大功率電容升壓電源的制作方法
【專利摘要】大功率電容升壓電源是涉及開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的改進(jìn)。本實(shí)用新型提供一種可實(shí)現(xiàn)大功率升壓、不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的大功率電容升壓電路。本實(shí)用新型包括振蕩器電路和升壓電路，其特征在于：振蕩器電路由第一振蕩器電路、第二振蕩器電路和第三振蕩器電路構(gòu)成，升壓電路由第一升壓電路、第二升壓電路和第三升壓電路構(gòu)成；所述的第一振蕩器電路、第一升壓電路、第二振蕩器電路、第二升壓電路、第三振蕩器電路、第三升壓電路依次連接。
【專利說(shuō)明】大功率電容升壓電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是涉及開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的改進(jìn)。

【背景技術(shù)】
[0002]開(kāi)關(guān)電源是從上世紀(jì)80年代產(chǎn)生的一種電源技術(shù)，但是在近幾年，開(kāi)關(guān)電源才得到普及?？梢哉f(shuō)，在這幾十年里，開(kāi)關(guān)電源的技術(shù)發(fā)展得比較成熟。但是在先前的所有開(kāi)關(guān)電源里，都必須使用一個(gè)元件，就是電感。由于電感是一種磁場(chǎng)型元件，在工作中難免會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這在對(duì)磁場(chǎng)要求比較高的環(huán)境中使用是很不利的。而且，由于制造工藝的限制，電感的體積很難縮小，這就使得開(kāi)關(guān)頻率必須達(dá)到幾百kHZ的等級(jí)，這會(huì)使電源的輸出中產(chǎn)生強(qiáng)烈的紋波，必須加以抑制，而且由于頻率較高，會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，對(duì)電路的干擾也不容忽視，在一些要求比較嚴(yán)格的環(huán)境中必須加以避免。電容升壓電路也不是沒(méi)有，但現(xiàn)有的僅僅是小功率電容升壓電路，只能用于像電蚊拍這樣的小電流高電壓的場(chǎng)合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種可實(shí)現(xiàn)大功率升壓、不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的大功率電容升壓電路。
[0004]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，本實(shí)用新型包括振蕩器電路和升壓電路，其特征在于:振蕩器電路由第一振蕩器電路、第二振蕩器電路和第三振蕩器電路構(gòu)成，升壓電路由第一升壓電路、第二升壓電路和第三升壓電路構(gòu)成；所述的第一振蕩器電路、第一升壓電路、第二振蕩器電路、第二升壓電路、第三振蕩器電路、第三升壓電路依次連接；
[0005]電源輸入端的正極與三極管BGl發(fā)射極、三極管BG2發(fā)射極、三極管BG3集電極、二極管Dl正極、三極管BG5發(fā)射極、三極管BG6發(fā)射極、三極管BG7集電極、二極管D3正極、三極管BG9發(fā)射極、三極管BGlO發(fā)射極、二極管D5正極相連；電源輸入端的負(fù)極與電阻Rl一端、電阻R2 —端、電阻R4 —端、三極管BG4集電極、電阻R5 —端、電阻R6 —端、電阻R8一端、三極管R8集電極、電阻R9 —端、電阻RlO —端、電阻R12 —端、三極管BG12集電極相連；
[0006]電阻Rl另一端與三極管BGl基極和電容Cl 一端相連，電阻R2另一端與三極管BGl集電極、電阻R3 —端、電容C2 —端和開(kāi)關(guān)SI 一端相連，電容C2另一端連接開(kāi)關(guān)SI另一端、電阻R5另一端和三極管BG5基極；電阻R3另一端連接三極管BG2基極，電容Cl的另一端與電阻Rll —端相連；三極管BG2的集電極與三極管BG3基極、三極管BG4基極及電阻R4另一端相連；三極管BG3發(fā)射極連接三極管BG4發(fā)射極及電容C4 一端，電容C4另一端連接二極管D2，二極管D2的另一端連接電源輸出端；
[0007]三極管BG5的集電極與電阻R7 —端、電容C3 —端和電阻R6的另一端相連；電阻R7的另一端連接三極管BG6的基極，三極管BG6的集電極連接三極管BG7基極和三極管BG8基極及電阻R8的另一端；三極管BG7的發(fā)射極與電容C5的一端相連，電容C5的另一端連接二極管D3負(fù)極和二極管D4正極，二極管D4的負(fù)極連接電源輸出端；
[0008]電容C3的另一端連接電阻R9的另一端和三極管BG9的基極，三極管BG9的集電極連接電阻RlO的另一端和電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端連接三極管BGlO的基極，三極管BGlO的集電極連接電阻R12另一端、三極管BGll基極和三極管BG12基極，三極管BGll的發(fā)射極連接三極管BG12發(fā)射極和電容C6 —端；電容C6的另一端與二極管D5負(fù)極和二極管D6正極相連，二極管D6的負(fù)極連接電源輸出端。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:
[0011]本實(shí)用新型電路既實(shí)現(xiàn)升壓，又實(shí)現(xiàn)大功率，擁有很廣闊的發(fā)展前景。電路升壓部分采用電容，由于體積很小的電容就可以造出很大的容量，這就使得開(kāi)關(guān)頻率可以降低到幾kHz這個(gè)等級(jí)。而且，由于電容是電壓型元件，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，即使產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)也僅僅局限于電容的內(nèi)部，不會(huì)散發(fā)出來(lái)，再加上頻率比較低，不會(huì)對(duì)后面的電路產(chǎn)生很大的干擾。而且在電路的設(shè)計(jì)，參數(shù)的選擇上也比使用電感的電源簡(jiǎn)單得多?？梢詫⒋穗娐方釉阢U蓄電池后面，實(shí)現(xiàn)鉛蓄電池的倍壓升壓。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的振蕩器電路圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型升壓電路圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型總電路圖。
[0015]圖4是經(jīng)振蕩器電路輸出波形圖。
[0016]圖5是整形后的波形。
[0017]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例所述標(biāo)有參數(shù)的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型包括振蕩器電路和升壓電路，其特征在于:振蕩器電路由第一振蕩器電路、第二振蕩器電路和第三振蕩器電路構(gòu)成，升壓電路由第一升壓電路、第二升壓電路和第三升壓電路構(gòu)成；所述的第一振蕩器電路、第一升壓電路、第二振蕩器電路、第二升壓電路、第三振蕩器電路、第三升壓電路依次連接；
[0019]電源輸入端的正極與三極管BGl發(fā)射極、三極管BG2發(fā)射極、三極管BG3集電極、二極管Dl正極、三極管BG5發(fā)射極、三極管BG6發(fā)射極、三極管BG7集電極、二極管D3正極、三極管BG9發(fā)射極、三極管BGlO發(fā)射極、二極管D5正極相連；電源輸入端的負(fù)極與電阻Rl一端、電阻R2 —端、電阻R4 —端、三極管BG4集電極、電阻R5 —端、電阻R6 —端、電阻R8一端、三極管R8集電極、電阻R9 —端、電阻RlO —端、電阻R12 —端、三極管BG12集電極相連；
[0020]電阻Rl另一端與三極管BGl基極和電容Cl 一端相連，電阻R2另一端與三極管BGl集電極、電阻R3 —端、電容C2 —端和開(kāi)關(guān)SI 一端相連，電容C2另一端連接開(kāi)關(guān)SI另一端、電阻R5另一端和三極管BG5基極；電阻R3另一端連接三極管BG2基極，電容Cl的另一端與電阻Rll —端相連；三極管BG2的集電極與三極管BG3基極、三極管BG4基極及電阻R4另一端相連；三極管BG3發(fā)射極連接三極管BG4發(fā)射極及電容C4 一端，電容C4另一端連接二極管D2，二極管D2的另一端連接電源輸出端；
[0021]三極管BG5的集電極與電阻R7 —端、電容C3 —端和電阻R6的另一端相連；電阻R7的另一端連接三極管BG6的基極，三極管BG6的集電極連接三極管BG7基極和三極管BG8基極及電阻R8的另一端；三極管BG7的發(fā)射極與電容C5的一端相連，電容C5的另一端連接二極管D3負(fù)極和二極管D4正極，二極管D4的負(fù)極連接電源輸出端；
[0022]電容C3的另一端連接電阻R9的另一端和三極管BG9的基極，三極管BG9的集電極連接電阻RlO的另一端和電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端連接三極管BGlO的基極，三極管BGlO的集電極連接電阻R12另一端、三極管BGll基極和三極管BG12基極，三極管BGll的發(fā)射極連接三極管BG12發(fā)射極和電容C6 —端；電容C6的另一端與二極管D5負(fù)極和二極管D6正極相連，二極管D6的負(fù)極連接電源輸出端。
[0023]圖3為總電路圖。它由兩大部分組成。圖1為振蕩器部分，它可以產(chǎn)生像圖4那樣的波形。以電源正極為地，當(dāng)接通電源時(shí)，BGl到BG3的基極電壓都逐漸降低，總有一個(gè)三極管搶先導(dǎo)通。在振蕩器工作時(shí)，人意時(shí)刻都有兩個(gè)三極管導(dǎo)通假設(shè)某一時(shí)刻，BG1、BG5導(dǎo)通，則此時(shí)各點(diǎn)的電壓狀態(tài)是:A低，B高，C低，D高，E高，F(xiàn)低。由于R9的存在，C3兩端電壓不能長(zhǎng)時(shí)間保持，慢慢地，E點(diǎn)電壓降低，直到某一刻，BG9導(dǎo)通，F(xiàn)點(diǎn)電壓升高，A點(diǎn)電壓也被拉高，BGl截止，B點(diǎn)電壓降低，達(dá)到下一個(gè)介穩(wěn)狀態(tài)。就這樣，三個(gè)三極管輪番截止，使各點(diǎn)產(chǎn)生如圖4所示波形。
[0024]B(D、F)點(diǎn)的波形(如圖4)的波形經(jīng)過(guò)BG2 (BG6、BG10)整形，然后進(jìn)過(guò)BG3 (BG7、BG11)、BG4(BG8、BG12)功率放大，連接到電容負(fù)極。當(dāng)輸出低電平的時(shí)候，電容經(jīng)過(guò)Dl (D3、D5)迅速充電，在高電平的時(shí)候，電容經(jīng)過(guò)D2(D4、D6)放電。再加上原有電源電壓，實(shí)現(xiàn)升壓的目的。在理想的情況下，可以升壓到原電壓的2倍，也就是24V。但是三極管、二極管都有一個(gè)大約0.7V的導(dǎo)通電壓，使得電容在充電和放電的時(shí)候都有個(gè)電壓的損失。在充電的時(shí)候，Dl和BG6各分去0.7V的電壓，所以電容最終的電壓是10.6V，在放電的時(shí)候電容負(fù)極所能達(dá)到最高電壓為11.3V，電容正極電壓為21.9V，經(jīng)過(guò)D2，分去0.7V，最終輸出21.2V電壓。
[0025]實(shí)施例:
[0026]按照?qǐng)D6 中的參數(shù)，RU R3、R5、R7、R9、Rll 均為 10 Ω 電阻，R2、R4、R6、R8、R10、R12均為1Ω電阻，(:1、02、03均為0.02 4?電容，04、05、06均為47(^?電容。二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6 采用 1N5819 二極管；三極管 BG1、BG2、BG4、BG6、BG8、BG10、BG12 均采用9012三極管，三極管BG3、BG7、BG11采用9013三極管。
[0027]電路震蕩的頻率大約2kHz，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源的100kHz，而且不產(chǎn)生磁場(chǎng)。這樣可大大減小對(duì)后面電路的干擾。至于輸出能力，電容越大，輸出能力越強(qiáng)。使用470yF的電容時(shí)，電路可提供500mA的輸出能力，也就是1W的功率。而傳統(tǒng)的電容升壓電路只能提供幾毫安，幾十毫安的電流。
[0028]這個(gè)電路的特點(diǎn)是三個(gè)電容輪番充電，輪番放電，在任意時(shí)刻都有剛充完電的電容放電，而且充電時(shí)間為放電時(shí)間的二倍，所以本電路可以提供很高的功率。在接一個(gè)大約W的D類功放器的實(shí)驗(yàn)時(shí)，連續(xù)工作數(shù)小時(shí)，三極管也毫無(wú)發(fā)熱跡象。減小振蕩器的那三個(gè)無(wú)極性電容可以提高開(kāi)關(guān)頻率，這就使得后面的有極性電容可以小一些，但是這樣可能會(huì)增大開(kāi)關(guān)損耗?？筛鶕?jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。假設(shè)每次放電電容兩端電壓降低0.1V，所用時(shí)間為l/6000s，輸出電流為500mA，則電阻大約42.4Ω，這樣可計(jì)算出電容為470 μ F。而充電時(shí)三極管可視為短路，也就是說(shuō)充電可以視為不消耗時(shí)間的。
[0029]可以理解的是，以上關(guān)于本實(shí)用新型的具體描述，僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而并非受限于本實(shí)用新型實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.大功率電容升壓電源，包括振蕩器電路和升壓電路，其特征在于:振蕩器電路由第一振蕩器電路、第二振蕩器電路和第三振蕩器電路構(gòu)成，升壓電路由第一升壓電路、第二升壓電路和第三升壓電路構(gòu)成；所述的第一振蕩器電路、第一升壓電路、第二振蕩器電路、第二升壓電路、第三振蕩器電路、第三升壓電路依次連接； 電源輸入端的正極與三極管BGl發(fā)射極、三極管BG2發(fā)射極、三極管BG3集電極、二極管Dl正極、三極管BG5發(fā)射極、三極管BG6發(fā)射極、三極管BG7集電極、二極管D3正極、三極管BG9發(fā)射極、三極管BGlO發(fā)射極、二極管D5正極相連；電源輸入端的負(fù)極與電阻Rl —端、電阻R2 —端、電阻R4 —端、三極管BG4集電極、電阻R5 —端、電阻R6 —端、電阻R8 —端、三極管R8集電極、電阻R9 —端、電阻RlO —端、電阻R12 —端、三極管BG12集電極相連； 電阻Rl另一端與三極管BGl基極和電容Cl 一端相連，電阻R2另一端與三極管BGl集電極、電阻R3 —端、電容C2 —端和開(kāi)關(guān)SI 一端相連，電容C2另一端連接開(kāi)關(guān)SI另一端、電阻R5另一端和三極管BG5基極；電阻R3另一端連接三極管BG2基極，電容Cl的另一端與電阻Rll —端相連；三極管BG2的集電極與三極管BG3基極、三極管BG4基極及電阻R4另一端相連；三極管BG3發(fā)射極連接三極管BG4發(fā)射極及電容C4 一端，電容C4另一端連接二極管D2，二極管D2的另一端連接電源輸出端； 三極管BG5的集電極與電阻R7 —端、電容C3 —端和電阻R6的另一端相連；電阻R7的另一端連接三極管BG6的基極，三極管BG6的集電極連接三極管BG7基極和三極管BG8基極及電阻R8的另一端；三極管BG7的發(fā)射極與電容C5的一端相連，電容C5的另一端連接二極管D3負(fù)極和二極管D4正極，二極管D4的負(fù)極連接電源輸出端； 電容C3的另一端連接電阻R9的另一端和三極管BG9的基極，三極管BG9的集電極連接電阻RlO的另一端和電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端連接三極管BGlO的基極，三極管BGlO的集電極連接電阻R12另一端、三極管BGll基極和三極管BG12基極，三極管BGll的發(fā)射極連接三極管BG12發(fā)射極和電容C6 —端；電容C6的另一端與二極管D5負(fù)極和二極管D6正極相連，二極管D6的負(fù)極連接電源輸出端。
【文檔編號(hào)】H02M3/338GK204103771SQ201420578505
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】劉鴻睿 申請(qǐng)人:劉鴻睿