門電路組成的倍壓升壓電路

一個(gè)利用門電路組成的倍壓升壓電路，可以為某些電子設(shè)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(duì)某些只需足夠高的電壓而不需較大電流的電路來(lái)說(shuō)，還是一種經(jīng)濟(jì)而方便的電源。

該電路的基本工作原理是利用了電路中電容的充電作用，再通過(guò)門電路和隔離二極管的配合，使電壓成階梯狀加倍上升。在電路中首先通過(guò)由兩個(gè)門電路組成的多諧振蕩器，產(chǎn)生出一系列為電容充電的控制脈沖，在脈沖的下降沿時(shí)使電容充電，而在脈沖的上升沿時(shí)，由于二極管的隔離作用，電容上已充上的電壓又被加倍。這樣經(jīng)過(guò)一級(jí)又一級(jí)的充電、隔離，使電容上的電壓步步高升，級(jí)數(shù)越多取得的電壓越高。

非門IC1A、IC1B與R2、C1等組成一個(gè)振蕩頻率約為100千赫茲左右的多諧振蕩器，產(chǎn)生的方波脈沖對(duì)C2的充電進(jìn)行控制。在脈沖的下降沿，電源正極通過(guò)VD1向C2充電，充電極性為左負(fù)右正，充電電壓幅度等同于電源電壓。在脈沖的上升沿，由于C2上的電壓不能突變而被電源再一次疊加，故其右端電壓再加一個(gè)電源電壓，升至兩倍的電源電壓。該2倍電壓通過(guò)VD2給C3充電，并且這樣的過(guò)程不斷重復(fù)進(jìn)行，最終在輸出端得到2倍輸出電壓。

該電路的輸出電流一般可達(dá)5至10毫安，它的輸出電壓受元件壓降、電路絕緣、脈沖頻率以及電容器的容量等諸多因素的影響，往往達(dá)不到預(yù)定電壓值，會(huì)略偏低一些?？筛鶕?jù)實(shí)際環(huán)境、使用條件等具體情況進(jìn)行調(diào)整。電容器應(yīng)選用漏電較小的電容，否則會(huì)影響升壓效果。從本例的視頻演示中可以觀察到，用數(shù)字萬(wàn)用表首先測(cè)量了電源電壓，接著又測(cè)量了2倍升壓后的輸出電壓，從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)看，升壓后電壓值比理論值要略低一些。如果接入負(fù)載的話，電壓還可能會(huì)被進(jìn)一步拉低。集成電路四零六九只用到了2個(gè)非門，其余4個(gè)未用到的非門輸入端應(yīng)就近接高電平或低電平。

電子倍壓升壓器電路圖

電子倍壓升壓器可將某一直流電壓提升2～8倍，其電路簡(jiǎn)單，方便實(shí)用。電路如圖所示。

電子倍壓升壓器電路

電路工作原理：IC1為定時(shí)器，輸出頻率由外圍定時(shí)元件R2、C1確定，3腳輸出的定時(shí)脈沖送至計(jì)數(shù)器IC2的時(shí)鐘輸人端。IC2被連接成6分頻電路，IC1輸人至IC2CLK端的脈沖串被依次分配給IC2的Q0～Q5端。晶體管V1～V5分別用來(lái)對(duì)電容C3～C7充電，而晶體管V6、V7則使已充電的C3～C7 5只電容放電。由于C3～C7上所充的電壓相等，在放電輸出端（“OUT”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，其電流消耗極??；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(jù)需要選擇相應(yīng)的工作電壓得到所需的輸出電壓。

在IC2從Q0～Q5端依次計(jì)數(shù)輸出的過(guò)程中，V1～V5將依次被選通，電容C3～C7分別通過(guò)二極管VD1～VD5為其提供充電電流，依次對(duì)C3～C7充電。當(dāng)IC2計(jì)數(shù)輸出至Q5端時(shí)，V6、V7均導(dǎo)通，電源通過(guò)V7的c-e結(jié)與已充電的C3～C7上的電壓相疊加，從而電路“OUT”端得到約為充電電壓5倍的直流電壓。由于IC2每計(jì)數(shù)一個(gè)周期，電容C3～C7充、放電一次，電路“OUT”端輸出一次脈沖，因此IC2連續(xù)輸出時(shí)就可在“OUT”端得到連續(xù)的脈沖輸出，經(jīng)儲(chǔ)能電容C8平滑濾波后，得到持續(xù)、穩(wěn)定的直流電壓。則此可知，IC2的計(jì)數(shù)頻率越高，則在“OUT”端得到的電壓越平滑。因此可通過(guò)適當(dāng)改變IC1的工作頻率來(lái)提高“OUT”端的輸出電壓特性。

本電路為5倍壓輸出形式，但也可根據(jù)需要設(shè)置為2～8倍壓形式，連接時(shí)可將IC2設(shè)置為2～8分頻電路，通過(guò)各晶體管分別對(duì)2～8只電容依次充電，并由最后一只晶體管對(duì)各電容上電壓放電，在“OUT”端得到任意倍壓的電壓輸出。當(dāng)“OUT”端輸出電壓較高時(shí)，C3～C8的耐壓也應(yīng)相應(yīng)提高，尤其是C8，以免擊穿。

元器件選擇：圖中晶體管V1～V5選用達(dá)林頓晶體管為宜，電阻均為1／8W碳膜電阻，圖中供IC工作的9V電源電壓可由一只9V疊層電池提供，倍壓部分電壓可由其他電源提供。

直流二倍壓升壓電路圖

LTC3786是高效率的同步升壓電源控制器，不需要散熱器，VIN輸入電壓從4.5V到38V，起動(dòng)后工作電壓低到2.5V，輸出電壓高達(dá)60V，基準(zhǔn)電壓1.2V±1%，用于同步MOSFET具有100%占空比能力，靜態(tài)電流55A，主要應(yīng)用于工業(yè)和汽車電源，汽車起動(dòng)系統(tǒng)，醫(yī)療設(shè)備和高壓以電池為能源對(duì)的系統(tǒng)。