电容二极管升压电路与发光二极管升压电路详解

发布时间：2020-06-16 19:34:52
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升压电路原理

了解二极管升压电路之前，我们来看看升压电路原理。升压电路原理如下：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。

（1）充电过程

升压电路原理的充电过程，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。

（2）放电过程

升压电路原理的放电过程。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。

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。

电容二极管升压电路分析

当电路未通电时，各处电平都是0V。

当通电时，右上角+5V_ALWP通过D32的1引脚对C710、C722、C715、C719进行充电，此时电容上两端的电位如上图所示。此时+15V_ALWP输出端口的实际电平为5V。

当U64的Y引脚开始输出幅值为5V的方波，当Y第一次处于5V电位时：

1.由于电容两端的电压不能突变，此时C715两端的电压为左边5V，右边为10V，然后电流经过D35的2引脚对C719电容充电，充完电后C719的电压升到了10V。

2.同时，Y输出的5V也对C710进行充电，C710两端的电压为左边5V，右边为10V，然后电流经过D32的2引脚对C722进行充电，充完电后C722的电压升到了10V。

此时+15V_ALWP输出端口的实际电平为10V。

当U64的Y引脚开始输出幅值为5V的方波，当Y第一次处于0V电位时：

1.由于电容两端的电位不能突变，此时C715两端的电压为左边0V，右边5V。当C715电压为5V后，由于C722电压10V大于C715的5V，C722会对C715充电。充电后C715=C722=7.5V。此时C715的电压依然比C719的电压低。但是由于D32二极管反向截止，所以C719不会对C715充电。C719的电压保持在10V。

2.同时，C710的电压为左边0V，右边5V，C722的左端电压为7.5V，由于D32的2引脚的反向截止，C722依然不会对C710充电，C722保持在7.5V。

当Y第二次处于5V时，C722通过C710、D32的2引脚又被充电为10V。当Y又处于低电平时，C722（10V）对C715（7.5V）充电。C715的电压变为8.75V。经过数次过程后，C715两端的电压差上升为了10V，当Y再次为5V时，C715的右端的电位变为了15V。当然，在

整个过程中，C715都在通过D35的2引脚向C719充电。

最终+15V_ALWP输出端口的电平变为了15V。

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发光二极管升压电路（一）