二电阻(r2)为可调电位器。

下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

实施例1

如图2所示，电源模块输入供电电压，采用12v直流电压。

滤波模块采用rc回路滤波的方法，用于对输入电源进行滤波，包括第一电阻(r1)、第一电容(c1)、第二电容(c2)，第一电容(c1)为极性电容正极与电源模块连接，负极接地，第一电阻(r1)一端与电源模块连接，另一端与第二电容(c2)的一端连接，所述第二电容(c2)的另一端接地，所述第一电阻(r1)的另一端同时与升压模块电感(l1)的一端连接。其中，第一电容(c1)取10uf，第一电阻(r1)取4个51欧电阻并联，第二电容(c2)取100nf。

快速开关模块，包括三极管、第二电阻(r2)和高频方波，所述第二电阻(r2)的一端与高频方波产生模块的输出端连接，另一端与三极管基极连接，三极管的发射极接地，三极管的集电极升压模块连接。本实施例中采用npn型三极管、30千欧可调电位器。

高频方波产生模块包括ne555芯片(u3)、第五电阻(r5)、第六电阻(r4)、第七电阻(r3)、第八电阻(r2)、第九电阻(r1)、第五电容(c1)、第六电容(c2)、第一稳压管(d1)、第二稳压管(d2)，其中，所述ne555芯片(u3)的第一引脚接地，第二引脚与第六引脚连接，第四引脚与电源模块连接，第五引脚与第五电容(c1)的一端连接，第五电容(c1)的另一端接地，第六引脚分别与第一稳压管(d1)负极、第二稳压管(d2)的正极、第六电容(c2)的一端连接，所述第六电容(c2)的另一端接地，所述第一稳压管(d1)的正极与第七引脚连接，所述第二稳压管(d2)的负极分别与第五电阻(r5)的一端、第六电阻(r4)的一端连接，所述第五电阻(r5)的另一端与第七引脚连接，所述第六电阻(r4)的另一端与第七引脚连接；所述ne555芯片(u3)的第七引脚还与第七电阻(r3)的一端连接，第八电阻(r2)和第九电阻(r1)的两端均分别与第七电阻(r3)的两端连接，第七电阻(r3)另一端与电源模块连接；所述ne555芯片(u3)的第八引脚与电源模块连接，所述ne555芯片(u3)的第三引脚与快速开关模块的第二电阻(r2)的一端连接。其中，第五电阻(r5)取1.5千欧，第六电阻(r4)取2千欧，第七电阻(r3)取1.5千欧，第八电阻(r2)取1.5千欧，第九电阻(r1)取680欧，第五电容(c1)取10nf，第六电容(c2)取100nf，第一、第二稳压二极管(d1)(d2)均采用1n4148时，可以输出10khz占空比百分之30的高频方波。

升压模块包括电感(l1)、第三电阻(r3)、第一二极管(d1)、第二二极管(d2)、第三电容(c3)和第四电容(c4)，其中，所述第一二极管(d1)的负极分别与第二二极管(d2)的正极、电感(l1)的一端连接，第一二极管(d1)的正极接地，第二二极管(d2)的负极分别与第三电阻(r3)的一端、第三电容(c3)的一端了连接，所述第三电容(c3)的另一端接地，所述第三电阻(r3)的另一端与第四电容(c4)的一端连接，所述第四电容(c4)的另一端接地。其中，电感(l1)取3.3mh、第三电阻(r3)取10千欧电阻、第一二极管(d1)和第二二极管(d2)选用1n4007二极管、第三电容(c3)取10nf、第四电容(c4)q取10nf耐250v高压的电容。输出模块输出高压连接负载。

按照上述参数，当电位器调整接入电阻为51欧姆的时候，输出高压为170v。

本发明的高频boost升压电路，通过提高开关频率解决了占空比不能太高的缺点，满足了在较低占空比的情况下实现稳定升压，并且采用可调节电位器实现对输出高压的实时调控，简单方便。