当前位置:首页 > 升压电路
  • 什么是升压电路?一文详解电感升压电路的原理

    什么是升压电路?一文详解电感升压电路的原理

    自举电路也叫升压电路,是利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件,使电容放电电压和电源电压叠加,从而使电压升高,有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。 原理 举个简单的例子:有一个12V的电路,电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压,这个电压怎么弄出来?就是用自举。通常用一个电容和一个二极管,电容存储电荷,二极管防止电流倒灌,频率较高的时候,自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压,起到升压的作用。 自举电路只是在实践中定的名称,在理论上没有这个概念。自举电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半,但在实际的测试中,输出电压远达不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一个高于Vcc的电压。所以采用自举电路来升压。 常用自举电路(摘自fairchild,使用说明书AN-6076《供高电压栅极驱动器IC 使用的自举电路的设计和使用准则》) 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1. 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。 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。 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。 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。如果电感量足够大,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。 [2] P 沟道高端栅极驱动器 直接式驱动器:适用于最大输入电压小于器件的栅- 源极击穿电压。 开放式收集器:方法简单,但是不适用于直接驱动高速电路中的MOSFET。 电平转换驱动器:适用于高速应用,能够与常见PWM 控制器无缝式工作。 N 沟道高端栅极驱动器 直接式驱动器:MOSFET最简单的高端应用,由PWM 控制器或以地为基准的驱动器直接驱动,但它必须满足下面两个条件: VCC 浮动电源栅极驱动器:独立电源的成本影响是很显著的;光耦合器相对昂贵,而且带宽有限,对噪声敏感。 变压器耦合式驱动器:在不确定的周期内充分控制栅极;但在某种程度上,限制了开关性能。但是,这是可以改善的,只是电路更复杂了。 电荷泵驱动器:对于开关应用,导通时间往往很长;由于电压倍增电路的效率低,可能需要更多低电压级泵。 自举式驱动器:简单,廉价,也有局限;例如,占空比和导通时间都受到刷新自举电容的限制。需要电平转换,以及带来的相关问题。 电感最广泛的使用场景在供电,升压电路和降压电路,都需要有一颗电感来储存能量和释放能量。很多小白朋友都太清楚电感升压电路的原理,所有的升压和降压电路,都用到了“电感电流不能突变”这个重要原理。即电感的中的电流是有惯性的,这个惯性就是电感储存的能量。 示例的LCD屏的串联背光升压电路中,升压IC主要通过LX脚来控制电感上的开关。在电疗仪升压电路中通过单片机的PWM口来控制电感的开关。 单纯看文字不容易看得懂,我们用图示来标明电流的走向。 (这里强调一下二极管的“单向导通”的特点,二极管中的电流只能朝一个方向走,反向是不能通过电流的。) 首先,开关打开,电感对地短路,电感内部产生电流。(芯片内部有开关,另一张图的三极管也是起到开关的用途) 然后,开关关闭,电感对地的电流被截断,但是电感上的电流不能立刻消失,需要找到泄放途径,于是就跑到负载端去了。负载消耗不了那么多电流,于是电感的电流就变成了负载两端的电压,把电压升上去了。 下一个循环,开关打开,电感产生电流,虽然二极管右侧电压比左侧高,但是无法反向流过去,就维持了高电压。 然后开关再关闭,电感再向负载释放能量,电压继续上升。如此循环,电感不断的充电放电,为二极管后段提供脉冲能量。 通过控制开关打开和关闭的时间比例,就可以控制有多少能量从电感输出。这就是通过改变控制信号的占空比,来适应负载的变化,使电压始终维持在需要的数值。 对于普通升压电路(上图左侧),有负载、有过压保护(OVP)、也有电压检测,电压会上升到一个稳定值。 对于电疗仪电路这种简易升压电路(上图右侧),人体电阻在兆欧级别,基本相当于开路了,每一次电感的充放电,都会把二极管后段的电压往上提升,如果用示波器测量后段电压,会是一个阶梯状上升的形状。通过控制开关的次数,可以控制电压升高的幅度,最高可以超过200V。因为电量很少,人体只会感受到轻微电击,不会造成危险。

    时间:2020-04-05 关键词: 升压电路 电感升压电路

  • 笔记本供电无障碍Boost升压电路设计详解

    笔记本供电无障碍Boost升压电路设计详解

    Boost拓扑结构一直是几款既经典又基本的基础电路之一,它被运用在非常多的供电设备中。本文中讲解了学习、拆解、重组的Boost模块都是运用了UC3843的控制芯片,这款芯片是专门为设计低压电路所准备的。在以下的讲解过程中,针对Boost升压电路设计及计算过程做出了详细的讲解。下图为2块boost模块,第一步就是得到两个模块的电路图,最直接的方法就是用万用表一根根的测量,类似“抄板”工作,但适用于初学者。图1 两块成品升压模块上图的模块主电路基本一致,都是典型Boost升压电路,它们使用MOSFET作为开关器件;控制芯片也一致为UC3843,是电流型PWM控制芯片,经过插接它们的芯片外围电路和参数略有不同。网上对UC3843系列芯片使用讲述得并不透彻,要想了解的更透彻惟有学习其官方文件,但UC3843的PDF版本也很多,能够找到的最好版本是UC3843(Rev. 15),另外一个UC3843A作为补充。图2 UC3843系统图首先,设置PWM最大占空比和频率。PWM脉冲由RT和CT谐振产生,设计RT和CT参数时,先设计最大占空比确定RT,再通过频率确定CT的数值。PDF中讲述了,PWM波形的最大占空比仅由RT函数确定,为了保护电路可以通过限制最大占空比来实现,(比如Boost电路中设置最大占空比为50%,那么输出电压最大值就不可能超过输入电压的50%)公式如下所示:公式中已知量VRT/CT(valley)= 1.2V,VRT/CT(peak)= 2.8V,Vref= 5V,Idischg= 8.3mA,RT为谐振电阻。以Boost电路为例,为防止输出电压过高,我要求Dmax

    时间:2019-01-07 关键词: boost 电源技术解析 笔记本 升压电路

  • 能使螺线管可靠工作的升压电路

    能使螺线管可靠工作的升压电路

    螺线管在通电时的耗电要远高于维持电枢吸合所需要的电流。此外,由于线圈要消耗能量,螺线管的温度会上升,增加了其直流电阻,因此,所施加的电压也必须提高,才能确保可靠的吸合。本设计实例在接通螺线管时没有采用提高电源电压和电流量的方法,而是给出了一种基于瞬时升压的新颖变通方法。升压电路从螺线管现有的电源上取电。当螺线管接通时,升压电路激活,将一只电容充电至两倍电源电压。电容充电后(大约470 ms),被连接到螺线管上。充电后的电容提供了更多的能量,增加了使螺线管工作的额定电源。电路可在低电源电压和高温条件下使螺线管可靠地工作。螺线管接通后,升压电路就保持在等待模式。图1中的电路设计用于驱动一只额定直流电压为12V,额定电流为0.8A的螺线管。用于螺线管工作的12V电源亦为升压电路供电。在已加电但控制信号升高(即开关S1打开)以前,IC1的输出Q(第一单稳触发器,第6脚)为低。它使555定时器IC2保持为禁用状态。注意第6脚亦接回第4脚,构成一个不可重复触发的单稳触发器。第二个单稳触发器的Q输出此时也为低。开关S1闭合使晶体管Q1导通,将螺线管线圈的低端拉至地,第一个单稳触发器的触发输入端(IC1,第5脚)被施加了一个下降的逻辑信号。IC1的Q输出端升高470ms,使能IC2。I C2在其输出端(第3脚)产生一个方波,C8通过倍压元件(C7、D5和D4)而充电至约24V直流。当第一个单稳触发器超时,Q(第7脚)变为高以后,它通过第12脚输入触发第二个单稳触发器。这个触发器(亦接成非重复触发式)在其Q输出端(第10脚)产生一个约100 ms的上升脉冲。这个脉冲使Q3和Q2导通,从而在螺线管线圈的高端加上24V直流。随着C8的放电,24V逐渐降低为12V直流,即螺线管的稳态电压,D3为螺线管提供稳态电压。图2给出了电压波形。要关闭螺线管时,断开S1去掉控制信号。这个动作使晶体管Q1关断,但不影响单稳电路。如果应用中有多只螺线管要顺序动作,这个电路略做修改就可以使用。另外,电路也很容易修改为适合于非12V直流螺线管工作电压的情况。

    时间:2018-09-12 关键词: 电源技术解析 升压电路 螺线管 单稳触发器

  • DC-DC升压电路

    DC-DC升压电路

    万用表是从事电工、电子技术工作者的必备工具,它的高阻挡通常使用一块9V、15A或22.5V的叠层电池。这种电池不但价格较高,而且寿命短,经常更换很不经济。这里介绍几款适合万用表使用的小型直流升压器电路,这些电路结构简单、元件少,改装后可将电路板直接置于万用表中叠层电池的位置替代使用。 如图所示是一种输出电压可达22.5 V的直流升压器电路,可用来代替22.5 V的叠层电池。 它利用万用表中的一节1.5V电池供电,工作电流为25mA,输出电流约为0.5mA,用于万用表的高阻挡足够富裕。电路中VT1与VT2组成互补多谐振荡器,它的振荡频率约为2kHz。T是升压变压器,初级就是互补多谐振荡器的负载,次级为升压绕组,输出一个较高的脉冲电压。该电压经过二极管VD1和电容C2整流滤波后成为直流高压,再经过电阻R3与稳压管VD2稳压后可输出一个较稳定的高电压。 电路中变压器T可用晶体管收音机用的502型音频输出变压器,次级作为升压变压器的初级,初级中间的抽头不用,两端抽头作为升压变压器的次级。如果找不到合适的变压器,也可以用收音机输人输出变压器的硅钢片自制,初级用直径为0.25mm的高强度漆包线绕110匝,次级用直径0.21mm的高强度漆包线绕520匝。初次级间要加一层绝缘纸,并注意初次级线圈的同名端。     如图所示是一种构造很简单的小型直流升压器,可用来取代15V的叠层电池。电路的核心元件一变压器T使用的是袖珍验钞器的专用变压器。电路耗电约40mA,输出电压为15V。如果万用表15V电池的正极与1.5V电池的负极相接,只需将图7—70中VD1(C1、VDZ的极性调过来,这样将输出一个-15V电压)     如图所示是一种稳压型直流升压电路。该电路可将一节1.5V的电池升压至9V,用来取代9V叠层电池使用。电路空载输人电流低于1.2mA,转换效率高达60%。该电路由振荡电路和稳压电路构成,其中VT1、VT2、C2组成振荡器,色码电感L为储能电感,VD2为整流二极管,C3为输出滤波电容,VT3、VD1、VD3及R2为稳定输出电压的稳压电路。输出电压约等于VD3的稳压值。     如图所示是一种利用1.2V、500mAh的镍镉电池做电源的逆变电源电路,输出直流电压为9V,可供数字式万用表使用。图7-72中变压器T利用15mm的磁环穿绕而成(元器件参数图中均已标注人名为数字万用表的电源开关。     如图所示是自控式数字表逆变电源电路。它不需要单独设立电源开关或对表内开关进行改造。该电路具有耗电省、稳定可靠、不影响仪表精度等特点。电路中的变压器T是用E3型铁氧体磁芯、各折去一角后加工成口字形,L2在内,L1在外。整个逆变电源工作时,电池工作电流约为70mA。     下图为仿制电路:输入可低至0.8V,输出电流可达10mA 输出开路,输入电流为零。 T:E3日字型磁芯L1=18匝=125μH L2=180匝=12mH  

    时间:2015-09-25 关键词: DC-DC 万用表 升压电路 电源DC/DC

  • BOOST升压电路

    电感的作用:是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件,当MOS开关管闭合后,电感将电能转换为磁场能储存起来,当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能,且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载,由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的,所以输出电压高于输入电压,既升压过程的完成; 肖特基二极管主要起隔离作用,即在MOS开关管闭合时,肖特基二极管的正极电压比负极电压低,此时二极管反偏截止,使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电;因在MOS管断开时,两种叠加后的能量通过二极向负载供电,此时二极管正向导通,要求其正向压降越小越好,尽量使更多的能量供给到负载端!! 電感升壓原理: 什么是电感型升压DC/DC转换器? 如图1所示为简化的电感型DC-DC转换器电路,闭合开关会引起通过电感的电流增加。打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容。因储存来自电感的电流,多个开关周期以后输出电容的电压升高,结果输出电压高于输入电压。 决定电感型升压的DC-DC转换器输出电压的因素是什么? 在图2所示的实际电路中,带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关,MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。输出电压始终由PWM占空比决定,占空比为50%时,输出电压为输入电压的两倍。将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍,对实际的有损耗电路,输入电流还要稍高。 电感值如何影响电感型升压转换器的性能? 因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。等效串联电阻值低的电感,其功率转换效率最佳。要对电感饱和电流额定值进行选择,使其大于电路的稳态电感电流峰值。 电感型升压转换器IC电路输出二极管选择的原则是什么? 升压转换器要选快速肖特基整流二极管。与普通二极管相比,肖特基二极管正向压降小,使其功耗低并且效率高。肖特基二极管平均电流额定值应大于电路最大输出电压。 怎样选择电感型升压转换器IC电路的输入电容? 升压调节器的输入为三角形电压波形,因此要求输入电容必须减小输入纹波和噪声。纹波的幅度与输入电容值的大小成反比,也就是说,电容容量越大,纹波越小。如果转换器负载变化很小,并且输出电流小,使用小容量输入电容也很安全。如果转换器输入与源输出相差很小,也可选小体积电容。如果要求电路对输入电压源纹波干扰很小,就可能需要大容量电容,并(或)减小等效串联电阻(ESR)。 在电感型升压转换器IC电路中,选择输出电容时要考虑哪些因素? 输出电容的选择决定于输出电压纹波。在大多数场合,要使用低ESR电容,如陶瓷和聚合物电解电容。如果使用高ESR电容,就需要仔细查看转换器频率补偿,并且在输出电路端可能需要加一额外电容。 进行电感型升压转换器IC电路布局时需要考虑哪些因素? 首先,输入电容应尽可能靠近IC,这样可以减小影响IC输入电压纹波的铜迹线电阻。其次,将输出电容置于IC附近。连接输出电容的铜迹线长会影响输出电压纹波。第三点是,尽量减小连接电感和输出二极管的迹线长度,减小功耗并提高效率。最后一点是,输出反馈电阻远离电感可以将噪声影响降至最小。 电感型升压转换器应用在哪些场合? 电感型升压转换器的一个主要应用领域是为白光LED供电,该白光LED能为电池供电系统的液晶显示(LCD)面板提供背光。在需要提升电压的通用直流-直流电压稳压器中也可使用。 扩展阅读:晶体管单管放大电路的三种基本接法

    时间:2013-03-20 关键词: boost 升压电路

  • 升压电路原理

    升压电路原理

    我们知道,自举电路也叫升压电路,利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件,使电容放电电压和电源电压叠加,从而使电压升高.有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。下面一起来了解一下升压电路原理。 升压电路原理 举个简单的例子:有一个12V的电路,电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压,这个电压怎么弄出来?就是用自举。通常用一个电容和一个二极管,电容存储电压,二极管防止电流倒灌,频率较高的时候,自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压,起到升压的作用。 升压电路只是在实践中定的名称,在理论上没有这个概念。升压电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半,但在实际的测试中,输出电压远达不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一个高于Vcc的电压。所以采用升压电路来升压。 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1. 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。 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。 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。 常用升压电路 P 沟道高端栅极驱动器 直接式驱动器:适用于最大输入电压小于器件的栅- 源极击穿电压。 开放式收集器:方法简单,但是不适用于直接驱动高速电路中的MOSFET。 电平转换驱动器:适用于高速应用,能够与常见PWM 控制器无缝式工作。 N 沟道高端栅极驱动器 直接式驱动器:MOSFET最简单的高端应用,由PWM 控制器或以地为基准的驱动器直接驱动,但它必须满足下面两个条件: 1、VCC 2、Vdc 浮动电源栅极驱动器:独立电源的成本影响是很显著的。光耦合器相对昂贵,而且带宽有限,对噪声敏感。 变压器耦合式驱动器:在不确定的周期内充分控制栅极,但在某种程度上,限制了开关性能。但是,这是可以改善的,只是电路更复杂了。 电荷泵驱动器:对于开关应用,导通时间往往很长。由于电压倍增电路的效率低,可能需要更多低电压级泵。 自举式驱动器:简单,廉价,也有局限;例如,占空比和导通时间都受到刷新自举电容的限制。需要电平转换,以及带来的相关问题。

    时间:2013-03-13 关键词: 电源技术解析 升压电路 电源电压 自举电路

  • 升压电路

    升压电路

    升压电路 升压电路简介 升压电路是指由升压变压器出线端引出的回路。 晶体管直流升压电路 大电流升压电路设计 引 言 市面上的升压DC/DC目前常采用将12 V电瓶电压逆变到交流220 V,再由交流220 V产生直流18.5 V等多路输出的方法,虽然其可以达到电流需求,但电源经过两次转换后,电源效率将大幅度降低,大约只有60%左右,这样的转换效率对汽车电瓶供电是很难接受的。由于移动通信等技术的迅猛发展,对车载设备电源提出了更高的要求。急需一种将汽车电瓶的12 V电压转换为16 V,18.5 V,24 V等多路输出的电源,要求每路输出的电流可以达到7 A。针对这一问题,该文提出基于两相步进升压型DC/DC控制器LT3782设计大电流输出的升压型DC/DC模块的方法。 1 LT3782简介 LT3782是美国凌力尔特公司生产的两相步进升压型DC/DC控制器,28引脚SSOP封装芯片,开关频率在150~500 kHz之间可编程,由于采用两相BOOST拓扑结构。对输出场效应管漏电流和肖特基二极管通过电流的要求都减少一半,即两个输出相位差180°,两个输出间互相抑制输出纹波电流,输出纹波是单相BOOST转换电路的1/3。电源效率高,对散热的要求小。图1是LT3782的管脚图,第29引脚是芯片底部的散热脚。27引脚连接输入电源;4引脚接地;11引脚用来设定开关频率;20和23BGATE引脚用来驱动场效应管的栅极;8,9,1 2和13SENSE引脚用来反馈场效应管的输出电流;16引脚是输出电压反馈引脚,该脚电压为2.44 V,通过反馈电阻可以设定输出电压值。17引脚是低电压关断引脚,当该引脚的电压大于2.45 V时,器件才开始工作,当该引脚的电压小于0.3 V时,器件进入低电压关断模式。14引脚是软启动引脚,当加电时,输出电压从0 V渐变到设定的输出电压值,典型的启动时间可以由下式计算: t=2.44C/10 式中:C为连接14引脚到地的电容值,单位为μF;t为典型的启动时间。 2 电路实现 2.1 开关电源总体设计 电路实现如图2所示,12 V汽车电瓶电压经过插头JP1和R5给LT3782供电,LT3782产生的两相振荡输出驱动N沟道场效应管Q1和Q2,场效应管输出分别经肖特基二极管D1和D2整流后,由电容C7滤波输出。 2.2 开关电源参数设定 图2中,电阻R1用来设定LT3782的开关频率,LT3782的开关频率在150~500 kHz之间可编程。这里选取开关频率为250 kHz,参照图3取电阻值R1=75 kHz。 参照LT3782数据手册,通过输入/输出电压关系和占空比可以推算出N沟道场效应管的峰值电流约为15 A。通过设定电阻R8和R10的阻值可以设定电源的限制电流,避免电源电流过大,烧坏后面电路。LT3782的SENSE管脚的域值电压为60 mV,因而电阻R8和R10的阻值为0.004 Ω。 输出电压是通过设定电阻R13,R7和R11的比例关系来设定的,LT3782的FB脚电压为2.44 V参考电压,这样输出电压可以通过下式计算: 汽车电瓶的过放电保护是通过设定该电源的最低工作电压实现的。当LT3782的RUN管脚电压高于2.45 V时,该电源才能正常工作,通过电阻R6和R9的分压,使汽车电瓶电压在大于10 V时,该电源才能正常工作,避免了电瓶的过放电。 3 电路测试 为了验证该开关电源性能,采用如图4所示的方法进行验证。因为该电源的输入电流较大,输入的直流电源采用安捷伦的6574A-J07。它的输出电流最高可达42 A,输出电压在O~50 V范围内可调,输出负载采用建伍的PEL102-201,通过它可以直观地看到输出电压和电流情况。经过验证,该电路完全满足使用单位需求。 4 结 语 基于美国凌力尔特公司生产的两相步进升压型DC/DC控制器LT3782,设计了一款大电流输出的升压型DC/DC模块。该模块在12 V汽车电瓶供电下,根据需要可以提供高达7 A电流的24 V,18.5 V等多种输出,由于采用两相DC/DC新技术,电源效率达到90%以上。比电源经过转换到交流220 V后,再转换成所需电压的方法,效率明显提高,符合当前建设节约型社会的发展方向,实用性更强。 [!--empirenews.page--] DC/DC直流转换升压电路 电路主要由DC/DC直流转换IC(升压IC)U6、储能电感L2、续流二极管D4等组成,其主要作用是通过调整升压,输出12V直流电压,供显示照明电路使用;当4脚得到主控IC送来的启动信号GPIO C2时,启动U6开始工作,通过内部的电路动作,电感L2的储能,二极管D4的续流作用,U6的5#经电阻R22输出12V电压;可通过调整分压电阻R23的阻值,控制U63#的电位来决定5#的输出电压 电路中R15、L2、D4、U6、R22任何一个损坏都会引起无12V电压故障。 34063升压电路设计 液晶背光要用到15-25V甚至更高的偏压,开始也挺茫然的,自己还真没搞过升压电路,虽说想想也明白,无非找个芯片参考器件手册外围电路一搭基本也能搞定。但是选什么芯片呢,以前没用过,只能到茫茫网络中一路海选,从MAXIM到TI再到MAXIM的样片都到手了还是一片茫然。发现需要用到的简单的电感和MOS管手中没有,无奈之下求助咱小陈,形势立马柳暗花明,呵呵,34063推上台面,相关资料都备齐来了。于是特权同学也就着手找器件,然后今晚有空就再一次动手测试了一下。 电路不是很复杂。 只不过咱是拿的贴片在费板子上飞线来飞线去,所以稍不细心就郁闷一晚上。最郁闷的是把0805上的202当作200R来用了,结果VOUT一晚上都是5V(=VIN)。 这个电路适用于升压,输入VCC5(2.5-40V),输出LCD_V1(1.25-40V),输出电压值是有R11和R3+R4的比例决定的,不废话,传点关于34063的资料,给需要的朋友。 1.5V到9V的升压电路 开关升压电路 低输入电压升压电路 3 倍压整流升压电路

    时间:2013-03-12 关键词: 电源技术解析 升压电路 升压电路图

  • Boost升压电路原理

    Boost升压电路原理

    0 引言 在实际应用中经常会涉及到升压电路的设计,对于较大的功率输出,如70W以上的DC/DC升压电路,由于专用升压芯片内部开关管的限制,难于做到大功率升压变换,而且芯片的价格昂贵,在实际应用时受到很大限制。考虑到Boost升压结构外接开关管选择余地很大,选择合适的控制芯片,便可设计出大功率输出的DC/DC升压电路。 UC3S42是一种电流型脉宽调制电源芯片,价格低廉,广泛应用于电子信息设备的电源电路设计,常用作隔离回扫式开关电源的控制电路,根据UC3842的功能特点,结合Boost拓扑结构,完全可设计成电流型控制的升压DC/DC电路,且外接元器件少,控制灵活,成本低,输出功率容易做到100W以上,具有其他专用芯片难以实现的功能。 1 UC3842芯片的特点 UC3842工作电压为16~30V,工作电流约15mA。芯片内有一个频率可设置的振荡器;一个能够源出和吸入大电流的图腾式输出结构,特别适用于MoSFET的驱动;一个固定温度补偿的基准电压和高增益误差放大器、电流传感器;具有锁存功能的逻辑电路和能提供逐个脉冲限流控制的PWM比较器,最大占空比可达100%。另外,具有内部保护功能,如滞后式欠压锁定、可控制的输出死区时间等。 由UC3842设计的DC/DC升压电路属于电流型控制,电路中直接用误差信号控制电感峰值电流,然后间接地控制PWM脉冲宽度。这种电流型控制电路的主要特点是: 1)输入电压的变化引起电感电流斜坡的变化,电感电流自动调整而不需要误差放大器输出变化,改善了瞬态电压调整率; 2)电流型控制检测电感电流和开关电流,并在逐个脉冲的基础上同误差放大器的输出比较,控制PWM脉宽,由于电感电流随误差信号的变化而变化,从而更容易设置控制环路,改善了线性调整率; 3)简化了限流电路,在保证电源工作可靠性的同时,电流限制使电感和开关管更有效地工作; 4)电流型控制电路中需要对电感电流的斜坡进行补偿,因为,平均电感电流大小是决定输出大小的因素,在占空比不同的情况下,峰值电感电流的变化不能与平均电感电流变化相对应,特别是占空比,50%的不稳定性,存在难以校正的峰值电流与平均电流的误差,即使占空比<50%,也可能发生高频次谐波振荡,因而需要斜坡补偿,使峰值电感电流与平均电感电流变化相一致,但是,同步不失真的斜坡补偿技术实现上有一定的难度。 2 Boost电路结构及特性分析 2.1 由UC3842作为控制的Boost电路结构 由UC3842控制的Boost拓扑结构及电路分别如图1和图2所示。     图2中输入电压Vi=16~20V,既供给芯片,又供给升压变换。开关管以UC3842设定的频率周期开闭,使电感L储存能量并释放能量。当开关管导通时,电感以Vi/L的速度充电,把能量储存在L中。当开关截止时,L产生反向感应电压,通过二极管D把储存的电能以(Vo-Vi)/L的速度释放到输出电容器C2中。输出电压由传递的能量多少来控制,而传递能量的多少通过电感电流的峰值来控制。 整个稳压过程由二个闭环来控制,即 闭环1 输出电压通过取样后反馈给误差放大器,用于同放大器内部的2.5V基准电压比较后产生误差电压,误差放大器控制由于负载变化造成的输出电压的变化。 闭环2 Rs为开关管源极到公共端间的电流检测电阻,开关管导通期间流经电感L的电流在Rs上产生的电压送至PwM比较器同相输入端,与误差电压进行比较后控制调制脉冲的脉宽,从而保持稳定的输出电压。误差信号实际控制着峰值电感电流。 2.2 Boost升压结构特性分析 Boost升压电路,可以工作在电流断续工作模式(DCM)和电流连续工作模式(CCM)。CCM工作模式适合大功率输出电路,考虑到负载达到lO%以上时,电感电流需保持连续状态,因此,按CCM工作模式来进行特性分析。 Boost拓扑结构升压电路基本波形如图3所示。     ton时,开关管S为导通状态,二极管D处于截止状态,流经电感L和开关管的电流逐渐增大,电感L两端的电压为Vi,考虑到开关管S漏极对公共端的导通压降Vs,即为Vi-Vs。ton时通过L的电流增加部分△ILon满足式(1)。     式中:Vs为开关管导通时的压降和电流取样电阻Rs上的压降之和,约0.6~0.9V。 toff时,开关管S截止,二极管D处于导通状态,储存在电感L中的能量提供给输出,流经电感L和二极管D的电流处于减少状态,设二极管D的正向电压为Vf,toff时,电感L两端的电压为Vo+Vf-Vi,电流的减少部分△ILoff满足式(2)。     式中:Vf为整流二极管正向压降,快恢复二极管约0.8V,肖特基二极管约0.5V。 在电路稳定状态下,即从电流连续后到最大输出时,△ILon=△ILoFf,由式(1)和(2)可得     如果忽略电感损耗,电感输入功率等于输出功率,即     由式(4)和式(5)得电感器平均电流     同时由式(1)得电感器电流纹波     式中:f为开关频率。 [!--empirenews.page--] 为保证电流连续,电感电流应满足     考虑到式(6)、式(7)和式(8),可得到满足电流连续情况下的电感值为     另外,由Boost升压电路结构可知,开关管电流峰值Is(max)=二极管电流峰值Id(max)=电感器电流峰值ILP,     3 样机电路设计 样机的电路图如图2所示,是基于UC3842控制的升压式DC/DC变换器。电路的技术指标为:输入Vi=18V,输出Vo=40V、Io=2A,频率f≈49 kHz,输出纹波噪声1%。 根据技术指标要求,结合Boost电路结构的定性分析,对图2的样机电路设计与关键参数的选择进行具体的说明。 3.1 储能电感L 根据输入电压和输出电压确定最大占空比。由式(4)得   当输出最大负载时至少应满足电路工作在CCM模式下,即必须满足式(9), 同时考虑在10%额定负载以上电流连续的情况,实际设计时可以假设电路在额定输出时,电感纹波电流为平均电流的20%~30%,因增加△IL可以减小电感L,但为不增加输出纹波电压而须增大输出电容C2,取30%为平衡点,即 L可选用电感量为140~200μH且通过5A以上电流不会饱和的电感器。电感的设计包括磁芯材料、尺寸、型号选择及绕组匝数计算、线径选用等。电路工作时重要的是避免电感饱和、温升过高。磁芯和线径的选择对电感性能和温升影响很大,材质好的磁芯如环形铁粉磁芯,承受峰值电流能力较强,EMI低。而选用线径大的导线绕制电感,能有效降低电感的温升。 3.2 输出电压取样电阻R1、R2 因UC3842的脚2为误差放大器反向输入端,芯片内正向输入端为基准2.5v,可知输出电压Vo=2.5(1+R1/R2),根据输出电压可确定取样电阻R1、R2的取值。 由于储能电感的作用,在开关管开启和关闭时会形成大的尖峰电流,在检测电阻Rs上产生一个尖峰脉冲,为防止造成UC3842的误动作,在Rs取样点到UC3842的脚3间加入R、C滤波电路,R、C时间常数约等于电流尖峰的持续时间。 3.3 开关管S 开关管的电流峰值由式(10)得 Iv(max)=ILP=5.11A 开关管的耐压由式(11)得 Vds(off)=Vo+Vf=40+0.8=40.8V 按20%的余量,可选用6A/50V以上的开关管。为使温升较低,应选用Rds较小的MOS开关管,要考虑的是通态电阻Rds会随PN结温度T1的升高而增大。 图4为实测开关管的开关电压波形和电流瞬态波形图。 [!--empirenews.page--] 3.4 输出二极管D和输出电容器C2 升压电路中输出二极管D必须承受和输出电压值相等的反向电压,并传导负载所需的最大电流。二极管的峰值电流Id(max)=ILP=5.11A,本电路可选用6A/50V以上的快恢复二极管,若采用正向压降低的肖特基二极管,整个电路的效率将得到提高。 输出电容C2的选定取决于对输出纹波电压的要求,纹波电压与电容的等效串联电阻ESR有关,电容器的容许纹波电流要大于电路中的纹波电流。 电容的ESR<△Vo/△IL=40x1%/1.33=O.3Ω。 另外,为满足输出纹波电压相对值的要求,滤波电容量应满足 根据计算出的ESR值和容量值选择电容器,由于低温时ESR值增大,故应按低温下的ESR来选择电容,因此,选用560μF/50V以上频率特性好的电解电容可满足要求。 3.5 外补偿网络 UC3842误差放大器的输出端脚l与反相输入端脚2之间外接补偿网络Rf、Cf。 Rf、Cf的取值取决于UC3842环路电压增益、额定输出电流和输出电容,通过改变Rf、Cf的值可改变放大器闭环增益和频响。为使环路得到最佳补偿,可测试环路的稳定度,测量Io脉动时输出电压Vo的瞬态响应来加以判断。 图5为Cf选用0.0lμF和470pF时动态响应控制波形的区别,上冲下降幅度和复位时间都有差别。 3.6 斜坡补偿 在实用电路中,增加斜坡补偿网络,一般有二种方法,一是从斜坡端脚4接补偿网络Rx、Cx至误差放大器反相输入端脚2,使误差放大器输出为斜坡状,再与Rs上感应的电压比较。二是从斜坡端脚4接补偿网络Rx、Cx到电流感应端脚3,将在Rs的感应电压上增加斜坡的斜率,再与平滑的误差电压进行比较,作用是防止谐波振荡现象,避免UC3842工作不稳定,同时改善电流型控制开关电压的噪声特性。本文采用方法二。 3.7 保护电路 当UC3842的脚3电压升高超过1V或脚1电压降到1V以下,都可使PWM比较器输出高电平,造成PWM锁存器复位。根据UC3842关闭特性,可以很容易在电路中设置过压保护和过流保护。本电路中Rs上感应出的峰值电流形成逐个脉冲限流电路,当脚3达到1V时就会出现限流现象,所以,整个电路中的电感磁性元件和功率开关管不必设计较大的余量,就能保证稳压电路工作可靠,降低成本。 4 结语 按以上原理和计算设计丁输入18V,输出40V的80W升压DC/DC电路,整个电路调试容易,工作稳定,可靠性高,效率达80%以上,特别是成本低,已应用于实际设备中。另外,可根据具体的电路指标要求,对电路灵活控制、变动,设计出其他的应用电路。

    时间:2013-01-22 关键词: boost 电源技术解析 升压电路

  • 升压电路

    升压电路

    升压电路

    时间:2012-12-15 关键词: 模拟电路 升压电路

  • 应用于太阳能电池供电的升压电路的讨论

    中心论题: 输入电压情况下,开关器件的驱动问题 输入电压情况下,升压电路的启动问题 输入电压情况下,最大占空比的问题 解决方案: 在DC/DC升压电路采用直接从输入供电或从输出供电 在原有的DC/DC基础上增加一个启动电路 便携式产品一般都采用电池供电,而因为成本和体积方面的考虑,在设计上有减少使用电池数量及体积的趋势,而电池数量如果减少了,就会导致电源电压比设备所需要的工作电压要低,这时就需要用到DC/DC升压电路。另外,因为全球能源问题,各种各类的电池使用已备受关注了,其中包括太阳能电池。 一般单节太阳能电池最低电压在0.4-0.7V之间,在这样低的输入电压情况下,就会遇到以下三大问题: 开关器件的驱动问题 现在的DC/DC升压电路一般有两种供电方式,一种是直接从输入供电,一种是从输出供电。如果是从输入供电则正常情况下驱动NMOS的高电平最多等于输入电压,当输入电压很低时,需要选取开启电压也很低的NMOS,而如果是选择输出供电就可以在EXT驱动端获得等于升压后电压的更高的驱动电压,这样不仅可以使NMOS更容易开启,而且可获得更低的Rdson来提高效率。当然这些都是在IC启动工作的前提下,但是当电源电压低于整个IC的启动电压时,后者由于会经过一个二极管,甚至会比前者更难以启动,于是带来一个问题,如何来启动这颗IC? 升压电路的启动问题 传统DC/DC的工作电压一般都在1.0V以上,而如果输入电压降到0.6V以下,DCDC的内部电路不能正常工作。 这时,我们就需考虑在原有的DC/DC基础上增加一个启动电路。这个电路需要包括以下几个主要部分:在低至0.3V仍然可以工作的振荡器,充电泵倍压电路,以及电压检测比较器。 基本工作状况如下:首先0.3V接入,振荡器工作,之后充电泵开始倍压,当得到所需要的IC驱动电压,则向IC的VDD供电,当IC进入正常工作后,再由输出供电来代替启动电路的供电,此时启动电路进入休眠。升压电路正常工作后,人们会关心自己能得到的最高电压是多少。这就引出另一个问题,最大占空比能到多少? 最大占空比的问题 对与超低输入升压电路来说,为了取得高的输出电压,必须要有大占空比的支持。 在连续电流模式下,占空比(Duty)的计算公式为Duty=1-Vin/Vout。按照这个公式来计算,如果是输入0.5V时而输出想要得到5V的升压电路,最大占空比为90%,一般的升压电路的占空比为80%~90%,这样是不能完全满足要求的。 理论上占空比越大,最大升压能力越强(当然占空比不能像降压一样到达100%),但由于非理想因素:电感寄生电阻、驱动管内阻、肖特基正向压降等等,占空比大到一定的程度后,其升压能力反而会变差。因此需要改善以上非理想因素,得出一个合适的足够高的占空比,来满足我们升压的需求。 总之,解决了上述的三个问题就可以使太阳能单节供电这样需要超低电压输入启动的升压电路的设计的问题迎刃而解。

    时间:2012-10-18 关键词: 太阳能 应用于 电池供电 升压电路

  • 叠层电池的升压电路

    叠层电池的升压电路

    时间:2012-10-10 关键词: 电池 开关电源 升压电路 叠层

  • 电子式倍压升压电路

    电子式倍压升压电路

    时间:2012-09-10 关键词: 电子式 模拟电路 升压电路 倍压

  • 简单实用的升压电路

    简单实用的升压电路

    时间:2012-03-15 关键词: 简单实用 开关电源 升压电路

  • 可输出安培级电流的升压电路

    可输出安培级电流的升压电路

    时间:2012-02-13 关键词: 电流 升压电路 安培 电力电工电路

  • 晶体管直流二倍升压电路

    晶体管直流二倍升压电路

    时间:2011-08-20 关键词: 晶体管 直流 升压电路 综合电源

  • 晶体二极管-电容五桥升串桥升压电路

    晶体二极管-电容五桥升串桥升压电路

    时间:2011-08-20 关键词: 电容 升压电路 综合电源 晶体二极管

  • 晶体二极管-电容十倍升压电路

    晶体二极管-电容十倍升压电路

    时间:2011-08-20 关键词: 电容 升压电路 综合电源 晶体二极管

  • 晶体二极管-电容三倍升压电路

    晶体二极管-电容三倍升压电路

    时间:2011-08-20 关键词: 电容 升压电路 综合电源 晶体二极管

  • 晶体二极管-电容七倍升压电路(一)

    晶体二极管-电容七倍升压电路(一)

    时间:2011-08-20 关键词: 电容 升压电路 综合电源 晶体二极管

  • 晶体二极管-电容七倍升压电路(二)

    晶体二极管-电容七倍升压电路(二)

    时间:2011-08-20 关键词: 电容 升压电路 综合电源 晶体二极管

首页  上一页  1 2 下一页 尾页
发布文章

技术子站

更多

项目外包