一種高倍壓dc-dc變換器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種高倍壓DC-DC變換器，包括供電電路、推挽式單端輸出電路、變壓器、倍壓整流電路與反饋電路，所述的變壓器的初級線圈電性連接所述供電電路與推挽式單端輸出電路，所述的變壓器的次級線圈電性連接所述倍壓整流電路的輸入端，所述的供電電路還對推挽式單端輸出電路進(jìn)行供電，所述的變壓器的次級線圈、倍壓整流電路的電壓輸出端與推挽式單端輸出電路分別與所述的反饋電路電性連接,本實用新型采用單端反激及推挽式脈寬調(diào)制原理設(shè)計，以及倍壓整流技術(shù)，產(chǎn)生高輸出電壓，本實用新型采用金屬全封閉外殼封裝，工作溫度范圍寬且具有過熱、過流保護(hù)功能，輸入、輸出與外殼間隔離，安全性高。
【專利說明】-種高倍壓DC-DC變換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種電壓變換裝置，特別涉及一種高倍壓DC-DC變換器。

【背景技術(shù)】
[0002] DC-DC變換器是把不穩(wěn)定的直流輸入電壓變換為穩(wěn)定的預(yù)定輸出電壓的一種裝 置，它采用微電子技術(shù)把集成電路與微型電子元器件組裝成一體而構(gòu)成，廣泛應(yīng)用于通信 設(shè)備、儀器儀表、移動通訊、汽車電子等領(lǐng)域。
[0003] 在現(xiàn)代社會中，消費(fèi)電子、醫(yī)療電子、國防等領(lǐng)域中大量使用DC-DC高壓電源，可 以將某一數(shù)值的直流電壓變換為另一高數(shù)值的電壓。現(xiàn)有DC-DC高壓電源多采用一體化電 路控制，由于從低壓轉(zhuǎn)高壓時的工藝限制，導(dǎo)致高壓電源制作復(fù)雜，轉(zhuǎn)化效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供了一種高倍壓DC-DC變換器， 采用單端反激及推挽式脈寬調(diào)制原理設(shè)計，以及倍壓整流的技術(shù)，產(chǎn)生高輸出電壓，本實用 新型采用金屬全封閉外殼封裝，工作溫度范圍寬且具有過熱、過流保護(hù)功能，輸入、輸出與 外殼間隔離，安全性高。
[0005] 本實用新型的技術(shù)方案如下：
[0006] -種高倍壓DC-DC變換器，包括供電電路、推挽式單端輸出電路、變壓器、倍壓整 流電路與反饋電路，所述的變壓器的初級線圈電性連接所述供電電路與推挽式單端輸出電 路，所述的變壓器的次級線圈電性連接所述倍壓整流電路的輸入端，所述的供電電路還對 推挽式單端輸出電路進(jìn)行供電，所述的變壓器的次級線圈、倍壓整流電路的電壓輸出端與 推挽式單端輸出電路分別與所述的反饋電路電性連接。
[0007] 進(jìn)一步地，所述的供電電路包括濾波電路與給推挽式單端輸出電路供電的供電電 路，所述的濾波電路包括限流二極管D1、濾波電容C1與C2,具體地，所述的限流二極管D1、 濾波電容C1與C2并聯(lián)，并聯(lián)后的限流二極管D1的負(fù)極端連接電壓輸正輸入端，正極端連 接電壓負(fù)輸入端；所述的推挽式單端輸出電路供電的供電電路包括電阻R1、電容C3、穩(wěn)壓 二極管Z1與三極管Q3,具體地，電容C3與穩(wěn)壓二極管Z1并聯(lián)，并聯(lián)后的二極管Z1正極端 接地，負(fù)極端連接三極管Q3的基極，電阻R1 -端連接電壓輸正輸入端，另一端連接三極管 Q3基極，所述的三極管Q3的集電極連接電壓輸正輸入端。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的推挽式單端輸出電路包括兩個M0S管組成的推挽式開關(guān)與脈寬 調(diào)制器U1，所述的脈寬調(diào)制器U1為SG3525脈寬調(diào)制芯片，具體地，所述的M0S管Q1與Q2 的柵極分別串聯(lián)電阻R2與R3, M0S管Q1與Q2的漏極分別連接所述變壓器初級線圈兩端， 所述的變壓器初級線圈中間連接電壓正輸入端，這樣就形成了推挽電路結(jié)構(gòu)，所述M0S管 Q1與Q2的襯底端與源極連接，且M0S管Q1的源極與M0S管Q2的源極連接起來并串聯(lián)電阻 R0,所述電阻R0的另一端連接電壓負(fù)輸入端；所述電阻R2與R3的另一端分別連接所述脈 寬調(diào)制器U1的14與11管腳，所述脈寬調(diào)制器U1的14與11管腳為兩路互補(bǔ)輸出端，所 述脈寬調(diào)制器U1的1、2、10與12管腳接地，5與7管腳連接電容C4 一端，電容C4另一端接 地，6管腳接電阻R4, R4另一端接地。
[0009] 進(jìn)一步地，所述的倍壓整流電路包括充電電容C8、C9、CIO、Cl 1、濾波電感L1、整流 二極管D2與D3,具體地，變壓器次級線圈一端連接電容C8,另一端參考接地；電容C8另一 端連接二極管D3負(fù)極端與二極管D2正極端；二極管D2負(fù)極端與電感L1、電容C9 一端連 接；電感L1另一端連接電容C10與C11并聯(lián)電路的一端，并連接到電壓輸出端；所述二極管 D3正極端、電容C9、CIO、C11的另一端參考接地。
[0010] 進(jìn)一步地，所述的反饋電路包括光耦合器U2與電壓采樣電路，所述的光耦合器U2 為TLP121光耦合芯片。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的倍壓整流電路還包括給所述的光耦合器U2供電電路，所述的光 耦合器供電電路包括電感L2、二極管D4與電容C12,具體地，電感L2 -端連接二極管D3正 極端，另一端連接二極管D4正極端，二極管D4負(fù)極端與電容C12 -端與所述的光耦合器U2 的輸入端的正極連接，電容C12另一端接地。
[0012] 進(jìn)一步地，所述的電壓采樣電路為所述的反饋電路提供所述倍壓整流電路輸出電 壓的采樣電壓，包括電阻R8、R9、R10、R11、R12、R13，R6、R7，電容C6、C7與三端可調(diào)分流 基準(zhǔn)源U3,所述電阻R8、R10、R11并聯(lián)且一端連接電壓輸出端，另一端與電阻R9、R12、R13 組成的并聯(lián)電路的一端相連，電阻R9、R12、R13組成的并聯(lián)電路的另一端參考接地，所述的 三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源U3正極端與電容C7 -端連接在一起并參考接地，電容C7另一端接 地，所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源U3負(fù)極端與電容C6的一端連接電阻R7的同一端，所述 電阻R7的另一端連接所述的光耦合器U2的輸入端的負(fù)極，所述電容C6的另一端連接電 阻R6 -端，電阻R6另一端與三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源U3的參考端同時連接R8、R10、R11組 成的并聯(lián)電路與電阻R9、R12、R13組成的并聯(lián)電路的公共端，所述的光耦合器U2輸出端 的發(fā)射極接地，集電極連接所述脈寬調(diào)制器U1的第9管腳，所述脈寬調(diào)制器U1的第9管 腳為比較器補(bǔ)償信號輸入端，電阻R5-端連接光耦合器U2輸出端的集電極，另一端所述 Q3的發(fā)射極，電容C5 -端接脈寬調(diào)制器U1的第9管腳，另一端接地。
[0013] 本實用新型提供了一種高倍壓DC-DC變換器，采用單端反激及推挽式脈寬調(diào)制原 理設(shè)計，以及倍壓整流的技術(shù)，產(chǎn)生高輸出電壓，本實用新型采用金屬全封閉外殼封裝，工 作溫度范圍寬且具有過熱、過流保護(hù)功能，輸入、輸出與外殼間隔離，安全性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型一種高倍壓DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為本實用新型一種高倍壓DC-DC變換器的電路圖。

【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的機(jī)構(gòu)和工作原理。
[0017] 為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品 的尺寸；對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明的省略是可以理解的。相 同或相似的標(biāo)號對應(yīng)相同或相似的部件。
[0018] 一種高倍壓DC-DC變換器，如圖1所示，包括供電電路1、推挽式單端輸出電路4、 變壓器2、倍壓整流電路3與反饋電路5,所述的變壓器2的初級線圈電性連接所述供電電 路1與推挽式單端輸出電路4,所述的變壓器2的次級線圈電性連接所述倍壓整流電路3的 輸入端，所述的供電電路1還對推挽式單端輸出電路4進(jìn)行供電，所述的變壓器2的次級線 圈、倍壓整流電路3的電壓輸出端與推挽式單端輸出電路4分別與所述的反饋電路5電性 連接。
[0019] 所述的供電電路1包括濾波電路與給推挽式單端輸出電路4供電的供電電路，所 述的濾波電路包括限流二極管D1、濾波電容C1與C2,如圖2所示的電路圖，具體地，所述 的限流二極管D1、濾波電容C1與C2并聯(lián)，并聯(lián)后的限流二極管D1的負(fù)極端連接電壓輸正 輸入端，正極端連接電壓負(fù)輸入端。
[0020] 所述的推挽式單端輸出電路4供電的供電電路包括電阻R1、電容C3、穩(wěn)壓二極管 Z1與三極管Q3,具體地，電容C3與穩(wěn)壓二極管Z1并聯(lián)，并聯(lián)后的二極管Z1正極端接地，負(fù) 極端連接三極管Q3的基極，電阻R1 -端連接電壓輸正輸入端，另一端連接三極管Q3基極， 所述的三極管Q3的集電極連接電壓輸正輸入端。
[0021] 所述的推挽式單端輸出電路4包括兩個M0S管組成的推挽式開關(guān)與脈寬調(diào)制器 U1，所述的脈寬調(diào)制器U1為SG3525脈寬調(diào)制芯片，具體地，所述的M0S管Q1與Q2的柵極分 別串聯(lián)電阻R2與R3, M0S管Q1與Q2的漏極分別連接所述變壓器2初級線圈兩端，所述的 變壓器2初級線圈中間連接電壓正輸入端，這樣就形成了推挽電路結(jié)構(gòu)，所述M0S管Q1與 Q2的襯底端與源極連接，且M0S管Q1的源極與M0S管Q2的源極連接起來并串聯(lián)電阻R0， 所述電阻R0的另一端連接電壓負(fù)輸入端；所述電阻R2與R3的另一端分別連接所述脈寬調(diào) 制器U1的14與11管腳，所述脈寬調(diào)制器U1的1、2、10與12管腳接地，5與7管腳連接電 容C4 一端，電容C4另一端接地，6管腳接電阻R4, R4另一端接地。
[0022] 所述的倍壓整流電路3包括充電電容C8、C9、CIO、C11、濾波電感L1、整流二極管 D2與D3,具體地，變壓器2次級線圈一端連接電容C8,另一端參考接地；電容C8另一端連 接二極管D3負(fù)極端與二極管D2正極端；二極管D2負(fù)極端與電感L1、電容C9 一端連接；電 感L1另一端連接電容C10與C11并聯(lián)電路的一端，并連接到電壓輸出端；所述二極管D3正 極端、電容C9、C10、C11的另一端參考接地；所述的反饋電路5包括光耦合器與電壓采樣電 路，所述的光耦合器U2為TLP121光耦合芯片；所述的倍壓整流電路3還包括給所述的光 耦合器U2供電電路，所述的光耦合器U2供電電路包括電感L2、二極管D4與電容C12,具體 地，電感L2 -端連接二極管D3正極端，另一端連接二極管D4正極端，二極管D4負(fù)極端與 電容C12 -端與所述的光耦合器U2輸入端的正極連接，電容C12另一端接地。
[0023] 所述的電壓采樣電路為所述的反饋電路5提供所述倍壓整流電路3輸出電壓的采 樣電壓，包括電阻R8、R9、R10、R11、R12、R13，R6、R7，電容C6、C7與三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源 U3,所述電阻R8、R10、R11并聯(lián)且一端連接電壓輸出端，另一端與電阻R9、R12、R13組成的 并聯(lián)電路的一端相連，電阻R9、R12、R13組成的并聯(lián)電路的另一端參考接地，所述的三端可 調(diào)分流基準(zhǔn)源U3正極端與電容C7-端連接在一起并參考接地，電容C7另一端接地，所 述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源U3負(fù)極端與電容C6的一端連接電阻R7的同一端，所述電阻R7 的另一端連接所述的光耦合器U2的輸入端的負(fù)極，所述電容C6的另一端連接電阻R6 - 端，電阻R6另一端與三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源U3的參考端同時連接R8、R10、R11組成的并 聯(lián)電路與電阻R9、R12、R13組成的并聯(lián)電路的公共端，所述的光耦合器U2的輸出端的發(fā)射 極接地，集電極連接所述脈寬調(diào)制器U1的第9管腳，電阻R5 -端連接光耦合器U2輸出 端的集電極，另一端所述Q3的發(fā)射極，電容C5-端接脈寬調(diào)制器U1的第9管腳，另一 端接地。
[0024] 本實用新型采用單端反激及推挽式脈寬調(diào)制原理設(shè)計，以M0S管Q1與Q2的交替 的導(dǎo)通形成推挽電路結(jié)構(gòu)，在工作過程中，脈寬調(diào)制器U1的14與11管腳分別控制M0S管 Q1與Q2的交替導(dǎo)通與截至，從而使變壓器2次級線圈得到方波電壓，所述的倍壓整流電路 3利用整流二極管D2與D3把所述變壓器2次級線圈的方波電壓整流為直流電壓，并儲存在 所設(shè)置的電容里，然后把所設(shè)置的電容按極性相加的原理串聯(lián)起來形成輸出的高倍電壓， 電壓采樣電路把采到的倍壓整流電路的輸出電壓通過三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源U2與光耦合器 傳輸給脈寬調(diào)制器U1的第9管腳，脈寬調(diào)制器U1根據(jù)得到的反饋信號調(diào)節(jié)M0S管Q1與 Q2的導(dǎo)通與截至?xí)r間，使變壓器2的次級線圈得到所需占空比的方波電壓從而實現(xiàn)脈寬調(diào) 制，最終，倍壓整流電路3的電壓輸出端得到所需的電壓值。
[0025] 本實用新型提供了一種高倍壓DC-DC變換器，采用單端反激及推挽式脈寬調(diào)制原 理設(shè)計，以及倍壓整流的技術(shù)，產(chǎn)生高輸出電壓，本實用新型采用金屬全封閉外殼封裝，工 作溫度范圍寬且具有過熱、過流保護(hù)功能，輸入、輸出與外殼間隔離，安全性高。
[0026] 顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而 并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明 的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以 窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在 本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種高倍壓DC-DC變換器，其特征在于，包括供電電路、推挽式單端輸出電路、變壓 器、倍壓整流電路與反饋電路，所述的變壓器的初級線圈電性連接所述供電電路與推挽式 單端輸出電路，所述的變壓器的次級線圈電性連接所述倍壓整流電路的輸入端，所述的供 電電路還對推挽式單端輸出電路進(jìn)行供電，所述的變壓器的次級線圈、倍壓整流電路的電 壓輸出端與推挽式單端輸出電路分別與所述的反饋電路電性連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的高倍壓DC-DC變換器，其特征在于，所述的供電電路包括濾波 電路與給推挽式單端輸出電路供電的供電電路，所述的濾波電路包括限流二極管D1、濾波 電容 C1與C2,具體地，所述的限流二極管D1、濾波電容C1與C2并聯(lián)，并聯(lián)后的限流二極管 D1的負(fù)極端連接電壓正輸入端，并聯(lián)后的限流二極管D1的正極端連接電壓負(fù)輸入端；所述 的推挽式單端輸出電路供電的供電電路包括電阻R1、電容C3、穩(wěn)壓二極管Z1與三極管Q3， 具體地，所述電容C3與所述穩(wěn)壓二極管Z1并聯(lián)，并聯(lián)后的所述穩(wěn)壓二極管Z1正極端接地， 并聯(lián)后的所述穩(wěn)壓二極管Z1負(fù)極端連接所述三極管Q3的基極，所述電阻R1 -端連接電壓 正輸入端，另一端連接所述三極管Q3基極，所述的三極管Q3的集電極連接電壓正輸入端。
3. 如權(quán)利要求2所述的高倍壓DC-DC變換器，其特征在于，所述的推挽式單端輸出電路 包括MOS管Q1與Q2組成的推挽式開關(guān)與脈寬調(diào)制器U1，所述的脈寬調(diào)制器U1為SG3525 脈寬調(diào)制芯片，具體地，所述的MOS管Q1與Q2的柵極分別串聯(lián)電阻R2與R3,所述MOS管 Q1與Q2的漏極分別連接所述變壓器初級線圈兩端，所述的變壓器初級線圈中間連接電壓 正輸入端，所述MOS管Q1與Q2的襯底端與源極連接，且MOS管Q1的源極與MOS管Q2的源 極連接起來并串聯(lián)電阻R0,所述電阻R0的另一端連接電壓負(fù)輸入端；所述電阻R2與R3的 另一端分別連接所述脈寬調(diào)制器U1的14與11管腳，所述脈寬調(diào)制器U1的1、2、10與12 管腳接地，5與7管腳連接電容C4的同一端，電容C4另一端接地，6管腳接電阻R4,所述電 阻R4另一端接地。
4. 如權(quán)利要求3所述的高倍壓DC-DC變換器，其特征在于，所述的倍壓整流電路包括 充電電容08工9、(：10、(：11、濾波電感1^1、整流二極管02與03，具體地，所述變壓器的次級線 圈一端連接所述電容C8,另一端參考接地，所述電容C8另一端連接所述二極管D3負(fù)極端 與所述二極管D2正極端，所述二極管D2負(fù)極端與所述電感L1、電容C9 一端連接，所述電感 L1另一端連接所述電容C10與C11并聯(lián)電路的一端，并連接到電壓輸出端，所述二極管D3 正極端、電容C9、CIO、C11的另一端參考接地。
5. 如權(quán)利要求4所述的高倍壓DC-DC變換器，其特征在于，所述的反饋電路包括光耦合 器U2與電壓采樣電路，所述的光耦合器U2為TLP121光耦合芯片。
6. 如權(quán)利要求5所述的高倍壓DC-DC變換器，其特征在于，所述的倍壓整流電路還包括 給所述光稱合器U2的供電電路，所述光稱合器U2的供電電路包括電感L2、二極管D4與電 容C12,具體地，所述電感L2 -端連接所述二極管D3正極端，另一端連接所述二極管D4正 極端，所述二極管D4負(fù)極端與所述電容C12 -端與所述的光耦合器U2的輸入端的正極連 接，所述電容C12另一端接地。
7. 如權(quán)利要求5所述的高倍壓DC-DC變換器，其特征在于，所述的電壓采樣電路包括 電阻R8、R9、R10、R11、R12、R13，R6、R7，電容C6、C7與三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源U3,所述電阻 R8、R10、R11并聯(lián)且一端連接所述的倍壓整流電路的電壓輸出端，另一端與所述電阻R9、 R12、R13組成的并聯(lián)電路的一端相連，所述電阻R9、R12、R13組成的并聯(lián)電路的另一端參 考接地，所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源U3的正極端與所述電容C7 -端連接在一起并參考接 地，所述電容C7另一端接地，所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源U3負(fù)極端與所述電容C6的一 端連接電阻R7的同一端，所述電阻R7的另一端連接所述的光耦合器U2的輸入端的負(fù)極， 所述電容C6的另一端連接所述電阻R6 -端，所述電阻R6另一端與所述三端可調(diào)分流基 準(zhǔn)源U3的參考端同時連接R8、RIO、R11組成的并聯(lián)電路與電阻R9、R12、R13組成的并聯(lián) 電路的公共端，所述的光耦合器U2輸出端的發(fā)射極接地，集電極連接所述脈寬調(diào)制器U1 的第9管腳，電阻R5-端連接所述光耦合器U2輸出端的集電極，另一端連接所述Q3輸 出端的發(fā)射極，電容C5 -端接所述脈寬調(diào)制器U1的第9管腳，另一端接地。
【文檔編號】H02M3/335GK203896191SQ201420199134
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】曲建軍 申請人:深圳市時代創(chuàng)新科技有限公司