升壓電路介紹

　　自舉電路也叫升壓電路，是利用自舉升壓二極管，自舉升壓電容等電子元件，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高．有的電路升高的電壓能達(dá)到數(shù)倍電源電壓。

　　升壓電路原理

　　舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：有一個(gè)12V的電路，電路中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管需要15V的驅(qū)動(dòng)電壓，這個(gè)電壓怎么弄出來(lái)？就是用自舉。通常用一個(gè)電容和一個(gè)二極管，電容存儲(chǔ)電荷，二極管防止電流倒灌，頻率較高的時(shí)候，自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容上的電壓，起到升壓的作用。

　　自舉電路只是在實(shí)踐中定的名稱，在理論上沒(méi)有這個(gè)概念。自舉電路主要是在甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路中使用較為普遍。甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路在理論上可以使輸出電壓Vo達(dá)到Vcc的一半，但在實(shí)際的測(cè)試中，輸出電壓遠(yuǎn)達(dá)不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一個(gè)高于Vcc的電壓。所以采用自舉電路來(lái)升壓。

　　常用自舉電路（摘自fairchild，使用說(shuō)明書AN-6076《供高電壓柵極驅(qū)動(dòng)器IC 使用的自舉電路的設(shè)計(jì)和使用準(zhǔn)則》）

　　開(kāi)關(guān)直流升壓電路（即所謂的boost或者step-up電路）原理

　　the boost converter，或者叫step-up converter，是一種開(kāi)關(guān)直流升壓電路，它可以是輸出電壓比輸入電壓高?；倦娐穲D見(jiàn)圖1.

　　假定那個(gè)開(kāi)關(guān)（三極管或者mos管）已經(jīng)斷開(kāi)了很長(zhǎng)時(shí)間，所有的元件都處于理想狀態(tài)，電容電壓等于輸入電壓。下面要分充電和放電兩個(gè)部分來(lái)說(shuō)明這個(gè)電路。

　　充電過(guò)程

　　在充電過(guò)程中，開(kāi)關(guān)閉合（三極管導(dǎo)通），等效電路如圖二，開(kāi)關(guān)（三極管）處用導(dǎo)線代替。這時(shí)，輸入電壓流過(guò)電感。二極管防止電容對(duì)地放電。由于輸入是直流電，所以電感上的電流以一定的比率線性增加，這個(gè)比率跟電感大小有關(guān)。隨著電感電流增加，電感里儲(chǔ)存了一些能量。

　　放電過(guò)程

　　如圖，這是當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（三極管截止）時(shí)的等效電路。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（三極管截止）時(shí)，由于電感的電流 保持特性，流經(jīng)電感的電流不會(huì)馬上變?yōu)?，而是緩慢的由充電完畢時(shí)的值變?yōu)?。而原來(lái)的電路已斷開(kāi)，于是電感只能通過(guò)新電路放電，即電感開(kāi)始給電容充電， 電容兩端電壓升高，此時(shí)電壓已經(jīng)高于輸入電壓了。升壓完畢。

　　說(shuō)起來(lái)升壓過(guò)程就是一個(gè)電感的能量傳遞過(guò)程。充電時(shí)，電感吸收能量，放電時(shí)電感放出能量。 如果電容量足夠大，那么在輸出端就可以在放電過(guò)程中保持一個(gè)持續(xù)的電流。 如果這個(gè)通斷的過(guò)程不斷重復(fù)，就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。

　　簡(jiǎn)易1.5V升9V電源電路圖

　　1.5V升9V電源電路圖如附圖所示。該電路為間歇式振蕩升壓電路。BG1與L1、L2、C1等構(gòu)成振蕩器。BG1為振蕩管，工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。L1、C1為振蕩反饋元件。L2為振蕩儲(chǔ)能繞組。為了方便，電路還設(shè)計(jì)了由BG3構(gòu)成的自動(dòng)電子開(kāi)關(guān)。當(dāng)BG3的基極沒(méi)有負(fù)載時(shí)，也就沒(méi)有基極電流，BG3、BG2、BG1均截止，整個(gè)電路停止工作，不消耗電源。因此，本電路不需設(shè)立單獨(dú)的電源開(kāi)關(guān)。

　　當(dāng)A、B兩點(diǎn)接上負(fù)載時(shí)，BG3導(dǎo)通，BG2也跟著導(dǎo)通，通過(guò)負(fù)載為BG1提供基極電流，BG1導(dǎo)通，能量從電源流入并儲(chǔ)存在L2中。此時(shí)BG1集電極電壓很低，D1截止，負(fù)載由C2殘存電壓供電。當(dāng)BG1截止時(shí)，L2中電流不能突變，它將產(chǎn)生出較高的逆程電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)D1整流后輸出。當(dāng)輸出電壓高于D2的穩(wěn)壓值時(shí)，BG2的b、e結(jié)反偏而趨向于截止，BG1基極電流將會(huì)下降，迫使其振蕩減弱，輸出電壓也隨之下降從而將輸出電壓自動(dòng)地控制在D2的穩(wěn)壓值附近。

　　元件選擇與制作調(diào)試：

　　BG1選飽和壓降低的NPN型硅管，如9013、8050等，要求ICM》300mA，β》200。BG2可用9012、9015等PNP硅管，BG3選用9014等NPN型管，要求穿透電流越小越好。L1、L2用∮0.1MM的漆包線在∮8MM的高頻磁環(huán)（從舊電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能燈里拆用）上繞制而成。L1為6匝L2為36匝。

　　筆者用此電路為DT890A數(shù)字萬(wàn)用表供電，實(shí)測(cè)工作電流為：蜂鳴擋和電容20uF、2uF擋為45mA以下，其它擋位均在25mA以下。當(dāng)電池電壓降到0.9V時(shí)，除消耗電流較大的蜂鳴擋，電容20uF、2uF擋有缺電顯示外，其余擋位均未見(jiàn)缺電顯示。本電路制作簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。不用調(diào)試，只要接線正確，均能正常工作。

　　數(shù)字萬(wàn)用表如果用1.5V電池通過(guò)升壓替代9V疊層電池，通常都要單獨(dú)安裝電源開(kāi)關(guān)。給制作和使用帶來(lái)不便。本文介紹的電路是通過(guò)檢測(cè)數(shù)字萬(wàn)用表工作電流的有無(wú)來(lái)控制啟動(dòng)或停止的。因此只要將電源線與升壓電路的輸出端對(duì)接，就可利用數(shù)字萬(wàn)用表電源開(kāi)關(guān)。