[发明专利]直流升压电路及其集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种直流升压电路及其集成电路。

背景技术

目前，电容储能式电子点火器的作用是产生电火花，点燃气缸内的混合气体，使发动机工作。电容储能式电子点火器广泛应用于摩托车、汽油发电机等设备。电容储能式电子点火器由直流升压器、储能电容、晶闸管和晶闸管触发电路组成。现有的直流升压器由振荡器、变压器和整流器三部分组成。

现有的直流升压器的工作频率由振荡器决定，为减小变压器体积，提高可靠性，通常需要保证其工作在非连续模式。由于从原边开关管关断到变压器能量输出完成的时间与储能电容上的电压有关，电压越高，变压器能量输出越快；电压越低，变压器能量输出越慢。为保证输出电压较低时依然工作在非连续模式，开关管的关断时间就要做得较大。但是在高压时，变压器能量输出完成后，仍然需要等待关断时间过去，才能进入下一周期，导致充电速度较慢，为补偿充电速度，只能增加原边电流，变压器尺寸也会相应增大，导致点火器的体积大。同时，变压器输出完成后会出现LC谐振，产生能量浪费和电磁干扰。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种直流升压电路及其集成电路，以实现安全可靠、抗干扰能力强的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种直流升压电路，包括过零检测电路、过流检测电路、触发逻辑电路和功率开关；

所述过零检测电路检测变压器副边的电压是否过零，并将结果输出给触发逻辑电路；

所述过流检测电路检测变压器原边的电流是否超过设定值，并将结果输出给触发逻辑电路；

所述触发逻辑电路通过对上述过零检测电路和过流检测电路的输出结果进行逻辑运算，从而确定功率开关的状态，并对功率开关进行驱动。

优选的，所述功率开关至少包括，MOS管、三极管或IGBT。 

优选的，还包括，使能逻辑电路、电压反馈电路、状态输出电路、振荡器电路、过温保护电路、过压保护电路和过流保护电路；所述使能逻辑电路、电压反馈电路、过温保护电路、过压保护电路和过流保护电路的输出端均与所述触发逻辑电路的输入端相连接；所述状态输出电路的输入端与所述触发逻辑电路的输出端连接。

优选的，所述过零检测电路的输入端与变压器的副边的同名端连接，当功率开关处于关断状态，并且变压器副边的同名端的电压小于等于0V时，变压器能量输出完成，此时过零检测电路的输出允许触发逻辑电路将功率开关打开；而后当过流检测电路检测到通过变压器原边的电流达到限流值时，过流检测电路的输出会使触发逻辑电路关断功率开关，同时副边进行能量输出，直至变压器能量输出完成，变压器副边同名端电压下降至小于等于0V后，再次开启功率开关，进入下一工作周期，从而对输出电容充电。

优选的，当外部电源VCC上电以后，基准产生电路产生三个基准电压VR1、VR2和VR3，基准产生电路的输出端分别与过零检测电路、电压反馈电路和过流检测电路的输入连接；所述基准电压VR1与过零检测电路的一个输入端连接，所述基准电压VR2与反馈电路的一个输入端连接，所述基准电压VR3与过流检测电路的一个输入端连接，当电压反馈电路另一个输入端的电压VS高于基准电压VR2时，变压器的输出电压达到设定值，此时触发逻辑电路禁止功率开关开启；当电压VS低于基准电压VR2时，输出电压未达到设定值，此时触发逻辑电路允许功率开关开启，此时功率开关的状态由过零检测电路另一个输入端的电压ZS和功率开关的输出电压IS决定，当电压ZS低于基准电压VR1，并且电压IS低于基准电压VR3时，触发逻辑电路控制功率开关开启；功率开关开启后，直至电压IS达到基准电压VR3，此时触发逻辑电路控制功率开关关断；而后电压ZS则被拉到高电平，直至变压器能量输出完成，电压ZS才会降至0，此时再次开启功率开关，进入下一周期；直至输出电压达到设定值，即电压VS超过基准电压VR2后，芯片禁止功率开关开启。

同时本发明技术方案将直流升压电路集成在一起，即本发明所述的集成电路。且该集成电路上还集成功率开关。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明的技术方案，通过设置过零检测电路、过流检测电路和触发逻辑电路，使变压器的关断时间恰好等于其能量输出所需要的时间，而且输出完成后功率开关立即打开，使得变压器再次进入储能状态，因此充电速度快；而且由于没有发生LC谐振，因而效率也更高。达到安全可靠、抗干扰能力强的目的。