一台控制变压器的升压电路设计

本节介绍两种控制变压器升压电路，即一台控制变压器升压电路和两台控制变压器升压电路。

一台控制变压器升压电路

我们在设计需要有些需要锂电池的产品中，由于锂电池正常工作电压范围在2.9V~4.2V之间，对于那些高于4.2V的电路，比如5V的电路，锂电池的供电电压就是不够的。这样我们就需要用到升压电路，来实现升压的功能。这里我们对锂电池的升压电路设计采用的是Boost升压电路结构。

Boost升压电路原理

我们知道大部分DC-DC电压转换芯片大都是采用Boost升压结构的形式，其主要由升压电感、二极管、和电容组成。

Boost升压电路是通过控制开关通断，来控制电感存储和释放能量，从而使输出电压比输入电压高。

在开关闭合时，电感通过图中回路1存储能量，此时二极管截止，后级电路由电容供电;

当开关断开时，电感通过图中回路2释放能量，此时二极管导通，电感给电容充电并为后级电路供电。

所以我们可以发现，在开关断开时，二极管两端存在压降，如果后级电路工作电流很大的话，那么这个二极管是在消耗很多的电能。所以在设计Boost电路时，对二极管的参数选型也很重要。

所以如果在输出电流很大的情况下，那么这个电路就变得不是那么的十分完美，因为这个二极管消耗了电能。在这个电路中我们发现这里的二极管也是起到开关的作用，于是我们就想到在二极管导通时，使用内阻极低的mos管来替代这个二极管，这样mos管上的压降就很小，耗电也就小。这种方法就是我们常说的同步整流。这里我们就很明显的知道了，同步整流电路的工作效率比传统二极管整流电路效率要高。对于锂电池这种本身电量有限的电源，使用同步整流升压给后级电路供电是最合适的方案，市场中有很多充电宝都是使用二极管整流，这种整流电路充电效率就没有同步整流的高了。

一台控制变压器升压电路如图13-16所示。

控制变压器升压电路的工作原理

图13-16 一台控制变压器升压电路

电路构成

该控制变压器升压电路由自耦变压器 T1和控制变压器T2等组成。

电路工作原理

图中将控制变压器反过来接线，即将控制变压器原来的输出端改为输入端，而将原来的输入端改为输出端，这样可以获得低电压输入、高电压输出。再与自耦变压器组合，可在较宽的范围内获得可调的输出电压。如0～24V输入/0～220V输出。由于一般试验电压要求高，因此这个变通可人为地控制试验电压，并且将试验电流控制在10mA以内(通常取1mA)。

两台控制变压器升压电路

在现场维修中，有时需要较高的试验电压输出设备，如果用标准成套设备，往往费用高，等待时间长而延误生产。这里介绍用两台控制变压器升压的方法，可以获得较高的电压，解决应急之需，组合方法如图13-17所示。

控制变压器升压电路的工作原理

图13-17 两台控制变压器升压电路

电路构成

两台控制变压器升压电路由一台自耦变压器T和两台控制变压器T1、T2共同组成。

电路工作原理

将两台控制变压器的低压输出端(12V)当作输入端使用，并且将T1、T2的12V(示例)绕组串联后，接到自耦调压器的可调输出端。将两台变压器原来的电源输入端(220V)串联后作为输出端使用。自耦变压器的输入端固定接到220V的工频电源上。通过现在的变通，就可以获得0～24V(12V+12V)/0～440V的试验电压了。

使用时，先将自耦变压器的可调电刷置于零位，然后接通自耦变压器的输入电源，用一块交流电压表监视0～24V的输出电压，再用一块交流电压表监视0～440V的变压器输出电压。当达到所需电压时，停止调节自耦变压器的电刷即可。

注意事项

输入电压表有电压指示时，输出电压表也应有同比例的电压上升。如果输入电压表有指示，而输出电压表的示值很小或者为零，则可单独检测变压器T1或T2的输出电压。如果T1或T2的输出电压正常，而两台变压器高压绕组串联后，输出电压反而小于单台变压器的输出电压，则表示输出电压绕组的连接是同极性连接，应将调压器调回零位，断开调压器工作电源，然后改变变压器高电压绕组接线，重复上述试验。

试验时，必须保证自耦变压器的初始输出值为0V，一边查看变压器的输入电压，一边查看变压器的输出电压。如果变压器的输入电压正常，而输出电压不正常，则应查明原因后再升压。必须保证供给变压器的电压不超过变压器的规定电压范围。变通时，要特别注意安全，保证设备和人身不受伤害。