直流升压斩波电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种直流升压斩波电路，其包括升压电感、续流二极管、输出电容、MOS开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、升压控制器、数模转换器；MOS开关管的栅极接升压控制器的栅极驱动信号输出端；第一电阻、第二电阻串接在续流二极管的负端同地之间；数模转换器用于根据输入的数字信号,输出相应的模拟电压；第三电阻接在数模转换器的模拟电压输出端到第一电阻同第二电阻的连接点之间；升压控制器包括一比较器；比较器的一输入端接参考电压，另一输入端接第一电阻同第二电阻的连接点；升压控制器，根据比较器的输出，控制输出栅极驱动信号。本发明的直流升压斩波电路，输出电压的范围能通过软件连续调整。
【专利说明】直流升压斩波电路
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电源电路，特别涉及一种直流升压斩波电路。
【背景技术】
[0002]直流升压斩波电路（the boost converter),输出电压比输入电压高。其基本电路如图I所示。
[0003]当Ql处于断开状态，电源VBAT通过电感LI，二极管Dl向负载供电，此时Ql的漏极电压为VBAT (忽略电感的阻抗和二极管的导通压降)，当Ql导通，此时Ql的漏极电压由VBAT变为0，电感两端产生压降，电感电流开始增长，电感开始储存能量；此时二极管Dl处于断态，输出端由电容Cl向负载提供能量，电容释放能量，Ql关断，电路开关状态再次发生突变，由于电感的电流连续特性，线圈LI中的磁场将改变线圈LI两端的极性，以保持ILl不变，此时，电感向后级电路释放能量，电感电流不断减小，电感电流通过二极管到达输出端后，一部分给输出提供能量，一部分给电容充电，电容开始储存能量，这样循环往复，输出电容Cl上将达到一个平衡状态,稳定的输出电压建立。
[0004]在许多的现代化设备应用场景中，都会涉及到在一定的输入电压条件下，要求输出电压范围连续可调，尤其在车载ECU (发动机控制模块）的喷油器供电上，一般不同的喷油器型号要求不同的供电电压。但现有的直流升压斩波电路（the boost converter),输出电压范围无法连续调整，无法满足不同的喷油器型号对供电电压的要求，通用性较差。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种直流升压斩波电路，其输出电压的范围能通过软件连续调整。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供的直流升压斩波电路，包括一升压电感、一续流二极管、一输出电容、一 MOS开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、升压控制器、数模转换器；
[0007]所述MOS开关管的源漏，一端接地，另一端接所述续流二极管的正端及所述升压电感的一端；
[0008]所述MOS开关管的栅极，接升压控制器的栅极驱动信号输出端；
[0009]所述升压电感的另一端，接外部电源；
[0010]所述续流二极管的负端，作为直流升压斩波电路的升压电压输出端；
[0011]所述输出电容，接在所述续流二极管的负端同地之间；
[0012]所述第一电阻、第二电阻串接在所述续流二极管的负端同地之间；
[0013]所述数模转换器，用于根据输入的数字信号，输出相应的模拟电压；
[0014]所述第三电阻，接在所述数模转换器的模拟电压输出端到所述第一电阻同第二电阻的连接点之间；
[0015]所述升压控制器，包括一比较器；[0016]所述比较器的一输入端接参考电压，另一输入端接所述第一电阻同第二电阻的连接点；
[0017]所述升压控制器，根据所述比较器的输出，控制输出栅极驱动信号。
[0018]较佳的，直流升压斩波电路还包括第四电阻；
[0019]所述MOS开关管的源漏，一端通过第四电阻接地；
[0020]所述第四电阻的两端连接到升压控制器的两电流采样输入端，用于对MOS开关管的源漏电流进行采样；
[0021]所述升压控制器，根据所述比较器的输出及MOS开关管的源漏电流采样，控制输出栅极驱动信号。
[0022]较佳的，所述MOS开关管为N沟道MOSFET ；
[0023]所述N沟道MOSFET的源极通过第四电阻接地，漏极接所述续流二极管的正端及所述升压电感的一端，栅极接升压控制器的栅极驱动信号输出端。
[0024]本发明的直流升压斩波电路，由于可通过软件改变数模转换器的数据通信接口输入的数字信号，所以数模转换器的输出电压软件可调。由于反馈参考电压、第一电阻、第二电阻、第三电阻的值固定，所以直流升压斩波电路输出的升压电压，随软件可调的数模转换器的输出电压的变化而单调变化，从而本发明的直流升压斩波电路，输出电压范围可以通过软件连续调整，输出电压可调节范围宽，精度高，步进小，能满足不同的喷油器型号对供电电压的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是直流升压斩波电路的基本电路不意图；
[0027]图2是本发明的直流升压斩波电路一实施例示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]实施例一
[0030]直流升压斩波电路，包括一升压电感L1、一续流二极管Dl、一输出电容Cl、一 MOS开关管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、一升压控制器、一数模转换器DAC ；
[0031]所述MOS开关管Ql的源漏，一端接地，另一端接所述续流二极管Dl的正端及所述升压电感LI的一端；
[0032]所述MOS开关管Ql的栅极，接升压控制器的栅极驱动信号GLS_T输出端；
[0033]所述升压电感LI的另一端，接外部电源VBAT ；
[0034]所述续流二极管Dl的负端，作为直流升压斩波电路的升压电压VOUT输出端；[0035]所述输出电容Cl，接在所述续流二极管Dl的负端同地之间；
[0036]所述第一电阻R1、第二电阻R2串接在所述续流二极管Dl的负端同地之间；
[0037]所述数模转换器DAC，用于根据数据通信接口(如SPI)输入的数字信号，输出相应的模拟电压VDAC ；
[0038]所述第三电阻R3，接在所述数模转换器DAC的模拟电压VDAC输出端到所述第一电阻Rl同第二电阻R2的连接点之间；
[0039]所述升压控制器，包括一比较器AMP ；
[0040]所述比较器AMP的一输入端接参考电压VREF，另一输入端接所述第一电阻Rl同第二电阻R2的连接点；
[0041]所述升压控制器，根据所述比较器AMP的输出，控制输出栅极驱动信号GLS_T，从而稳定所述续流二极管Dl的负端输出的升压电压V0UT。
[0042]实施例二
[0043]基于实施例一，直流升压斩波电路还包括第四电阻R4 ；
[0044]所述MOS开关管Ql的源漏，一端通过第四电阻R4接地；
[0045]所述第四电阻R4，两端连接到升压控制器的两电流采样输入端RSP_T、RSN_T，用于对MOS开关管Ql的源漏电`流进行采样；
[0046]所述升压控制器，根据所述比较器AMP的输出及MOS开关管Ql的源漏电流采样，控制输出栅极驱动信号GLS_T，从而稳定所述续流二极管Dl的负端输出的升压电压V0UT。
[0047]实施例三
[0048]基于实施例二，所述MOS 开关管 Ql 为 N 沟道 MOSFET(Metal-Oxide_SemiconductorField-Effect Transistor,金属-氧化层-半导体_场效晶体管)；
[0049]所述MOS开关管Ql的源极通过第四电阻接地，漏极接所述续流二极管Dl的正端及所述升压电感LI的一端，栅极接升压控制器的栅极驱动信号GLS_T输出端。
[0050]实施例四
[0051]基于实施例三，数模转换器DAC的参考电压可以采用5V电源供电(5V电源在温度范围内误差不超过2%)，第一电阻Rl为100ΚΩ，第二电阻R2为0.91KΩ，第三电阻R3为IOK Ω，反馈参考电压VREF为0.7V。
[0052]本发明的直流升压斩波电路，升压电感L1、MOS开关管Ql、续流二极管Dl、升压控制器构成BOOST (升压)电路，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和数模转换器DAC构成输出电压软件可调电路。
[0053]由图2 可知，V0UT=VREF+il*Rl，il=i2+i3，i2=VREF/R2, il 为流过第一电阻的电流，?2为流过第二电阻的电流，?3为流过第三电阻的电流，三式联立可得:
[0054]VOUT=VREf*(1+R1/R2+R1/R3)-VDAC*(R1/R3)；
[0055]由于可通过软件改变数模转换器DAC的数据通信接口(如SPI)输入的数字信号，所以数模转换器DAC的输出电压VDAC软件可调。由于反馈参考电压VREF、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的值固定，所以直流升压斩波电路输出的升压电压V0UT，随软件可调的数模转换器DAC的输出电压VDAC的变化而单调变化，从而本发明的直流升压斩波电路，输出电压范围可以通过软件连续调整，输出电压可调节范围宽，精度高，步进小，能满足不同的喷油器型号对供电电压的要求。并且可以通过提高数模转换器DAC的控制电压的精度来实现直流升压斩波电路输出电压的高精度调节，具有很大的应用前景。
[0056]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种直流升压斩波电路，包括一升压电感、一续流二极管、一输出电容、一 MOS开关管，其特征在于，还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、升压控制器、数模转换器； 所述MOS开关管的源漏，一端接地，另一端接所述续流二极管的正端及所述升压电感的一端; 所述MOS开关管的栅极，接升压控制器的栅极驱动信号输出端； 所述升压电感的另一端，接外部电源； 所述续流二极管的负端，作为直流升压斩波电路的升压电压输出端； 所述输出电容，接在所述续流二极管的负端同地之间； 所述第一电阻、第二电阻串接在所述续流二极管的负端同地之间； 所述数模转换器，用于根据输入的数字信号，输出相应的模拟电压； 所述第三电阻，接在所述数模转换器的模拟电压输出端到所述第一电阻同第二电阻的连接点之间； 所述升压控制器，包括一比较器； 所述比较器的一输入端接参考电压，另一输入端接所述第一电阻同第二电阻的连接占.所述升压控制器，根据所述比较器的输出，控制输出栅极驱动信号。
2.根据权利要求1所述的直流升压斩波电路，其特征在于， 直流升压斩波电路还包括第四电阻； 所述MOS开关管的源漏，一端通过第四电阻接地； 所述第四电阻的两端连接到升压控制器的两电流采样输入端，用于对MOS开关管的源漏电流进行采样； 所述升压控制器，根据所述比较器的输出及MOS开关管的源漏电流采样，控制输出栅极驱动信号。
3.根据权利要求2所述的直流升压斩波电路，其特征在于， 所述MOS开关管为 N沟道MOSFET ； 所述N沟道MOSFET的源极通过第四电阻接地，漏极接所述续流二极管的正端及所述升压电感的一端，栅极接升压控制器的栅极驱动信号输出端。
4.根据权利要求3所述的直流升压斩波电路，其特征在于， 所述数模转换器的参考电压采用5V电源供电； 所述第一电阻为100K Ω ； 所述第二电阻为0.91ΚΩ ； 所述第三电阻R3为10ΚΩ ； 所述反馈参考电压为0.7V。
【文档编号】H02M3/156GK103840662SQ201210483842
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】高立颍, 岳少鹏, 金立博, 孙琦, 韩本忠 申请人:联创汽车电子有限公司