倍壓器電路圖分享

什么是倍壓器？

倍壓器是一種特殊的電路裝置，其主要功能是將輸入的電壓升高到更高的電壓水平。這種電路通常用于需要高壓的電子設(shè)備中，例如閃光燈、靜電噴涂設(shè)備、某些類型的電源供應(yīng)器等。

倍壓器的基本工作原理是利用電容器的儲(chǔ)能特性和二極管的單向?qū)щ娦?。?dāng)輸入電壓施加到倍壓器上時(shí)，電容器開始充電。當(dāng)電容器充滿電后，二極管開始導(dǎo)通，將電容器上的正電荷轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電容器上，同時(shí)關(guān)閉輸入電源。這樣，第二個(gè)電容器上的電壓就是第一個(gè)電容器電壓的兩倍。通過多個(gè)這樣的階段，可以實(shí)現(xiàn)更高的電壓倍增。

倍壓器可以分為多種類型，包括電壓倍增器、電荷泵等。其中，電壓倍增器是最簡(jiǎn)單的倍壓器類型，它只需要一個(gè)電容器和一個(gè)二極管就可以實(shí)現(xiàn)電壓的倍增。而電荷泵則是一種更復(fù)雜的倍壓器，它使用多個(gè)電容器和二極管來實(shí)現(xiàn)更高的電壓倍增，并且可以在不斷循環(huán)的過程中持續(xù)提供高壓輸出。

接下來小編給大家分享一些倍壓器電路圖，以及簡(jiǎn)單分析它們的工作原理。

倍壓器電路圖分享

1、12V至24V倍壓器電路圖

當(dāng)我們需要低壓輸入電源提供高壓直流電源時(shí)，我們不需要實(shí)現(xiàn)新的電源，只需使用倍壓器電路即可。這里的 12V 至 24V 倍壓器電路采用很少的元件設(shè)計(jì)。

該電路將從低壓輸入交流電源提供高壓直流電源。這里我們從降壓變壓器獲取12V交流電源，通過橋式整流器將其轉(zhuǎn)換為直流電源，然后使用三個(gè)電解電容器提高輸出直流電壓。

此 12 伏至 24 伏倍壓器電路作為示例給出，在某些地方，僅當(dāng)您有 12V 直流電源時(shí)，才需要降壓變壓器或整流器。第一步是將 230V 交流電壓轉(zhuǎn)換為 12V 直流電壓。該倍壓器通過對(duì)高值電解電容器充電和放電來提供高電壓。首先構(gòu)建電路，我們需要確定倍頻器電路的輸入和輸出電壓，然后才能計(jì)算電解電容器的值。
倍壓器的結(jié)果將是 2Vin，C1 和 C2 電容器在正周期和負(fù)周期充電，然后直流電源通過 C1 和 C2 電容器的放電電壓使 C3 充電高于直流電源輸入 (2Vin)，并出現(xiàn)在輸出端加載。

2、基于IC 555的倍壓器電路圖

這里給出了簡(jiǎn)單且易于構(gòu)建基于 IC 555的倍壓器原理圖，該電路將輸入偏置加倍為 5V – 9V 至 10V – 18V 輸出。該電路可用作充電凸點(diǎn)或直流到直流升壓轉(zhuǎn)換器，當(dāng)我們的設(shè)計(jì)包括步進(jìn)電或伺服電機(jī)時(shí)，我們可以通過這個(gè)簡(jiǎn)單的電路簡(jiǎn)單地為這些電機(jī)生成偏置。我們不需要單獨(dú)的電源電路。

該電路提供高頻方波脈沖輸出，C3 電容器保持脈沖電荷，D2 二極管對(duì)方波脈沖的正峰值進(jìn)行整流，C4 獲得峰值電壓電荷，并通過 D1 二極管與輸入偏置相結(jié)合，提供雙倍的輸出電壓。

簡(jiǎn)單的 IC 555 倍壓器原理圖采用非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器結(jié)構(gòu)構(gòu)建，該電路將提供取決于定時(shí)電阻器 R1、R2 和定時(shí)電容器 C1 的輸出持續(xù)時(shí)間。

通過改變這些定時(shí)元件，我們可以獲得不同級(jí)別的輸出，但是定時(shí)器的非常低頻或非常高頻的輸出不會(huì)給出最佳的輸出電壓。

該電路沒有任何過流保護(hù)設(shè)置，負(fù)載電流輸出稍不穩(wěn)定，因此僅適用于低電流應(yīng)用。

3、使用555定時(shí)器IC的倍壓器電路圖

從電路圖中可以看出，該電路分為兩個(gè)互補(bǔ)的部分。電路的第一部分涉及555定時(shí)器的使用，在非穩(wěn)態(tài)模式下使用，以產(chǎn)生方波脈沖。

電路的第二部分實(shí)際上是使電壓加倍的部分，由按電路圖所示方式連接的 2 個(gè)電容器和 2 個(gè)二極管組成。 555 定時(shí)器有多種模式，我們今天決定使用非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器模式。

該模式可用于使用兩個(gè)電阻器和一個(gè)電容器的組合來生成大約 2KHz 的方波。從電路中我們可以看出，當(dāng)定時(shí)器IC的3腳輸出低電平時(shí)，二極管D1正向偏置，通過它對(duì)電容C3充電。

由于電容器直接由電源充電，因此電容器也會(huì)被充電至等于輸入電壓的電壓。當(dāng)定時(shí)器IC的脈沖為高電平時(shí)，IC的引腳3將顯示高電平輸出。這將使二極管 D1 反向偏置，并阻止電容器 C3 充電，電容器 C3 現(xiàn)在已充電至大約等于電源電壓的電壓。

當(dāng)二極管D1反向偏置時(shí)，二極管D2將正向偏置，這將通過它對(duì)電容器C4充電。 C4 電容器也將利用電容器 C3 中存儲(chǔ)的能量進(jìn)行充電?，F(xiàn)在，電容器 C4 的電壓是輸入電壓的兩倍，因?yàn)樗ㄟ^兩條路徑充電，一條從最初充電至電源電壓的電容器 C3 開始，另一條路徑直接通過電源。

理論上，該電路的輸出必須在輸出端產(chǎn)生等于輸入端電壓兩倍的電壓，但實(shí)際上電容器的充電和放電不是無損過程，電容器中存儲(chǔ)的能量并未完全傳輸?shù)搅硪粋€(gè)電容，該電容的充電也不太理想。

對(duì)于輸入電壓為 5V 的實(shí)驗(yàn)，電路的輸出約為 8.7 至 8.8V，而不是理論上的 10V。

4、簡(jiǎn)單的直流倍壓器電路圖

倍壓器是一種電壓倍增器電路，其電壓倍增系數(shù)為二。該電路僅由兩個(gè)二極管、兩個(gè)電容器和一個(gè)振蕩交流輸入電壓（也可以使用 PWM 波形）組成。這個(gè)簡(jiǎn)單的二極管電容泵電路提供的直流輸出電壓等于正弦輸入的峰峰值。換句話說，峰值電壓加倍，因?yàn)槎O管和電容器共同作用，有效地使電壓加倍。該電路最重要的參數(shù)如下表所示。請(qǐng)注意，由于時(shí)鐘電路的容差，這些數(shù)據(jù)可能略有不同。

該電路顯示了一個(gè)半波倍壓器。在正弦輸入波形的負(fù)半周期期間，二極管D1正向偏置并對(duì)泵電容器C1 充電 至輸入電壓峰值 ( Vp )。由于電容器C1沒有放電路徑 ，因此它保持完全充電狀態(tài)，充當(dāng)與電源串聯(lián)的存儲(chǔ)設(shè)備。同時(shí)，二極管 D2 通過 D1導(dǎo)通，對(duì)電容器 C2充電。

在正半周期期間，二極管 D1反向偏置，阻止C1 放電 ，而二極管 D2正向偏置，為電容器C2 充電 。但由于電容器C1兩端的電壓 已經(jīng)等于峰值輸入電壓，因此電容器 C2 充電至輸入信號(hào)峰值電壓值的兩倍。

5、有源直流倍壓器電路圖

這是用于增加直流電壓的有源直流倍壓器的電路圖。

該電路通過 12V 電源驅(qū)動(dòng) 24 和 18VDC 繼電器。使用該電路可以與幾乎任何 PNP 或 NPN 功率晶體管配合使用，當(dāng)然該晶體管的具體特性與元件列表中描述的晶體管類型類似。

定時(shí)器IC NE555用作多諧振蕩器，產(chǎn)生1KHz頻率的信號(hào)并饋送到功率晶體管進(jìn)行放大。

6、使用IC 4093的12V至24V倍壓器電路圖

這是一個(gè)使用IC 4093的12V至24V倍壓器電路圖，該電路具有 10 至 20 mA 的輸出電流能力，可以將您的工作電壓提高高達(dá) 175%。使用 CD4093 雙輸入 NAND 施密特觸發(fā)器 CMOS IC 的門 IC1a 和 IC1b 配置了方波振蕩器電路。門 IC1c 作為輸出緩沖器。 IC1 的緩沖輸出為 Q1 和 Q2 互補(bǔ)晶體管供電。

倍壓器電路由 D1、D2、C2 和 C3 組成，由晶體管發(fā)射極的方波輸出驅(qū)動(dòng)，以提供升壓輸出。升壓電路將在 12 伏電源下產(chǎn)生 24 伏、約 10 毫安的電壓，并在約 20 毫安時(shí)產(chǎn)生約 18.5 伏的電壓。確保將備用未使用門的輸入連接到電路的接地線。

7、具有高電流輸出的IC 555倍壓器電路圖

該第六個(gè)高電流倍壓器電路提供了一種從 12 V 電池生成 24 V 輸出的實(shí)用方法。它利用處于非穩(wěn)態(tài)模式的 555 定時(shí)器來生成大約 1 kHz 的方波信號(hào)。

555 定時(shí)器的配置使得當(dāng)引腳 3 變高時(shí)，晶體管 Q1 變?yōu)閷?dǎo)通，允許將電容器 C4 充電至接近 12 V。在此階段，二極管 D1 防止電容器 C3 放電。相反，當(dāng)引腳 3 變低時(shí)，晶體管 Q2 導(dǎo)通，從而以類似的方式對(duì)電容器 C3 進(jìn)行充電，而二極管 D2 則防止電容器 C4 放電。電容器 C3 和 C4 上的組合電壓產(chǎn)生所需的 24 V 輸出。

在空載條件下，輸出電壓測(cè)量約為 24 V，但當(dāng)連接吸收 500 mA 大電流的負(fù)載時(shí)，輸出電壓會(huì)降至約 20 V。需要注意的是，晶體管應(yīng)采用散熱器，以控制運(yùn)行期間因高電流而產(chǎn)生的熱量。通過用TIP122和TIP127替換晶體管可以進(jìn)一步增加電流。