直流升壓電路圖全集講解-電感式的直流升壓電路詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源:本站 日期:2019-08-02
直流升壓電路就是將電池提供的較低的直流電壓,提升到需要的電壓值,其基本的工作過(guò)程都是:高頻振蕩產(chǎn)生低壓脈沖——脈沖變壓器升壓到預定電壓值——脈沖整流獲得高壓直流電,因此直流升壓電路屬于DC/DC電路的一種類(lèi)型。
下面是介紹電感式的直流升壓電路,電感器是能夠把電能轉化為磁能而存儲起來(lái)的元件,電感器的結構類(lèi)似于變壓器,但只有一個(gè)繞組。電感器具有一定的電感,它只阻礙電流的變化。電路接通時(shí)電感器將試圖阻礙電流流過(guò),電路斷開(kāi)時(shí)它將試圖維持電流不變。電感器又稱(chēng)扼流器、電抗器等。
電感的第一個(gè)特性是電磁轉換,通電的瞬間,電會(huì )變?yōu)榇挪⒁源诺男问絻Υ嬖陔姼袃取6鴶嚯姷乃泊艜?huì )變成電,從電感中釋放出來(lái)。
電感的第二個(gè)特性是升壓特性,當回路斷開(kāi)時(shí),電感內的能量會(huì )以高電壓的形式變換回電。如果電感線(xiàn)圈的自感系數很大,自感電動(dòng)勢就會(huì )很大,在很大的電勢差之間的空隙,會(huì )產(chǎn)生很強的電場(chǎng),甚至會(huì )擊穿空氣發(fā)生放電現象。附近若有人,會(huì )對其造成一定危險,如果附近有易燃物質(zhì),就有發(fā)生著(zhù)火的危險。
下面給出由電感組成的升壓電路最小系統,若不停地搬動(dòng)開(kāi)關(guān),電感兩端就會(huì )感應出很高的電壓,并疊加在電源電壓之上。這個(gè)開(kāi)關(guān)也可以用三極管實(shí)現,通過(guò)在三極管的基極輸入方波來(lái)控制三極管的開(kāi)關(guān),再利用二極管的單向導電性,輸出正向或負向高壓。
在電路設計中,很多元器件(如CPU)經(jīng)常需要采用5V直流供電,而普通電池的電壓都是1.5V,因此當電路采用電池供電時(shí),首先要解決的就是升壓降壓?jiǎn)?wèn)題。
下面給出一種低成本的直流到直流(DC-DC)升壓電路,該升壓電路用DC/DC直流升壓變換器(E50D、TP8350)作為主控,只需外接電感、電容、二極管等4個(gè)元件,就能實(shí)現最低0.8V到5V的升壓,整個(gè)升壓電路的成本約0.5元。
5V升壓電路所需的元件
基于E50D/TP8350的直流升壓電路原理圖
其中,VIN為輸入電壓,來(lái)自電池的輸出,只要輸入電壓高于0.8V,就能保證升壓電路正常工作,并通過(guò)VOUT輸出5V電壓。升壓電路的工作效率約為85%,輸出電壓誤差小于2%。
升壓芯片E50D的工作頻率可達 300KHz,目的是為了能夠減小外部電感L1的尺寸,該電路只需 4.7uH 以上的電感就可以保證正常工作,但考慮到負載可能需要較大的電流,本例使用47uH、寄生串聯(lián)電阻小于0.5歐的電感。
輸入濾波電容CIN是為了保證輸出電壓穩定,由是采用電池供電,而且升壓電路距離電池很近,所以這里選用的是1uF電容,即使沒(méi)有輸入濾波電容,該DC-DC 升壓電路也可以輸出低紋波、低噪聲的直流電壓。
輸出端電容COUT采用100uF的電解電容。整流二極管D1對DC-DC升壓電路的效率影響很大,這里選用向導通電壓低、反應時(shí)間快的肖特基二極管SS34。
實(shí)驗所需的全部元件
1、印刷電路板,一塊
2、升壓芯片TP8350/E50D,一片
3、47uH電感,一個(gè)
4、100uF電解電容,一個(gè)
5、1uF濾波電容,一個(gè)
6、5號電池盒,一個(gè)
7、電源開(kāi)關(guān),一個(gè)
升壓實(shí)驗全部元器件
1. 焊接元器件
由于選用的是貼片元件,首先需要大家把元件焊接在印刷電路板上,注意元件的焊接順序,以不影響后續元件的焊接為宜。
另外,很多元件是有方向性的,比如肖特基二極管SS34,電解電容等,不能焊接反了。貼片的焊接方法,網(wǎng)上有很多視頻教程。
電池盒不要焊接,裝好電池后直接插在印刷電路板上就行,注意電池的方向。因為這個(gè)電路板還可以焊接剩余的元件,如果現在焊接電池盒,電路板尾部USB接口處的元件就不好焊接了,整個(gè)電路板建議最后焊接電池盒。
2. 插入電池盒,測試升壓電路
電路焊接完成后,就可以插入電池盒,打開(kāi)電源開(kāi)關(guān),用萬(wàn)用表的直流電壓檔測試排插的VCC和GND處的電壓,應該是穩定的5V,說(shuō)明升壓電路工作正常。
如果升壓電路不工作,一般是由于虛焊或者有的元件焊反了,請通電前仔細檢查。
下圖可以更明顯看出升壓電路的工作情況,其中電池部分加的是1.2V電壓,整個(gè)電路可以正常工作。
1.5V低成本LED驅動(dòng)電路
磁環(huán)選用T9*5*3/2K,也可用T10*6*5等,用0.3mm漆包線(xiàn)雙線(xiàn)并繞20T,按圖中同名端連接.TR1選8050或9014,D1選4937或107,PCB用一片廢板自制.
一種穩壓型直流升壓電路
該電路可將一節1.5V的電池升壓至9V,用來(lái)取代9V疊層電池使用.電路空載輸人電流低于1.2mA,轉換效率高達60%.該電路由振蕩電路和穩壓電路構成,其中VT1、VT2、C2組成振蕩器,色碼電感L為儲能電感,VD2為整流二極管,C3為輸出濾波電容,VT3、VD1、VD3及R2為穩定輸出電壓的穩壓電路.輸出電壓約等于VD3的穩壓值.
一種利用1.2V、500mAh的鎳鎘電池做電源的逆變電源電路
輸出直流電壓為9V,可供數字式萬(wàn)用表使用.圖7-72中變壓器T利用15mm的磁環(huán)穿繞而成.(元器件參數圖均已標注,S為數字萬(wàn)用表的電源開(kāi)關(guān).
1.5V點(diǎn)亮LED
1.5V驅動(dòng)LED的電路
R2可以減小到幾千歐,這個(gè)電路元件太多,不如試試下邊這個(gè),線(xiàn)圈的圈數是我多次實(shí)驗的結果.還有人用2個(gè)8050并聯(lián)使用,據說(shuō)效果不錯。
磁環(huán)使用6mm磁環(huán),L1、L2用0.23mm漆包線(xiàn)繞8+8匝,L3、L4用0.18mm漆包線(xiàn)繞28+28匝驅動(dòng)1W LED電流可以輕松超過(guò)450mA,甚至500mA,電路效率高于70%.
簡(jiǎn)單LED驅動(dòng)
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