專利名稱：用于電子設(shè)備的蓄電池倍壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于電子設(shè)備的蓄電池倍壓電路。
背景技術(shù)：
目前，蓄電池在各種移動式電子裝置、不間斷電源等電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。出于降低成本、減小體積、提高安全性等方面的考慮，通常希望采用較少的蓄電池單元和較低的電池電壓供電。然而，各種電子設(shè)備都需要某種額定電壓才能正常工作，當所采用的蓄電池電壓不能滿足要求時，就需要采用DC/DC變換技術(shù)對蓄電池電壓進行提升，例如Boost變換器等。常見DC/DC變換器結(jié)構(gòu)較為復雜，而且通常以數(shù)十千赫茲至數(shù)百千赫茲的頻率工作,開關(guān)損耗較大,技術(shù)要求較高,而且成本也較高。公開號為1336709的中國專利給出了一種用于不間斷電源的前級倍壓電路及其 控制方法，所述電路包括上半路功率因數(shù)校正電路、下半路功率因數(shù)校正電路和蓄電池接入支路，蓄電池接入支路包括蓄電池、第一開關(guān)、第五二極管，蓄電池負極與下半路功率因數(shù)校正電路相連，正極依次通過第一開關(guān)、第五二極管陽極、第五二極管陰極與上半路功率因數(shù)校正電路相連。其控制方法是按一低頻周期分時控制第一、二功率開關(guān)的交替恒定導通時間。本實用新型的蓄電池接入方式元器件少，電路對稱，控制簡單、可靠。但該專利蓄電池供電回路串聯(lián)二極管數(shù)量較多，會導致較大損耗而且增加成本；同時，該專利電感器串聯(lián)在直流回路中，容易產(chǎn)生直流磁化而影響緩沖效果。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種高效率、低損耗、低成本、結(jié)構(gòu)簡單的用于電子設(shè)備的蓄電池倍壓電路。為實現(xiàn)這一目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種用于電子設(shè)備的蓄電池倍壓電路，它包括蓄電池組、電子開關(guān)I、電子開關(guān)II、二極管I、電感器、二極管II、電容器I、電容器II、正極輸出端、中點輸出端、負極輸出端和控制電路，其中蓄電池組的正極與二極管I的陽極和電子開關(guān)I的第一輸出端連接，蓄電池組的負極與二極管II的陰極和電子開關(guān)II的第二輸出端連接；二極管I的陰極與電容器I的第一引出端以及正極輸出端連接；二極管II的陽極與電容器II的第二引出端以及負極輸出端連接；電容器I的第二引出端與電容器II的第一引出端連接，同時還與電感器的第二引出端以及中點輸出端連接；電子開關(guān)I的第二輸出端與電子開關(guān)II的第一輸出端連接，同時還與電感器的第一引出端連接；電子開關(guān)I和電子開關(guān)II的控制輸入端分別與控制電路連接；電子開關(guān)I和電子開關(guān)II各自的第一輸出端或第二輸出端還分別與控制電路連接；控制電路控制電子開關(guān)I和電子開關(guān)II交替導通。所述電子開關(guān)I和電子開關(guān)II是MOSFET或IGBT或其他全控半導體功率開關(guān)器件。采用上述技術(shù)方案，當電子開關(guān)I導通時，蓄電池組通過電子開關(guān)I、電感器、電容器II和二極管II構(gòu)成回路，對電容器II充電，將電容器II充電至等于或接近蓄電池組電壓；當電子開關(guān)II導通時，蓄電池組通過電子開關(guān)II、電感器、電容器I和二極管I構(gòu)成回路，對電容器I充電，將電容器I充電至等于或接近蓄電池組電壓；因電容器I和電容器II串聯(lián)連接，因此可在正極輸出端和負極輸出端之間獲得等于或接近二倍蓄電池組電壓的輸出電壓，或者可分別在正極輸出端與中點輸出端之間以及負極輸出端與中點輸出端之間獲得正負對稱的輸出電壓。電感器的作用是限制電子開關(guān)I或電子開關(guān)II接通瞬時的電流變化率，避免產(chǎn)生沖擊電流。選擇適當功率等級的電路元件，本技術(shù)方案可適用于數(shù)十毫瓦至上百千瓦的功率范圍。本實用新型的有益實施效果為I)以簡單、高效的方式獲得二倍蓄電池電壓的輸出電壓，而且適用功率范圍寬、輸出電壓穩(wěn)定、負載能力強；2)可以采用數(shù)十赫茲至數(shù)百赫茲的較低的頻率工作，開關(guān)損耗很小，效率很高，而且控制簡單；3)結(jié)構(gòu)簡單，而且低頻工作顯著降低了對電子開關(guān)、二極管、電感器和控制電路的要求，成本低、實施容易；4)負載輕時，可以采用更低的開關(guān)頻率工作，靜態(tài)損耗可趨于零；5)低頻工作也顯著降低了電磁干擾。
圖I為本實用新型第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型第四實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為電子開關(guān)I導通時的等效電路。圖6為電子開關(guān)II導通時的等效電路。其中1蓄電池組、2電子開關(guān)1、3電子開關(guān)11、4 二極管1、5電感器、6 二極管II、7電容器1、8電容器II、9正極輸出端、10中點輸出端、11負極輸出端、12控制電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。實施例I :一種用于電子設(shè)備的蓄電池倍壓電路，如圖I所示，它包括蓄電池組I、電子開關(guān)I2、電子開關(guān)II 3、二極管I 4、電感器5、二極管II 6、電容器I 7、電容器II 8、正極輸出端9、中點輸出端10、負極輸出端11和控制電路12，其中蓄電池組I的正極與二極管I 4的陽極和電子開關(guān)I 2的第一輸出端連接，蓄電池組I的負極與二極管116的陰極和電子開關(guān)113的第二輸出端連接；二極管I 4的陰極與電容器I 7的第一引出端以及正極輸出端連接；二極管II 6的陽極與電容器II 8的第二引出端以及負極輸出端連接；電容器I 7的第二引出端與電容器II 8的第一引出端連接，同時還與電感器5的第二引出端以及中點輸出端連接；電子開關(guān)I 2的第二輸出端與電子開關(guān)II 3的第一輸出端連接，同時還與電感器5的第一引出端連接；電子開關(guān)I 2和電子開關(guān)II 3的控制輸入端分別與控制電路連接；電子開關(guān)12和電子開關(guān)113各自的第一輸出端或第二輸出端還分別與控制電路12連接；控制電路控制12電子開關(guān)I 2和電子開關(guān)II 3交替導通。所述電子開關(guān)I 2和電子開關(guān)II 3是采用N溝道M0SFET，此時電子開關(guān)的第一輸出端對應(yīng)MOSFET的漏極，電子開關(guān)的第二輸出端對應(yīng)MOSFET的源極，電子開關(guān)的兩個控制輸入端分別對應(yīng)MOSFET的柵極和源極。實施例2 圖2是本實用新型的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，所述電子開關(guān)I 2和電子開關(guān)II 3采用P溝道M0SFET，此時電子開關(guān)的第一輸出端對應(yīng)MOSFET的源極，電子開關(guān)的第二輸出端對應(yīng)MOSFET的漏極，電子開關(guān)的兩個控制輸入端分別對應(yīng)MOSFET的柵極和源極。實施例3 圖3是本實用新型的第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，所述電子開關(guān)I 2和電子開關(guān)II 3采用N溝道IGBT，電子開關(guān)的第一輸出端對應(yīng)IGBT的集電極，電子開關(guān)的第二輸出端對應(yīng)IGBT的發(fā)射極，電子開關(guān)的兩個控制輸入端分別對應(yīng)IGBT的柵極和發(fā)射極。實施例4 圖4是本實用新型的第四實施例結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，所述電子開關(guān)I 2和電子開關(guān)II 3采用P溝道IGBT，此時電子開關(guān)的第一輸出端對應(yīng)IGBT的發(fā)射極，電子開關(guān)的第二輸出端對應(yīng)IGBT的集電極，電子開關(guān)的兩個控制輸入端分別對應(yīng)IGBT的柵極和發(fā)射極。由控制電路12控制電子開關(guān)I和3電子開關(guān)II交替導通。當電子開關(guān)I 2導通時的等效電路如圖5所示，此時蓄電池組I對電容器II 8充電；當電子開關(guān)II 3導通時的等效電路如圖6所示，此時蓄電池組I對電容器I 7充電。所述控制電路可由公知技術(shù)實現(xiàn)。例如可采用時基集成電路NE555構(gòu)成方波震蕩電路，然后采用半橋驅(qū)動集成電路IR2184驅(qū)動兩個電子開關(guān)交替導通。
權(quán)利要求1.一種用于電子設(shè)備的蓄電池倍壓電路，其特征是，它包括蓄電池組(I)、電子開關(guān)I⑵、電子開關(guān)II⑶、二極管I⑷、電感器(5)、二極管II (6)、電容器I (7)、電容器II⑶、正極輸出端(9)、中點輸出端(10)、負極輸出端(11)和控制電路(12)，其中 蓄電池組(I)的正極與二極管I (4)的陽極和電子開關(guān)I (2)的第一輸出端連接，蓄電池組(I)的負極與二極管11(6)的陰極和電子開關(guān)11(3)的第二輸出端連接； 二極管1(4)的陰極與電容器1(7)的第一引出端以及正極輸出端(9)連接； 二極管II (6)的陽極與電容器11(8)的第二引出端以及負極輸出端(11)連接；電容器I (7)的第二引出端與電容器II (8)的第一引出端連接，同時還與電感器(5)的第二引出端以及中點輸出端(10)連接； 電子開關(guān)I (2)的第二輸出端與電子開關(guān)II (3)的第一輸出端連接，同時還與電感器(5)的第一引出端連接； 電子開關(guān)1(2)和電子開關(guān)11(3)的控制輸入端分別與控制電路(12)連接； 電子開關(guān)1(2)和電子開關(guān)11(3)各自的第一輸出端或第二輸出端還分別與控制電路(12)連接； 控制電路(12)控制電子開關(guān)I (2)和電子開關(guān)11(3)交替導通。
2.如權(quán)利要求I所述用于電子設(shè)備的蓄電池倍壓電路，其特征是所述電子開關(guān)1(2)和電子開關(guān)II (3)是MOSFET或IGBT或其他全控半導體功率開關(guān)器件。
專利摘要本實用新型涉及一種高效率、低損耗、低成本、結(jié)構(gòu)簡單的用于電子設(shè)備的蓄電池倍壓電路。蓄電池組正極與二極管I陽極和電子開關(guān)I的第一輸出端連接，負極與二極管II陰極和電子開關(guān)II的第二輸出端連接；二極管I的陰極與電容器I的第一引出端及正極輸出端連接；二極管II的陽極與電容器II的第二引出端及負極輸出端連接；電容器I的第二引出端與電容器II的第一引出端連接，并與電感器的第二引出端以及中點輸出端連接；電子開關(guān)I的第二輸出端與電子開關(guān)II的第一輸出端連接，同時還與電感器的第一引出端連接；電子開關(guān)I和電子開關(guān)II的控制輸入端、各自的第一輸出端或第二輸出端還分別與控制電路連接；控制電路控制電子開關(guān)I和電子開關(guān)II交替導通。
文檔編號H02M3/06GK202550874SQ20122010623
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者李建明, 李波, 王德濤 申請人:山東山大華天科技股份有限公司