Dc/dc升壓變換模塊和電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電子技術領域，尤其涉及一種DC/DC升壓變換模塊和電路。
【背景技術】
[0002]如圖1所示，為另一種常規(guī)的DC/DC升壓變換電路，該變換電路把保護單元安裝在升壓變換電路的輸出端，起著輸出短路保護的作用，可參考專利申請?zhí)枮?01310381249.7的名稱為《一種升壓恒流電源輸出短路的保護電路》的描述。但該專利中的電路只對輸出短路進行保護，而不能對電路中的半導體開關管T短路失效后做進一步的系統(tǒng)保護。
[0003]針對上述問題，如圖2所示，發(fā)明人在其發(fā)明專利(專利申請?zhí)枮?01410310186.0)中提出了一種DC/DC升壓變換模塊及電路，可對電路中的半導體開關管T短路失效后做進一步的系統(tǒng)保護。
[0004]經(jīng)過探索和實踐，發(fā)明人設計了另一種DC/DC升壓變換模塊及電路，同樣可實現(xiàn)對電路中的半導體開關管T短路失效后做進一步的系統(tǒng)保護。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型實施例的目的在于提供一種新的DC/DC升壓變換模塊和電路，以解決開關管失效時無法對電路進行保護的問題。
[0006]本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種DC/DC升壓變換模塊，包括電感、開關管、二極管、電容和保護單元，輸入電源的正極和輸出的正極與保護單元的一端連接，保護單元的另一端與電容的一端及開關管的正極相連；電容的另一端連接輸出的負極和二極管的陽極；電感的一端連接開關管的負極和二極管的陰極，另一端連接輸入的負極。
[0007]進一步地，所述開關管為MOS管，所述開關管的正極為MOS管的D極，所述開關管的負極為MOS管的S極。
[0008]進一步地，所述開關管為絕緣柵雙極型晶體管IGBT，所述開關管的正極為IGBT的C極，所述開關管的負極為IGBT的E極。
[0009]進一步地，所述保護單元為自動保護器件。
[0010]進一步地，所述保護單元為開關器件。
[0011]進一步地，所述輸入電源為至少一組光伏組件。
[0012]進一步地，所述輸入電源為兩組光伏組件。
[0013]本實用新型還提供一種DC/DC升壓變換電路，所述裝置包括至少兩個DC/DC升壓變換模塊，所述DC/DC升壓變換模塊并聯(lián)于輸入電源和輸出之間。
[0014]進一步地，所述DC/DC升壓變換電路的輸入電源為四組光伏組件。
[0015]本實用新型實施例提供了一種新的DC/DC升壓變換模塊和電路，把保護單元置于開關管和電容的正極匯合點處，并且把輸入的正極接在保護單元與輸出端正極之間。如此，正常工作時流過保護單元的電流If等于輸入電流Iin減去輸出電流1，一旦開關管短路失效后，電流If等于Iin，大于正常工作時的Iin-1o電流，可以斷開保護單元，對電路和系統(tǒng)起到保護作用。
【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有帶輸出熔斷保護的DC/DC升壓變換電路的電路圖；
[0017]圖2是發(fā)明人在先申請專利中的DC/DC升壓變換電路的電路圖；
[0018]圖3是本實用新型實施例1提供的DC/DC升壓變換模塊的電路圖；
[0019]圖4是本實用新型實施例1提供的DC/DC升壓變換模塊在開關管閉合時的電流走向圖；
[0020]圖5是本實用新型實施例1提供的DC/DC升壓變換模塊在開關管斷開時的電流走向圖；
[0021]圖6是本實用新型實施例1提供的DC/DC升壓變換模塊在開關管短路失效時的電流走向圖；
[0022]圖7是本實用新型實施例1提供的DC/DC升壓變換模塊在兩組光伏電池作為輸入時的電路圖；
[0023]圖8是本實用新型實施例2提供的DC/DC升壓變換模塊在四組光伏電池作為輸入時的電路圖；
[0024]圖9是本實用新型實施例3提供的DC/DC升壓變換模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0025]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0026]實施例1
[0027]如圖3所示，本實用新型實施例提出一種DC/DC升壓變換模塊，包括電感L2、開關管T2、二極管D2、電容C2和保護單元F2 (本實施例中采用熔斷器)，輸入電源的正極和輸出的正極與保護單元F2的一端連接，保護單元F2的另一端與電容C2的一端及開關管T2的正極相連；電容C2的另一端連接輸出的負極和二極管D2的陽極；電感L2的一端連接開關管T2的負極和二極管D2的陰極，另一端連接輸入的負極。上述開關管T2可以是MOS管或IGBT,開關管為MOS管時，正極為MOS管的D極，負極為MOS管的S極；開關管為絕緣柵雙極型晶體管IGBT時，正極為IGBT的C極，負極為IGBT的E極。
[0028]如圖4所示，當開關管T2閉合時，輸入電壓加在電感L2兩端，輸入電流I in增大，該電流從輸入電源Vin的正極依次流經(jīng)熔斷器F2、開關管T2和電感L2，并通過輸入電源的負極返回到輸入。同時二極管D2截止，電容C2放電，以維持負載R的供電，并使得輸出電壓Vo降低，該放電電流從電容C2的正極流出，通過輸出的正極，依次流經(jīng)熔斷器F2、負載R到達輸出的負極及電容C2的負極。在此階段，流過熔斷器F2的電流If包括兩部分:一是電感L2的儲能電流(即輸入電流Iin)，另一個是電容C2的放電電流(即輸出電流1)，兩個電流方向相反，使得實際電流If = Iin-1o,比Iin更小。
[0029]如圖5所示，當開關管T2斷開時，電感L2的電流不能突變，通過二極管D2給電容C2和負載R供電。給電容C2供電的結(jié)果是使得輸出電壓Vo升高，輸入電流Iin經(jīng)過熔斷器F2、電容C2、二極管D2、電感L2到達輸入電源Vin的負極形成一回路。同時輸入電流Lin從輸入電源Vin的正極，經(jīng)過輸出的正極、負載R、輸出的負極、二極管D2和電感L2，到達輸入電源Vin的負極形成另一回路，實現(xiàn)負載R的供電。在此階段，流過熔斷器F2的電流If等于給電容C2充電的電流，該充電電流等于輸入電流I in，減去負載R電流(也是輸出電流1)，即實際電流If = Iin-1o,比Iin更小。
[0030]綜上分析，在上述開關管T2正常工作的階段，經(jīng)過熔斷器F2的電流If都是等于輸入電流Iin減去輸出電流Ιο。根據(jù)功率平衡的原則，1 = Vin*Iin/Vo，所以
[0031]If = Iin_Iin*Vin/Vo = Iin*(l-Vin/Vo)，
[0032]可以看出，如果不升壓時，Vo = Vin, If = O ;如果升壓比為一倍，則Vo = 2Vin，If=0.5Iin，即流過熔斷器的電流只有輸入電流的一半，電路可正常工作。
[0033]當開關管T2短路失效時，如圖6所示，開關管T2 —直處于導通狀態(tài)，且電容C2無法給負載R供電，即1為0，此時輸入電流Iin從輸入電源Vin的正極流經(jīng)熔斷器F2、開關管T2和電感L2，并通過輸入電源的負極返回到輸入，If = Iin0所以根據(jù)正常運行時If =Iin*(l