微型直流高压转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种微型直流高压转换器，包括主控单元、欠压保护单元、缓冲单元、电压检测单元、电流检测单元、开关管单元、过流保护单元、升压变压器T、整流单元、过压保护单元；欠压保护单元用于监测输入电压；缓冲单元用于吸收变压器T漏感能量、降低开关管导通损耗;电压检测单元用于转换器进入谐振状态时电压最低值的检测；电流检测单元用于检测变压器T一次侧绕组电流是否到达设定值；开关管单元用于无驱动信号时保证开关管可靠关断；过流保护单元用于对升压变压器T一次侧绕组电流的过流监测；本发明专利技术以反激拓扑的形式，使直流高压转换器工作在准谐振模式，开关管工作在ZVS、ZCS状态，有效降低了直流高压转换器的EMI和发热。效降低了直流高压转换器的EMI和发热。效降低了直流高压转换器的EMI和发热。

【技术实现步骤摘要】
微型直流高压转换器


[0001]本专利技术涉及电压转换器，尤其是涉及微型直流高压转换器。

技术介绍

[0002]直流高压转换器是一种常用的电源模块，在特定领域有着重要作用；将低压直流输入转换为高压直流输出，通常输出电流较小、整体输出功率不大。传统的高压直流转换器受限于尺寸，通常体积较大；而且受限于控制IC的选型，高压直流转换器的工作频率通常为固定值，随之带来的问题就是升压变压器体积会更大，使得直流高压转换器的设计必需围绕控制IC的参数进行选型。
[0003]为了降低反激系统的损耗、降低发热，直流高压转换器通常工作在DCM（断续工作模式）模式，开关管开关模式为ZCS（零电流开关）、ZVS（零电压开关），这就需要实现对电流的监测；通常的方法是使用电流互感器或电流传感器检测开关管流过的电流。由于升压变压器输入电压较低、输入电流很大，因此就要求分流电阻值足够小，这就导致在分流电阻两端的电压降会非常小，很容易受到外界干扰，不能很好的保持系统的稳定性，同时增加了直流高压转换器的成本和尺寸。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种微型直流高压转换器，在保证工作稳定、可靠前提下实现低成本、小体积。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：本专利技术所述的微型直流高压转换器，包括主控单元、欠压保护单元、缓冲单元、电压检测单元、电流检测单元、开关管单元、过流保护单元、升压变压器T、整流单元、过压保护单元；所述主控单元，用于对所述欠压保护单元、缓冲单元、电压检测单元、电流检测单元、开关管单元、过流保护单元、升压变压器T、整流单元和过压保护单元的控制；所述欠压保护单元，用于监测输入电压；所述缓冲单元，用于吸收所述升压变压器T漏感能量、降低开关管的导通损耗,提高电源的抗电磁干扰能力，降低电源对外的电磁干扰;所述电压检测单元，用于转换器进入谐振状态时电压最低值的检测；所述电流检测单元，用于检测升压变压器T一次侧绕组电流是否到达设定值，以代替传统的电流传感器功能；所述开关管单元，用于无驱动信号时保证开关管可靠关断；所述过流保护单元，用于对升压变压器T一次侧绕组电流的过流监测，保证直流高压转换器正常工作；所述升压变压器T，用于将一次侧绕组电压升压后自二次侧绕组输出；所述整流单元，用于在升压变压器T一次侧绕组储存能量时二次侧绕组处于截止
模式；上电时对直流高压转换器提供一定的保护，在开关管截止时与升压变压器T二次侧绕组构成回路，为退耦电容充电；所述过压保护单元，以负反馈形式实现对升压变压器T二次侧绕组输出电压的过压监测；可选择地，所述欠压保护单元，由电阻R1组成，所述电阻R1一端与所述主控单元的欠压检测接口连接，另一端与所述升压变压器T一次侧绕组同名端连接，电阻R1与主控单元内部下拉电阻组成分压电路；所述缓冲单元由电阻R2、R3、二极管D1、电容C3组成；所述电阻R2与所述电容C3并联后与二极管D1、电阻R3构成串联支路，该串联支路与升压变压器T一次侧绕组相并联；电阻R3与二极管D1串联，用于限制二极管D1反向恢复电流，降低直流高压转换器电源的电磁干扰；所述电压检测单元由电阻R4、电容C4串联支路组成；该串联支路串联于升压变压器T一次侧绕组异名端与主控单元的电压检测接口之间；所述电流检测单元由电阻R5、电容C5串联支路组成；该串联支路串联于主控单元与公共端GND之间；所述开关管单元由MOS管Q1、电阻R6组成，所述MOS管Q1漏极与升压变压器T一次侧绕组异名端连接，MOS管Q1栅极与主控单元驱动接口连接，并通过所述电阻R6与公共端GND连接，MOS管Q1源极与所述过流保护单元连接；所述过流保护单元由电阻R7、电容C6并联支路组成，该并联支路一端与所述MOS管Q1源极连接而另一端与公共端GND连接；所述整流单元由二极管D2、电阻R8串联支路组成；所述二极管D2正极与升压变压器T二次侧绕组异名端连接，二极管D2负极通过所述电阻R8、电容C7与公共端GND连接；过压保护单元由电阻R9、R10串联支路组成；该串联支路串联于所述电阻R8与公共端GND之间，电阻R9、R10的连接点与主控单元的过压检测接口连接。
[0006]可选择地，所述主控单元为FPGA（现场可编程门阵列控制器）。
[0007]本专利技术以反激拓扑的形式，使直流高压转换器工作在准谐振模式，开关管（MOS管Q1）工作在ZVS、ZCS状态，有效降低了直流高压转换器的EMI（电磁干扰）和发热，提高了直流高压转换器的工作效率。同时，使用等效电流检测的方法，不需要使用集成运放及高精度的分流器，有效的降低了直流高压转换器的体积和制造成本。
附图说明
[0008]图1是本专利技术的电路原理示意图。
具体实施方式
[0009]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0010]需要说明，在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做
广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0011]另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0012]如图1所示，本专利技术所述微型直流高压转换器，包括主控单元U1、欠压保护单元1、缓冲单元2、电压检测单元3、电流检测单元4、开关管单元5、过流保护单元6、升压变压器T、整流单元7、过压保护单元8。
[0013]有益地或示例性地，主控单元U1选择FPGA（现场可编程门阵列控制器），以提高系统的灵活性，更好的匹配升压变压器T的参数和特性。
[0014]欠压保护单元1用于监测输入电压VIN。
[0015]有益地或示例性地，欠压保护单元1由电阻R1组成，电阻R1一端与FPGA引脚12脚（欠压采样接口）连接，另一端与升压变压器T一次侧绕组同名端连接，电阻R1与FPGA的内部下拉电阻组成分压电路。
[0016]缓冲单元2用于吸收所述升压变压器T漏感能量、降低开关管的导通损耗，提高电源的抗电磁干扰能力。
[0017]有益地或示例性地，缓冲单元2由电阻R2、R3、二极管D1、电容C3组成；电阻R2与电容C3并联后与二极管D1、电阻R3构成串联支路，该串联支路与升压变压器T一次侧绕组相并联；电阻R本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型直流高压转换器，其特征是，包括主控单元、欠压保护单元、缓冲单元、电压检测单元、电流检测单元、开关管单元、过流保护单元、升压变压器T、整流单元、过压保护单元；所述主控单元，用于对所述欠压保护单元、缓冲单元、电压检测单元、电流检测单元、开关管单元、过流保护单元、升压变压器T、整流单元和过压保护单元的控制；所述欠压保护单元，用于监测输入电压；所述缓冲单元，用于吸收所述升压变压器T漏感能量、降低开关管的导通损耗；所述电压检测单元，用于转换器进入谐振状态时电压最低值的检测；所述电流检测单元，用于检测升压变压器T一次侧绕组电流是否到达设定值；所述开关管单元，用于无驱动信号时保证开关管可靠关断；所述过流保护单元，用于对变压器一次侧绕组电流的过流监测；所述升压变压器T，用于将一次侧绕组电压升压后自二次侧绕组输出；整流单元，用于在升压变压器T一次侧绕组储存能量时，保证二次侧绕组处于截止模式；过压保护单元，用于对升压变压器T二次侧绕组输出电压的过压监测。2.根据权利要求1或2所述的微型直流高压转换器，其特征是，所述欠压保护单元，由电阻R1组成，所述电阻R1一端与所述主控单元连接，另一端与所述升压变压器T一次侧绕组同名端连接，电阻R1与主控单元内部下拉电阻组成分压电路；所述缓冲单元由电阻R2、R3、二极管D1、电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪，翟莹莹，王晓可，王超，刘聪，魏文娟，
申请(专利权)人：安图实验仪器郑州有限公司，
类型：发明
国别省市：