一种具有高安全性能的升压板的制作方法

本实用新型属于升压电子技术领域，具体涉及一种具有高安全性能的升压板。

背景技术：

升压板即具有升压电路的电路集成板，升压电路可以使输出电压比输入电压高。通过将输入电压升压至一定的电压值，以用于其他设备提供激励信号。现有的升压板保护功能不完善，输入输出未得到实际保护，容易导致整个升压板内集成电路的因某个故障而损坏，增加生产成本。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的技术缺陷，本实用新型公开了一种具有高安全性能的升压板，通过输出保护电路对输出电压进行检测，保护输入电源及各个电子器件。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种具有高安全性能的升压板，所述升压板包括输出保护电路，输出保护电路包括PMOS管、NMOS管、NPN三极管、电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、击穿二极管、PWM芯片及复位开关；

电源输入与PMOS管源极连接，PMOS管源极与栅极之间串联第一电阻，PMOS管漏极与电感一端连接，电感另一端分别与第一二极管正极、NMOS管漏极连接，NMOS管栅极与PWM芯片控制连接，第一二级管负极作为电源输出；第一电容一端与第一二级管负极连接，其另一端接地，第一二极管负极还与击穿二极管负极连接，击穿二极管正极与第二二极管正极连接，第二二极管负极通过第二电阻与NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极与PMOS管栅极连接，NPN三极管基极与其发射极之间串联第三电阻，复位开关与第三二极管正极连接，第三二极管负极通过第二电阻与NPN三极管基极连接。

优选地，所述PWM芯片的型号为UC3842。

优选地，输出保护电路还包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三电容、第四电容、第五电容及第二电容，第五电阻一端与电源输出连接，其另一端通过第四电阻接地，PWM芯片的1脚与第七电阻一端连接，第七电阻另一端与PWM芯片的2脚连接，第三电容并联在第七电阻两端，第四电阻和第五电阻的公共端与第七电阻连接，PWM芯片的8脚与第六电阻一端连接，第六电阻另一端与第四电容一端连接，第四电容另一端与第二电容、第十电阻公共端连接，第四电容另一端还与PWM芯片的3脚连接，PWM芯片的4脚与第四电容、第六电阻公共端连接，PWM芯片的4脚还分别与第八电阻一端、第五电容一端连接，第八电阻另一端与第二电容、第十电阻公共端连接，第五电容另一端接地，PWM芯片5脚与第二电容一端连接，第二电容另一端与通过第十电阻与NMOS管源极连接，PWM芯片的6脚通过第十二电阻与NMOS管栅极连接，NMOS管漏极与第一二极管正极连接，NMOS管源极通过第十一电阻接地，PWM芯片的7脚与电源输入连接。

优选地，所述复位开关为单片机I/O接口。

优选地，所述复位开关为轻触开关。

本实用新型的有益效果是结构简单且元器件少，通过输出保护电路对输出电压进行检测，保护输入电源及各个电子器件；击穿二极管检测是否有输出电压，确保有输出电压的情况下电源输入正常为后级电路供电；在无输出电压的情况下即电路短路时，通过关闭PMOS管，保护输入输出。

附图说明

图1是本实用新型的一种具体实施方式原理示意图。

图2是本实用新型的另一种具体实施方式原理示意图。

附图标记：VIN-电源输入，VOUT-电源输出，Q1-PMOS管，Q2-NPN三极管，Q3-NMOS管，L-电感，D1-第一二极管，D2-第二二极管，D3-第三二极管，ZD-击穿二极管，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，R7-第七电阻，R8-第八电阻，R9-第九电阻，R10-第十电阻，R11-第十一电阻，R12-第十二电阻，C1-第一电容，C2-第二电容，C3-第三电容，C4-第四电容，C5-第五电容。

具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：参见附图1所示的一种具有高安全性能的升压板，所述升压板包括输出保护电路，输出保护电路包括PMOS管Q1、NMOS管Q3、NPN三极管Q2、电感L、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电容C1、击穿二极管ZD、PWM芯片及复位开关；

电源输入VIN与PMOS管Q1源极连接，PMOS管Q1源极与栅极之间串联第一电阻R1，PMOS管Q1漏极与电感L一端连接，电感L另一端分别与第一二极管D1正极、NMOS管Q3漏极连接，NMOS管Q3栅极与PWM芯片控制连接，第一二级管D1负极作为电源输出VOUT；第一电容C1一端与第一二级管D1负极连接，其另一端接地，第一二极管D1负极还与击穿二极管ZD负极连接，击穿二极管ZD正极与第二二极管D2正极连接，第二二极管D2负极通过第二电阻R2与NPN三极管Q2基极连接，NPN三极管Q2集电极与PMOS管Q1栅极连接，NPN三极管Q2基极与其发射极之间串联第三电阻R3，复位开关与第三二极管D3正极连接，第三二极管D3负极通过第二电阻R2与NPN三极管Q2基极连接。

本实施例中，通过输出保护电路对输出电压进行检测，保护输入电源及各个电子器件。

具体的，上电时，复位开关置于高电平，当电源输出VOUT有电压时，击穿二极管ZD导通，第二二极管D2导通，NPN三极管Q2基极获得高电平，NPN三极管Q2导通，PMOS管Q1栅极被拉低，PMOS管Q1导通，且当PWM输出高电平时，NMOS管Q3栅极接收高电平致其导通，第一二极管D1截止，电源输入VIN通过PMOS管Q1为电感L储存电能，当PWM输出低电平时，NMOS管Q3栅极接收低电平致其截止，电感L的放电极性与电源输入VIN相同，等同于电感L与电源输入VIN串联，电感L上储存的电能直接加载在电源输入VIN上，等于增加输入电压，因此实现升压作用，此时将复位开关置于低电平，第一电容C1和第一二极管D1组成滤波电路。

当发生短路时，由于电源输出VOUT为零，击穿二极管ZD截止，由于第二二极管D2的单向导通性，第二二极管D2截止，电源输入VIN通过第一电阻R1为PMOS管Q1提供高电平，使PMOS管Q1截止，电源输入VIN与电源输出VOUT断开，保护输入输出。由于复位开关为低电平，则只有短路故障解除时，在将复位开关置于高电平，待输入输出正常工作时，再将自动复位开关置于低电平。

其中，复位开关为单片机I/O接口或轻触开关，单片机I/O直接输出高低电平实现复位开关的开启或关闭，轻触开关即按键开关，使用时以满足操作力的条件向开关操作方向施压开关功能闭合接通，当撤销压力时开关即断开，其内部结构是靠金属弹片受力变化来实现通断的。

实施例2：优选地，输出保护电路还包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5及第二电容C2，第五电阻R5一端与电源输出VOUT连接，其另一端通过第四电阻R4接地，PWM芯片的1脚与第七电阻R7一端连接，第七电阻R7另一端与PWM芯片的2脚连接，第三电容C3并联在第七电阻R7两端，第四电阻R4和第五电阻R5的公共端与第七电阻R7连接，PWM芯片的8脚与第六电阻R6一端连接，第六电阻R6另一端与第四电容C4一端连接，第四电容C4另一端与第二电容C2、第十电阻R10公共端连接，第四电容C4另一端还与PWM芯片的3脚连接，PWM芯片的4脚与第四电容C4、第六电阻R6公共端连接，PWM芯片的4脚还分别与第八电阻R8一端、第五电容C5一端连接，第八电阻R8另一端与第二电容C2、第十电阻R10公共端连接，第五电容C5另一端接地，PWM芯片5脚与第二电容C2一端连接，第二电容C2另一端与通过第十电阻R10与NMOS管Q3源极连接，PWM芯片的6脚通过第十二电阻R12与NMOS管Q3栅极连接，NMOS管Q3漏极与第一二极管D1正极连接，NMOS管Q3源极通过第十一电阻R11接地，PWM芯片的7脚与电源输入VIN连接。

本实施例中，参见附图2所示的另一种具有高安全性能的升压板，本实施例中PWM芯片的型号为UC3842，电源输入VIN即实现升压变换，也通过PWM芯片的7脚为该芯片供电，第七电阻R7和第三电容C3对电感电流的斜坡进行补偿，使电感L的峰值电流与电感L平均电流变化一致，使PWM芯片的占空比大于50%，避免引发高频次谐波震荡；

第六电阻R6和第五电容C5为PWM芯片的震荡频率，改变NMOS管Q3的工作状态，当PWM芯片的6脚输出高电平时，NMOS管Q3导通，电感L储存电能，当NMOS管Q3截止时，电感L产生感应电压，电感L上储存的电能直接加载在电源输入VIN上，等于增加输入电压，因此实现升压作用；

第四电阻R4和第五电阻R5采集输出电压，并将该输出电压反馈至PWM芯片的2脚，与PWM芯片内部的比较器产生误差电压；

第十一电阻R11为电流检测电阻，在NMOS管Q3导通期间的电流在第十一电阻R11上产生电压送至PWM芯片的3脚，与误差电压进行比较后控制调制脉冲的脉宽，从而保持稳定的输出电压。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。