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(chǔ)起來的元件，電感器的結(jié)構(gòu)類似于變壓器，但只有一個(gè)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(shí)電感器將試圖阻礙電流流過，電路斷開時(shí)它將試圖維持電流不變。電感器又稱扼流器、電抗器等。
電感的第一個(gè)特性是電磁轉(zhuǎn)換，通電的瞬間，電會(huì)變?yōu)榇挪⒁源诺男问絻?chǔ)存在電感內(nèi)。而斷電的瞬磁會(huì)變成電，從電感中釋放出來。
電感的第二個(gè)特性是升壓特性，當(dāng)回路斷開時(shí)，電感內(nèi)的能量會(huì)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(dòng)勢就會(huì)很大，在很大的電勢差之間的空隙，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電場，甚至?xí)舸┛諝獍l(fā)生放電現(xiàn)象。附近若有人，會(huì)對(duì)其造成一定危險(xiǎn)，如果附近有易燃物質(zhì)，就有發(fā)生著火的危險(xiǎn)。
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(dòng)開關(guān)，電感兩端就會(huì)感應(yīng)出很高的電壓，并疊加在電源電壓之上。這個(gè)開關(guān)也可以用三極管實(shí)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。
直流升壓電路講解
在電路設(shè)計(jì)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(shí)，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(gè)元件，就能實(shí)現(xiàn)最低0.8V到5V的升壓，整個(gè)升壓電路的成本約0.5元。
5V升壓電路所需的元件
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(dá) 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(duì)DC-DC升壓電路的效率影響很大，這里選用向?qū)妷旱汀⒎磻?yīng)時(shí)間快的肖特基二極管SS34。
直流升壓電路-實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)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(gè)
4、100uF電解電容，一個(gè)
5、1uF濾波電容，一個(gè)
6、5號(hào)電池盒，一個(gè)
7、電源開關(guān)，一個(gè)
升壓實(shí)驗(yàn)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。
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?yàn)檫@個(gè)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(gè)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(qǐng)通電前仔細(xì)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(gè)電路可以正常工作。
直流升壓電路大全
1.5V低成本LED驅(qū)動(dòng)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
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(dá)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(chǔ)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
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(diǎn)亮LED
1.5V驅(qū)動(dòng)LED的電路
R2可以減小到幾千歐,這個(gè)電路元件太多,不如試試下邊這個(gè),線圈的圈數(shù)是我多次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果.還有人用2個(gè)8050并聯(lián)使用,據(jù)說效果不錯(cuò)。
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(dòng)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(dòng)
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