一種能夠處理高負載的高功率升壓轉(zhuǎn)換器電路

升壓轉(zhuǎn)換器它接受輸入電壓并將升壓電壓作為輸出提供給負載。最近，我設(shè)計了一種能夠處理高負載的高功率升壓轉(zhuǎn)換器。讓我們先來看看它的規(guī)格。

升壓轉(zhuǎn)換器是一種升壓轉(zhuǎn)換器，它接受輸入電壓并將升壓電壓作為輸出提供給負載。最近，我設(shè)計了一種能夠處理高負載的高功率升壓轉(zhuǎn)換器。讓我們先來看看它的規(guī)格。

升壓轉(zhuǎn)換器規(guī)格：

輸入電壓 – 19V/5A – 例如舊筆記本電腦電源

輸出電壓 – 300V

輸出功率 – 完全取決于輸入源可以提供多少電源電流。一個 5A/19V 電源可提供 95W

的功率。理想的輸出電平為300V/300mA。由于該電路與所有其他電路一樣具有效率值，因此實際輸出電平為理想電平的79%。在這種情況下，輸出將比輸入小約20W。所有這些額外的功率都通過

MOSFET 耗散，因此在設(shè)計 MOSFET 散熱器時請記住這一點。

效率 – 79%，這是他們來的一樣高。您很少能找到更好的效率等級。

輸出電壓 – 該電路將使用固定輸出。但是稍微調(diào)整R23的值會給你一個不同的輸出電壓。

輸出紋波 – 0.003%/V 。紋波是高頻的。為了獲得更高的穩(wěn)定性，請在轉(zhuǎn)換器后添加一個線性穩(wěn)壓器。

紋波抑制 – 由于輸入端的電流分離，輸出端不存在交流紋波。

升壓轉(zhuǎn)換器的工作原理：

您是否注意到我們升壓轉(zhuǎn)換器電路不同部分的不同接地符號？不，這不是一個錯誤。電路的開關(guān)部分與輸出電隔離。這主要是因為MOSFET在其短導(dǎo)通角期間會將重電流傳導(dǎo)到接地軌中。通常，接地軌不利于吸收如此大量的電流，并且會提高零伏接地電位。

這是RF噪聲進入輸出的絕佳機會。通過使用RF變壓器，可以有效地分離電路兩部分的接地軌。這種變壓器應(yīng)手動纏繞在空芯上，使用粗線作為初級，較細的電線作為次級。射頻變壓器通常需要一些技巧才能正常工作，但是關(guān)于該主題的文獻很多，因此請留給您了解如何纏繞變壓器。可能對我有用的東西，可能對你不起作用。

無論如何，電流分離可能會導(dǎo)致伺服回路控制輸出電壓的問題。這就是電路中最重要的部分（光耦合器）發(fā)揮作用的地方。由于輸出與輸入電氣分離，伺服回路需要不同類型的載波來控制輸入。實際上有幾種選擇，但在操作速度和簡單性方面，這似乎是最好的。

555 定時器：

電路的核心是555定時器。其主要目的是產(chǎn)生高頻脈沖，以操作主開關(guān)器件MOSFET。由于恒定的脈沖序列會導(dǎo)致負載變化的輸出不穩(wěn)定，因此伺服環(huán)路根據(jù)輸出電壓與負載的關(guān)系控制定時器的脈沖持續(xù)時間和頻率。負載越重，MOSFET的開關(guān)速度越慢，從而在RF變壓器中產(chǎn)生更高的磁場，進而導(dǎo)致輸出產(chǎn)生更多高能脈沖，以保持輸出電壓穩(wěn)定。

輸入濾波是必不可少的，因為在最初的毫秒左右，沒有輸出電壓，RF變壓器努力將電壓提高到給定的電位。這在最初時刻幾乎會產(chǎn)生短路，峰值電流超過50A。具有足夠高的電容儲能器的輸入濾波器將抵抗直接來自電源的巨大電流消耗，而是來自電容器存儲的能量。輸入扼流圈進一步降低了電流消耗，因為電感通常會抑制通過它的突然電流變化。

穩(wěn)定性測量：

穩(wěn)定性測量是在幾個考慮因素的基礎(chǔ)上進行的。第一個是射頻變壓器的自諧振。R13/C10

RC鏈用于淬滅變壓器初級端的任何高頻振鈴。R15電阻在變壓器的輸出端具有類似的用途。當輸出空載時。變壓器可能會開始振鈴，因為它將空載。R15電阻在次級上施加恒定負載，從而嚴格抑制變壓器可能產(chǎn)生的任何雜散振蕩。

另一個重要的測量是使用R20電阻。您可能希望對該值進行一些試驗，以獲得最佳穩(wěn)定性。該電阻導(dǎo)致相應(yīng)的比較器U4的特性略有遲滯，從而將輸出電壓閾值分為兩個不同的電平。如果不是因為遲滯，輸出將圍繞單個電壓擺動，一旦加載較重的負載，振蕩可能會在給定頻率下變得嚴重阻尼，電路將試圖通過提高頻率來妥協(xié)，但遲早事情會失控，整個事情會悲慘地消失。最壞的情況是，MOSFET永久導(dǎo)通，輸入短路。