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  • 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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    电容二极管升压电路与发光二极管升压电路详解
    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.
    二极管升压电路
    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。
    二极管升压电路
    (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。
    二极管升压电路
    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。
    二极管升压电路
    电容二极管升压电路分析
    二极管升压电路
    当电路未通电时,各处电平都是0V。
    二极管升压电路
    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。
    二极管升压电路
    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。
    二极管升压电路
    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。
    两种发光二极管升压电路-自制LED手电筒
    发光二极管升压电路(一)
    二极管升压电路
    发光二极管升压电路(二)
    节干电池电压是1.5伏,达不到发光二极管的导通电压(大约2.5伏),不能让二极管发光,因此必须用一个升压电路。除了发光二极管只要2个电子元件就够了完成后的电路如下图:1个电感线圈、1个电阻、1个三极管、1个发光二极管、1节干电池,焊接在一起,二极管就能够发光了。
    二极管升压电路
    下面是电路图:除了发光二极管,只需要1个1000欧姆的电阻、1个三极管(2N3904)这两种电子元件就行了,还有一个电感线圈,需要自己动手绕制。
    二极管升压电路
    二极管升压电路
    二极管升压电路
    二极管升压电路
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