基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路，属于电源控制技术领域，包括顺次连接的自激振荡模块、图腾柱模块及升压电路模块；电压输入端与电压输出端之间设有开关管Q1，且电压输入端电连接至图腾柱模块与升压电路模块之间，升压电路模块输出端连接至开关管Q1。本实用新型专利技术通过自激振荡模块驱动图腾柱进而使升压电路模块进行升压处理，实现驱动电压进行升压的目的；同时通过浪涌抑制模块，在输入电压出现浪涌，限制稳定输出电压，达到保护后级电路的目的；整个电路无需采用专用芯片，减少了外围元器件，以此实现输出电压可控的同时降低了成本开销。可控的同时降低了成本开销。可控的同时降低了成本开销。

【技术实现步骤摘要】
基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路


[0001]本技术涉及电源控制
，尤其涉及基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路。

技术介绍

[0002]在一些电路应用场景中，需对电源输出进行控制，如使输出电压逐渐增大并处于稳定状态，最终输出电压约等于输入电压。常用的控制方式有三种，包括同时控制电源正与电源负、单独控制电源负以及单独控制电源正。以仅对单独控制电源正的方式为例进行分析，此方式需对开关管驱动进行处理，目前最常用的方式就是单独加一独立电源作为开关管的驱动电源，若开关管采用MOS管，则此电源的参考地为源极。然而采用一般隔离电源作为开关管驱动电源，会造成体积与成本增加的问题；若采用小型隔离电源作为开关管驱动电源，则成本会大幅提高。此外，在电源电路中，当输入电压出现浪涌时，易损坏后级设备。综上，如何实现电压稳定输出，且不增加成本开销、增大电路体积是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术中的问题，提供了一种基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路。
[0004]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路，该升压驱动电路的电压输入端(电源输入端)与电压输出端(电源输出端)之间设有用于控制电源输出电压的开关管，以单独控制电源正进行说明，即在输入电压Vin的正极与输出电压VO的正极间接入开关管如MOS管，MOS管的漏极与电压输入端连接，MOS管的源极与电压输出端连接，MOS管的栅极作为控制端，输入电压Vin的负极与输出电压VO的负极均经电容接地。升压驱动电路包括顺次连接的自激振荡模块、图腾柱模块及升压电路模块，三个电路模块配合输出稳定的、经升压处理的第一驱动电压进而驱动开关管，即升压电路模块输出端与MOS管的栅极连接。其中，第一驱动电压并非固定值，具体根据升压电路模块的升压电路设计以及升压倍数进行变化，比如升压电路模块包括多级升压子电路，经多级升压处理后，第一驱动电压逐级增加，进而驱动开关管得到逐级增加的稳定输出电压，以此实现对输出电压的控制。
[0005]进一步地，开关管Q1的栅极与电压输出端之间设有浪涌抑制模块；浪涌抑制模块包括顺次连接的电压比较子电路、开关子电路，电压比较子电路输入端与电压输出端连接；开关子电路与开关管Q1的栅极、电压输出端连接，用于结合升压电路模块共同调节输出电压(电压输出端末级的输出电压)。当输入电压正常时，电压比较子电路输出低电平，此时开关子电路不工作，输出电压经升压电路模块控制；当输入电压出现浪涌时，电压比较子电路输出低电平，此时开关子电路中开关导通，此时输出电压由升压电路模块以及开关子电路共同调节，以此改变MOS管Q1的工作状态，实现对输出电压的限制，得到稳定的输出电压，达
到保护后级电路的目的。
[0006]更为具体地，自激振荡模块用于产生高低变化的电平信号，优选为周期性高低突变的电平信号，如固定频率的方波信号，进而控制图腾柱的开关状态。图腾柱即现有图腾柱驱动电路，根据自激振荡模块的高低变化的电平信号对应呈现通断状态，达到控制升压电路模块进行升压处理的目的。升压电路模块输入端与图腾柱模块之间引入有输入电压，即电压输入端电连接至图腾柱模块与升压电路模块之间，以此引入升压处理的基础电压，在此基础上实现升压处理得到第一驱动电压。
[0007]本技术通过自激振荡模块驱动图腾柱进而使升压电路模块进行升压处理，进而驱动电压进行升压，整个电路无需采用专用芯片，无需增加辅助电源即可实现开关管的开关，减少了外围元器件，以此实现输出电压可控的同时降低了成本开销，电路体积小，且灵活性更强；同时一般专用芯片仅能用于低压场合，而本技术电路采用基础电子元器件，可用于高压场合，提高了母线电源范围，输出电压可调。进一步地，本技术与隔离电源技术相比，减少了隔离电源的设计，降低了设计的难度，方便设计，缩短了开发周期，提高了产品可靠性，减小了电路体积，提高了功率密度。
[0008]更进一步地，本申请自激振荡升压驱动电路无需采用变压器，减少了变压器设计，降低了设计难度，方便设计，缩短了开发周期，提高产品可靠性，在高压应用时，由于电路未采用变压器，能够避免因变压器饱和，使瞬间NPN型三极管存在很大的电流，进而烧坏NPN型三极管的风险。
[0009]在一示例中，自激振荡模块基于运算放大器构成振荡电路。具体地，自激振荡模块包括运放即运算放大器，运放的同向输入端连接有电阻R2，电阻R2一端接电源VCC，电阻R2另一端经电阻R7接地；运放的同向输入端还依次连接有电阻R4、电阻R1，电阻R1另一端连接至运放输出端，运放输出端经电阻R6连接至图腾柱模块；同时，运放的反向输入端连接有电阻R3，电阻R3一端连接至电阻R4与电阻R1之间，电阻R3另一端连接有接地电容C7。在不加外部振荡的情况下，自激振荡模块能够产生固定频率的信号，信号输出为高时，其电压为供电电压VCC，信号输出为低时，其电压为接地电压。
[0010]在一示例中，图腾柱模块包括NPN型三极管Q2和PNP型三极管Q3，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的基极与三极管Q3的基极连接，三极管Q2集电极接高电平，三极管Q3集电极接地，自激振荡模块输出端连接至三极管Q2的基极与三极管Q3的基极之间，在此基础上，自激振荡模块交替输出高低电平时，三极管Q2与三极管Q3交替导通。
[0011]在一示例中，升压电路模块输出端连接有限流保护电路。具体地，限流保护电路包括PNP型三极管Q4，三极管Q4的发射极上连接有电阻R8，电阻R8另一端与二极管D3连接，且电阻R8上并联有稳压二极管D7；三极管Q4的基极连接有电阻R9，电阻R9另一端连接至二极管D3的阴极与接地电容C6之间；三极管Q4的基极还连接有具有保护作用的接地电阻R10，三极管Q4集电极与基极间连接有接地电容C8，电容C8另一端依次连接有二极管D2、稳压二极管D6，开关管Q1的栅极连接至二极管D2的阴极与稳压二极管D6的阴极之间。此时，电容C8上的电压(第一驱动电压)用于驱动开关管，实现对输出电压VO的控制。当电阻R9、电阻R10控制三极管Q4导通，若三极管Q4导通电流过大，电阻R8上压降增加，当三极管Q4基级电压接近发射级电压，三极管Q4工作于放大状态，限制电流输出；正常工作时三极管Q4导通，电容C6
上的电压通过电阻R8、三极管Q4向电容C8供电，使电容C8电压为Vin
‑
VD1
‑
VQ3+VCC
‑
VQ2
‑
VD3
‑
VQ4(对应第一驱动电压)，基于该电压驱动MOS管Q1，若VCC电压足够高，则此电压能使Q1完全导通，使输出电压VO接近Vin，达到控制输出的目的，若VCC电压过低，则要增加升压次数，提高电容C8上电压，才能使Q1完全导通。
[0012]在一示例中，升压电路模块包括若干升压子电路，升压通过调节升压子电路的升压倍数以及升压子电路中器件参数(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路，其特征在于：包括顺次连接的自激振荡模块、图腾柱模块及升压电路模块；电压输入端与电压输出端之间设有开关管Q1，且电压输入端连接至图腾柱模块与升压电路模块之间，升压电路模块输出端连接至开关管Q1；开关管Q1的栅极与电压输出端之间设有浪涌抑制模块；所述浪涌抑制模块包括顺次连接的电压比较子电路、开关子电路，电压比较子电路输入端与电压输出端连接；开关子电路与开关管Q1的栅极、电压输出端连接，用于结合升压电路模块调节输出电压。2.根据权利要求1所述的基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路，其特征在于：所述自激振荡模块基于运算放大器构成振荡电路。3.根据权利要求1所述的基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路，其特征在于：所述图腾柱模块包括NPN型三极管Q2和PNP型三极管Q3，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的基极与三极管Q3的基极连接，三极管Q2集电极接高电平，三极管Q3集电极接地。4.根据权利要求1所述的基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路，其特征在于：所述升压电路模块输出端连接有限流保护电路。5.根据权利要求1所述的基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路，其特征在于：所述升压电路模块包括第一升压子电路，用于对电路电压进行一级升压处理。6.根据权利要求5所述的基于自激震荡的电源升压驱动与浪涌抑制电路，其特征在于：所述第一升压子电路包括顺次连接的二极管D1、电阻R5、二极管D3和接地电容C6，还包括设于电阻R5与图腾柱模块之间的电容C4。7.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱序涛，
申请(专利权)人：成都复锦功率半导体技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：