升压 DC/DC 电压转换器，12/300 伏。方案、说明

升压 DC/DC 电压转换器，12/300 伏。无线电电子电气工程百科全书

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几乎每个 SMPS 都包含一个全波整流器，可将 220 V AC 电源电压转换为 310 V DC（唯一的例外是低功率 SMPS，有时会使用半波整流器）。这意味着要为此类 SMPS 供电，无需生成 220 V 的正弦电压和 50 Hz 的频率，但 310 V 的恒定电压就足够了，这大大简化了转换器的设计。

所建议的 DC/DC 转换器允许您通过汽车的车载网络或其他 12 V 恒压电源为功耗不超过 50 W 的任何网络电气设备（包括 SMPS）供电。该转换器尺寸和重量小、可靠性高、效率高、成本低且设计简单。缺点 - 310 V 直流输出电路与 12 V 电源缺乏电流隔离且功耗较低。变换器电路如图所示。 1.

（点击放大）

产品规格：

输入电压，V.....10,5...15
转换频率，kHz.....40
输出电压，V ...300...310
无负载时消耗的电流，mA ..... 38
最大长期负载功率，W.....50
效率（输入电压 11,7 V、负载功率 32 W 时），% ..... 92

该器件是根据推挽式转换器的经典方案构建的，输出位于升压变压器 T1 初级绕组的中点。该设备的基础是推挽式 SHI 控制器 DA1。其输出按射极跟随器电路连接。转换频率约为40kHz，由电阻器R3和电容器C3设定。转换器的软启动由元件 R4、R7、C9、VT7 提供。这可以保护熔丝FU1、开关晶体管VT5、VT6和整流二极管VD7-VD10在平滑电容器C18-C20充电的瞬态过程中免受过载。当施加电源电压时，电容器C9充电，此时晶体管VT7截止。

当电容器充电时，晶体管 VT7 打开，“死区时间”比较器（引脚 4DA1）输入端的电压下降。因此，控制器脉冲的占空比从零平滑增加到最大值（48%）。该解决方案与常用的 RC 电路不同，由于 VT7 晶体管在开路状态下的漏源电阻极低，因此您可以获得控制脉冲的最大占空比。当电源电压关闭时，二极管VD2加速电容器C9的放电。

晶体管VT1、VT2以及VT3、VT4是射极跟随器，其提供对场效应晶体管VT5、VT6的栅极电容的快速再充电。二极管VD3、VD4在门电路中并联电阻R8、R9，加速这些晶体管的关闭过程，从而减少开关损耗。为了将晶体管VT5、VT6的漏极电压浪涌限制在安全值，安装了限流二极管VD5、VD6。

为了稳定输出电压，对内置SHI控制器DA1误差信号放大器施加电压反馈。转换器的输出电压通过电阻分压器 R14R15 提供给该放大器的非反相输入（引脚 1 DA1）。放大器的反相输入端（引脚2）通过电阻R1从引脚5 DA14接收来自内置参考电压源（1 V）的电压。输出电压的增加导致 SHI 控制器 DA9 引脚 10 和 1 处的脉冲持续时间线性减少，从而导致输出电压下降，即它的稳定性。

在电阻器 R1 和 R2 的帮助下，内置误差信号放大器的增益设置为大约 9。这使得可以防止 SHI 控制器的引脚 10 和 XNUMX 处的控制脉冲持续时间出现显着差异。

在元件DA2、HL1、R10-R13上形成电池放电控制单元。来自分压器 R10、R11 的电源电压提供给 DA2 微电路（一个并联稳压器，用作比较器）的控制输入

当控制输入端电压大于2,5V时，HL1 LED有电流流过，该LED发光表明电池电压正常，不发光表明电池已放电。二极管 VD1 保护设备免受电源电压极性错误的影响 - 在这种情况下，易熔插件 FU1 会烧毁。 SHI控制器DA1的电源电压通过电源滤波器L1C4C6提供。

该器件使用 MLT、C2-23 电阻、氧化电容（进口）、电容 C1-C3 - K10-17，其余为表面贴装陶瓷，尺寸 0805 或 1206。 IRF3205 晶体管可替换为 IRFI3205 或 IRL3705N。晶体管 2SC3205 和 2SA1273 - 分别在 KT961 和 KT639 上（具有任何字母索引）。在后一种情况下，建议选择静态电流增益至少为 100 的样本。 1.5KE36A 二极管可以用 1.5KE39A、1.5KE47A 或 P6KE36A、P6KE39A、P6KE47A 二极管替换，UF2007 - 用 FR207 或 HER207。 TL494CLP SHI 控制器的完整类似物是微电路。 KA7500 和 KR1114EU4。将晶体管VT5和VT6安装到板上后，通过绝缘导热垫片将公共散热器固定在它们上。这是一块尺寸为 50x20 毫米、厚度为 2 ... 4 毫米的铝板。 T1变压器采用IBM PC AT电源的El型W形磁芯，横截面为10x7 mm。

首先，将绕组II绕在框架上，包含182匝2毫米的PEV-0,25线，每层都用描图纸绝缘。对于绕组 I，使用了五根绞合线 PEV-2 0,44 mm；它包含 14 匝，中间有一个抽头。

缠绕后，整个线圈都用虫胶浸渍。为加速其干燥，可在绕组II中通0,3…0,4A的直流电对线圈进行预热，此时线圈内不应有磁路。为了获得绕组的最大电感，磁路的两个部分都用虫胶粘合在一起，其中混合了铁氧体粉末。干燥后，用几层纸胶带包裹磁路。变压器T1的每半个绕组I的电感必须至少为130μH。

除 LED、二极管 VD1、保险丝座、电源开关、输入和输出插座外，转换器的所有元件均安装在由 1,5 mm 厚的单面箔玻璃纤维制成的印刷电路板上，其图纸为如图所示2.

升压 DC/DC 电压转换器，12/300 伏

该板安装在尺寸为 154x64x39 毫米的外壳中 - 它是自制的，由 2 毫米厚的聚苯乙烯片材粘合而成。 LED、保险丝座、电源开关、输入和输出插孔安装在外壳侧壁的孔中（图 3）。

升压 DC/DC 电压转换器，12/300 伏

二极管VD1——位于电源开关SA1和保险丝座FU1的端子处。外壳盖上开有通风孔（图 4）。

升压 DC/DC 电压转换器，12/300 伏

转换器的调整归根结底是在没有连接负载的情况下检查输出电压，该电压应在 300 ... 310 V 范围内。如有必要，可通过选择电阻器 R15 进行更改。

为了建立电池放电控制单元，需要选择电阻R11，以便当电源电压降至10,8V时，HL1 LED熄灭。

作者：别利亚耶夫 S.

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