集成電路IC1為定時器,輸出頻率由外圍定時元件R2、C1確定,③腳輸出的定時脈衝送至計數器IC2的時鐘輸入端。IC2被連接成六分頻電路,IC1輸入至IC2CLK端的脈衝串被依次分配給IC2的Q0~Q5端。三極體V1一V5用來分別對電容C3~C7充電,而三極體V6、V7則使已充電的C3~C7五隻電容放電。由於C3-C7上所充的電壓相等,在放電輸出端得到約為原充電電壓5倍的直流電壓。本電路工作電壓分別由兩部分提供:
IC1、IC2的工作電壓為9V電壓,其電流消耗極小;另一部分供C3~C7充電電壓可為3~12V,在OUT端可得到約15-50v的直流電壓,因此可根據需要選擇相應的工作電壓得到所需的輸出電壓。
在IC2從Q0~Q5端依次計數輸出的過程中,V1~V5將依次被選通,電容C3~C7分別通過二極體D1~D5為其提供充電電流,依次對C3~C7充電。當JC2計數輸出至Q5端時,V6、V7均導通,電源通過V7的ce結與已充電的C3~C7上的電壓相迭加,從而電路OUT端得到約為充電電壓5倍的直流電壓。由於IC2每計數一個周期,電容C3,C7充、放電一次,電路OUT端輸出一次脈衝,因此IC2連續輸出時就可在OUT端得到連續的脈衝輸出,經儲能電容c8平滑濾波後,得到持續、穩定的直流電壓。由此可知,IC2的計數頻率越高,則在OUT端得到的電壓越平滑,因此可通過適當改變IC1的工作頻率來提高OUT端的輸出電壓特性。
本電路為五倍壓輸出形式,但也可根據需要設置為2-8倍壓形式,連接時可將IC2設置為2~8分頻電路,通過各三極體分別對2~8隻電容依次充電,並由最後一隻三極體對各電容上電壓進行放電,在OUT端得到任意倍壓的電壓輸出。當OUT端輸出電壓較高時,C3~C8的耐壓也應相應提高,尤其是C8.以免擊穿。
圖中三極體V1~V5選用達林頓三極體為宜,電阻均為1/8W碳膜電阻,圖中供lC工作的9V電壓可由一隻9V疊屢電池提供,倍壓部分電壓可由其它電源提供。
兩隻IC可使用lC插座安裝,在IC正常工作情況下應儘量減小lC的電流消耗。各充電電容極性不能接反。製作完成後,經仔細檢查無誤後即可通電試驗。本電路通電後即可正常工作,一般無需調試。
本電路也可用於機內供電的直流升壓。
電子式倍壓、升壓電路在某些可攜式電子儀器中有著獨特的優點,這是由於它省去了通常升壓電路中所用的升壓變壓器,用集成電路和電容器取而代之。這就可減輕儀器的重量,也可提高電源的變換效率,電路組成如圖所示。該電路由脈衝振蕩器、脈衝分配器、電晶體開關電路、儲能電容器和隔離二極體組成。
利用門電路組成的倍壓升壓電路,可以為某些電子設備提供所需要的高壓工作電源。該電源雖然輸出電流不夠大,但對某些只需足夠高的電壓而不需較大電流的電路來說,是一種經濟而方便的電源。這種電源的電路組成如圖所示。
(a)為倍壓電路;(b)為5倍壓電路。
如圖為晶體二極體-電容十倍升壓電路。該電路可作為臭氧產生器、助燃器等直流電壓電路。
當電路未通電時,各處電平都是0V。
當通電時,右上角+5V_ALWP通過D32的1引腳對C710、C722、C715、C719進行充電,此時電容上兩端的電位如上圖所示。此時+15V_ALWP輸出埠的實際電平為5V。
當U64的Y引腳開始輸出幅值為5V的方波,當Y第一次處於5V電位時:
1.由於電容兩端的電壓不能突變,此時C715兩端的電壓為左邊5V,右邊為10V,然後電流經過D35的2引腳對C719電容充電,充完電後C719的電壓升到了10V。
2.同時,Y輸出的5V也對C710進行充電,C710兩端的電壓為左邊5V,右邊為10V,然後電流經過D32的2引腳對C722進行充電,充完電後C722的電壓升到了10V。
此時+15V_ALWP輸出埠的實際電平為10V。
當U64的Y引腳開始輸出幅值為5V的方波,當Y第一次處於0V電位時:
1.由於電容兩端的電位不能突變,此時C715兩端的電壓為左邊0V,右邊5V。當C715電壓為5V後,由於C722電壓10V大於C715的5V,C722會對C715充電。充電後C715=C722=7.5V。此時C715的電壓依然比C719的電壓低。但是由於D32二極體反向截止,所以C719不會對C715充電。C719的電壓保持在10V。
2.同時,C710的電壓為左邊0V,右邊5V,C722的左端電壓為7.5V,由於D32的2引腳的反向截止,C722依然不會對C710充電,C722保持在7.5V。
當Y第二次處於5V時,C722通過C710、D32的2引腳又被充電為10V。當Y又處於低電平時,C722(10V)對C715(7.5V)充電。C715的電壓變為8.75V。經過數次過程後,C715兩端的電壓差上升為了10V,當Y再次為5V時,C715的右端的電位變為了15V。當然,在整個過程中,C715都在通過D35的2引腳向C719充電。
最終+15V_ALWP輸出埠的電平變為了15V。
這款升壓電路僅使用四隻元件實現無限倍升壓。
原理如圖一所示。把圖一電路接至圖二所示的峰值電壓為E的交流電源上。
在t1-t4時刻電容C1和C2的充放電過程分別用圖三a、b、c、d來表示。在t1時刻,電源經D1給C2充電至E;在I2時刻,電源和被充電至E的C2一起給C1充電至2E;t3時刻,電源和被充電至2E的C1—起給C2充電至3E:t4時刻,電源和被充電至3E的C2-起給C1充電至4E.這樣在t5、t6、t7等時刻C1和C2的端電壓依次遞增E。在這期間Cl和C2下降的電壓全通過D2和D1分別補充。
實際使用中,可以從C1或C2之一輸出升壓後的電源,具體接法可參考圖四。根據負載電流的大小來確定C1和C2的容量,從而滿足升壓要求。注意在使用過程中絕對不允許負載開路,否則C1和C2就會因過壓而擊穿損壞。
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