專利名稱：電壓調(diào)整電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實施例涉及電路技術(shù)，尤其涉及一種電壓調(diào)整電路。
背景技術(shù)：
隨著三網(wǎng)(電信網(wǎng)，有線電視網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng))融合技術(shù)到來，移動MBB(ModularBuilding Block,簡稱MBB)寬帶越來越寬，導(dǎo)致射頻拉遠(Radio Remote Unit,簡稱RRU)功率倍增，因功率增大導(dǎo)致電纜直徑越來越粗。另外，在比較遠的室外塔站、室外樓頂站、或者室內(nèi)覆蓋比較大地方要求RRU具有拉遠的能力，此時導(dǎo)致RRU電纜直徑比較粗大，使得RRU解決方案成本上升，例如RRU拉遠端子加大、機柜以及配電盒出線粗，要求空間加大，同時需要額外的轉(zhuǎn)接部件等不利于產(chǎn)品的歸一化設(shè)計?，F(xiàn)有技術(shù)中公開一種直接電壓提升的電壓提升電路，該電路是將電壓源直接連接變換器，經(jīng)由變換器轉(zhuǎn)換之后輸出需要的電壓。然而，采用上述的電壓提升電路，不考慮原有電壓源的電壓值，直接將電壓源的所有功率都通過整個變換器，其容易導(dǎo)致整個電壓提升電路在提升電壓過程中的效率低下，且功耗大，進一步會給包括電壓提升電路的系統(tǒng)帶來散熱問題，進而使得系統(tǒng)的體積增大、成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種電壓調(diào)整電路，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中電壓提升電路的效率低下、功耗大的問題。本發(fā)明一方面提供一種電壓調(diào)整電路，其包括主回路單元，用于根據(jù)電壓源的輸入信號輸出與所述電壓源的電壓值相等的第一電壓信號；電壓提升單元，用于根據(jù)所述輸入信號輸出第二電壓信號，所述第二電壓信號用于和所述第一電壓信號串聯(lián)組成所述電壓調(diào)整電路的輸出信號；切換控制單元，用于將所述第一電壓信號與預(yù)置的第一參考電壓進行比較，在所述第一電壓信號大于等于所述第一參考電壓時，控制所述電壓提升單元輸出的所述第二電壓信號為零。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明實施例的電壓調(diào)整電路采用電壓提升單元輸出第二電壓信號，該第二電壓信號和第一電壓信號之和組成電壓調(diào)整電路的輸出信號，由此，可使 本發(fā)明實施例中的電壓調(diào)整電路中電壓提升的效率提高，同時減少電壓調(diào)整電路的功耗，進而減小使用電壓調(diào)整電路的系統(tǒng)的熱量，以及減小系統(tǒng)的體積。


為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地下面附圖只是本發(fā)明的一些實施例的附圖，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得同樣能實現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)方案的其它附圖。圖I為本發(fā)明一實施例提供的電壓調(diào)整電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明另一實施例提供的電壓調(diào)整電路的拓撲結(jié)構(gòu)不意圖；圖3A為本發(fā)明另一實施例提供的電壓調(diào)整電路的拓撲結(jié)構(gòu)不意圖；圖3B為本發(fā)明另一實施例提供的電壓調(diào)整電路中反饋控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明另一實施例提供的電壓調(diào)整電路的拓撲結(jié)構(gòu)不意圖；
圖5為本發(fā)明另一實施例提供的電壓調(diào)整電路的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，下述的各個實施例都只是本發(fā)明一部分的實施例。基于本發(fā)明下述的各個實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員即使沒有作出創(chuàng)造性勞動，也可以通過等效變換部分甚至全部的技術(shù)特征，而獲得能夠解決本發(fā)明技術(shù)問題，實現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)效果的其它實施例，而這些變換而來的各個實施例顯然并不脫離本發(fā)明所公開的范圍。圖I為本發(fā)明一實施例提供的電壓調(diào)整電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，本實施例的電壓調(diào)整電路9包括主回路單元11，電壓提升單元12和切換控制單元13 ；其中，主回路單元11根據(jù)電壓源10的輸入信號(如圖I中的Us)輸出與電壓源10的電壓值相等的第一電壓信號Us，；電壓提升單兀12用于根據(jù)輸入信號Us輸出第二電壓信號AU,第二電壓信號AU用于和第一電壓信號Us’串聯(lián)組成電壓調(diào)整電路9的輸出信號Vout ；切換控制單元13用于將第一電壓信號Us’與預(yù)置的第一參考電壓Vg進行比較，在第一電壓信號Us’大于等于第一參考電壓Vg時,控制電壓提升單兀輸出的第二電壓信號AU為零。在本實施例中，電壓提升單元12和主回路單元11并聯(lián)設(shè)置，其共用一個電壓源10，即，主回路單元11的輸入端連接電壓源10，電壓提升單元12的輸入端連接電壓源10，主回路單元11的輸出端(如圖I中的a、b)與電壓提升單元12的輸出端(如圖I中的C、d)串聯(lián)連接形成電壓調(diào)整電路9的輸出端(如圖I中的a、d)。特別地，本實施例中的電壓提升單元12的輸出端C、d之間設(shè)置有短路開關(guān)121，該短路開關(guān)121連接切換控制單元13，以使切換控制單元13在確定第一電壓信號Us’大于等于第一參考電壓Vg時，控制短路開關(guān)121閉合，使得電壓提升單元12輸出的第二電壓信號AU為零。具體地，切換控制單元13的輸入端連接主回路單元11的輸出端a、b，接收主回路單元11輸出的第一電壓信號Us ’，并將第一電壓信號Us ’與預(yù)置的第一參考電壓Vg進行比較；在第一電壓信號Us’小于第一參考電壓Vg時,控制前述的短路開關(guān)121斷開,使電壓提升單兀12輸出不為零的第二電壓信號AU ;在第一電壓信號Us’大于等于第一參考電壓Vg時，控制前述的短路開關(guān)121閉合，即電壓提升單元12的輸出端短路，進而使電壓提升單元12輸出的第二電壓信號AU為零。
需要說明的是，前述的預(yù)置的第一參考電壓Vg通常為51.5V，其為現(xiàn)行的電壓等級所使用的基礎(chǔ)電壓。舉例來說，本實施例中的電壓提升單元可為全橋變換器(如圖4所示)、半橋變換器(如圖2所示)、推挽變換器(如圖5所示)、正激變換器(圖中未示出)或反激變換器(圖中未示出)等；推挽變換器的輸入端連接電壓源，用于根據(jù)電壓源的輸入信號Us將其轉(zhuǎn)換為所需要的第二電壓信號AU;
在實際應(yīng)用中，前述的電壓調(diào)整電路9還包括反饋控制單元(如圖3所示)，用于根據(jù)電壓調(diào)整電路9的輸出信號調(diào)整電壓提升單元12輸出的第二電壓信號AU。也就是說，反饋控制單元用于接收電壓調(diào)整電路9的輸出信號Vout，根據(jù)電壓調(diào)整電路的輸出信號Vout調(diào)整電壓提升單元12輸出的第二電壓信號AU。在本實施例中，根據(jù)輸出信號Vout的電壓值和/或脈寬調(diào)整第二電壓信號AU的電壓值和/或脈寬，使該電壓提升單元12輸出的第二電壓信號更穩(wěn)定。由上述實施例可知，本發(fā)明實施例的電壓調(diào)整電路采用電壓提升單元輸出第二電壓信號，該第二電壓信號和第一電壓信號之和組成電壓調(diào)整電路的輸出信號，由此，可使本實施例中的電壓調(diào)整電路中電壓提升的效率提高，同時減少電壓調(diào)整電路的功耗，進而減小使用電壓調(diào)整電路的系統(tǒng)的熱量，以及減小系統(tǒng)的體積。圖2示出了本發(fā)明另一實施例提供的電壓調(diào)整電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本實施例所示出的電壓調(diào)整電路為具體的電路結(jié)構(gòu)。本實施例中的主回路單元輸出端a、b輸出與電壓源20的電壓值相等的第一電壓信號Us，；本實施例中的電壓提升單元為半橋變換器21，如圖中虛線框中的電路圖。在實際應(yīng)用中，半橋變換器21內(nèi)部包含整流單元，該半橋變換器21的輸入端連接電壓源20，輸出端C、d用于輸出變換后的第二電壓信號AU。需要說明的是，本實施例中采用半橋變換器作為電壓提升單元，該圖2中所示的半橋變換器中的變壓器初級采用半橋電路，次極采用全波整流器，優(yōu)選全波整流器可為全波二極管整流器。當(dāng)然，在半橋變換器的輸出端C、d之間設(shè)置有短路開關(guān)22，通過切換控制單元23中的繼電器234控制該短路開關(guān)22的閉合和斷開。本實施例中電壓調(diào)整電路的輸出信號為第一電壓信號Us’和第二電壓信號AU之和。在實際的電路中，可將主回路單元的輸出端a、b和電壓提升單元的輸出端C、d串聯(lián)連接，進而使得電壓調(diào)整電路的輸出端a、d輸出為Us’ +AU。本實施例中使電壓源通過電壓調(diào)整電路以輸出獲取符合設(shè)備需求的電壓信號。以本實施例中的電壓調(diào)整電路進行舉例說明，設(shè)定電壓調(diào)整電路的功率需求為1000W、電壓需求為51V,此時，電流為1000W/51V = 19. 6A ；當(dāng)電壓源的電壓為Us = 38V時，電壓提升單元需輸出AU = 51V-38V = 13V的第二電壓信號。另外，電壓提升單元輸出的功率13V * 19. 6A = 255W,假設(shè)輸出255W電壓提升單元的轉(zhuǎn)換效率為93%，輸出1000W的電壓調(diào)整電路的等效效率為1_[255 (1-93% )/1000] = 98. 2，由此，本實施例中的電壓調(diào)整電路的整個轉(zhuǎn)換效率得到了有效的提高，并且該處的電壓提升單元的功耗相對于現(xiàn)有技術(shù)來說非常小。
進一步地，在實際應(yīng)用中設(shè)置255W的電壓提升單元相對比較容易。此外，從圖2中可以看出，本實施例中的切換控制單元23主要包括第一采樣器231、第一電壓比較器232、二極管、三極管233和繼電器234。其中第一電壓比較器232用于將第一采樣器231采集的主回路單元輸出的電壓值與第一參考電壓進行比較；在第一米樣器米集的電壓值大于等于第一參考電壓時，第一電壓比較器232輸出高電平，進而連接三極管233的基極的二極管將上述的高電平輸出至三極管233的基極，使得三極管233的集電極輸出信號，進而連接三極管集電極的繼電器234控制短路開關(guān)閉合，以保證電壓提升單元的輸出端輸出的第二電壓信號的電壓值為零。當(dāng)然，前述的第一采樣器231的輸入端連接主回路單元的輸出端a、b，第一采樣器231的輸出端連接第一電壓比較器232的第一輸入端；
第一電壓比較器232的第二輸入端接收給定的第一參考電壓Vg,第一電壓比較器232的輸出端連接二極管的正極，二極管的負極連接三極管233的基極；三極管233的發(fā)射極接地，集電極連接控制前述電壓提升單元的短路開關(guān)22的繼電器234。也就是說，第一電壓比較器232接收第一采樣器231采集主回路單元輸出的第一電壓信號的電壓值，并將該電壓值與給定的第一參考電壓Vg進行比較；在第一電壓信號的電壓值大于等于第一參考電壓Vg時,第一電壓比較器232輸出高電平,其通過連接第一電壓比較器的輸出端的二極管，以輸出至三極管233的基極，進而通過連接三級管集電極的繼電器234控制短路開關(guān)22閉合，以使電壓提升單元的輸出端c、d短路，此時，電壓提升單元輸出端輸出的AU為零。當(dāng)然，在其他的實施例中，切換控制單元23還可以采用其他的硬件電路控制電壓提升單元的短路開關(guān)的斷開和閉合，本實施例僅為舉例說明。由上述實施例可知，本實施例的電壓調(diào)整電路采用半橋變換器輸出第二電壓信號，該第二電壓信號和第一電壓信號串聯(lián)組成電壓調(diào)整電路的輸出信號，由此，可使本實施例中的電壓調(diào)整電路中電壓提升的效率提高，同時減少電壓調(diào)整電路的功耗，進而減小使用電壓調(diào)整電路的系統(tǒng)的熱量，以及減小系統(tǒng)的體積。圖3A示出了本發(fā)明另一實施例提供的電壓調(diào)整電路的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3B示出了本發(fā)明另一實施例提供的電壓調(diào)整電路中反饋控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3A、3B所示，圖3A所示出的電壓調(diào)整電路的拓撲結(jié)構(gòu)和圖2示出的電壓調(diào)整電路的拓撲結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于，本實施例中的電壓調(diào)整電路還包括反饋控制單元24，該處的反饋控制單元24主要用于接收電壓調(diào)整電路的輸出信號Vout，根據(jù)電壓調(diào)整電路的輸出信號調(diào)整電壓提升單元輸出的第二電壓信號。本實施例中的反饋控制單元24主要包括第二采樣器241、減法器242、比例積分器243、第二電壓比較器244和脈沖分配器245 ；其中，減法器242用于采用給定的第二參考電壓對第二采樣器241采集的電壓調(diào)整電路輸出的輸出信號Vout進行求差運算；比例積分器243用于將減法器242的輸出信號進行積分調(diào)整；第二電壓比較器244用于將比例積分器243的輸出信號與給定的三角波進行比較；脈沖分配器245根據(jù)第二電壓比較器244輸出的信號輸出驅(qū)動信號，以使電壓提升單元根據(jù)所述驅(qū)動信號調(diào)整該電壓提升單兀輸出的第二電壓信號AU。
也就是說，該處的第二米樣器241通過光電I禹合器對輸出端a、d之間的輸出信號進行隔離采樣，采樣電壓值Vf與第二參考電壓VMf在減法器242中進行求差運算，進而將減法器242的輸出信號通過比例積分器243進行積分調(diào)整后得到電壓Vram ；與三角波發(fā)生器V tai246經(jīng)過第二電壓比較器244后產(chǎn)生脈寬調(diào)制(PulseWidth Modulation,簡稱PWM)信號，該PWM信號經(jīng)過脈沖分配器245之后，分別輸出驅(qū)動電壓提升單元的驅(qū)動信號V-gate。舉例來說 ，該處的脈沖分配器245輸出的驅(qū)動信號V-gatel和V-gate2用于驅(qū)動半橋變換器(如圖2中所示)的場效應(yīng)管；或者脈沖分配器245輸出的驅(qū)動信號V-gatel、V_gate2、V_gate3、V_gate4用于驅(qū)動全橋變換器(如圖4所示)的場效應(yīng)管等。可以理解的是，在電壓調(diào)整電路的輸出端a、d之間的輸出電壓增大時，驅(qū)動信號V-gatel和V_gate2減少，保證整個電壓調(diào)整電路的電壓穩(wěn)定、可靠。也就是說，減法器242的接收第二采樣器241采集的電壓調(diào)整電路的輸出信號的電壓值和給定的第二參考電壓VMf，進而減法器242采用給定的第二參考電壓VMf對電壓調(diào)整電路輸出的電壓值進行求差運算，并將減法器242求差運算的結(jié)果輸入至比例積分器243 ;該比例積分器243的輸出端連接第二電壓比較器244的第一輸入端；第二電壓比較器244的第一輸入端接收比例積分器243的輸出信號，第二輸入端連接一三角波發(fā)生器246，并接收該三角波發(fā)生器246輸出的三角波，將比例積分器243的輸出信號與三角波進行比較，并將比較后的輸出信號輸入至脈沖分配器245，以使脈沖分配器輸出前述的驅(qū)動信號。由上述實施例可知，本實施例的電壓調(diào)整電路能夠在主回路單元輸出的第一電壓信號Us’小于等于預(yù)置的第一參考電壓時，采用電壓提升單元輸出第二電壓信號AU，進而電壓調(diào)整電路輸出的信號為第一電壓信號和第二電壓信號之和。本實施例中電壓調(diào)整電路的轉(zhuǎn)換效率高，功耗小，與此同時，電壓調(diào)整電路產(chǎn)生的熱量較少，由此可使得包括電壓調(diào)整電路的系統(tǒng)的體積減少。圖4和圖5均示出了本發(fā)明另一實施例提供的電壓調(diào)整電路的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖4中所示的電壓提升單元為全橋變換器41，如圖4中虛線框所示，圖4中全橋變換器中的變壓器初級采用全橋電路，次極采用全波整流器，優(yōu)選采用全波二極管整流器，進而圖4中的全橋變換器能夠提高電壓提升單元的轉(zhuǎn)換效率。圖5中所示的電壓提升單元為推挽變換器51，如圖5中虛線框所示，圖5中推挽變換器中的變壓器初級采用推挽電路，次極采用全波整流器，優(yōu)選采用全波二極管整流器，進而圖5中的推挽變換器51也能夠提高電壓提升單元的轉(zhuǎn)換效率。另外，圖4、圖5中的電壓調(diào)整電路包括切換控制單元、反饋控制單元，該處的切換控制單元與圖3A中的切換控制單元基本相同，且反饋控制單元與圖3B中所示的切換控制單元基本相同，本實施例不再對其詳述。優(yōu)選地，圖2、圖3A、圖4和圖5中所示的電壓調(diào)整電路的輸出端還可設(shè)置有用于對所述電壓調(diào)整電路的輸出信號進行濾波的電感(圖中未標(biāo)出)，由此可使電壓調(diào)整電路輸出較好的信號。通常，前述的第一參考電壓為51. 5V,當(dāng)?shù)谝浑妷盒盘朥s’大于等于51. 5V時，電壓提升單元可輸出的第二電壓信號為零，此時，電壓調(diào)整電路輸出的電壓值為Us。
在Us’小于51. 5V時，電壓提升單元輸出不為零的第二電壓信號，并且第二電壓信號的電壓值值與51. 5V減去Us差值相一致。本實施例中的電壓調(diào)整電路的效率相對于現(xiàn)有技術(shù)有較大的提高，同時可減少電壓調(diào)整電路的功耗，相應(yīng)地，本實施例還能夠使采用該電壓調(diào)整電路的系統(tǒng)的體積減小。最后應(yīng)說明的是以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。權(quán)利要求
1.一種電壓調(diào)整電路，其特征在于，包括 主回路單元，用于根據(jù)電壓源的輸入信號輸出與所述電壓源的電壓值相等的第一電壓信號; 電壓提升單元，用于根據(jù)所述輸入信號輸出第二電壓信號，所述第二電壓信號用于和所述第一電壓信號串聯(lián)組成所述電壓調(diào)整電路的輸出信號； 切換控制單元，用于將所述第一電壓信號與預(yù)置的第一參考電壓進行比較，在所述第一電壓信號大于等于所述第一參考電壓時，控制所述電壓提升單元輸出的所述第二電壓信號為零。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓調(diào)整電路，其特征在于，還包括 反饋控制單元，用于根據(jù)所述電壓調(diào)整電路的輸出信號調(diào)整所述電壓提升單元輸出的所述第二電壓信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電壓調(diào)整電路，其特征在于，所述電壓提升單元具體為 全橋變換器、半橋變換器、推挽變換器、正激變換器或反激變換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項所述的電壓調(diào)整電路，其特征在于， 所述電壓提升單元的輸出端還設(shè)置有短路開關(guān)； 所述短路開關(guān)連接所述切換控制單元，以使所述切換控制單元在確定所述第一電壓信號大于等于所述第一參考電壓時，控制所述短路開關(guān)閉合，使得所述電壓提升單元輸出的第二電壓信號為零。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的電壓調(diào)整電路，其特征在于，所述切換控制單元包括第一采樣器、第一電壓比較器、二極管、三極管和繼電器； 所述第一電壓比較器用于將所述第一采樣器采集的所述主回路單元輸出的電壓值與所述第一參考電壓進行比較； 在所述第一采樣器采集的電壓值大于等于所述第一參考電壓時，所述第一電壓比較器輸出高電平，進而連接所述三極管的基極的所述二極管將所述高電平輸出至所述基極，使得連接所述三極管集電極的繼電器控制所述短路開關(guān)閉合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至6任一項所述的電壓調(diào)整電路，其特征在于，所述反饋控制單元包括第二采樣器、減法器、比例積分器、第二電壓比較器和脈沖分配器； 所述減法器用于采用給定的第二參考電壓對所述第二采樣器采集的所述電壓調(diào)整電路輸出的輸出信號進行求差運算； 所述比例積分器用于將所述減法器的輸出信號進行積分調(diào)整； 所述第二電壓比較器用于將所述比例積分器的輸出信號與給定的三角波進行比較；所述脈沖分配器根據(jù)所述第二電壓比較器輸出的信號輸出驅(qū)動信號，以使所述電壓提升單元根據(jù)所述驅(qū)動信號調(diào)整所述電壓提升單元輸出的第二電壓信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任一項所述的電壓調(diào)整電路，其特征在于，所述電壓調(diào)整電路的輸出端還設(shè)置有用于對所述電壓調(diào)整電路的輸出信號進行濾波的電感。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種電壓調(diào)整電路，其包括主回路單元，用于根據(jù)電壓源的輸入信號輸出與所述電壓源的電壓值相等的第一電壓信號；電壓提升單元，用于根據(jù)所述輸入信號輸出第二電壓信號，所述第二電壓信號用于和所述第一電壓信號串聯(lián)組成所述電壓調(diào)整電路的輸出信號；切換控制單元，用于將所述第一電壓信號與預(yù)置的第一參考電壓進行比較，在所述第一電壓信號大于等于所述第一參考電壓時，控制所述電壓提升單元輸出的所述第二電壓信號為零。上述的電壓調(diào)整電路能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中電壓提升電路的效率低、功耗大的問題。
文檔編號H02M3/335GK102655377SQ20121012438
公開日2012年9月5日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者唐倬, 肖志明, 蒙永民 申請人:華為技術(shù)有限公司