专利名称：两级升压直流变换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无需电感电流检测的两级升压直流变换器。
背景技术：
直流变换器是光伏发电、电动汽车和通信电源的重要组成部分。随着我国光伏产业、新能源汽车和通信的迅猛发展，对于直流变换器的需求越来越旺盛。直流变换器因具有体积小、重量轻、稳定性好、安全系数高、低直流电压输入和成本低等优点，符合光伏发电、电动汽车和通信的发展要求，具有良好的应用前景。一般，直流变换器可以分为降压直流变换器和升压直流变换器，其中，针对升压直流变换器，用于在对电子器件供电时将一较低的电压进行升压以实现对一较高电压需求的电路进行供电。传统的升压直流变换器在检测电感电流的大小时需要使用霍尔传感器等，电路成本较高。
实用新型内容鉴于以上所述现有技术的缺失，本实用新型的目的在于提供一种无需电感电流检测的两级升压直流变换器，用于解决现有技术中检测电感电流大小是采用霍尔传感器而导致的电路结构简单、成本较高等问题。为解决上述问题及其他相关问题，本实用新型提供一种两级升压直流变换器，包括:功率电路以及与所述功率电路相连的控制电路；所述控制电路，用于产生供控制所述功率电路的驱动控制信号；所述功率电路，包括:开关单元；与所述功率单元相连的升压电感单元；驱动单元，用于接收来自于所述控制电路的驱动控制信号，以控制所述开关单元的通断，调节所述升压电感单元进行相应的充放电，完成直流升压。可选地，所述功率电路还包括:电压输入端、一个电容、一个电解电容、八个电阻，二个驱动器、二个功率开关、二个升压电感、二个电力二极管、二个二极管、电压输出端、以及接地端；电压输入端，用于接收直流输入电压；电容的第一端与电压输入端相连，电容的第二端与接地端相连；第一电阻的第一端与电压输入端相连，第一电阻的第二端与接地端相连；第二电阻的第一端与电压输入端相连，第二电阻的第二端与第三电阻的第一端相连，第三电阻的第二端与接地端相连；第一升压电感的第一端与电压输入端相连，第一升压电感的第二端与第一电力二极管的阳极相连，第一电力二极管的阴极与电压输出端相连；第二升压电感的第一端与电压输入端相连，第二升压电感的第二端与第二电力二极管的阳极相连，第二电力二极管的阴极与电压输出端相连；第一驱动器用于接收来自于所述控制电路的第一驱动控制信号，第一驱动器与第一功率开关的栅极相连，第一功率开关的集电极与第一二极管的阴极和第一升压电感的第二端相连，第一功率开关的发射极与第一二极管的阳极和第四电阻的第一端相连，第四电阻的第二端与接地端相连，第四电阻的第一端作为第一电流的输出端；第二驱动器用于接收来自于所述控制电路的第二驱动控制信号，第二驱动器与第二功率开关的栅极相连，第二功率开关的集电极与第二二极管的阴极和第二升压电感的第二端相连，第二功率开关的发射极与第二二极管的阳极和第五电阻的第一端相连，第五电阻的第二端与接地端相连，第五电阻的第一端作为第二电流的输出端；电解电容的正极与电压输出端相连，电解电容的负极与接地端相连；第六电阻的第一端与电压输出端相连，第六电阻的第二端与第七电阻的第一端相连，第七电阻的第二端与第八电阻的第一端相连并作为分电压的输出端，第八电阻的第二端与接地端相连。可选地，所述第一升压电感和所述第二升压电感为耦合电感。可选地，所述控制电路包括:一个加法器、一个误差滤波放大器、二个乘法器，二个除法器，二个比较器，二个滤波器，二个RS触发器，二个三角波发生器，二个脉冲触发器，二个电压跟随器和二个RC滤波器；加法器的输入端用于接收参考电压和所述功率电路输出的分电压，加法器的输出端与误差滤波放大器的输入端相连，误差滤波放大器的输出端与第一乘法器的输入端和第二乘法器的输入端相连，第一乘法器的输入端与第一三角波发生器的输出端相连，第一乘法器的输出端与第一比较器的正相输入端相连，第二乘法器的输入端与第二三角波发生器的输出端相连，第二乘法器的输出端与第二比较器的正相输入端相连，第一比较器的输出与第一 RS触发器的输入端相连，第一 RS触发器的输入端与第一脉冲触发器的输出端相连，第一 RS触发器的输出端用于输出第一驱动控制信号，第一滤波器的输入端与第一 RSS触发器的输出端相连,第一滤波器的输出端与第一除法器的输入端相连，第一电压跟随器的输入端用于接收所述功率电路输出的第一电流，第一电压跟随器的输出端与第一 RC滤波器的输入端相连，第一 RC滤波器的输出端与第一除法器的输入端相连，第一除法器的输出端与第一比较器的反相输入端相连；第二比较器的输出与第二 RS触发器的输入端相连，第二 RS触发器的输入端与第二脉冲触发器的输出端相连，第二 RS触发器的输出端用于输出第二驱动控制信号，第二滤波器的输入端与第二 RS触发器的输出端相连，第二滤波器的输出端与第二除法器的输入端相连，第二电压跟随器的输入端用于接收所述功率电路输出的第二电流，第二电压跟随器的输出端与第二 RC滤波器的输入端相连，第二 RC滤波器的输出端与第二除法器的输入端相连，第二除法器的输出端与第二比较器的反相输入端相连。可选地，所述第一驱动控制信号和所述第二驱动控制信号为脉宽调制信号PWM。本实用新型提供了 一种无需电感电流检测的两级升压直流变换器，通过控制电路产生驱动控制信号，由功率电路根据接收的驱动控制信号控制功率开关的通断，调节升压电感单元的充电和放电，完成直流升压。在本实用新型中，由于升压电感单元在充电和放电过中的电流平均值相等或相近似，因此只需检测出和功率开关串联的分压电阻电压的平均值，就可得到升压电感单元充电时的电流平均值和电感电流的平均值。相对于现有技术，本实用新型提供的两级升压直流变换器具有结构简单、附加成本低、实现容易、通用性强等优点。
图1显示为本实用新型的两级升压直流变换器的在一个实施方式中的结构示意图。
具体实施方式
[0012]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。本实用新型根据直流升压的工作原理而提供了无需电感电流检测的两级升压直流变换器电路设计方案，具有结构简单、附加成本低、实现容易、通用性强等优点。以下将详细阐述本实用新型的两级升压直流变换器的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实用新型的技术方案。请参阅图1，其为本实用新型的两级升压直流变换器的电路示意图。如图1所示，本实用新型中的整流电路包括:功率电路12以及与功率电路12相连的控制电路14。以下针对图1，对本实用新型的两级升压直流变换器进行详细描述。功率电路12，用于接收直流输入电压和来自控制电路14的驱动控制信号，控制功率单元的开通/关断，调节升压电感单元的充电/放电，完成直流升压的设计功能。在本实施例中，功率电路12包括:电压输入端，一个电容，一个电解电容，八个电阻，二个驱动器，二个功率开关，二个升压电感，二个电力二极管，二个二极管，电压输出端、以及接地端。具体地，如图1所示，以下对功率电路12中的各个器件进行详细描述。电压输入端DCPi,用于接收直流输入电压，电容Cl的第一端与电压输入端DCPi相连，电容Cl的第二端与接地端相连,第一电阻Rl的第一端与电压输入端DCPi相连,第一电阻Rl的第二端与接地端相连；第二电阻R2的第一端与电压输入端DCPi相连，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端相连，第三电阻R3的第二端与接地端相连；第一升压电感LI的第一端与电压输入端DCPi相连,第一升压电感LI的第二端与第一电力二极管FRDl的阳极相连，第一电力二极管FRDl的阴极与电压输出端DCPo相连；第二升压电感L2的第一端与电压输入端DCPi相连，第二升压电感L2的第二端与第二电力二极管FRD2的阳极相连，第二电力二极管FRD2的阴极与电压输出端DCPo相连；第一驱动器DRVl用于接收来自于控制电路14的第一驱动控制信号(在本实施例中，驱动控制信号采用的是脉宽调制信号PWM，因此，在图1中，将第一驱动控制信号标记为“PWM1”)，第一驱动器DRVl与第一功率开关RCSl的栅极相连，第一功率开关RCSl的集电极与第一二极管Dl的阴极和第一升压电感LI的第二端相连，第一功率开关RCSl的发射极与第一二极管Dl的阳极和第四电阻R4的第一端相连，第四电阻R4的第二端与接地端相连，第四电阻R4的第一端作为第一电流isl的输出端；第二驱动器DRV2用于接收来自于控制电路14的第二驱动控制信号(在本实施例中，驱动控制信号采用的是脉宽调制信号PWM，因此，在图1中，将第二驱动控制信号标记为“PWM2”)，第二驱动器DRV2与第二功率开关RCS2的栅极相连，第二功率开关RCS2的集电极与第二二极管D2的阴极和第二升压电感L2的第二端相连，第二功率开关RCS2的发射极与第二二极管D2的阳极和第五电阻R5的第一端相连，第五电阻R5的第二端与接地端相连，第五电阻R5的第一端作为第二电流is2的输出端；电解电容El的正极与电压输出端DCPo相连，电解电容El的负极与接地端相连；第六电阻R6的第一端与电压输出端DCPo相连，第六电阻R6的第二端与第七电阻R7的第一端相连，第七电阻R7的第二端与第八电阻R7的第一端相连并作为分电压U。的输出端，第八电阻R7的第二端与接地端相连。在本实施例中，第一驱动控制信号和第二驱动控制信号采用的是脉宽调制信号(PulseWidth Modulation, PWM),因此，第一驱动控制信号和第二驱动控制信号分别标记为“PWM1”和“PWM2”)；第一升压电感LI和第二升压电感L2为耦合电感。控制电路14，用于产生供控制所述功率电路的驱动控制信号。在本实施例中，控制电路14包括:一个加法器、一个误差滤波放大器、二个乘法器，二个除法器，二个比较器，二个滤波器，二个RS触发器，二个三角波发生器，二个脉冲触发器，二个电压跟随器和二个RC滤波器；具体地，如图1所示，以下对控制电路14中的各个器件进行详细描述。加法器ADDl的输入端用于接收参考电压Ief和功率电路12输出的分电压U。，加法器ADDl的输出端与误差滤波放大器ERRl的输入端相连,误差滤波放大器ERRl的输出端与第一乘法器MUTl的输入端和第二乘法器MUT2的输入端相连,第一乘法器MUTl的输入端与第一三角波发生器TWGl的输出端相连，第一乘法器MUTl的输出端与第一比较器COMl的正相输入端相连，第二乘法器MUT2的输入端与第二三角波发生器TWG2的输出端相连，第二乘法器MUT2的输出端与第二比较器COM2的正相输入端相连,第一比较器COMl的输出与第一RS触发器USDl的输入端相连,第一 RS触发器USDl的输入端与第一脉冲触发器Synel的输出端相连，第一 RS触发器USDl的输出端用于输出第一驱动控制信号(在本实施例中,驱动控制信号采用的是脉宽调制信号PWM，因此，在图1中，将第一驱动控制信号标记为“PWM1”)，第一滤波器FLT3的输入端与第一 RSS触发器USDl的输出端相连,第一滤波器FLT3的输出端与第一除法器DIVl的输入端相连，第一电压跟随器VFl的输入端用于接收功率电路12输出的第一电流isl，第一电压跟随器VFl的输出端与第一 RC滤波器FLTl的输入端相连,第一RC滤波器FLTl的输出端与第一除法器DIVl的输入端相连,第一除法器DIVl的输出端与第一比较器COMl的反相输入端相连；第二比较器COM2的输出与第二 RS触发器USD2的输入端相连，第二 RS触发器USD2的输入端与第二脉冲触发器Sym2的输出端相连，第二 RS触发器USD2的输出端用于输出第二驱动控制信号(在本实施例中，驱动控制信号采用的是脉宽调制信号PWM，因此，在图1中，将第二驱动控制信号标记为“PWM2”)，第二滤波器FLT4的输入端与第二 RS触发器USD2的输出端相连，第二滤波器FLT4的输出端与第二除法器DIV2的输入端相连，第二电压跟随器VF2的输入端用于接收功率电路12输出的第二电流，第二电压跟随器VF2的输出端与第二 RC滤波器FLT2的输入端相连，第二 RC滤波器FLT2的输出端与第二除法器DIV2的输入端相连，第二除法器DIV2的输出端与第二比较器COM2的反相输入端相连。如图1所示，在本发明所提供的两级升压直流变换器中，控制电路14根据功率电路12的反馈信号，对所述反馈信号进行检测和处理后经RS触发器产生两路驱动控制信号(PWM信号)至功率电路1，功率电路I根据接收自控制电路14的两路驱动控制信号，分别控制两个功率开关的开通或关断，从而调节两个升压电感的充电或放电，完成直流升压。[0025]综上所述，本实用新型提供了一种无需电感电流检测的两级升压直流变换器，通过控制电路产生驱动控制信号，由功率电路根据接收的驱动控制信号控制功率开关的通断，调节升压电感单元的充电和放电，完成直流升压。在本实用新型中，由于升压电感单元在充电和放电过中的电流平均值相等或相近似，因此只需检测出和功率开关串联的分压电阻电压的平均值，就可得到升压电感单元充电时的电流平均值和电感电流的平均值。相对于现有技术，本实用新型提供的两级升压直流变换器具有结构简单、附加成本低、实现容易、通用性强等优点。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
权利要求1.一种两级升压直流变换器，其特征在于，包括:功率电路以及与所述功率电路相连的控制电路； 所述控制电路，用于产生供控制所述功率电路的驱动控制信号； 所述功率电路，包括: 开关单元； 与所述功率单元相连的升压电感单元； 与所述开关单元相连的驱动单元，用于接收来自于所述控制电路的驱动控制信号以控制所述开关单元的通断，调节所述升压电感单元进行相应的充放电，完成直流升压。
2.根据权利要求1所述的两级升压直流变换器，其特征在于，所述功率电路还包括:电压输入端、一个电容、一个电解电容、八个电阻，二个驱动器、二个功率开关、二个升压电感、二个电力二极管、二个二极管、电压输出端、以及接地端； 电压输入端，用于接收直流输入电压；电容的第一端与电压输入端相连，电容的第二端与接地端相连；第一电阻的第一端与电压输入端相连，第一电阻的第二端与接地端相连；第二电阻的第一端与电压输入端相连，第二电阻的第二端与第三电阻的第一端相连，第三电阻的第二端与接地端相连；第一升压电感的第一端与电压输入端相连，第一升压电感的第二端与第一电力二极管的阳极相连，第一电力二极管的阴极与电压输出端相连；第二升压电感的第一端与电压输入端相连，第二升压电感的第二端与第二电力二极管的阳极相连，第二电力二极管的阴极与电压输出端相连；第一驱动器用于接收来自于所述控制电路的第一驱动控制信号，第一驱动器与第一功率开关的栅极相连，第一功率开关的集电极与第一二极管的阴极和第一升压电感的第二端相连，第一功率开关的发射极与第一二极管的阳极和第四电阻的第一端相连，第四电阻的第二端与接地端相连，第四电阻的第一端作为第一电流的输出端；第二驱动器用于接收来自于所述控制电路的第二驱动控制信号，第二驱动器与第二功率开关的栅极相连，第二功率开关的集电极与第二二极管的阴极和第二升压电感的第二端相连，第二功率开关的发射极与第二二极管的阳极和第五电阻的第一端相连，第五电阻的第二端与接地端相连，第五电阻的第一端作为第二电流的输出端；电解电容的正极与电压输出端相连，电解电容的负极与接地端相连；第六电阻的第一端与电压输出端相连，第六电阻的第二端与第七电阻的第一端相连，第七电阻的第二端与第八电阻的第一端相连并作为分电压的输出端，第八电阻的第二端与接地端相连。
3.根据权利要求2所述的两级升压直流变换器，其特征在于，所述第一升压电感和所述第二升压电感为耦合电感。
4.根据权利要求2所述的两级升压直流变换器，其特征在于，所述控制电路包括:一个加法器、一个误差滤波放大器、二个乘法器，二个除法器，二个比较器，二个滤波器，二个RS触发器，二个三角波发生器，二个脉冲触发器，二个电压跟随器和二个RC滤波器； 加法器的输入端用于接收参考电压和所述功率电路输出的分电压，加法器的输出端与误差滤波放大器的输入端相连，误差滤波放大器的输出端与第一乘法器的输入端和第二乘法器的输入端相连，第一乘法器的输入端与第一三角波发生器的输出端相连，第一乘法器的输出端与第一比较器的正相输入端相连，第二乘法器的输入端与第二三角波发生器的输出端相连，第二乘法器的输出端与第二比较器的正相输入端相连，第一比较器的输出与第一 RS触发器的输入端相连，第一 RS触发器的输入端与第一脉冲触发器的输出端相连,第一RS触发器的输出端用于输出第一驱动控制信号，第一滤波器的输入端与第一 RSS触发器的输出端相连，第一滤波器的输出端与第一除法器的输入端相连，第一电压跟随器的输入端用于接收所述功率电路输出的第一电流，第一电压跟随器的输出端与第一 RC滤波器的输入端相连，第一 RC滤波器的输出端与第一除法器的输入端相连，第一除法器的输出端与第一比较器的反相输入端相连；第二比较器的输出与第二 RS触发器的输入端相连,第二 RS触发器的输入端与第二脉冲触发器的输出端相连，第二 RS触发器的输出端用于输出第二驱动控制信号，第二滤波器的输入端与第二 RS触发器的输出端相连，第二滤波器的输出端与第二除法器的输入端相连，第二电压跟随器的输入端用于接收所述功率电路输出的第二电流，第二电压跟随器的输出端与第二 RC滤波器的输入端相连，第二 RC滤波器的输出端与第二除法器的输入端相连，第二除法器的输出端与第二比较器的反相输入端相连。
5.根据权利要求2或4所述的两级升压直流变换器，其特征在于，所述第一驱动控制信号和所述第二驱动控制信号 为脉宽调制信号PWM。
专利摘要本实用新型提供一种无需电感电流检测的两级升压直流变换器，包括功率电路以及与所述功率电路相连的控制电路；所述控制电路，用于产生供控制所述功率电路的驱动控制信号；所述功率电路，包括开关单元；与所述功率单元相连的升压电感单元；驱动单元，用于接收来自于所述控制电路的驱动控制信号，以控制所述开关单元的通断，调节所述升压电感单元进行相应的充放电，完成直流升压。相对于现有技术，本实用新型提供的两级升压直流变换器无需电感电流检测，具有结构简单、附加成本低、实现容易、通用性强等优点。
文档编号H02M3/156GK202940729SQ201220565779
公开日2013年5月15日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者管洪飞, 艾永保, 王立军, 张启平, 张联柱, 王鹏 申请人:上海儒竞电子科技有限公司