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  • 直流升壓電路圖講解-電感式的直流升壓電路詳情
    • 發(fā)布時間:2019-11-09 13:41:48
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    直流升壓電路圖講解-電感式的直流升壓電路詳情
    直流升壓電路簡介
    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,其基本的工作過程都是:高頻振蕩產(chǎn)生低壓脈沖——脈沖變壓器升壓到預(yù)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電路的一種類型。
    電感式的直流升壓電路詳解
    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(zhuǎn)化為磁能而存儲起來的元件,電感器的結(jié)構(gòu)類似于變壓器,但只有一個繞組。電感器具有一定的電感,它只阻礙電流的變化。電路接通時電感器將試圖阻礙電流流過,電路斷開時它將試圖維持電流不變。電感器又稱扼流器、電抗器等。
    直流升壓電路
    電感的第一個特性是電磁轉(zhuǎn)換,通電的瞬間,電會變?yōu)榇挪⒁源诺男问絻Υ嬖陔姼袃?nèi)。而斷電的瞬磁會變成電,從電感中釋放出來。
    電感的第二個特性是升壓特性,當(dāng)回路斷開時,電感內(nèi)的能量會以高電壓的形式變換回電。如果電感線圈的自感系數(shù)很大,自感電動勢就會很大,在很大的電勢差之間的空隙,會產(chǎn)生很強的電場,甚至?xí)舸┛諝獍l(fā)生放電現(xiàn)象。附近若有人,會對其造成一定危險,如果附近有易燃物質(zhì),就有發(fā)生著火的危險。
    下面給出由電感組成的升壓電路最小系統(tǒng),若不停地搬動開關(guān),電感兩端就會感應(yīng)出很高的電壓,并疊加在電源電壓之上。這個開關(guān)也可以用三極管實現(xiàn),通過在三極管的基極輸入方波來控制三極管的開關(guān),再利用二極管的單向?qū)щ娦裕敵稣蚧蜇?fù)向高壓。
    直流升壓電路
    直流升壓電路講解
    在電路設(shè)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(dāng)電路采用電池供電時,首先要解決的就是升壓降壓問題。
    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個元件,就能實現(xiàn)最低0.8V到5V的升壓,整個升壓電路的成本約0.5元。
    直流升壓電路
    5V升壓電路所需的元件
    直流升壓電路
    基于E50D/TP8350的直流升壓電路原理圖
    其中,VIN為輸入電壓,來自電池的輸出,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(fù)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(wěn)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?qū)妷旱?、反?yīng)時間快的肖特基二極管SS34。
    直流升壓電路-實驗步驟
    實驗所需的全部元件
    1、印刷電路板,一塊
    2、升壓芯片TP8350/E50D,一片
    3、47uH電感,一個
    4、100uF電解電容,一個
    5、1uF濾波電容,一個
    6、5號電池盒,一個
    7、電源開關(guān),一個
    直流升壓電路
    升壓實驗全部元器件
    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(xù)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。
    直流升壓電路
    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。因為這個電路板還可以焊接剩余的元件,如果現(xiàn)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,打開電源開關(guān),用萬用表的直流電壓檔測試排插的VCC和GND處的電壓,應(yīng)該是穩(wěn)定的5V,說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,整個電路可以正常工作。
    直流升壓電路
    直流升壓電路大全
    1.5V低成本LED驅(qū)動電路
    直流升壓電路
    磁環(huán)選用T9*5*3/2K,也可用T10*6*5等,用0.3mm漆包線雙線并繞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(wěn)壓型直流升壓電路
    直流升壓電路
    該電路可將一節(jié)1.5V的電池升壓至9V,用來取代9V疊層電池使用.電路空載輸人電流低于1.2mA,轉(zhuǎn)換效率高達60%.該電路由振蕩電路和穩(wěn)壓電路構(gòu)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(wěn)定輸出電壓的穩(wěn)壓電路.輸出電壓約等于VD3的穩(wěn)壓值.
    一種利用1.2V、500mAh的鎳鎘電池做電源的逆變電源電路
    直流升壓電路
    輸出直流電壓為9V,可供數(shù)字式萬用表使用.圖7-72中變壓器T利用15mm的磁環(huán)穿繞而成.(元器件參數(shù)圖均已標(biāo)注,S為數(shù)字萬用表的電源開關(guān).
    1.5V點亮LED
    直流升壓電路
    1.5V驅(qū)動LED的電路
    R2可以減小到幾千歐,這個電路元件太多,不如試試下邊這個,線圈的圈數(shù)是我多次實驗的結(jié)果.還有人用2個8050并聯(lián)使用,據(jù)說效果不錯。
    直流升壓電路
    直流升壓電路
    磁環(huán)使用6mm磁環(huán),L1、L2用0.23mm漆包線繞8+8匝,L3、L4用0.18mm漆包線繞28+28匝驅(qū)動1W LED電流可以輕松超過450mA,甚至500mA,電路效率高于70%.
    簡單LED驅(qū)動
    直流升壓電路
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