一种升压电路和照明电路的制作方法

本发明涉及升压，具体涉及一种升压电路和照明电路。

背景技术：

1、目前，在消防应急领域，常布置有照明灯来进行应急照明。对于布线困难的地方，常采用蓄电池对照明灯进行供电，其中蓄电池的电压经过用于升压的电子设备后输入到照明灯，以此驱动照明灯发亮。

2、受电子设备的成本限制，用于升压的电子设备的元器件都是分离搭建，升压效率较低，而且电压波动大，从而造成输入到照明灯的电流变化，使其亮度不恒定；另外由于要满足照明灯的90分钟照明需求，因此往往需要选用大容量的蓄电池进行供电，而这样导致用于升压的电子设备的成本较高，不利于大范围的实际应用。

技术实现思路

1、鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种升压电路和照明电路，所要解决的技术问题是消防应急领域中，由于采用大容量的蓄电池进行供电，导致成本较高。

2、为解决以上技术问题，第一方面，本发明提供了如下技术方案：一种升压电路，包括储能单元、单向导电单元、滤波单元、开关管、负载单元、电流采样单元、pwm控制单元和驱动单元；

3、所述储能单元分别与所述单向导电单元的输入端和开关管的输入端电连接；所述单向导电单元的输出端与所述滤波单元电连接；所述开关管的输出端与所述负载单元电连接，所述电流采样单元与所述负载单元电连接，用于采样流过负载单元的电流大小并向所述pwm控制单元输入电流采样信号；

4、所述pwm控制单元基于电流采样信号控制输入到所述驱动单元的pwm信号的占空比，所述驱动单元基于所述pwm信号控制所述开关管的通断。

5、在某种实施方式中，所述储能单元包括电感l1，所述电感l1一端用于接入电源，所述电感l1另一端分别与所述单向导电单元的输入端和开关管的输入端电连接。

6、在某种实施方式中，所述单向导电单元包括二极管d1，所述二极管d1的阳极与所述电感l1另一端电连接，所述二极管d1的阴极与所述滤波单元电连接。

7、在某种实施方式中，所述滤波单元包括电容c2，所述二极管d1的阴极通过电容c2接地。

8、在某种实施方式中，所述开关管为mos管；所述负载单元包括电阻r3，开关管通过电阻r3接地；

9、所述电流采样单元包括电阻r4和电容c3，所述电阻r4一端与电阻r3的未接地一端电连接，电阻r4另一端分别与电容c3一端和pwm控制单元电连接，电容c3另一端接地。

10、在某种实施方式中，所述pwm控制单元基于电流采样信号控制输入到所述驱动单元的pwm信号的占空比的方式如下：

11、所述pwm控制单元在所述电流采样信号的电压值小于预设的低压阈值或者高于高压阈值时通过比例调整的方式控制输入到所述驱动单元的pwm信号的占空比；

12、所述pwm控制单元在所述电流采样信号的电压值大于等于所述低压阈值且小于等于所述高压阈值时按照积分调整的方式控制输入到所述驱动单元的pwm信号的占空比。

13、在某种实施方式中，在进行比例调整时按照以下公式设置输入到所述驱动单元的pwm信号的占空比：pwmload＝pwmload+(a-vr3)*k；其中pwmload为pwm信号设置的占空比，a为预设常量，vr3为电流采样信号的电压值，k为预设的比例系数。

14、在某种实施方式中，按照积分调整的方式设置输入到所述驱动单元的pwm信号的占空比的方式如下：连续m次记录电流采样信号的电压值与第二预设电压的差值，并将这些差值求和得到总压差，判断总压差是否大于0，如果总压差大于0，则将pwm信号的占空比增加1，如果总压差小于0，则将pwm信号的占空比减1。

15、在某种实施方式中，所述pwm控制单元包括十二位的计数单元，所述计数单元用于对外部时钟进行计数，将计数单元的计数值记为pwmcnt；所述外部时钟的频率是所述pwm信号的256倍，所述pwmload的数据为十二位；

16、所述pwm控制单元依据pwmcnt的计数值和pwmload的数据控制pwm信号的高低电平转态，具体如下：

17、如果pwmcnt[7:0]>pwmload[11:4]，则输出低电平的pwm信号；pwmcnt[7:0]为pwmcnt的低八位数据，pwmload[11:4]为pwmload的高八位数据；

18、如果pwmcnt[7:0]<pwmload[11:4]，则输出低电平的pwm信号；

19、如果pwmcnt[8]等于0，且pwmload[3]等于1，则输出高电平的pwm信号；pwmcnt[8]为pwmcnt的第九位数据，pwmload[3]为pwmload的第四位数据；

20、如果pwmcnt[9:8]等于01，且pwmload[2]等于1，则输出高电平的pwm信号；pwmcnt[9:8]为pwmcnt的第十和第九位数据，pwmload[2]为pwmload的第三位数据；

21、如果pwmcnt[10:8]等于011，且pwmload[1]等于1，则输出高电平的pwm信号；pwmcnt[10:8]为pwmcnt的第十一、第十和第九位数据，pwmload[1]为pwmload的第二位数据；

22、如果pwmcnt[11:8]等于0111，且pwmload[0]等于1，则输出高电平的pwm信号；pwmcnt[11:8]为pwmcnt的第十二、第十一、第十和第九位数据，pwmload[0]为pwmload的第一位数据。

23、第二方面，本发明提供了一种照明电路，包括上述的升压电路，还包括蓄电池和照明灯，所述蓄电池与所述储能单元电连接，所述单向导电单元的输出端与所述照明灯电连接。

24、本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

25、首先依据采集流过负载单元的电流来通过pwm控制方式调整开关管的通断时间，从而精确控制升压电压大小，避免输出的电压波动使照明灯的电流波动，进而避免浪费能源，提高利用效率，进而可以使用容量较小的蓄电池进行供电；

26、另外在输出pwm信号时，通过将一个pwm信号的周期作为一个小周期，将十六个pwm信号作为一个大周期，以及利用pwmload的高八位数据来设置每个小周期的占空比整数部分，利用pwmload的低四位数据来设置占空比小数部分，这样在一个大周期中可以将占空比小数部分分摊到每个小周期中，从而可以微调每个小周期中的pwm信号的占空比，能更加精确的控制升压电压大小。

技术特征：

1.一种升压电路，其特征在于，包括储能单元、单向导电单元、滤波单元、开关管、负载单元、电流采样单元、pwm控制单元和驱动单元；

2.根据权利要求1所述的一种升压电路，其特征在于，所述储能单元包括电感l1，所述电感l1一端用于接入电源，所述电感l1另一端分别与所述单向导电单元的输入端和开关管的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种升压电路，其特征在于，所述单向导电单元包括二极管d1，所述二极管d1的阳极与所述电感l1另一端电连接，所述二极管d1的阴极与所述滤波单元电连接。

4.根据权利要求3所述的一种升压电路，其特征在于，所述滤波单元包括电容c2，所述二极管d1的阴极通过电容c2接地。

5.根据权利要求1所述的一种升压电路，其特征在于，所述开关管为mos管；所述负载单元包括电阻r3，开关管通过电阻r3接地；

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种升压电路，其特征在于，所述pwm控制单元基于电流采样信号控制输入到所述驱动单元的pwm信号的占空比的方式如下：

7.根据权利要求6所述的一种升压电路，其特征在于，在进行比例调整时按照以下公式设置输入到所述驱动单元的pwm信号的占空比：pwmload＝pwmload+(a-vr3)*k；其中pwmload为pwm信号设置的占空比，a为预设常量，vr3为电流采样信号的电压值，k为预设的比例系数。

8.根据权利要求7所述的一种升压电路，其特征在于，按照积分调整的方式设置输入到所述驱动单元的pwm信号的占空比的方式如下：连续m次记录电流采样信号的电压值与第二预设电压的差值，并将这些差值求和得到总压差，判断总压差是否大于0，如果总压差大于0，则将pwmload增加1，如果总压差小于0，则将pwmload减小1。

9.根据权利要求8所述的一种升压电路，其特征在于，所述pwm控制单元包括十二位的计数单元，所述计数单元用于对外部时钟进行计数，将计数单元的计数值记为pwmcnt；所述外部时钟的频率是所述pwm信号的256倍，所述pwmload的数据为十二位；

10.一种照明电路，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的升压电路，还包括蓄电池和照明灯，所述蓄电池与所述储能单元电连接，所述单向导电单元的输出端与所述照明灯电连接。

技术总结
本发明涉及升压技术领域，公开了一种升压电路和照明电路，升压电路包括储能单元、单向导电单元、滤波单元、开关管、负载单元、电流采样单元、PWM控制单元和驱动单元；在实际使用时，本发明依据采集流过负载单元的电流来通过PWM控制方式调整开关管的通断时间，从而精确控制升压电压大小，避免输出的电压波动使照明灯的电流波动，进而避免浪费能源，提高利用效率，进而可以使用容量较小的蓄电池进行供电。

技术研发人员：徐春,汪德文,徐舜,陈杰
受保护的技术使用者：无锡众享科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17