專利名稱：升壓電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種升壓電路。
背景技術：
目前的升壓電路，一般都是利用電源對電感充電，并在該電感儲能一段時間后，該電源通過該存儲有能量的電感對負載釋放能量。此時，該升壓電路的輸出電壓(即該負載上施加的電壓)為該電源的電壓加上該電感存儲的電壓，與該電源的輸出電壓相比，該升壓電路的輸出電壓得到提升。然而，電感用于安裝升壓電路的占有面積較大，導致該升壓電路的集成性較差。
發明內容
有鑒于此，有必要提供一種集成性較佳的升壓電路。一種升壓電路，其用于提升電源對負載的輸出電壓。該升壓電路包括第一控制單元、第二控制單元、升壓電容及控制器。該第一控制單元用于在開啟時使該電源對該升壓電容充電，該第二控制單元用于在開啟時使該電源與充電后該升壓電容一同輸出電壓至該負載。該控制器內預存有控制時序，該控制器用于根據該控制時序自動控制該第一控制單元與該第二控制單元的交錯開啟與關閉。所述升壓電路，通過控制器根據預先存儲的控制時序自動控制第一控制單元與第二控制單元的交錯開啟與關閉，從而控制第一控制單元在開啟時使電源對升壓電容充電， 控制第二控制單元在開啟時使電源與充電后該升壓電容一同輸出電壓至負載，從而提升電源對負載的輸出電壓。該升壓電路利用了升壓電容，摒棄了電感，從而集成性得到提高。
圖1為本發明實施方式提供的升壓電路的功能模塊示意圖。
圖2為圖1中的升壓電路的控制時序示意圖。
圖3為圖1中的升壓電路的電路結構示意圖。
主要元件符號說明
升壓電路100
電源200、Vcc
負載300
第一控制單元10
第二控制單元12
升壓電容14、Cl
控制器16
濾波單元18
反饋單元19
第一連接端子141第二連接端子143第一開關元件101第二開關元件103第三開關元件121第四開關元件123第一場效應晶體管Ml第二場效應晶體管M2第三場效應晶體管M3第四場效應晶體管M4濾波電容C2第一電阻Rl第二電阻R2時間t脈沖P第一控制時序Ll第二控制時序L具體實施例方式請參閱圖1，其為一較佳實施方式中的升壓電路100的功能模塊示意圖。該升壓電路100用于提升電源200對負載300的輸出電壓。該升壓電路100包括第一控制單元10、 第二控制單元12、升壓電容14、控制器16、濾波單元18及反饋單元19。該升壓電容14包括第一連接端子141與第二連接端子143。第一控制單元10用于在開啟時使電源200對升壓電容14充電，第一控制單元10 包括第一開關元件101及第二開關元件103。第一開關元件101用于在開啟時將電源200 與升壓電容14的第一連接端子141電性連接，第二開關元件103用于在開啟時將該升壓電容14的第二連接端子143電性接地，從而在第一開關元件101與第二開關元件103開啟時， 該第一控制單元10使電源200對升壓電容14充電。第二控制單元12用于在開啟時使電源200與充電后的該升壓電容14 一同輸出電壓至負載300。優選地，第二控制單元12與負載300之間電性連接濾波單元18，該濾波單元18用于濾波施加至該負載300上的電壓。第二控制單元12包括第三開關元件121及第四開關元件123。第三開關元件121用于在開啟時將電源200與升壓電容14的第一連接端子141電性連接，第四開關元件123用于在開啟時將該升壓電容14的第二連接端子143與濾波單元18電性連接，從而在第三開關元件121與第四開關元件123開啟時，該第二控制單元12使電源200與充電后的該升壓電容14 一同輸出電壓至濾波單元18并最終加載在負載300上，從而提升電源200對負載300的輸出電壓。控制器16內預存有控制時序，該控制器16用于根據該控制時序自動控制第一控制單元10與第二控制單元12的交錯開啟與關閉。具體地，該控制器16根據該控制時序控制當該第一控制單元10開啟時該第二控制單元12關閉，該第二控制單元12阻隔該電源200輸出電壓至該負載300 ；該控制器16還根據該控制時序控制當該第一控制單元10關閉時該第二控制單元12開啟，該第二控制單元12使該電源200與充電后的該升壓電容14 一同輸出電壓至該負載300。在本實施方式中，第一控制單元10的第一開關元件101與第二開關元件103同時開啟或同時關閉，第二控制單元12的第三開關元件121與第四開關元件 123亦同時開啟或同時關閉。請結合圖2，為控制器16的控制時序示意圖，該控制時序的橫坐標為時間t，縱坐標為脈沖p，其中，1表示為輸出脈沖，0表示為停止輸出脈沖。該控制時序包括第一控制時序Ll及第二控制時序L2，該第一控制時序Ll用于開啟或關閉第一控制單元10，該第二控制時序L2用于開啟或關閉第二控制單元12。可以理解，第一控制單元10 的開啟時間與第二控制單元12的關閉時間相同。反饋單元19用于對濾波單元18的輸出電壓(即加載在負載300上的輸入電壓) 進行采樣并將采樣結果反饋至控制器16。控制器16還用于根據該采樣結果自動調節控制時序，通過改變該控制時序調節第一控制單元10與第二控制單元12的占空比，從而調節升壓電容14的儲能時間與放電時間，最終改變升壓電路100的輸出電壓。請參閱圖3，本實施方式將對升壓電路100的具體實現過程作進一步的詳細介紹。控制器16為脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation, PWM)控制器，在PWM控制器內存儲控制時序即可自動控制第一控制單元10與第二控制單元12的交錯開啟與關閉。第一開關元件101及第二開關元件103分別為第一場效應晶體管Ml與第二場效應晶體管M2，該第一場效應晶體管Ml與該第二場效應晶體管M2均為N型金屬氧化物半導體(Metal Oxid Semiconductor,M0S)場效應晶體管。第一場效應晶體管Ml的柵極與PWM 控制器電性連接，漏極與電源Vcc (即圖1中的電源200)電性連接，源極與升壓電容Cl (即圖1中的升壓電容14)的第一連接端子141電性連接。第二場效應晶體管M2的柵極與PWM 控制器電性連接，漏極與升壓電容Cl的第二連接端子143電性連接，源極電性接地。第三開關元件121及第四開關元件123分別為第三場效應晶體管M3與第四場效應晶體管M4，該第三場效應晶體管M3與該第四場效應晶體管M4亦均為N型MOS場效應晶體管。第三場效應晶體管M3的柵極與PWM控制器電性連接，漏極與電源Vcc電性連接，源極與升壓電容Cl的第二連接端子143電性連接。第四場效應晶體管M4的柵極與PWM控制器電性連接，漏極與升壓電容Cl的第一連接端子141電性連接，源極與濾波單元18電性連接。濾波單元18為濾波電容C2，該濾波電容C2的一端與第四場效應晶體管M4的源極電性連接，該濾波電容C2的另一端電性接地。該濾波電容C2與第四場效應晶體管M4的源極電性連接的一端還與負載300電性連接。反饋單元19包括第一電阻Rl與第二電阻R2。該第一電阻Rl的一端經由濾波電容C2電性連地，該第一電阻Rl的另一端與PWM控制器電性連接。該第二電阻R2的一端與 PWM控制器電性連接，該第二電阻R2的另一端電性接地。升壓電路100工作時，首先，PWM控制器根據內部存儲的控制時序，開啟第一場效應晶體管Ml與第二場效應晶體管M2，并關閉第三場效應晶體管M3與第四場效應晶體管 M4。此時，電源Vcc對升壓電容Cl充電。升壓電容Cl的充電時間與第一控制單元10的開啟時間、第二控制單元12的關閉時間有關，改變第一控制單元10的開啟時間、第二控制單元12的關閉時間可調節升壓電容Cl的充電時間，從而使升壓電容Cl的充電時間達到預定的要求。然后，PWM控制器根據內部存儲的控制時序(即當升壓電容Cl的充電時間達到預定的要求時)，關閉第一場效應晶體管Ml與第二場效應晶體管M2，并開啟第三場效應晶體管M3與第四場效應晶體管M4。此時，電源Vcc與充電后的升壓電容Cl 一同輸出電壓，并經濾波電容C2濾波后加載至負載300。充電后的該升壓電容Cl等效于另一個額外電源，從而提升電源Vcc對負載300的輸出電壓。升壓電容Cl的放電時間與第一控制單元10的關閉時間、第二控制單元12的開啟時間有關，改變第一控制單元10的關閉時間、第二控制單元 12的開啟時間可調節升壓電容Cl的放電時間，從而使升壓電容Cl的放電時間達到預定的要求。可以理解，第一開關元件101、第二開關元件103、第三開關元件121及第四開關元件123并不局限于本實施方式中的MOS場效應晶體管，還可以為其他電子開關管。綜上所述，升壓電路100通過設置的PWM控制器根據預先存儲的控制時序自動控制第一控制單元10與第二控制單元12的交錯開啟與關閉，從而控制第一控制單元10在開啟時使電源200對升壓電容14充電，控制第二控制單元12在開啟時使電源200與充電后該升壓電容14 一同輸出電壓至負載300，從而提升電源200對負載300的輸出電壓。該升壓電路100利用了升壓電容14，摒棄了電感，從而集成性得到提高。本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明， 而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種升壓電路，其用于提升電源對負載的輸出電壓，其特征在于，該升壓電路包括第一控制單元、第二控制單元、升壓電容及控制器，該第一控制單元用于在開啟時使該電源對該升壓電容充電，該第二控制單元用于在開啟時使該電源與充電后的該升壓電容一同輸出電壓至該負載。
2.如權利要求1所述的升壓電路，其特征在于，該控制器內預存有控制時序，該控制器用于根據該控制時序控制當該第一控制單元開啟時該第二控制單元關閉，該第二控制單元阻隔該電源輸出電壓至該負載；該控制器還用于根據該控制時序控制當該第一控制單元關閉時該第二控制單元開啟，該第二控制單元使該電源與充電后的該升壓電容一同輸出電壓至該負載。
3.如權利要求2所述的升壓電路，其特征在于，該升壓電容包括第一連接端子及第二連接端子，該第一控制單元包括第一開關元件及第二開關元件，該第一開關元件用于在開啟時將該電源與該第一連接端子電性連接，該第二開關元件用于在開啟時將該第二連接端子電性接地。
4.如權利要求3所述的升壓電路，其特征在于，該第二控制單元包括第三開關元件及第四開關元件，該第三開關元件用于在開啟時將該電源與該第一連接端子電性連接，該第四開關元件用于在開啟時將該第二連接端子與該負載電性連接。
5.如權利要求4所述的升壓電路，其特征在于，該控制器為脈沖寬度調制控制器。
6.如權利要求5所述的升壓電路，其特征在于，該第一開關元件、該第二開關元件、該第三開關元件及該第四開關元件均為場效應晶體管，該第一開關元件的柵極與該控制器電性連接，漏極與該電源電性連接，源極與該第一連接端子電性連接，該第二開關元件的柵極與該控制器電性連接，漏極與該第二連接端子電性連接，源極電性接地，該第三開關元件的柵極與該控制器電性連接，漏極與該電源電性連接，源極與該第二連接端子電性連接，該第四開關元件的柵極與該控制器電性連接，漏極與該第一連接端子電性連接，源極與該負載電性連接。
7.如權利要求1所述的升壓電路，其特征在于，該升壓電路還包括電性連接在該第二控制單元與該負載之間的濾波單元，該濾波單元用于濾波施加至該負載上的電壓。
8.如權利要求7所述的升壓電路，其特征在于，該濾波單元包括濾波電容，該濾波電容的一端接收該第二控制單元的輸出電壓，該濾波電容的另一端電性接地。
9.如權利要求2所述的升壓電路，其特征在于，該升壓電路還包括反饋單元，該反饋單元用于對該第二控制單元的輸出電壓進行采樣并將采樣結果反饋至該控制器，該控制器根據該采樣結果自動調節控制時序，通過改變該控制時序調節該第一控制單元與該第二控制單元的占空比，以調節該升壓電容的儲能時間與放電時間。
10.如權利要求9所述的升壓電路，其特征在于，該反饋單元包括第一電阻及第二電阻，該第一電阻的一端接收該第二控制單元的輸出電壓，該第一電阻的另一端與該控制器電性連接，該第二電阻的一端與該控制器電性連接，該第二電阻的另一端電性接地。
全文摘要
本發明涉及一種升壓電路，其用于提升電源對負載的輸出電壓。升壓電路包括第一控制單元、第二控制單元、升壓電容及內預存有控制時序的控制器。第一控制單元用于在開啟時使電源對升壓電容充電，第二控制單元用于在開啟時使電源與充電后的升壓電容一同輸出電壓至該負載。控制器用于根據控制時序自動控制第一控制單元與第二控制單元的交錯開啟與關閉。所述升壓電路，通過控制器控制第一控制單元在開啟時使電源對升壓電容充電，且控制第二控制單元在開啟時使電源與充電后的該升壓電容一同輸出電壓至負載，從而提升電源對負載的輸出電壓。該升壓電路利用了升壓電容，摒棄了電感，從而集成性得到提高。
文檔編號H02M3/07GK102195473SQ201010128369
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月19日 優先權日2010年3月19日
發明者魯建輝 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司