冋步升壓電路

⑴ 該電路如何將直流升壓

這是一個經典的「焦耳小偷」電路。

它的工作原理是：T1脈沖變壓器，9匝的次級感生電壓極性與電源同相。接通電源，Q1基極通過T1次級線圈和R1電阻得電，Q1導通，T1初級線圈電流增加。此時T1次級感應電壓也同步升高，到0.8V以上時，Q1基極的電源電壓被抵消而截至，T1初級電流被切斷，由於自感作用，產生一個較高的自感電動勢。這個電動勢被D1整流、C3平滑，驅動D2(LED)工作發光。

這個電路很簡單，適合初學者製作體驗，而且也是個很實用的LED手電筒驅動電路。

⑵ 同步整流的簡介

同步整流的基本電路結構
功率MOSFET屬於電壓控制型器件，它在導通時的伏安特性呈線性關系。用功率MOSFET做整流器時，要求柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能，故稱之為同步整流。
PS7516和PS7616是鋰電池升壓輸出5V1A,2A的同步整流升壓經典IC，FP6717，FP6716也是鋰電池升壓輸出5V3A，5V2A中的佼佼者。
為什麼要應用同步整流技術
電子技術的發展，使得電路的工作電壓越來越低、電流越來越大。低電壓工作有利於降低電路的整體功率消耗，但也給電源設計提出了新的難題。
開關電源的損耗主要由3部分組成：功率開關管的損耗，高頻變壓器的損耗，輸出端整流管的損耗。在低電壓、大電流輸出的情況下，整流二極體的導通壓降較高，輸出端整流管的損耗尤為突出。快恢復二極體（FRD）或超快恢復二極體（SRD）可達1.0～1.2V，即使採用低壓降的肖特基二極體（SBD），也會產生大約0.6V的壓降，這就導致整流損耗增大，電源效率降低。
舉例說明，筆記本電腦普遍採用3.3V甚至1.8V或1.5V的供電電壓，所消耗的電流可達20A。此時超快恢復二極體的整流損耗已接近甚至超過電源輸出功率的50%。即使採用肖特基二極體，整流管上的損耗也會達到（18%～40%）PO，占電源總損耗的60%以上。因此，傳統的二極體整流電路已無法滿足實現低電壓、大電流開關電源高效率及小體積的需要，成為制約DC/DC變換器提高效率的瓶頸。
同步整流比之於傳統的肖特基整流技術可以這樣理解：
這兩種整流管都可以看成一扇電流通過的門，電流只有通過了這扇門才能供負載使用。
傳統的整流技術類似於一扇必須要通過有人大力推才能推開的門，故電流通過這扇門時每次都要巨大努力，出了一身汗，損耗自然也就不少了。
而同步整流技術有點類似我們通過的較高檔場所的感應門了：它看起來是關著的，但你走到它跟前需要通過的時候，它就自己開了，根本不用你自己費大力去推，所以自然就沒有什麼損耗了。
通過上面這個類比，我們可以知道，同步整流技術就是大大減少了開關電源輸出端的整流損耗，從而提高轉換效率，降低電源本身發熱。

⑶ 5V1A給兩節串聯的鋰電池充電，升壓電路是怎樣的

USB5V升壓充電7.4V要用的升壓晶元MC4068，3.3uH電感，SS32肖特基二極體,功率管MOS AO3402或AO4410可選，輸入輸出電容各22uF，限流電阻，LED紅綠共陰F3指示燈。充電過程中有充電指示紅燈亮，充滿是綠燈亮。外置MOS的好處可以擴充大電流。

⑷ 基於TL494的DC-DC升壓型開關電源

李睿智

學號19021211293

【嵌牛導讀】隨著科技的高速發展，電子產品與人們的工作、生活的關系日益密切，而電子產品都離不開可靠的電源。開關電源則以功耗小、效率高、體積小、重量輕的優勢成為研究的熱門。因此，提高對開關電源的研究就顯得至關重要了。本文介紹了一種基於TL494的DC-DC升壓型開關電源電路，該電路採用TL494電源控制晶元及其外圍電路產生PWM波，並通過PWM波的占空比控制開關管的導通時間，實現不同電壓的穩定輸出。經過初步的計算，合理的選擇了電路中的開關管，儲能電感，濾波電容和續流二極體的參數。實驗結果證明，該升壓電路的效率高於80%，具有良好的電壓調整率和負載調整率。

【嵌牛鼻子】DC-DC升壓型開關電源、PWM波、開關管

【嵌牛提問】電子產品在人類的生活中起著日益重要的作用，而電子產品都離不開可靠的電源，如何設計製作出既安全、效率又高的電源呢？這成為人們越來越關心的話題。

【嵌牛正文】

1 ．引言

隨著現代電子技術的迅速發展，電子產品對電源的要求也越來越高。電源的發展經歷了從線性電源、相控電源再到開關電源的發展歷程，而開關電源則以其開關頻率高、體積小、效率高、可靠性高等特點占據著主導地位[1]。1955 年美國的羅耶 ( Roger G H)首次提出了自激振盪推挽晶體管直流變換器[2]，為開關電源的研究打下了理論基礎。20世紀60年代，各種開關電源的拓撲電路已經較為成熟。改革開放以後，我國的開關電源技術也得到了長足的進步，並向著高頻化、高效率，模塊化等特點發展。

該電路選用TL494電源晶元作為整個電路的控制器，並搭建其外圍電路，構成產生PWM波的控制電路。通過調節PWM波的占空比控制開關管的關斷導通時間，從而達到升壓的目的。最後，通過對開關管，儲能電感，濾波電容和續流二極體參數的優化，使電路具有較高的效率，良好的電壓調整率和負載調整率。

2 ．DC-DC升壓型開關電源的基本原理

2.1 DC-DC開關電源的種類

開關電源的種類很多，按輸入/輸出有無隔離的角度，可以分為隔離式與非隔離式兩大類型。隔離型的DC-DC開關電源可分為單端正激式、單端反激式、雙端半橋、雙端全橋等，非隔離型的又可分為降壓式、升壓式、極性反轉式等[3]。本電路為非隔離型的DC-DC開關電源。

2.2 DC-DC開關電源的主電路

圖2.2所示是DC-DC升壓型開關電源的主電路，它的主要構成元器件包括開關管T，儲能電感L、續流二極體D和濾波電容C[4]。

該電路採用的是並聯式的結構，既在主迴路中開關管T與輸出端負載RL並聯。由PWM波控制開關管的關斷導通時間，高電平時開關管導通，由於導通壓降很小，所以續流二極體D截止，此時Ui通過開關管對電感器L充電，負載RL靠電容C中存儲的電能供電。低電平時開關管關斷，此時續流二極體D導通，Ui與電感器L產生的感應電勢正向疊加後，通過續流二極體D對電容器C充電，並同時對負載RL供電。

由以上分析可見，並聯式的開關電源電路可以使輸出電壓高於輸入電壓，既可實現DC-DC升壓的功能。

2.3 DC-DC 開關電源的調制方式

2.3.1 脈沖頻率調制

脈沖頻率調制PFM（全稱為Pulse Frequency Molation），是指脈沖寬度不變，只通過調節工作頻率的方式來改變占空比[5]。這種脈沖調制方式電路復雜，難以實現。

2.3.2 脈沖寬度調制

脈沖寬度調制PWM（全稱為Pulse Width Molation），是指脈沖頻率不變，只通過改變脈沖寬度的方式來改變占空比[6]。

這種脈沖調制方式常用在開關型的穩壓電路中，在不改變電路輸出PWM波頻率的情況下，通過電壓反饋電路，調節輸出PWM波的寬度[7]。電壓反饋電路的工作原理是：當輸入電壓增大時，取樣電阻輸出的采樣電壓也將增大，並在比較放大器和基準電壓進行比較，通過放大器輸出的信號去控制PWM產生器，使輸出脈沖占空比減小，輸出電壓保持穩定。反之，當輸入電壓減小時，PWM產生器輸出脈沖占空比增大，輸出電壓仍可以保持穩定。

3 ．電源控制晶元TL494及其外圍電路的設計

3.1 集成脈寬調制晶元TL494的介紹

如圖3.1所示為TL494晶元的引腳圖和內部結構，TL494是一種固定頻率脈寬調制集成電路，內部集成了大部分的脈寬調制電路，幾乎包含了開關電源控制所需的全部功能，廣泛應用於各種開關電源中[8]。其內部置有兩個誤差放大器，1、2 引腳為誤差放大器1的正負輸入端，16、15 引腳為誤差放大器2的正負輸入端。3引腳為相位校正和增益控制端，4引腳為死區電平控制端。其內置有線性鋸齒波振盪器，5、6引腳處可外置一個電容和一個電阻兩個振盪元件。7引腳為接地，8、9引腳分別為三極體Q1的集電極和發射極，10、11引腳分別為三極體Q2的發射極和集電極，12引腳為電源VCC,13引腳為輸出PWM波模式控制端，14引腳為內部5V基準電壓輸出端。

  3.2 TL494晶元的外圍電路

其工作頻率可通過外接電阻RT和外接電容CT確定。其計算公式如下:

                                              f=1.1/（RT˙CT）

電阻RT的值選為22kΩ，電容CT的值選為1nF，計算得工作頻率為50kHZ，既輸出PWM波的頻率50kHZ。

13引腳為輸出PWM波模式控制端，當該引腳為高電平時，兩個三極體推挽輸出，最大占空比只有48%。為了提高輸出能力，將13引腳接地，這使得觸發器不起作用，兩個三極體輸出相同，最大占空比可達到96%。為了提高驅動能力，將兩個三級管並聯輸出，8、11引腳接電源，9、10引腳並聯後作為PWM波輸出端。

1引腳為反饋信號輸入端，為了保持輸出電壓的穩定性，將該引腳接到電路的輸出端，同時將2引腳接入參考電壓，參考電壓的值由14引腳的5V基準電壓經過電阻R3，RP2和R4組成的分壓電路提供，一般調節可調電阻RP2的值，使參考電壓的值在2.2V-2.3V之間。2、3引腳之間的C2、R5和R6構成的RC網路，可調節誤差放大器1的增益和改善開關電源的動態性能，16引腳用作過流保護的輸入端，可直接將地反饋給該引腳，使過流保護的作用更佳。

4 ．開關電源主要元器件參數的選擇

4.1 開關管T的參數選擇

    開關管T在電路中承受的最大電壓是1.1×1.2U0（U0為輸出電壓），在實際工程中選擇開關管時，應保證有足夠的餘量，通常選擇2~3倍的1.1×1.2U0。開關管T的最大工作電流，通常選擇2~3倍的Ii（Ii為輸入電壓）[9]。在綜合考慮開關管的最高開關頻率，導通電阻和驅動電路等關鍵指標的情況下，本電路選擇TP75N75，該開關管的最大VDS=75V，最大ID=75A，導通電阻僅8mΩ，其餘量完全能夠滿足實際電路的需求。

4.2 儲能電感L的參數選擇

穩壓電源工作時，流過電感的電流由直流平均值和紋波分量兩部分組成。紋波分量是三角波，設其增量為ΔI，則

則根據電感選擇公式[10]，得

因為開關頻率f為50kHZ，通過計算得電感L的值為50μH左右，在實際工程中為保證充分餘量，通常選用100μH/2A的電感，在實際製作的過程中發現自行繞制的電感效果不是太好，所以建議最好購買正規產商生產的電感。

4.3 濾波電容C的參數選擇

在VT導通的TON期間內，由濾波電容C 給負載供電，設此期間C上的電壓降為△U0（△U0為紋波電壓）。則

又                 

所以              

因為開關頻率f為50kHZ，同時為了盡量減小輸出電壓的紋波，所以濾波電容C取2200μF/50V，保證了充分的餘量。

4.4 續流二極體D的參數選擇

在電路中續流二極體的主要作用是開關管導通時，續流二極體D截止，電容C對負載供電；開關管關斷時，續流二極體D導通，Ui與電感L通過續流二極體D對電容器C充電，並同時對負載RL供電。所以D的最大反向電壓為U0，流過的最大電流是輸入電流II，此外續流二極體還需滿足開關頻率高，導通電阻小的要求，通常選用肖特基二極體，本電路選擇三端肖特基二極體MBR60100CT，其最大反向工作電壓為100V，最大工作電流為60A，保證了充分的餘量。

5 ．開關電源電路的測試與相關數據計算

5.1 實驗電路的原理圖繪制

5.2 實驗電路的PCB圖繪制

    在繪制PCB圖時，應盡量把電源線和地線布粗，這樣可以減少損耗，並且可以使電路過大電流。為了畫圖的方便以及節約空間，信號線則可以細點。另外，若焊接電路板時背面需要用導線連接，靠近輸入輸出處的導線應使用粗線，避免分流，反饋線可使用較細的導線。

5.3 實驗電路相關參數的測試

5.3.1 負載調整率（輸入電壓UI為10V，輸出電壓UO為20V）

                                                                           表5.3.1 負載調整率

所以負載調整率為：（20.00-19.59）/20≈2%。

5.3.2 電壓調整率（輸出電壓UO為20V，輸出端負載R不變）

                                                                       表5.3.2 電壓調整率

所以電壓調整率為：（20.15-19.86）/20=1.45%。

5.3.3 升壓電路的效率

                                                                  表5.3.3升壓電路的效率

5.4 實驗結果分析

綜上實驗數據可得，本升壓電路可以實現最高36V的輸出，最大輸出電流可達1.6A，效率高於86%，負載調整率約為2%，電壓調整率為1.45%，並且具有過壓保護和過流保護的能力。

6 ．總結

   本文介紹了一種基於TL494的DC-DC升壓型開關電源電路。在製作的過程中，採用非隔離型的DC-DC開關電源主電路，通過電壓反饋調節PWM波的占空比，實現輸出電壓的穩定。並通過對開關管T、儲能電感L、濾波電容C和續流二極體D的參數選擇，使該電路達到最佳的性能指標。最後，對電路的負載調整率、電壓調整率、效率進行測試。從實驗結果可得，該電路實現了從(15V~20V)到(18V~36V)的升壓功能，具有效率較高，良好的負載調整率和電壓調整率的特點，且性能穩定，抗干擾能力強。

參考文獻

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⑸ 關於升壓電路，原來的移動電源是3.7V-5V，現在想加一個升壓模塊將5V升到12V。

1、首先，不建議你用12V3W的LED，而用小功率的LED來實現照明。從理論上你的移動電源給12V3W的LED供電功率還有一點剩餘，但升壓模塊本身就有損耗，也不排除移動電源的輸出不足，或者長時間在滿負工作下，裡面的元件會發熱，存在電路保護了或燒壞了的可能。小功率LED建議你用8顆F10，0.5W的圓頭聚光燈珠來做，四並兩串，直接用移動電源的USB供電，不用做任何升降壓處理。F10的工作電壓一般是3.1-3.4V，串後電壓為2.5V，雖然低了點，亮度沒完全發揮，但這樣壽命還更長。0.5W的電流為150MA，四路為600MA，和你的電源輸出差不多匹配。而且，8個0.5W的圓頭聚光，亮度正常會超過3個1W的射燈很多。當然，你要買到質量好的。我們用單顆做到移動電源上，亮度都超炫。
2、電喇叭我不懂，如果有工作在5V的，就很理想了。