直流低压升高压小制作怎么做

Question

如题所述

Answer 1

背景技术：

目前直流斩波电路主要有Buck、Boost、Buck-Boost和Cuk四种电路，都是利用电感电流不突变，或者电容电压不能突变的原理实现升降压。Buck称为降压斩波电路，能够实现将输入直流电压变换为比输入电压更低的输出电压；Boost称为升压斩波电路，能够实现将输入直流电压变换为比输入电压更高的输出电压；Buck-Boost称为降压升压斩波电路，能够实现将输入直流电压变换为比输入电压高或者比输入电压低的输出电压；Cuk称为丘克电路，变换功能与Buck-Boost相似。这四种电路都涉及了电力电子元件的占空比控制，但是如果仅仅采用有电子元器件组成的电力电子元件驱动电路，这种驱动电路的元器件会相当多，而且电路对这些元器件的要求会很高，调节很不方便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有直流斩波电路存在的上述问题，提出一种结构简单可靠、调节方便的由单片机控制的直流升降压电路，由单片机PWM驱动构成驱动电路来实现升降压。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：直流电源的正极从左至右依次串联第一电感、第二电容、第二电感和第三电容，第三电容接直流电源的负极，第三电容与负载并联，第一MOSFET场效应管的漏极接第一电感的右侧节点，第一MOSFET场效应管的源极接地，第二MOSFET场效应管的漏极接第二电容的右侧节点，第二MOSFET场效应管的源极接地，第一电感的左侧节点依次串联第一电阻、第一光耦的输出端、第三电阻的一端，第三电阻的另一端接第一MOSFET场效应管的栅极，第一电感的左侧节点还依次串联第二电阻、第二光耦的输出端、第四电阻的一端，第四电阻的另一端接第二MOSFET场效应管的栅极，单片机通过不同控制端口分别连接第一光耦的输入端和第二光耦的输入端。

进一步地，第一MOSFET场效应管的漏极和源极之间反向并联第二二极管，第二MOSFET场效应管的漏极和源极之间反向并联第四二极管。

更进一步地，单片机控制第一MOSFET场效应管和第二MOSFET场效应管关闭或导通，第一MOSFET场效应管和第二MOSFET场效应管各自的一次导通与一次关闭组成一个运转周期，导通时间与运转周期的比值为占空比。

本实用新型采用上述技术方案后具有的有益效果是：本实用新型能通过单片机直接、方便地控制输出电压的大小，不仅能够简化了电路结构，而且能够实现电路输出电压的智能化调节和控制。

附图说明

图1是本实用新型的结构连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型包括直流电源E和与直流电源E并联的第一电解电容C1，直流电源E的正极从左至右依次地串联第一电感L1、第二电容C2、第二电感L2和第三电容C3，第三电容C3接直流电源E的负极，直流电源E的负极与地GND相接。第三电容C3与负载电机Motor并联。

第一电感L1的左侧节点依次串联第一电阻R1、第一光耦U1的输出端、第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接到第一MOSFET场效应管D1的栅极。第一电感L1的左侧节点还依次串联第二电阻R2、第二光耦U2的输出端、第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接到第二MOSFET场效应管D3的栅极。第一MOSFET场效应管D1的漏极连接第一电感L1的右侧节点，第一MOSFET场效应管D1的源极接地GND，即第一MOSFET场效应管D1的漏极和源极跨接在第一电感L1的右侧节点和地GND之间，第一MOSFET场效应管D1的漏极和源极之间反向并联第二二极管D2，第二二极管D2也跨接在第一电感L1的右侧节点和地GND之间。第二MOSFET场效应管D3的漏极连接第二电容C2的右侧节点，第二MOSFET场效应管D3的源极接地GND，即第二MOSFET场效应管D3的漏极和源极跨接在第二电容C2的右侧节点和地GND之间，第二MOSFET场效应管D3的漏极和源极之间反向并联第四二极管D4，第四二极管D4也跨接在第二电容C2的右侧节点和地GND之间。

单片机通过不同控制端口分别连接第一光耦U1和第二光耦U2的输入端，单片机通过第一光耦U1和第二光耦U2输出电信号，分别控制第一MOSFET场效应管D1和第二MOSFET场效应管D3的关闭或导通。第一MOSFET场效应管D1和第二MOSFET场效应管D3各自的的一次导通与一次关闭组成一个运转周期，导通时间与运转周期的比值为占空比。

当单片机控制第一MOSFET场效应管D1关闭期间，同时控制第二MOSFET场效应管D3导通，经第一电感L1的电流i1给第二电容C2充电，电流又经第二MOSFET场效应管D3流向地GND，第二电容C2两端的电压需要慢慢建立起来。当单片机控制第一MOSFET场效应管D1导通期间，单片机同时控制第二MOSFET场效应管D3关闭，直流电源E通过电流i1给第一电感L1充电，同时第二电容C2放电，第二电感L2通过电流i2存储第二电容C2放出的电能。当单片机控制第一MOSFET场效应管D1和第二MOSFET场效应管D3的导通和关闭轮流切换时，只要保证导通和关闭这两种状态的运转周期短，第二电感L2的电流i2最后将在某个值附近微小波动，电流i2流经负载电机Motor，使得负载电机Motor获得电压上负下正的电压，通过第二电容C2滤波后，负载电机Motor的电压基本没有波动，从而使得电流i2的波动基本消除，从而使得电流i2稳定为某一个数值。

当单片机控制第一MOSFET场效应管D1占空比较大时，直流电源E放出的能量较多，最后使得电流i2较大，则使得负载电机Motor电压较大，甚至可以大于直流电源E的电压。当单片机控制第一MOSFET场效应管D1的占空比较小时，直流电源E放出的能量较少，最后使得电流i2较小，则使得负载电压较小，电路实现了输出电压的升降压作用。由此，通过单片机直接控制输出电压的大小，能方便的控制输出电压的大小，不仅能够实现斩波电路驱动电路简化，而且能够实现电路输出电压的智能化控制。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。