一种基于BOOST电路的升压转换电路

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于BOOST电路的升压转换电路。

背景技术

在某些特殊领域下，应用的电池具有输出电压低(1V-2V左右)、输出功率小(1W-10W左右)、无法串联等特点，若要进行工程化应用需要至少升压至12V，在这种条件下，如何进行高效率升压变换就成了制约这种电池工程化应用的关键问题之一。本发明实现了一种将如此低的电压和小的功率进行升压转换且保证高效率的解决方案。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种基于BOOST电路的升压转换电路，为了解决某些特殊领域电池输出电压低导致升压转换电路效率低的问题。

本发明的目的是提供一种基于BOOST电路的升压转换电路，包括：

启动电路，仅在上电瞬间进行工作，对输入电压进行低升压比的升压变换，获得为控制电路供电的启动电压；

主电路，使用同步BOOST主电路提高升压转换效率；

控制电路，通过对输出电压和电感电流的采样及反馈控制，实现DC-DC电路的恒压输出。

优选地，所述主电路包括与电源连接的一号电容，所述电源的正极依次通过电感、二号开关与用电端口的正极连接；所述电源的正极依次通过电感、一号开关与用电端口的负极连接；所述电源的负极与用电端口的负极连接；所述电源的正极依次通过电感、二号开关与二号电容与用电端口的负极连接。

优选地，所述控制电路分别与一号开关、二号开关、启动电路连接。

优选地，所述启动电压为1-2V。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、可实现极低输入电压下的升压功能；

2、在全负载范围内具有较高的效率；

3、保证产品的轻量化、小型化。

附图说明

图1是本发明优选实施例的电路图；

图2为启动电路内部示意图，内部电路主要是BOOST电路，通过振荡器完成开关管的驱动；

图3为BOOST主电路图，传统BOOST电路的二极管部分由开关管代替，实现同步BOOST电路；

图4为控制电路PI控制算法流程图，实现输出电压的恒定。该流程图代表的是第n次采样周期时的PI控制计算方法；

图5为突发模式下开关管驱动信号及输出电压示意图，该模式下驱动信号为间歇模式，输出电压会随着驱动信号的变化而小幅度上下浮动。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5，一种基于BOOST电路的升压转换电路，包括如下三部分：

第一部分为启动电路部分，本部分电路首先对输入电压进行低升压比的升压变换，获得5V左右的电压来给控制电路供电；

第二部分为主电路部分，使用同步BOOST主电路提高升压转换效率；

第三部分为控制电路部分，通过对输出电压和电感电流的采样及反馈控制，实现DC-DC电路的恒压输出。

启动电路部分在只在上电瞬间进行工作，启动电路部分的输出电压达到控制电路所需电压，控制电路就可以成功启动，控制电路启动之后的供电采用输出电压，之后DC-DC就可以正常工作。

BOOST主电路部分，为获得更高的效率，将BOOST电路的二极管更换为开关管，通过控制电路的驱动控制实现同步BOOST功能。在这种低电压、低功耗、高效率的典型应用场合，同步BOOST电路具有较大优势。

控制电路部分采集电感电流及输出电压(电感电流采样可通过电流采样电阻实现，输出电压采样可通过电阻分压实现)，并通过内部反馈控制的计算，实现DC-DC的恒压输出，且在轻载工况下采用突发模式以尽可能获得较高的升压转换效率。

请参阅图4，PWM驱动电路根据采集到的电压遥测进行PI控制算法计算，最终计算得到各个控制MOS管的占空比，设置下一周期MOS开通、关断时间，调节功率的输出。如图所示即为第n次采样周期时的PI控制计算方法，通过采样的输出电压计算误差，确定下一周期的占空比Dn，该占空比与Dmax和Dmin比较之后完成输出。

工作原理：电路启动瞬间首先由启动电路部分为控制电路供电，启动电压是1-2V，上电之后启动电路会把电压抬升到5V左右，供控制电路工作；当控制电路部分启动后，控制同步BOOST主电路启动，主电路启动后用电端口会输出12V左右的电压，此时的输出电压代替启动电路部分为控制电路进行供电，此后DC-DC进入稳定运行。

图1中开关K1与K2交替导通，实现同步BOOST的控制，当轻载时电路进入突发模式。突发模式需要电流检测，当要求的输出电流降到内部设定的阈值时，元件关断内部的驱动信号，进入低电流工作状态，保持低电流的工作，直到输出电压降到足够低，此时要求另一次的电流突发。如此完成突发模式的实现，由于突发模式开关脉冲频率大大降低，并且开关管的导通时间很短，因此大大降低了开关损耗和导通的损耗，提高轻载下DC-DC的效率。突发模式下驱动信号及输出电压示意图如图5所示，这样在控制输出电压纹波在一定范围内的同时，实现了轻载工况下转换效率的提高。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。