专利名称：用于电子设备的蓄电池倍压电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于电子设备的蓄电池倍压电路。
背景技术：
目前，蓄电池在各种移动式电子装置、不间断电源等电子设备中得到广泛应用。出于降低成本、减小体积、提高安全性等方面的考虑，通常希望采用较少的蓄电池单元和较低的电池电压供电。然而，各种电子设备都需要某种额定电压才能正常工作，当所采用的蓄电池电压不能满足要求时，就需要采用DC/DC变换技术对蓄电池电压进行提升，例如Boost变换器等。常见DC/DC变换器结构较为复杂，而且通常以数十千赫兹至数百千赫兹的频率工作,开关损耗较大,技术要求较高,而且成本也较高。公开号为1336709的中国专利给出了一种用于不间断电源的前级倍压电路及其 控制方法，所述电路包括上半路功率因数校正电路、下半路功率因数校正电路和蓄电池接入支路，蓄电池接入支路包括蓄电池、第一开关、第五二极管，蓄电池负极与下半路功率因数校正电路相连，正极依次通过第一开关、第五二极管阳极、第五二极管阴极与上半路功率因数校正电路相连。其控制方法是按一低频周期分时控制第一、二功率开关的交替恒定导通时间。本实用新型的蓄电池接入方式元器件少，电路对称，控制简单、可靠。但该专利蓄电池供电回路串联二极管数量较多，会导致较大损耗而且增加成本；同时，该专利电感器串联在直流回路中，容易产生直流磁化而影响缓冲效果。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种高效率、低损耗、低成本、结构简单的用于电子设备的蓄电池倍压电路。为实现这一目的，本实用新型采用以下技术方案一种用于电子设备的蓄电池倍压电路，它包括蓄电池组、电子开关I、电子开关II、二极管I、电感器、二极管II、电容器I、电容器II、正极输出端、中点输出端、负极输出端和控制电路，其中蓄电池组的正极与二极管I的阳极和电子开关I的第一输出端连接，蓄电池组的负极与二极管II的阴极和电子开关II的第二输出端连接；二极管I的阴极与电容器I的第一引出端以及正极输出端连接；二极管II的阳极与电容器II的第二引出端以及负极输出端连接；电容器I的第二引出端与电容器II的第一引出端连接，同时还与电感器的第二引出端以及中点输出端连接；电子开关I的第二输出端与电子开关II的第一输出端连接，同时还与电感器的第一引出端连接；电子开关I和电子开关II的控制输入端分别与控制电路连接；电子开关I和电子开关II各自的第一输出端或第二输出端还分别与控制电路连接；控制电路控制电子开关I和电子开关II交替导通。所述电子开关I和电子开关II是MOSFET或IGBT或其他全控半导体功率开关器件。采用上述技术方案，当电子开关I导通时，蓄电池组通过电子开关I、电感器、电容器II和二极管II构成回路，对电容器II充电，将电容器II充电至等于或接近蓄电池组电压；当电子开关II导通时，蓄电池组通过电子开关II、电感器、电容器I和二极管I构成回路，对电容器I充电，将电容器I充电至等于或接近蓄电池组电压；因电容器I和电容器II串联连接，因此可在正极输出端和负极输出端之间获得等于或接近二倍蓄电池组电压的输出电压，或者可分别在正极输出端与中点输出端之间以及负极输出端与中点输出端之间获得正负对称的输出电压。电感器的作用是限制电子开关I或电子开关II接通瞬时的电流变化率，避免产生冲击电流。选择适当功率等级的电路元件，本技术方案可适用于数十毫瓦至上百千瓦的功率范围。本实用新型的有益实施效果为I)以简单、高效的方式获得二倍蓄电池电压的输出电压，而且适用功率范围宽、输出电压稳定、负载能力强；2)可以采用数十赫兹至数百赫兹的较低的频率工作，开关损耗很小，效率很高，而且控制简单；3)结构简单，而且低频工作显著降低了对电子开关、二极管、电感器和控制电路的要求，成本低、实施容易；4)负载轻时，可以采用更低的开关频率工作，静态损耗可趋于零；5)低频工作也显著降低了电磁干扰。
图I为本实用新型第一实施例结构示意图。图2为本实用新型第二实施例结构示意图。图3为本实用新型第三实施例结构示意图。图4为本实用新型第四实施例结构示意图。图5为电子开关I导通时的等效电路。图6为电子开关II导通时的等效电路。其中1蓄电池组、2电子开关1、3电子开关11、4 二极管1、5电感器、6 二极管II、7电容器1、8电容器II、9正极输出端、10中点输出端、11负极输出端、12控制电路。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。实施例I :一种用于电子设备的蓄电池倍压电路，如图I所示，它包括蓄电池组I、电子开关I2、电子开关II 3、二极管I 4、电感器5、二极管II 6、电容器I 7、电容器II 8、正极输出端9、中点输出端10、负极输出端11和控制电路12，其中蓄电池组I的正极与二极管I 4的阳极和电子开关I 2的第一输出端连接，蓄电池组I的负极与二极管116的阴极和电子开关113的第二输出端连接；二极管I 4的阴极与电容器I 7的第一引出端以及正极输出端连接；二极管II 6的阳极与电容器II 8的第二引出端以及负极输出端连接；电容器I 7的第二引出端与电容器II 8的第一引出端连接，同时还与电感器5的第二引出端以及中点输出端连接；电子开关I 2的第二输出端与电子开关II 3的第一输出端连接，同时还与电感器5的第一引出端连接；电子开关I 2和电子开关II 3的控制输入端分别与控制电路连接；电子开关12和电子开关113各自的第一输出端或第二输出端还分别与控制电路12连接；控制电路控制12电子开关I 2和电子开关II 3交替导通。所述电子开关I 2和电子开关II 3是采用N沟道M0SFET，此时电子开关的第一输出端对应MOSFET的漏极，电子开关的第二输出端对应MOSFET的源极，电子开关的两个控制输入端分别对应MOSFET的栅极和源极。实施例2 图2是本实用新型的第二实施例结构示意图。在本实施例中，所述电子开关I 2和电子开关II 3采用P沟道M0SFET，此时电子开关的第一输出端对应MOSFET的源极，电子开关的第二输出端对应MOSFET的漏极，电子开关的两个控制输入端分别对应MOSFET的栅极和源极。实施例3 图3是本实用新型的第三实施例结构示意图。在本实施例中，所述电子开关I 2和电子开关II 3采用N沟道IGBT，电子开关的第一输出端对应IGBT的集电极，电子开关的第二输出端对应IGBT的发射极，电子开关的两个控制输入端分别对应IGBT的栅极和发射极。实施例4 图4是本实用新型的第四实施例结构示意图。在本实施例中，所述电子开关I 2和电子开关II 3采用P沟道IGBT，此时电子开关的第一输出端对应IGBT的发射极，电子开关的第二输出端对应IGBT的集电极，电子开关的两个控制输入端分别对应IGBT的栅极和发射极。由控制电路12控制电子开关I和3电子开关II交替导通。当电子开关I 2导通时的等效电路如图5所示，此时蓄电池组I对电容器II 8充电；当电子开关II 3导通时的等效电路如图6所示，此时蓄电池组I对电容器I 7充电。所述控制电路可由公知技术实现。例如可采用时基集成电路NE555构成方波震荡电路，然后采用半桥驱动集成电路IR2184驱动两个电子开关交替导通。
权利要求1.一种用于电子设备的蓄电池倍压电路，其特征是，它包括蓄电池组(I)、电子开关I⑵、电子开关II⑶、二极管I⑷、电感器(5)、二极管II (6)、电容器I (7)、电容器II⑶、正极输出端(9)、中点输出端(10)、负极输出端(11)和控制电路(12)，其中 蓄电池组(I)的正极与二极管I (4)的阳极和电子开关I (2)的第一输出端连接，蓄电池组(I)的负极与二极管11(6)的阴极和电子开关11(3)的第二输出端连接； 二极管1(4)的阴极与电容器1(7)的第一引出端以及正极输出端(9)连接； 二极管II (6)的阳极与电容器11(8)的第二引出端以及负极输出端(11)连接；电容器I (7)的第二引出端与电容器II (8)的第一引出端连接，同时还与电感器(5)的第二引出端以及中点输出端(10)连接； 电子开关I (2)的第二输出端与电子开关II (3)的第一输出端连接，同时还与电感器(5)的第一引出端连接； 电子开关1(2)和电子开关11(3)的控制输入端分别与控制电路(12)连接； 电子开关1(2)和电子开关11(3)各自的第一输出端或第二输出端还分别与控制电路(12)连接； 控制电路(12)控制电子开关I (2)和电子开关11(3)交替导通。
2.如权利要求I所述用于电子设备的蓄电池倍压电路，其特征是所述电子开关1(2)和电子开关II (3)是MOSFET或IGBT或其他全控半导体功率开关器件。
专利摘要本实用新型涉及一种高效率、低损耗、低成本、结构简单的用于电子设备的蓄电池倍压电路。蓄电池组正极与二极管I阳极和电子开关I的第一输出端连接，负极与二极管II阴极和电子开关II的第二输出端连接；二极管I的阴极与电容器I的第一引出端及正极输出端连接；二极管II的阳极与电容器II的第二引出端及负极输出端连接；电容器I的第二引出端与电容器II的第一引出端连接，并与电感器的第二引出端以及中点输出端连接；电子开关I的第二输出端与电子开关II的第一输出端连接，同时还与电感器的第一引出端连接；电子开关I和电子开关II的控制输入端、各自的第一输出端或第二输出端还分别与控制电路连接；控制电路控制电子开关I和电子开关II交替导通。
文档编号H02M3/06GK202550874SQ20122010623
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者李建明, 李波, 王德涛 申请人:山东山大华天科技股份有限公司