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直流升压电子电路的工作原理与图解

2017-07-04
类别:行业趋势
eye 1527
文章创建人 拍明

小技术宅的生活之十 手电专用最简单的升压电路

钮扣电池1V的大把有,测试时可能会显示是1.2-1.5V,就是用这样的电量的电池,来制作一个升压出一倍或者更高的电压值。

升压电路也叫BOOST电路,注意了。再者子曰,三日不学,就要挨板子,唉现在都只能玩味这些,撇开求订单了。

直流升压电子电路的工作原理与图解.jpg

基本没意外这种都是靠自激产生的震荡,来促使有电压输出,20T对20T,应该是升压一倍,没错了。

2.手焊图

3.测试

我在两年前做的最简/最小体积1.5V驱动LED电路图及实物图.

4.有兴趣的朋友,可以调试下匝比,再观察下输入电压不同在匝比不同时的情况,有什么发现?

这个电路用在早期的小工艺品的手电筒之类的电路上较多,现在都出现大量的IC,可以取代这个电路,但经典不是经典,是最简单的

电容阻碍电压变化,通高频、阻低频,通交流、阻直流;电感阻碍电流变化,通低频、阻高频,通直流、阻交流。开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路)原理,the boost converter,或者叫step-up converter,是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。基本电路图见图一。

开关直流升压电子电路原理剖析

假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路。

充电过程

在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。这时,输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。

开关直流升压电子电路原理剖析

放电过程

如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。

开关直流升压电子电路原理剖析

说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时,电感吸收能量,放电时电感放出能量。如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。

开关直流升压电子电路原理剖析

一些补充1 AA电压低,反激升压电路制约功率和效率的瓶颈在开关管,整流管,及其他损耗(含电感上)。

1.电感不能用磁体太小的(无法存应有的能量),线径太细的(脉冲电流大,会有线损大)。2 整流管大都用肖特基,大家一样,无特色,在输出3.3V时,整流损耗约百分之十。3 开关管,关键在这儿了,放大量要足够进饱和,导通压降一定要小,是成功的关键。总共才一伏,管子上耗多了就没电出来了,因些管压降应选最大电流时不超过0.2--0.3V,单只做不到就多只并联。4 最大电流有多大呢?我们简单点就算1A吧,其实是不止的。由于效率低会超过1.5A,这是平均值,半周供电时为3A,实际电流波形为0至6A.所以咱建议要用两只号称5A实际3A的管子并起来才能勉强对付。5 现成的芯片都没有集成上述那么大电流的管子,所以咱建议用土电路就够对付洋电路了。

开关管导通时,电源经由电感-开关管形成回路,电流在电感中转化为磁能贮存;开关管关断时,电感中的磁能转化为电能在电感端左负右正,此电压叠加在电源正端,经由二极管-负载形成回路,完成升压功能。既然如此,提高转换效率就要从三个方面着手:1.尽可能降低开关管导通时回路的阻抗,使电能尽可能多的转化为磁能;2.尽可能降低负载回路的阻抗,使磁能尽可能多的转化为电能,同时回路的损耗最低;3.尽可能降低控制电路的消耗,因为对于转换来说,控制电路的消耗某种意义上是浪费掉的,不能转化为负载上的能量。

直流升压就是将电池提供的较低的直流电压,提升到需要的电压值,其基本的工作过程都是:高频振荡产生低压脉冲——脉冲变压器升压到预定电压值——脉冲整流获得高压直流电,因此直流升压电路属于DC/DC电路的一种类型。

在使用电池供电的便携设备中,都是通过直流升压电路获得电路中所需要的高电压,这些设备包括:手机、传呼机等无线通讯设备、照相机中的闪光灯、便携式视频显示装置、电蚊拍等电击设备等等。

一、几种简单的直流升压电路

以下是几种简单的直流升压电路,主要优点:电路简单、低成本;缺点:转换效率较低、电池电压利用率低、输出功率小。这些电路比较适合用在万用电表中,替代高压叠层电池。

二、24V供电CRT高压电源

一些照相机CRT使用11.4cm(4.5英寸)纯平面CRT作为显示部件,其高压部件的阳极电压为+20kV,聚焦极电压为+3.2kV,加速极电压为+1000V,高压部件供电为直流24V。以下电路是为替换维修这些显示器的高压部件而设计(电路选自网络文章,原作者不详)。该电路的设计也可为其他升压电路设计提供参考。

直流升压电路图解

基本原理:NE555构成脉冲发生器,调节电位器VR2可使之产生频率为20kHz左右的脉冲,电位器VR1调脉宽。TR1为推动级,脉冲变压器T1采用反极性激励,即TR1导通时TR2截止,TR1截止时TR2导通,D3、C9、VR3、R7及D4、R6、TR3组成高压保护电路。VR2用于调频率,调节VR2可调整高压大小。

VR2选用精密可调电阻。T2可选用彩电行输出变压器变通使用。笔者选用的是东洋SE-1438G系列35cm(14英寸)彩电的行输出变压器,采用此变压器阳极电压可达20kV,再适当选取R8的阻值使加速极电压为+1000V、R9的阻值使聚焦极电压为+3.2kV即可。整个部件采用铝盒封装,铝壳接地,这样可减少对电路干扰。

直流升压电压电路图集锦:

三极管升压电路:

DC-DC 5V升压到30V的电路图

直流升压电路图解

6V-12V转换直流250V升压电源电路


责任编辑:Davia

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