KA_IX

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直流电源升压主要参考方案(原理图设计)

2021-4-2 14:25:39 显示全部楼层
前言直流电源的升压或者降压相对来说直流降压可能使用的比较多,不一样的行业可能会有所不一样。就这几年的开发来说项目上用到比较多的都是电源降压处理,之前有一个项目一开始想使用升压的方法去把一个5V电压升到12V去控制一个12V的电磁换向阀。选了两款升压芯片的升压测试板,经过测试发现发热太过严重,后来就不用升压模块了,直接更换12V的电源适配器,增加12V降5V部分电路完成了方案。如果多测试几款应该升压控制也是可以的,只是当时觉得怎样做更快就怎样做了。
本篇相关参考方案主要来源于网络,关于芯片的相关描述都是源于芯片手册的直接软件翻译。原理图设计在于各种各样的功能模块电路的积累,参考方案的作用在于你只要知道它的存在即可,当你真正需要的时候能够想起,然后再去琢磨它的细节原理。
电源升压主要有哪些方式线性升压
直流升压就是将一个较低的直流电压,提升到需要的电压值,其基本的工作过程都是:高频振荡产生低压脉冲——脉冲变压器升压到预定电压值——脉冲整流获得高压直流电。这是传统的使用需要使用到变压器线圈的升压方案说明。相关原理图如下所示:
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电路升压的关键在于变压器,但是变压器的体积相对比较大,对于现在的高集成度的硬件发展趋势来看,类似于这种基于变压器的升压方案并不是那么的适用,对于一些不要求空间大小的产品就另当别论。
升压式开关电源
工作原理:开关电源的工作原理不同于线性电源,线性电源是让功率晶体管工作于线性模式下,而开关电源是让功率晶体管工作于导通和关断两种工作状态下,换言之,是通过"斩波",即把输入直流电压的幅值斩成与输入电压幅值相等的脉冲电压来实现的。开关电源的这种工作原理使得加于功率晶体管上的伏安乘积很小(导通状态下,电压低,电流大;关断状态下,电压高,电流小),即功率晶体管上产生的损耗很小。
自举升压电路
自举电路只是在实践中定的名称,在理论上没有这个概念。自举电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。
大概原理:用一个电容和一个二极管,电容存储电荷,二极管防止电流倒灌,频率较高的时候,自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压,起到升压的作用。
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还有其他的一些升压方式
电源升压相关参考方案中(周)变压器(这里不加括号居然提示“周”字是错别字,所以只好这样,看时请忽略
中 周变压器亦称"中频变压器"。超外差式接收机中中频放大级的输入、输出处使用的变压器。
这个变压器之前在一个超声波项目中使用过,相关的性能或者稳定性还是不错的。
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boost升压电路
Boost升压电路是一种开关直流升压电路。下图为模拟仿真的原理图,电子元件都是一些初设值元件,如果需要输出的电压稳定还需要一定的关系系去计算具体值,在这里只提供参考方案。
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三极管驱动放大电路
三极管驱动放大电路,它本身不属于升压电路,为什么会把它放在这里,因为在原理图设计中使用到的频率还是比较高的。三极管是一个电流控制器件。主芯片的IO口本身的驱动能力有限,如果直接驱动功率相对比较大一点的器件就不是那么好,所以需要使用相应的器件去加大驱动能力。使用三极管这个方案驱动的优点有两点:一,增大驱动能力。二,间接控制,对主控制器的IO口有一定的保护作用。
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二极管电容倍增器
这个电压升压方案是在一篇有些年份的技术文档中看到的。下面是文档内容对这部分电路功能的一些描述。
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CW3525A
该逆变器电路是一个数字式准正弦波DC/AD逆变器,特点:(1)采用脉宽调制式开关电源电路,转换效率高达90%以上,自身功耗小;(2)输出交流电压220V,并且具有稳定功能;(3)输出功率30W,可以扩容到1000W以上;(3)采用2kHz准正弦波形,无需工频变压器。体积小,重量轻。
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MT3608
集成80Ω功率MOSFET
2V至24V输入电压
1.2MHz固定开关频率,内部4A开关电流限制。
可调输出电压
内部补偿
输出电压可达28V
自动脉冲频率调制轻载状态
高达97%的效率
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MC34063
宽输入工作范围:0V~40V。
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升压应用原理图

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降压应用原理图

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输出负压应用原理图

MAX669
最小1.8V启动电压(MAX669)
宽输入电压范围(1.8V ~ 28V)
微小的10针大尺寸包装
电流模式PWM和空闲模式™操作
效率超过90%
可调100kHz到500kHz振荡器或同步输入
220µ静态电流
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MAX761
高效率,适用于大范围的负载电流
12V/150mA闪存编程电源
110uA最大供电电流
5uA最大关机电源电流
2V到16.5V输入电压范围
12V (MAX761), 15V (MAX762)或可调输出
限流PFM控制方案
300kHz频率切换
内部,1A, n通道功率场效应晶体管
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LT1930
1.2MHz开关频率(LT1930)
2.2MHz开关频率(LT1930A)
低V CESAT开关:1A时400mV
高输出电压:最高可达34V
从3.3V输入得到480mA时的5V (LT1930)
5V输入,250mA 12V (LT1930A)
宽输入范围:2.6V到16V
低关机电流:<1uA
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XL6009
宽5V到32V输入电压范围
正或负输出电压
提供极好的当前模式控制
瞬态响应
1.25V参考可调版本
固定400KHz开关频率
最大4A开关电流
SW针内置过压保护
EN PIN TTL关闭能力
内部优化功率MOSFET
高效率高达94%
内置频率补偿
内置软启动功能
内置热关闭功能
内建的电流限制函数
可提供TO263-5L包装
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FP5139
供电电压工作范围宽:1.8 ~ 15V
精密参考电压:0.5V±2%
低电流消耗:工作模式5.5mA
低电流消耗:待机状态1uA
高振频:最大1MHz。
开关电流可调的图腾极输出(适用于NPN晶体管或n通道MOSFET)
逻辑电平控制待机模式功能
可编程软启动功能(SS)
短路保护功能(SCP)
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FP6291
输出可调,最高可达12V
内部固定PWM频率:1.0MHz
精密反馈参考电压:0.6V(±2%)
内部0.2Ω2.5 16 v电力MOSFET
关闭当前:0.1μ
在温度保护
过电压保护
过电流保护可调:0.5A ~ 2.5A
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SX1308
集成80Ω功率MOSFET
2V至24V输入电压
1.2MHz固定开关频率,内部4A开关电流限制
可调输出电压
内部补偿
输出电压可达28V
自动脉冲频率调制模式减轻负荷
效率高达96%
可在6针SOT23-6包装
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CS5026E
CS5026E是一款采用CMOS工艺升压型开关稳压器,其主要包括一个参考电压源,一个振荡电路,一个误差放大器,一个相位补偿电路,通过PWM/PFM切换控制电路。
输入电压范围:3~15V
可调电压输出最高18V
振动频率:600KHz
精准的反馈参考电压:1V(±2%)
内置0.08R,8A,18V的MOSFET
关断电流:36uA
过温保护
过压保护
封装:ESOP16L
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SDB628
集成80Ω功率MOSFET
2V至24V输入电压
1.2MHz固定开关频率,内部4A开关电流限制
高达97%的效率
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A0515S-2W
DC-DC升压电源5V转正负15V dcdc隔离电源
高效率高达86%
温度范围:-40℃到+85℃
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来源:嵌入式小萧  



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