升壓電路
自舉電路也叫升壓電路,是利用自舉升壓二極管,自舉升壓電容等電子元件,使電容放電電壓和電源電壓疊加,從而使電壓升高;有的電路升高的電壓能達到數(shù)倍電源電壓。
升壓電路原理
舉例:有一個12V的電路,電路中有一個場效應管需要15V的驅動電壓,這個電壓怎么弄出來?就是用自舉。通常用一個電容和一個二極管,電容存儲電荷,二極管防止電流倒灌,頻率較高的時候,自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容上的電壓,起到升壓的作用。
自舉電路只是在實踐中定的名稱,在理論上沒有這個概念。自舉電路主要是在甲乙類單電源互補對稱電路中使用較為普遍。
甲乙類單電源互補對稱電路在理論上可以使輸出電壓Vo達到Vcc的一半,但在實際的測試中,輸出電壓遠達不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一個高于Vcc的電壓。所以采用自舉電路來升壓。
開關直流升壓電路(即所謂的boost或者step-up電路)原理
the boost converter,或者叫step-up converter,是一種開關直流升壓電路,它可以是輸出電壓比輸入電壓高?;倦娐啡鐖D
假定那個開關(三極管或者mos管)已經斷開了很長時間,所有的元件都處于理想狀態(tài),電容電壓等于輸入電壓。下面分充電和放電兩個部分來說明這個電路。
充電過程
在充電過程中,開關閉合(三極管導通),等效電路如圖二,開關(三極管)處用導線代替。這時,輸入電壓流過電感。二極管防止電容對地放電。
由于輸入是直流電,所以電感上的電流以一定的比率線性增加,這個比率跟電感大小有關。隨著電感電流增加,電感里儲存了一些能量。
放電過程
如圖,這是當開關斷開(三極管截止)時的等效電路。當開關斷開(三極管截止)時,由于電感的電流 保持特性,流經電感的電流不會馬上變?yōu)?,而是緩慢的由充電完畢時的值變?yōu)?。
而原來的電路已斷開,于是電感只能通過新電路放電,即電感開始給電容充電, 電容兩端電壓升高,此時電壓已經高于輸入電壓了。升壓完畢。
升壓過程就是一個電感的能量傳遞過程。充電時,電感吸收能量,放電時電感放出能量。 如果電容量足夠大,那么在輸出端就可以在放電過程中保持一個持續(xù)的電流。 如果這個通斷的過程不斷重復,就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。
直流升壓電路原理圖
“高頻振蕩產生低壓脈沖”就是用高頻低壓振蕩電路產生高頻方波去控制高頻開關電路,使得脈沖變壓器按照“高頻方波”的頻率不斷的“充放電”。例如下圖:A點會產生比電池電壓高許多的高頻脈沖,經整流后可以得到高于電池電壓的直流電壓。
簡易1.5V升9V電源電路圖
1.5V升9V電源電路圖如附圖所示。該電路為間歇式振蕩升壓電路。BG1與L1、L2、C1等構成振蕩器。BG1為振蕩管,工作在開關狀態(tài)。L1、C1為振蕩反饋元件。L2為振蕩儲能繞組。
為了方便,電路還設計了由BG3構成的自動電子開關。當BG3的基極沒有負載時,也就沒有基極電流,BG3、BG2、BG1均截止,整個電路停止工作,不消耗電源。因此,本電路不需設立單獨的電源開關。
當A、B兩點接上負載時,BG3導通,BG2也跟著導通,通過負載為BG1提供基極電流,BG1導通,能量從電源流入并儲存在L2中。
此時BG1集電極電壓很低,D1截止,負載由C2殘存電壓供電。當BG1截止時,L2中電流不能突變,它將產生出較高的逆程電動勢,經D1整流后輸出。
當輸出電壓高于D2的穩(wěn)壓值時,BG2的b、e結反偏而趨向于截止,BG1基極電流將會下降,迫使其振蕩減弱,輸出電壓也隨之下降從而將輸出電壓自動地控制在D2的穩(wěn)壓值附近。
元件選擇與制作調試:
BG1選飽和壓降低的NPN型硅管,如9013、8050等,要求ICM》300mA,β》200。BG2可用9012、9015等PNP硅管,BG3選用9014等NPN型管,要求穿透電流越小越好。
L1、L2用∮0.1MM的漆包線在∮8MM的高頻磁環(huán)(從舊電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能燈里拆用)上繞制而成。L1為6匝L2為36匝。
此電路為DT890A數(shù)字萬用表供電,實測工作電流為:蜂鳴擋和電容20uF、2uF擋為45mA以下,其它擋位均在25mA以下。
當電池電壓降到0.9V時,除消耗電流較大的蜂鳴擋,電容20uF、2uF擋有缺電顯示外,其余擋位均未見缺電顯示。本電路制作簡單,性能穩(wěn)定,經濟實用。不用調試,只要接線正確,均能正常工作。
數(shù)字萬用表如果用1.5V電池通過升壓替代9V疊層電池,通常都要單獨安裝電源開關。給制作和使用帶來不便。本文介紹的電路是通過檢測數(shù)字萬用表工作電流的有無來控制啟動或停止的。因此只要將電源線與升壓電路的輸出端對接,就可利用數(shù)字萬用表電源開關。
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