一种直流升压电路及装置

allin2025-04-28  31


本申请涉及直流升压,尤其是涉及一种直流升压电路及装置。


背景技术:

1、物联网设备如传感器、通信模块等,需要直流供电电路来提供合适的直流偏置电压确保其高效、稳定的运行。如雪崩二极管,apd,是一种高性能的光电探测器,在弱光信号检测、长距离通信、远程测距、光谱检测以及生物光子学等领域发挥着至关重要的作用。但apd工作时需要几十至几百伏的直流反向偏置电压,才能达到提高响应速度、光电倍增率、接收灵敏度、改善信噪比等目的,故需要采用升压电路实现升压。

2、目前的直流升压电路,即dc-dc升压电路均采用了变压器升压或铁氧体电感储能,存在着体积大、电路结构复杂、成本较高的缺陷。例如,采用了1:10的变压器将12v直流电压提升到110v;使用专用高电压电流检测芯片,并使用了铁氧体磁芯电感,使得输出直流电压为65v等手段,均以变压器作为升压的基本手段。采用了升压变压器或铁氧体电感的dc-dc升压电路,存在着体积大、电路结构复杂、成本较高的缺陷,且不能与apd检测电路共用同一输入电源,布局在同一pcb电路中的问题,且物联网设备等各类电子设备趋于小型化和轻量化,对直流供电电路的尺寸和重量也提出了更高要求,上述问题有待解决。


技术实现思路

1、为了实现无升压变压器进行直流升压,减小升压电路的占用空间,提升直流升压电路的使用稳定性和便利性,本申请提供一种直流升压电路及装置,采用如下技术方案:

2、第一方面,本申请提供一种直流升压电路,包括矩形波发生模块、倍压模块和恒流稳压模块;

3、其中,所述矩形波发生模块与倍压模块电性连接,所述倍压模块与恒流稳压模块电性连接;

4、所述矩形波发生模块用于获取输入电压,且将输入电压处理为适合倍压模块接收的电压信号;

5、所述倍压模块用于将矩形波发生模块输出的电压信号进行升压;

6、所述恒流稳压模块用于使倍压模块输出信号保持恒定。

7、优选的,所述矩形波发生模块包括振荡子模块和比较子模块;

8、其中,所述振荡子模块与比较子模块电性连接;

9、所述振荡子模块用于获取输入电压,生成初始矩形波信号;

10、所述比较子模块用于对初始矩形波信号进行输出特性的调整和稳定。

11、优选的,所述倍压模块为若干组整流二极管和电容器构成,每组至少包括一个整流二极管和一个电容器。

12、优选的,所述倍压模块采用科克罗夫特-沃尔顿电路模块。

13、优选的,所述恒流稳压模块包括恒流子模块和源极跟随器子模块;

14、其中,所述恒流子模块与源极跟随器子模块电性连接;

15、所述恒流子模块用于提供稳定的电流输出;

16、所述源极跟随器子模块用于提高电路的带载能力。

17、优选的,所述源极跟随器子模块设置有分压电阻;

18、其中,所述分压电阻连接恒流子模块和源极跟随器子模块;

19、所述分压电阻用于为源极跟随器子模块的栅极提供一个固定的基准电压。

20、第二方面,本申请提供一种直流升压装置,包括电路板、输入输出端口和直流升压电路,所述直流升压电路包括矩形波发生模块、倍压模块和恒流稳压模块;

21、其中,所述输入输出端口、矩形波发生模块、倍压模块和恒流稳压模块均安装于电路板。

22、优选的,所述输入输出端口和矩形波发生模块均安装于电路板的第一侧面,所述输入输出端口位于第一侧面的一侧,所述矩形波发生模块位于第一侧面的另一侧中部。

23、优选的,所述恒流稳压模块包括恒流子模块和源极跟随器子模块,所述恒流子模块和源极跟随器子模块均安装于电路板的第一侧面,所述恒流子模块和源极跟随器子模块均位于第一侧面的另一侧,且分别位于所述矩形波发生模块的两端。

24、优选的,所述电路板采用双面板,所述电路板还包括第二侧面,所述倍压模块安装于第二侧面。

25、综上所述,与现有技术相比,本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括:

26、本申请通过矩形波发生模块获取输入电压,且将输入电压处理为适合倍压模块接收的电压信号,通过倍压模块将矩形波发生模块输出的电压信号进行升压,通过恒流稳压模块使倍压模块输出信号保持恒定,实现无升压变压器进行直流升压,再通过矩形波发生模块、倍压模块和恒流稳压模块分别安装于电路板的第一侧面和第二侧面,减小空间占用,从而提升直流升压电路的使用稳定性和便利性。



技术特征:

1.一种直流升压电路,其特征在于,包括矩形波发生模块、倍压模块和恒流稳压模块;

2.根据权利要求1所述的直流升压电路,其特征在于,所述矩形波发生模块包括振荡子模块和比较子模块;

3.根据权利要求2所述的直流升压电路,其特征在于,所述倍压模块为若干组整流二极管和电容器构成,每组至少包括一个整流二极管和一个电容器。

4.根据权利要求3所述的直流升压电路,其特征在于,所述倍压模块采用科克罗夫特-沃尔顿电路模块。

5.根据权利要求1所述的直流升压电路,其特征在于,所述恒流稳压模块包括恒流子模块和源极跟随器子模块;

6.根据权利要求5所述的直流升压电路,其特征在于,所述源极跟随器子模块设置有分压电阻;

7.一种直流升压装置,其特征在于,包括电路板、输入输出端口和直流升压电路,所述直流升压电路包括矩形波发生模块、倍压模块和恒流稳压模块;

8.根据权利要求7所述的直流升压装置,其特征在于,所述输入输出端口和矩形波发生模块均安装于电路板的第一侧面,所述输入输出端口位于第一侧面的一侧,所述矩形波发生模块位于第一侧面的另一侧中部。

9.根据权利要求8所述的直流升压装置,其特征在于,所述恒流稳压模块包括恒流子模块和源极跟随器子模块,所述恒流子模块和源极跟随器子模块均安装于电路板的第一侧面,所述恒流子模块和源极跟随器子模块均位于第一侧面的另一侧,且分别位于所述矩形波发生模块的两端。

10.根据权利要求8所述的直流升压装置,其特征在于,所述电路板采用双面板,所述电路板还包括第二侧面,所述倍压模块安装于第二侧面。


技术总结
本申请涉及直流升压技术领域,尤其是涉及一种直流升压电路及装置,包括矩形波发生模块、倍压模块和恒流稳压模块;其中,所述矩形波发生模块与倍压模块电性连接,所述倍压模块与恒流稳压模块电性连接;所述矩形波发生模块用于获取输入电压,且将输入电压处理为适合倍压模块接收的电压信号;所述倍压模块用于将矩形波发生模块输出的电压信号进行升压;所述恒流稳压模块用于使倍压模块输出信号保持恒定,实现无升压变压器进行直流升压,减小升压电路的占用空间,提升直流升压电路的使用稳定性和便利性。

技术研发人员:洪琴,周亮,贾中宁,刘春,刘健波
受保护的技术使用者:广州软件学院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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