本实用新型属于开关稳压电源技术领域，具体涉及一种升压型直流开关稳压电源。
背景技术：
开关电源是利用现代电力电子技术搭建的一种高频化电能转换装置，控制开关管的开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压，随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断的创新，开关电源小型化、轻量和高效是开关电源适应各种小型设备的宗旨和目的，以便适应各种电子电器、通讯检测设备的电源供电。升压型直流开关稳压电源是实际中用到比较广泛的电源类型，现有的升压型直流开关稳压电源技术采用多次电压变化，增大电路中的损耗，且容易带来电路结构复杂、体积大、电路调节不稳定，故障率高，成本高，效率低等问题。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种升压型直流开关稳压电源，其设计新颖合理，利用微控制器直接控制MOSFET驱动电路，进而控制BOOST开关直流升压电路中开关管的开通和关断频率，利用电压采样调节电路实现电压输出的反馈、补偿和稳压，满足BOOST开关直流升压电路升压需求，电压变化次数少，稳定可靠，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：升压型直流开关稳压电源，其特征在于：包括微控制器以及依次连接的电压输入电路、DC/DC转换电路和电压输出电路，DC/DC转换电路为BOOST开关直流升压电路，微控制器通过MOSFET驱动电路驱动所述BOOST开关直流升压电路，微控制器的输入端接有用于采集所述BOOST开关直流升压电路的工作电流并对所述BOOST开关直流升压电路进行过流保护的过流保护电路和用于对所述BOOST开关直流升压电路的输出电压进行反馈调节补偿并稳压的电压采样调节电路，微控制器的输入端接有用于显示所述BOOST开关直流升压电路输出电流、输出电压和输出功率的显示器；
所述MOSFET驱动电路包括高速MOSFET驱动芯片DEIC420，所述高速MOSFET驱动芯片DEIC420的VCC管脚分两路，一路经电容C5接地，另一路接12V直流供电电压；所述高速MOSFET驱动芯片DEIC420的IN管脚与微控制器连接，所述高速MOSFET驱动芯片DEIC420的EN管脚分两路，一路经电阻R6接地，另一路与微控制器连接。
上述的升压型直流开关稳压电源，其特征在于：所述BOOST开关直流升压电路包括电感L1、N沟道增强型MOSFET开关管Q1和二极管D1，N沟道增强型MOSFET开关管Q1的漏极与电感L1的一端相接，N沟道增强型MOSFET开关管Q1的漏极和电感L1的连接端与二极管D1的阳极相接，N沟道增强型MOSFET开关管Q1的栅极经电阻R3与高速MOSFET驱动芯片DEIC420的OUT管脚相接。
上述的升压型直流开关稳压电源，其特征在于：所述电压输入电路包括低压直流电压、两端接口P1和二极管D2，所述两端接口P1的一端分两路，一路经二极管D2与电感L1的另一端相接，另一路经电容C1接地；所述两端接口P1的另一端接地，所述低压直流电压为6V直流电压，所述6V直流电压的正极与所述两端接口P1的一端连接，所述6V直流电压的负极与所述两端接口P1的另一端连接。
上述的升压型直流开关稳压电源，其特征在于：所述电压输出电路包括电容C4、两端接口P2和高压直流电压，两端接口P2的一端分两路，一路与二极管D1的阴极相接，另一路经电容C4接地；两端接口P2的另一端接地，所述高压直流电压为9V直流电压，两端接口P2的一端为9V直流电压的正极，两端接口P2的另一端为9V直流电压的负极。
上述的升压型直流开关稳压电源，其特征在于：所述过流保护电路包括运放U1，所述运放U1的同相输入端分两路，一路经电容C9接地，另一路与电阻R5的一端相接；电阻R5的另一端分两路，一路经电阻R9接地，另一路与N沟道增强型MOSFET开关管Q1的源极相接；所述运放U1的反相输入端经电阻R13接地，所述运放U1的输出端分三路，一路与微控制器相接，另一路经电阻R19与运放U1的反相输入端相接，第三路经电阻R12和电容C7与运放U1的反相输入端相接。
上述的升压型直流开关稳压电源，其特征在于：所述电压采样调节电路包括运放U2以及依次串联的电阻R2、可变电阻R1和电阻R7，电阻R2远离可变电阻R1的一端与二极管D1的阴极相接，电阻R7远离可变电阻R1的一端接地，所述运放U2的同相输入端与可变电阻R1和电阻R7的连接端相接，所述运放U2的反相输入端经电阻R14接地，所述运放U2的输出端分三路，一路与微控制器相接，另一路经电阻R8与运放U2的反相输入端相接，第三路经电容C6和电阻R11与运放U2的反相输入端相接。
上述的升压型直流开关稳压电源，其特征在于：所述微控制器为MSP430F149芯片。
上述的升压型直流开关稳压电源，其特征在于：所述显示器为TFT液晶显示器。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型DC/DC转换电路采用典型的BOOST开关直流升压电路实现电源的升压功能，利用MOSFET驱动电路驱动BOOST开关直流升压电路中开关管的开通和关断，电路简单，体积小、电路调节稳定，成本低，效率高，便于推广使用。
2、本实用新型通过设置过流保护电路对BOOST开关直流升压电路进行过流保护，当过流保护电路采样的电压幅值超限时，过流保护电路状态翻转，使开关管截止，达到控制电压输出的目的，可靠稳定，使用效果好；利用电压采样调节电路实现电压输出的反馈、补偿和稳压，满足BOOST开关直流升压电路升压需求，电压变换次数少，便于维护。
3、本实用新型设计新颖合理，利用显示器实时显示当前电流、电压和功率，人机交互效果好，可用于正常的供电电源，也可以作为实验项目培养学生对开关电源的理解，便于推广使用。
综上所述，本实用新型设计新颖合理，利用微控制器直接控制MOSFET驱动电路，进而控制BOOST开关直流升压电路中开关管的开通和关断频率，利用电压采样调节电路实现电压输出的反馈、补偿和稳压，满足BOOST开关直流升压电路升压需求，电压变化次数少，稳定可靠，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型的电路原理图。
附图标记说明:
1—电压输入电路； 2—DC/DC转换电路； 3—电压输出电路；
4—过流保护电路； 5—电压采样调节电路； 6—微控制器；
7—MOSFET驱动电路； 8—显示器。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型包括微控制器6以及依次连接的电压输入电路1、DC/DC转换电路2和电压输出电路3，DC/DC转换电路2为BOOST开关直流升压电路，微控制器6通过MOSFET驱动电路7驱动所述BOOST开关直流升压电路，微控制器6的输入端接有用于采集所述BOOST开关直流升压电路的工作电流并对所述BOOST开关直流升压电路进行过流保护的过流保护电路4和用于对所述BOOST开关直流升压电路的输出电压进行反馈调节补偿并稳压的电压采样调节电路5，微控制器6的输入端接有用于显示所述BOOST开关直流升压电路输出电流、输出电压和输出功率的显示器8；
所述MOSFET驱动电路7包括高速MOSFET驱动芯片DEIC420，所述高速MOSFET驱动芯片DEIC420的VCC管脚分两路，一路经电容C5接地，另一路接12V直流供电电压；所述高速MOSFET驱动芯片DEIC420的IN管脚与微控制器6连接，所述高速MOSFET驱动芯片DEIC420的EN管脚分两路，一路经电阻R6接地，另一路与微控制器6连接。
需要说明的是，利用微控制器6直接控制MOSFET驱动电路，进而控制BOOST开关直流升压电路中开关管的开通和关断频率，直接可靠，通过设置过流保护电路4对BOOST开关直流升压电路进行过流保护，当过流保护电路采样的电压幅值超限时，过流保护电路4状态翻转，使开关管截止，达到控制电压输出的目的，可靠稳定，使用效果好；利用电压采样调节电路5实现电压输出的反馈、补偿和稳压，满足BOOST开关直流升压电路升压需求，电压变换次数少，便于维护；利用显示器8实时显示当前电流、电压和功率，人机交互效果好。
实际使用时，使用高速MOSFET驱动芯片DEIC420作为MOSFET驱动电路7的主芯片，高速MOSFET驱动芯片DEIC420管脚少，控制简单，利用微控制器6向高速MOSFET驱动芯片DEIC420的输入端输入PWM信号，同时微控制器6控制高速MOSFET驱动芯片DEIC420使能，电路简单，易于控制。
本实施例中，所述电压输入电路1包括低压直流电压、两端接口P1和二极管D2，所述两端接口P1的一端分两路，一路经二极管D2与电感L1的另一端相接，另一路经电容C1接地；所述两端接口P1的另一端接地，所述低压直流电压为6V直流电压，所述6V直流电压的正极与所述两端接口P1的一端连接，所述6V直流电压的负极与所述两端接口P1的另一端连接。
需要说明的是，电压输入电路1中的电容C1为输入电容，由于BOOST开关直流升压电路有连续的输入电流，输入电容可检测电感纹波电流，实际使用中，所述电压输入电路1的电压选取为6V直流电压，6V直流电压通过两端接口P1输入至BOOST开关直流升压电路进行升压，优选的电容C1选用10μF电容减少电感纹波电流。
本实施例中，所述BOOST开关直流升压电路包括电感L1、N沟道增强型MOSFET开关管Q1和二极管D1，N沟道增强型MOSFET开关管Q1的漏极与电感L1的一端相接，N沟道增强型MOSFET开关管Q1的漏极和电感L1的连接端与二极管D1的阳极相接，N沟道增强型MOSFET开关管Q1的栅极经电阻R3与高速MOSFET驱动芯片DEIC420的OUT管脚相接。
需要说明的是，DC/DC转换电路采用典型的BOOST开关直流升压电路实现电源的升压功能，利用MOSFET驱动电路的输出端驱动BOOST开关直流升压电路中N沟道增强型MOSFET开关管Q1的开通和关断，电路简单，体积小、电路调节稳定，成本低，效率高；BOOST开关直流升压电路中电感L1起储能作用，本实施例优选的电感L1取22μH将最大输出电流的纹波限制在30％。
本实施例中，所述电压输出电路3包括电容C4、两端接口P2和高压直流电压，两端接口P2的一端分两路，一路与二极管D1的阴极相接，另一路经电容C4接地；两端接口P2的另一端接地，所述高压直流电压为9V直流电压，两端接口P2的一端为9V直流电压的正极，两端接口P2的另一端为9V直流电压的负极。
需要说明的是，本实施例中目的是将6V直流电压升压至9V直流电压，电压输出电路3中的电容C4可起到减少输出纹波，增大电容C4的电容值可减少纹波，为了满足输出纹波和瞬态响应的需要，优选的电容C4的电容值取440μF，且电容C4采用固态电容。
本实施例中，所述过流保护电路4包括运放U1，所述运放U1的同相输入端分两路，一路经电容C9接地，另一路与电阻R5的一端相接；电阻R5的另一端分两路，一路经电阻R9接地，另一路与N沟道增强型MOSFET开关管Q1的源极相接；所述运放U1的反相输入端经电阻R13接地，所述运放U1的输出端分三路，一路与微控制器6相接，另一路经电阻R19与运放U1的反相输入端相接，第三路经电阻R12和电容C7与运放U1的反相输入端相接。
需要说明的是，电阻R5的作用是采样BOOST开关直流升压电路的输出电流，利用电阻R5将BOOST开关直流升压电路的输出电流转换为电压值，并送入到运放U1的同相输入端，比较运放U1的同相输入端与反相输入端电压，若运放U1同相输入端电压大于反相输入端，则运放U1输出高电平，微控制器6控制高速MOSFET驱动芯片DEIC420关断N沟道增强型MOSFET开关管Q1，进而实现输出电压的调节。
本实施例中，所述电压采样调节电路5包括运放U2以及依次串联的电阻R2、可变电阻R1和电阻R7，电阻R2远离可变电阻R1的一端与二极管D1的阴极相接，电阻R7远离可变电阻R1的一端接地，所述运放U2的同相输入端与可变电阻R1和电阻R7的连接端相接，所述运放U2的反相输入端经电阻R14接地，所述运放U2的输出端分三路，一路与微控制器6相接，另一路经电阻R8与运放U2的反相输入端相接，第三路经电容C6和电阻R11与运放U2的反相输入端相接。
需要说明的是，依次串联的电阻R2、可变电阻R1和电阻R7起到电阻分压器的作用，运放U2利用电阻R4采样BOOST开关直流升压电路的输出电压，反馈至微控制器6，微控制器6根据输出电压大小进而控制高速MOSFET驱动芯片DEIC420驱动N沟道增强型MOSFET开关管Q1的开关频率，可变电阻R1可实现输出电压的微调，满足不同的负载需求。
本实施例中，所述微控制器6为MSP430F149芯片。
本实施例中，所述显示器8为TFT液晶显示器。
本实用新型使用时，电压输入电路1接入输入电压，即6V直流电压，DC/DC转换电路2对6V直流电压进行升压，采用微控制器6向MOSFET驱动电路7输入PWM波同时使能MOSFET驱动电路7，对DC/DC转换电路2中的N沟道增强型MOSFET开关管Q1进行开关调节，利用过流保护电路4采集输出电流，利用电压采样调节电路5采集输出电压，利用显示器8显示输出电流、输出电压和输出功率，当输出电流过大时，运放U1向微控制器6输入高电平，微控制器6控制N沟道增强型MOSFET开关管Q1关断，进而调节输出电压，当输出电压过大时，运放U2向微控制器6输入高电平，微控制器6调节N沟道增强型MOSFET开关管Q1工作频率，实现输出电压的自动稳定调节，达到稳压的效果。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。