一個(gè)簡單的升壓電路

01 升壓電路

一、前言

這是一個(gè)別人應(yīng)用在玩具電磁炮上面的升壓電路。現(xiàn)在留下一個(gè)問題，這個(gè)電路是如何把3V電池電壓升壓到100V左右的呢？?下面在面包板上搭建這個(gè)電路，對電路中振蕩信號(hào)進(jìn)行測量。觀察信號(hào)的幅值。對升壓速度進(jìn)行測量。

二、測量結(jié)果

根據(jù)振蕩電路的原理圖，環(huán)形變壓器包括有三組線圈。輸出線圈與集電極線圈匝數(shù)之比為 18:5。如果按照這個(gè)比值，輸出電壓應(yīng)該是 10V左右。下面使用示波器觀察一下輸出線圈的電壓波形。

測量電路中輸出線圈端口電壓波形。振蕩頻率為 138kHz。電壓負(fù)脈沖超過了 100V。但是正向電壓大約10V左右。這個(gè)電壓差不多符合振蕩電路變壓器的變壓比。電解電容上充電電壓大約為 11V。

根據(jù)觀察到的電壓波形。調(diào)換一下輸出線圈的同銘端。利用三極管截止時(shí)所產(chǎn)生的反激電壓進(jìn)行整流。這樣便可以產(chǎn)生比較高的電壓。這是調(diào)整之后輸出線圈的電壓波形。的確可以看到輸出電壓在逐步升高。因此，這個(gè)電路產(chǎn)生高壓并不是依靠變壓器的變壓比值。而是依靠磁環(huán)變壓器中的儲(chǔ)能，在三極管截止時(shí)所形成的反激電壓。此時(shí)，磁環(huán)變壓器就像一個(gè)電能蓄水池。在三極管導(dǎo)通的時(shí)候，電源給磁環(huán)進(jìn)行儲(chǔ)能。當(dāng)三極管截止時(shí)，磁環(huán)中的儲(chǔ)能便向電解電容進(jìn)行充電。最終形成高壓。

經(jīng)過大約2分鐘，電容上的電壓達(dá)到85V。這是電壓最終由電容并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管鉗位。由此可見，這個(gè)升壓電路最終不是依靠線圈將3V通過變壓比完成升壓。而是利用線圈的儲(chǔ)能，在三極管截止時(shí)形成反激高壓。

那么，這個(gè)電路最大的升壓電壓應(yīng)該是多少呢？示波器中增加了三極管基極電壓波形。在三極管截止階段，基極出現(xiàn)了反向擊穿，這個(gè)電壓大約為 -12V。擊穿之后，電感中電能也可以通過基極反饋線圈進(jìn)行放電。這個(gè)過程決定了輸出的最高電壓。

下面觀察震蕩三極管的基極和集電極的電壓波形。它們連接變壓器的不同同銘端，所以極性應(yīng)該是相反的。黃色信號(hào)波形是集電極電壓，青色信號(hào)波形是基極電壓。集電極電壓比基極電壓更為復(fù)雜，具體原因現(xiàn)在還一時(shí)無法分析。

※ 總??結(jié) ※

本文分析了一款用于玩具電磁炮中的升壓電路。該電路演示了1000微法電容中的儲(chǔ)能在線圈中放電，將一個(gè)鐵柱發(fā)射出去的過程。通過振蕩電路將3V的電池電壓升高到大約 85V電壓。升壓過程利用了線圈儲(chǔ)能在三極管截止時(shí)所形成的反激電壓過程。