大功率电容升压电源的制作方法
【专利摘要】大功率电容升压电源是涉及开关电源技术的改进。本实用新型提供一种可实现大功率升压、不会产生磁场的大功率电容升压电路。本实用新型包括振荡器电路和升压电路，其特征在于：振荡器电路由第一振荡器电路、第二振荡器电路和第三振荡器电路构成，升压电路由第一升压电路、第二升压电路和第三升压电路构成；所述的第一振荡器电路、第一升压电路、第二振荡器电路、第二升压电路、第三振荡器电路、第三升压电路依次连接。
【专利说明】大功率电容升压电源
【技术领域】
[0001]本实用新型是涉及开关电源技术的改进。
【背景技术】
[0002]开关电源是从上世纪80年代产生的一种电源技术，但是在近几年，开关电源才得到普及。可以说，在这几十年里，开关电源的技术发展得比较成熟。但是在先前的所有开关电源里，都必须使用一个元件，就是电感。由于电感是一种磁场型元件，在工作中难免会产生磁场，这在对磁场要求比较高的环境中使用是很不利的。而且，由于制造工艺的限制，电感的体积很难缩小，这就使得开关频率必须达到几百kHZ的等级，这会使电源的输出中产生强烈的纹波，必须加以抑制，而且由于频率较高，会产生电磁场，对电路的干扰也不容忽视，在一些要求比较严格的环境中必须加以避免。电容升压电路也不是没有，但现有的仅仅是小功率电容升压电路，只能用于像电蚊拍这样的小电流高电压的场合。
【发明内容】
[0003]本实用新型就是针对上述问题，提供一种可实现大功率升压、不会产生磁场的大功率电容升压电路。
[0004]为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括振荡器电路和升压电路，其特征在于:振荡器电路由第一振荡器电路、第二振荡器电路和第三振荡器电路构成，升压电路由第一升压电路、第二升压电路和第三升压电路构成；所述的第一振荡器电路、第一升压电路、第二振荡器电路、第二升压电路、第三振荡器电路、第三升压电路依次连接；
[0005]电源输入端的正极与三极管BGl发射极、三极管BG2发射极、三极管BG3集电极、二极管Dl正极、三极管BG5发射极、三极管BG6发射极、三极管BG7集电极、二极管D3正极、三极管BG9发射极、三极管BGlO发射极、二极管D5正极相连；电源输入端的负极与电阻Rl一端、电阻R2 —端、电阻R4 —端、三极管BG4集电极、电阻R5 —端、电阻R6 —端、电阻R8一端、三极管R8集电极、电阻R9 —端、电阻RlO —端、电阻R12 —端、三极管BG12集电极相连；
[0006]电阻Rl另一端与三极管BGl基极和电容Cl 一端相连，电阻R2另一端与三极管BGl集电极、电阻R3 —端、电容C2 —端和开关SI 一端相连，电容C2另一端连接开关SI另一端、电阻R5另一端和三极管BG5基极；电阻R3另一端连接三极管BG2基极，电容Cl的另一端与电阻Rll —端相连；三极管BG2的集电极与三极管BG3基极、三极管BG4基极及电阻R4另一端相连；三极管BG3发射极连接三极管BG4发射极及电容C4 一端，电容C4另一端连接二极管D2，二极管D2的另一端连接电源输出端；
[0007]三极管BG5的集电极与电阻R7 —端、电容C3 —端和电阻R6的另一端相连；电阻R7的另一端连接三极管BG6的基极，三极管BG6的集电极连接三极管BG7基极和三极管BG8基极及电阻R8的另一端；三极管BG7的发射极与电容C5的一端相连，电容C5的另一端连接二极管D3负极和二极管D4正极，二极管D4的负极连接电源输出端；
[0008]电容C3的另一端连接电阻R9的另一端和三极管BG9的基极，三极管BG9的集电极连接电阻RlO的另一端和电阻Rll的一端，电阻Rll的另一端连接三极管BGlO的基极，三极管BGlO的集电极连接电阻R12另一端、三极管BGll基极和三极管BG12基极，三极管BGll的发射极连接三极管BG12发射极和电容C6 —端；电容C6的另一端与二极管D5负极和二极管D6正极相连，二极管D6的负极连接电源输出端。
[0009]作为一种优选方案，
[0010]本实用新型的有益效果:
[0011]本实用新型电路既实现升压，又实现大功率，拥有很广阔的发展前景。电路升压部分采用电容，由于体积很小的电容就可以造出很大的容量，这就使得开关频率可以降低到几kHz这个等级。而且，由于电容是电压型元件，不会产生磁场，即使产生的强电场也仅仅局限于电容的内部，不会散发出来，再加上频率比较低，不会对后面的电路产生很大的干扰。而且在电路的设计，参数的选择上也比使用电感的电源简单得多。可以将此电路接在铅蓄电池后面，实现铅蓄电池的倍压升压。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的振荡器电路图。
[0013]图2是本实用新型升压电路图。
[0014]图3是本实用新型总电路图。
[0015]图4是经振荡器电路输出波形图。
[0016]图5是整形后的波形。
[0017]图6是本实用新型实施例所述标有参数的电路图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本实用新型包括振荡器电路和升压电路，其特征在于:振荡器电路由第一振荡器电路、第二振荡器电路和第三振荡器电路构成，升压电路由第一升压电路、第二升压电路和第三升压电路构成；所述的第一振荡器电路、第一升压电路、第二振荡器电路、第二升压电路、第三振荡器电路、第三升压电路依次连接；
[0019]电源输入端的正极与三极管BGl发射极、三极管BG2发射极、三极管BG3集电极、二极管Dl正极、三极管BG5发射极、三极管BG6发射极、三极管BG7集电极、二极管D3正极、三极管BG9发射极、三极管BGlO发射极、二极管D5正极相连；电源输入端的负极与电阻Rl一端、电阻R2 —端、电阻R4 —端、三极管BG4集电极、电阻R5 —端、电阻R6 —端、电阻R8一端、三极管R8集电极、电阻R9 —端、电阻RlO —端、电阻R12 —端、三极管BG12集电极相连；
[0020]电阻Rl另一端与三极管BGl基极和电容Cl 一端相连，电阻R2另一端与三极管BGl集电极、电阻R3 —端、电容C2 —端和开关SI 一端相连，电容C2另一端连接开关SI另一端、电阻R5另一端和三极管BG5基极；电阻R3另一端连接三极管BG2基极，电容Cl的另一端与电阻Rll —端相连；三极管BG2的集电极与三极管BG3基极、三极管BG4基极及电阻R4另一端相连；三极管BG3发射极连接三极管BG4发射极及电容C4 一端，电容C4另一端连接二极管D2，二极管D2的另一端连接电源输出端；
[0021]三极管BG5的集电极与电阻R7 —端、电容C3 —端和电阻R6的另一端相连；电阻R7的另一端连接三极管BG6的基极，三极管BG6的集电极连接三极管BG7基极和三极管BG8基极及电阻R8的另一端；三极管BG7的发射极与电容C5的一端相连，电容C5的另一端连接二极管D3负极和二极管D4正极，二极管D4的负极连接电源输出端；
[0022]电容C3的另一端连接电阻R9的另一端和三极管BG9的基极，三极管BG9的集电极连接电阻RlO的另一端和电阻Rll的一端，电阻Rll的另一端连接三极管BGlO的基极，三极管BGlO的集电极连接电阻R12另一端、三极管BGll基极和三极管BG12基极，三极管BGll的发射极连接三极管BG12发射极和电容C6 —端；电容C6的另一端与二极管D5负极和二极管D6正极相连，二极管D6的负极连接电源输出端。
[0023]图3为总电路图。它由两大部分组成。图1为振荡器部分，它可以产生像图4那样的波形。以电源正极为地，当接通电源时，BGl到BG3的基极电压都逐渐降低，总有一个三极管抢先导通。在振荡器工作时，人意时刻都有两个三极管导通假设某一时刻，BG1、BG5导通，则此时各点的电压状态是:A低，B高，C低，D高，E高，F低。由于R9的存在，C3两端电压不能长时间保持，慢慢地，E点电压降低，直到某一刻，BG9导通，F点电压升高，A点电压也被拉高，BGl截止，B点电压降低，达到下一个介稳状态。就这样，三个三极管轮番截止，使各点产生如图4所示波形。
[0024]B(D、F)点的波形(如图4)的波形经过BG2 (BG6、BG10)整形，然后进过BG3 (BG7、BG11)、BG4(BG8、BG12)功率放大，连接到电容负极。当输出低电平的时候，电容经过Dl (D3、D5)迅速充电，在高电平的时候，电容经过D2(D4、D6)放电。再加上原有电源电压，实现升压的目的。在理想的情况下，可以升压到原电压的2倍，也就是24V。但是三极管、二极管都有一个大约0.7V的导通电压，使得电容在充电和放电的时候都有个电压的损失。在充电的时候，Dl和BG6各分去0.7V的电压，所以电容最终的电压是10.6V，在放电的时候电容负极所能达到最高电压为11.3V，电容正极电压为21.9V，经过D2，分去0.7V，最终输出21.2V电压。
[0025]实施例:
[0026]按照图6 中的参数，RU R3、R5、R7、R9、Rll 均为 10 Ω 电阻，R2、R4、R6、R8、R10、R12均为1Ω电阻，(:1、02、03均为0.02 4?电容，04、05、06均为47(^?电容。二极管Dl、D2、D3、D4、D5、D6 采用 1N5819 二极管；三极管 BG1、BG2、BG4、BG6、BG8、BG10、BG12 均采用9012三极管，三极管BG3、BG7、BG11采用9013三极管。
[0027]电路震荡的频率大约2kHz，远小于传统开关电源的100kHz，而且不产生磁场。这样可大大减小对后面电路的干扰。至于输出能力，电容越大，输出能力越强。使用470yF的电容时，电路可提供500mA的输出能力，也就是1W的功率。而传统的电容升压电路只能提供几毫安，几十毫安的电流。
[0028]这个电路的特点是三个电容轮番充电，轮番放电，在任意时刻都有刚充完电的电容放电，而且充电时间为放电时间的二倍，所以本电路可以提供很高的功率。在接一个大约W的D类功放器的实验时，连续工作数小时，三极管也毫无发热迹象。减小振荡器的那三个无极性电容可以提高开关频率，这就使得后面的有极性电容可以小一些，但是这样可能会增大开关损耗。可根据需要进行适当的调整。假设每次放电电容两端电压降低0.1V，所用时间为l/6000s，输出电流为500mA，则电阻大约42.4Ω，这样可计算出电容为470 μ F。而充电时三极管可视为短路，也就是说充电可以视为不消耗时间的。
[0029]可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.大功率电容升压电源，包括振荡器电路和升压电路，其特征在于:振荡器电路由第一振荡器电路、第二振荡器电路和第三振荡器电路构成，升压电路由第一升压电路、第二升压电路和第三升压电路构成；所述的第一振荡器电路、第一升压电路、第二振荡器电路、第二升压电路、第三振荡器电路、第三升压电路依次连接； 电源输入端的正极与三极管BGl发射极、三极管BG2发射极、三极管BG3集电极、二极管Dl正极、三极管BG5发射极、三极管BG6发射极、三极管BG7集电极、二极管D3正极、三极管BG9发射极、三极管BGlO发射极、二极管D5正极相连；电源输入端的负极与电阻Rl —端、电阻R2 —端、电阻R4 —端、三极管BG4集电极、电阻R5 —端、电阻R6 —端、电阻R8 —端、三极管R8集电极、电阻R9 —端、电阻RlO —端、电阻R12 —端、三极管BG12集电极相连； 电阻Rl另一端与三极管BGl基极和电容Cl 一端相连，电阻R2另一端与三极管BGl集电极、电阻R3 —端、电容C2 —端和开关SI 一端相连，电容C2另一端连接开关SI另一端、电阻R5另一端和三极管BG5基极；电阻R3另一端连接三极管BG2基极，电容Cl的另一端与电阻Rll —端相连；三极管BG2的集电极与三极管BG3基极、三极管BG4基极及电阻R4另一端相连；三极管BG3发射极连接三极管BG4发射极及电容C4 一端，电容C4另一端连接二极管D2，二极管D2的另一端连接电源输出端； 三极管BG5的集电极与电阻R7 —端、电容C3 —端和电阻R6的另一端相连；电阻R7的另一端连接三极管BG6的基极，三极管BG6的集电极连接三极管BG7基极和三极管BG8基极及电阻R8的另一端；三极管BG7的发射极与电容C5的一端相连，电容C5的另一端连接二极管D3负极和二极管D4正极，二极管D4的负极连接电源输出端； 电容C3的另一端连接电阻R9的另一端和三极管BG9的基极，三极管BG9的集电极连接电阻RlO的另一端和电阻Rll的一端，电阻Rll的另一端连接三极管BGlO的基极，三极管BGlO的集电极连接电阻R12另一端、三极管BGll基极和三极管BG12基极，三极管BGll的发射极连接三极管BG12发射极和电容C6 —端；电容C6的另一端与二极管D5负极和二极管D6正极相连，二极管D6的负极连接电源输出端。
【文档编号】H02M3/338GK204103771SQ201420578505
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】刘鸿睿 申请人:刘鸿睿