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關電源技術的改進。本實用新型提供一種可實現(xiàn)大功率升壓、不會產(chǎn)生磁場的大功率電容升壓電路。本實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。
【專利說明】大功率電容升壓電源

【技術領域】
[0001]本實用新型是涉及開關電源技術的改進。

【背景技術】
[0002]開關電源是從上世紀80年代產(chǎn)生的一種電源技術，但是在近幾年，開關電源才得到普及?？梢哉f，在這幾十年里，開關電源的技術發(fā)展得比較成熟。但是在先前的所有開關電源里，都必須使用一個元件，就是電感。由于電感是一種磁場型元件，在工作中難免會產(chǎn)生磁場，這在對磁場要求比較高的環(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，這就使得開關頻率必須達到幾百kHZ的等級，這會使電源的輸出中產(chǎn)生強烈的紋波，必須加以抑制，而且由于頻率較高，會產(chǎn)生電磁場，對電路的干擾也不容忽視，在一些要求比較嚴格的環(huán)境中必須加以避免。電容升壓電路也不是沒有，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合。


【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型就是針對上述問題，提供一種可實現(xiàn)大功率升壓、不會產(chǎn)生磁場的大功率電容升壓電路。
[0004]為實現(xiàn)本實用新型的上述目的，本實用新型采用如下技術方案，本實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 —端和開關SI 一端相連，電容C2另一端連接開關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負極和二極管D4正極，二極管D4的負極連接電源輸出端；
[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負極和二極管D6正極相連，二極管D6的負極連接電源輸出端。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，
[0010]本實用新型的有益效果:
[0011]本實用新型電路既實現(xiàn)升壓，又實現(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，這就使得開關頻率可以降低到幾kHz這個等級。而且，由于電容是電壓型元件，不會產(chǎn)生磁場，即使產(chǎn)生的強電場也僅僅局限于電容的內部，不會散發(fā)出來，再加上頻率比較低，不會對后面的電路產(chǎn)生很大的干擾。而且在電路的設計，參數(shù)的選擇上也比使用電感的電源簡單得多?？梢詫⒋穗娐方釉阢U蓄電池后面，實現(xiàn)鉛蓄電池的倍壓升壓。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的振蕩器電路圖。
[0013]圖2是本實用新型升壓電路圖。
[0014]圖3是本實用新型總電路圖。
[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是本實用新型實施例所述標有參數(shù)的電路圖。

【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實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 —端和開關SI 一端相連，電容C2另一端連接開關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負極和二極管D4正極，二極管D4的負極連接電源輸出端；
[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負極和二極管D6正極相連，二極管D6的負極連接電源輸出端。
[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，當接通電源時，BGl到BG3的基極電壓都逐漸降低，總有一個三極管搶先導通。在振蕩器工作時，人意時刻都有兩個三極管導通假設某一時刻，BG1、BG5導通，則此時各點的電壓狀態(tài)是:A低，B高，C低，D高，E高，F(xiàn)低。由于R9的存在，C3兩端電壓不能長時間保持，慢慢地，E點電壓降低，直到某一刻，BG9導通，F(xiàn)點電壓升高，A點電壓也被拉高，BGl截止，B點電壓降低，達到下一個介穩(wěn)狀態(tài)。就這樣，三個三極管輪番截止，使各點產(chǎn)生如圖4所示波形。
[0024]B(D、F)點的波形(如圖4)的波形經(jīng)過BG2 (BG6、BG10)整形，然后進過BG3 (BG7、BG11)、BG4(BG8、BG12)功率放大，連接到電容負極。當輸出低電平的時候，電容經(jīng)過Dl (D3、D5)迅速充電，在高電平的時候，電容經(jīng)過D2(D4、D6)放電。再加上原有電源電壓，實現(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、二極管都有一個大約0.7V的導通電壓，使得電容在充電和放電的時候都有個電壓的損失。在充電的時候，Dl和BG6各分去0.7V的電壓，所以電容最終的電壓是10.6V，在放電的時候電容負極所能達到最高電壓為11.3V，電容正極電壓為21.9V，經(jīng)過D2，分去0.7V，最終輸出21.2V電壓。
[0025]實施例:
[0026]按照圖6 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，遠小于傳統(tǒng)開關電源的100kHz，而且不產(chǎn)生磁場。這樣可大大減小對后面電路的干擾。至于輸出能力，電容越大，輸出能力越強。使用470yF的電容時，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]這個電路的特點是三個電容輪番充電，輪番放電，在任意時刻都有剛充完電的電容放電，而且充電時間為放電時間的二倍，所以本電路可以提供很高的功率。在接一個大約W的D類功放器的實驗時，連續(xù)工作數(shù)小時，三極管也毫無發(fā)熱跡象。減小振蕩器的那三個無極性電容可以提高開關頻率，這就使得后面的有極性電容可以小一些，但是這樣可能會增大開關損耗?？筛鶕?jù)需要進行適當?shù)恼{整。假設每次放電電容兩端電壓降低0.1V，所用時間為l/6000s，輸出電流為500mA，則電阻大約42.4Ω，這樣可計算出電容為470 μ F。而充電時三極管可視為短路，也就是說充電可以視為不消耗時間的。
[0029]可以理解的是，以上關于本實用新型的具體描述，僅用于說明本實用新型而并非受限于本實用新型實施例所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本實用新型進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
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 —端和開關SI 一端相連，電容C2另一端連接開關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負極和二極管D4正極，二極管D4的負極連接電源輸出端； 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負極和二極管D6正極相連，二極管D6的負極連接電源輸出端。
【文檔編號】H02M3/338GK204103771SQ201420578505
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】劉鴻睿 申請人:劉鴻睿