本文介紹了如何構建一個簡單的12 V至19 V升壓轉換器電路,該電路可用于從12 V汽車電池為19 V電池充電。
電路的工作原理
下圖顯示了12 V至19 V轉換器電路圖。
工作原理其實很簡單。
采用自由運行的非穩態振蕩器來操作倍壓器電路。
串聯調整管用于調節輸出電壓,輸出電壓由比較器控制。輸入和輸出線路的接地連接相同,與12 V電源的負極相同。
IC1B成為非穩態多諧振蕩器配置的主要有源部分。連接在反饋路徑上的電容C1和電阻R4大致提供15 kHz的工作頻率。
二極管D1和電阻R7確保方波輸出以50:50占空比工作。
C1電容器必須是具有高穩定性和低溫度系數特性的優質電容器,陶瓷型電容器應做好工作。
dode D1應具有溫度特性,以便無論輸出負載條件和電路加熱如何,輸出方波始終保持正確。
晶體管T2和T3通過IC1B產生的方波交替切換。
當 T3 處于接通周期時,電容 C3 通過 D2 充電至 12 V。接下來,當T3進入關斷周期時,導致T2導通,從而使C3的負極端子能夠立即與+12 V電源連接。
然而,在這種情況下,存儲在C3中的電荷無法立即改變,因此一旦C3負極端子與高12 V電位相連,其正極端子也有必要升壓。
這種情況會導致C3正極端子被“升壓”到電源電壓的大約兩倍。
在實際操作中,由于通過二極管和晶體管發生的損耗基本上意味著輸出不能恰好是電源輸入電平的兩倍,而是略低于預期的2X電平。
電路中采用肖特基二極管,以確保正向壓降保持在最小水平。D3用于整流電壓,C4配置為存儲二極管的整流輸出。
確保為C3使用非常高質量的電容器,因為它將全權負責向負載提供整個輸出電流。輸出電壓的調節由運算放大器IC1A執行。
電阻R14和R12產生的分壓器檢測T4集電極電壓,然后IC1A將其與由R6、R9和齊納二極管D4組成的網絡產生的基準電壓進行比較。
升壓19 V輸出的電平可以通過調整R14的值來固定。R14的15 kΩ值將提供近似19 V的輸出電壓。
滿載時19 V輸出的紋波電壓成分如下圖所示。
如果電容值C6增加,將確保基準電壓在首次接通電源時以非常緩慢的速度上升。該特性可為該12 V至19 V轉換器電路提供良好的軟啟動或慢啟動特性。這種接通延遲可以通過查看LED D6來驗證。
印刷電路板設計
下圖顯示了完整的PCB設計和組件覆蓋診斷:
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