无变压器电压转换器。方案、说明

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无线电电子与电气工程百科全书 / 电压转换器、整流器、逆变器

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借助无变压器转换器，可以获得双极性电压并将电源电压提高数倍。由于无变压器转换器中的电压因电容器上的电压总和而增加，因此建议针对不超过 0,5 A 的小负载电流来制造它们。

上图。图64a示出了低电流、半波、无变压器电压转换器的示意图。对于高达 10 mA 的负载电流，您可以获得双倍或三倍的电源电压以及反极性电压。该转换器采用电压为 3...12 V 的直流电源运行，效率约为 50%。

该装置由根据多谐振荡器电路组装在晶体管VT1和VT2上的主振荡器以及安装在二极管VD1-VD4和电容器C2和C5上的两个倍压器组成。

当晶体管VT1打开时，电容器C1通过二极管VD2充电至电源电压。该晶体管闭合后，电容器C2的负极通过电阻R1连接至电源正极。同时，在电容C2的正极板上相对于电源正极形成正电压，通过二极管VD2对电容C1充电，这样在输出+Uout处，电压增加一倍电源的功率是相对于公共电线获得的。

当晶体管VT2闭合时，电容器C4通过电阻器R3和二极管VD5充电至电源电压。当晶体管VT2打开时，该电容器的正极连接到器件的公共线。在电容器C5的负极板上，相对于转换器的公共线形成负电压。电容器 C4 通过二极管 VD6 从该电压充电。

在这种情况下，-Uout2 输出相对于公共线将具有负电压，其值对应于电源电压。三倍电源电压将施加在输出 + Uout1 - Uout2 之间。

无变压器电压转换器

（点击放大）

无变压器电压转换器
图。 64

为了获得全波转换，使电流负载能力加倍，需要在晶体管 VT1 上额外连接一个加倍节点，类似于连接到晶体管 VT2（C5、C6、VD3、VD4）和晶体管VT2 - 连接到晶体管VT1（C2、C2、VD1、VD2）的倍频节点，并相应地连接这些心的输出。在这种情况下，滤波电容器 C1 和 C6 将在两个转换半周期中共用。上图。图64b示出了具有晶体管开关的全波无变压器电压转换的图，其设计用于高达0,5A的负载电流。可以从转换器的输出中去除两倍或三倍的电源电压，类似于第一个设备的版本。

主振荡器G是根据晶体管VT3和VT4上的多谐振荡器电路组装而成。晶体管VT1、VT2和VT5、VT6用于放大多谐振荡器晶体管的电流并工作在按键模式。在多谐振荡器的一个半周期内，晶体管VT1、VT3、VT6截止，此时C2、C5电容充电，C1、C6放电。在另一个半周期，这些晶体管关闭，晶体管VT2、VT4、VT5打开，电容器C1和C6充电，C2和C5放电。电容器通过二极管VD2、VD4、VD5、VD7充电，通过VD1、VD3、VD6、VD8放电。

该转换器可以根据图64所示的电路与电容器电压倍增器组装在一起。 1，在。 + Uout200 输出在负载电流约为 XNUMX mA 时提供几乎三倍的电源电压。随着倍压级数的增加，转换器的允许负载电流减小。

无变压器转换器可以与微电路上的主振荡器组装在一起，如图65所示。 1.二极管VD1.1将元件DD1.2和DD2上的多谐振荡器的占空比设置为1.3。当电压为高时，晶体管VT1.4、VT2在元件DD4和DD2的输出处打开.2并且电容器C1通过二极管VD3充电。在将多谐振荡器切换到输出元件上设置低电平电压的另一状态后，晶体管VT3、VT3打开，并且电容器C2通过二极管VD3充电至电源电压。电容器CXNUMX、CXNUMX上的总电压相当于电源电压的两倍。

无变压器电压转换器
图。 65

采用晶体管开关的转换器的效率约为 50%。转换器中的非生产性损耗主要发生在晶体管的开关过程中。为了提高转换器的效率，应在其中使用高频晶体管和二极管。晶体管应在浅饱和模式下工作，静态电流传输系数至少为 50。建议使用低电源电压的锗二极管，因为与硅二极管相比，它们的正向压降较低。

当建立转换器时，有必要通过断开其中一个电容器来暂时禁用多谐振荡器中的正反馈：如图 64 所示。 3b-C4或C65；在图中。 1 - C0,5。然后，通过选择晶体管基极电路中的电阻，将其设置为集电极-发射极电压不超过XNUMXV的模式。

作者： Drobnitsa N. A.

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