[WD]开关直流升压电路（即所谓的boost或者step-up电路）原理

dgh · 发表于 2005-8-6 23:09

<DIV class=quote>以下是引用rxq在2005-8-5 9:19:32的发言： 多学习。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。</DIV>
我那个二极管并联的问题问了很多人，其中一位高人我认为回答的通俗易懂。给大家（特别是基础较差的）贴过来供参考：
是会有些变化的，不过变化不大，没电阻那么明显这个你去看看它的曲线就清楚了。两个并联后，如果参数完全一致，那么每个 管只分到一半的电流，电流减少时，管压降要降低的，所以并联后整个电阻是减小了。 但是你拿单个来看，电阻却是比原来的增加了（这个就是它的非线性，电流小时， 电阻变大了），虽然单个增大了，但两个并联后的总电阻却比原来的要小。

老沈 · 发表于 2005-8-9 17:11

哈!关于二极管,看书,是这样的,看书是要紧的,但泛泛而看与带着问题去看,效果是不一样的,咱也是实际中碰上了问题,再重新去看书,才能理解到应有的深度......还有还有,有些该死的书看了还不知在说什么.......书有好坏咯,有的写书的人脑子里本来就是浆糊......
咱没空了,以后再聊哈!

文美男2000 · 发表于 2005-8-9 20:03

好，有点像开关电源的工作原理关键是电感储存电能，放电

westdog · 发表于 2005-8-24 17:33

前面大概说了一下直流升压的原理，但如果应用在低压电路中的话，为了提高效率，元件就得重新进行选择。
直接用三极管做开关管，二极管做整流管的话，效率太低了。
像老沈说的那样，三极管两头怎么也得有个0.2-0.3v的电压，对于1.2v的输入电压来说，这就占去了20%左右，让人难以忍受，所以要换成压降比较低的管子，也就是MOS管，全称MOESFET，中文名称金属氧化物半导体场效应管。
我们可以导通电阻比较低的MOS管，例如IRF7456，它在2.7v栅源极电压下的导通电阻只有0.02欧姆，当然还有更小的，大家可去IRF(<a href="http://www.irf.com" target="_blank" >http://www.irf.com</A>)的网站上找，不过要注意封装问题，有些封装很大，没法用在手电筒里，要先贴片封装的。
而对于整流管，一开始我也没什么好办法，后来想，它只是用来防止电流在放电过程中回流的，不一定非得用二极管，用一个MOS管估计也行，人为的控制它的导通就是了。于是开始查资料，发现这种东西早就有了，名字就叫“同步整流”，用MOS来代替二极管做整流用，原来同步整流就是这东西，真TMD够唬人的，我还以为什么高深的东西来。

老沈 · 发表于 2005-8-24 20:39

理论上M0S的内阻低,是方向,实用上还有些问题,比如上面提到的2.7v栅源极电压的获得,在1AA的条件下,颇费周折,......咱就是在企图攻克M0S推挽.
同步整流并不容易,这儿的dgh一直在努力. 以电压同步的简易电路,已被证明缺少死区......如果电流同步,每管得配一套运放,就1AA来说可能太复杂,成本高和占位多...... 1AA上用的技术只能是简洁巧妙.除非专用芯片.
集成M0S开关和同步整流的ic有,美信就有,可惜M0S和整流的内阻分别是100和150毫欧,而不是20毫欧,所以,作1AA升压时只有50%的效率.
正因为有问题有矛盾需要我们去解决,这个世界才更精彩!

westdog · 发表于 2005-8-24 23:03

再次受教，谢谢二位，这些话都是经验之谈，努力学习中。
最近比较忙，正在搞别的东西，也是边学边搞，不过自己的爱好还是不能放弃的

黄师父 · 发表于 2005-8-25 00:43

学习学习再学习！

老沈 · 发表于 2005-8-25 06:38

咱的M0S推挽实验电路栅压是取自输出端,但触发有难度,比不碍单端电路,复杂了点,还没有想出好办法.要是解决了.会是性价比最高的1AA电路.
美信的ic在1AA时低效是因为内部开关M0S导阻有100毫欧,导致在大电流时低效.
23兄也在搞同步整流吗? 你前面的关于反激电路的通断比的说法咱也看了一下,觉得通取70%多一点断取30%少一点比较合理.再大也会加重整流管和电感的负担.输出脉动也会过大,而需要更大的电容来平衡. 关于热损耗的算法咱有个速算法,就是用占空比的倒数再乘以以平均电流值计算得到的损耗,即为实际数值,适用于线性器件.
咱也一直在晶体管--M0S管,单端--推挽, 普通整流--同步整流之间排迥.

westdog · 发表于 2005-8-25 18:07

我画了张草图，老沈跟2300帮忙看一下，有没有可行性，我的基础比较差，有些地方可能弄的不对，例如三极管的型号及MOS的型号，但大体上这个意思<img src="attachments/dvbbs/2005-8/200582510115012461.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2005-8/200582510115012461.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

[此贴子已经被作者于2005-8-25 10:11:57编辑过]

老沈 · 发表于 2005-8-26 08:00

咱也来奇思妙想一个:先用一只单管作辅助升压,小功率的只升电压够了,四个另件,在集电极形成占空比为75%off,25%on的幅度10V的脉冲,就可以推任何M0S了........这只是反激式,咱自已的还是没有着落.
23兄:你的电路都做到90%了,你应该赶快做国内市场,你会忙不过来的.

westdog · 发表于 2005-8-27 02:21

明天就去买零件，实验一下这个电路。
刚查了下肖特基二极管，发现1n5820在0.6a时的压降在0.29V左右，明天就买它了。就是个头比较大一些，先买来做实验吧，以后再买贴片的。
MOSFET就不知道好不好买了，我手里有几个CPU上用的4410和主板上用的4435，可惜最低工作电压要4v左右，不能用。
不知道市场里都有哪些型号的？明天去找找，但那些卖MOS的人一般是什么都不懂的，只知道型号，唉，郁闷

老沈 · 发表于 2005-8-27 03:02

可以找单节锂电的保护板,

westdog · 发表于 2005-8-27 03:57

谢谢，我怎么没想到，手机电池里应该有，就是不知道那个导通电阻是多大？

老沈 · 发表于 2005-8-27 04:30

大都在40毫欧左右.够用的.

飞长爱你 · 发表于 2005-8-27 06:10

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老沈 · 发表于 2005-8-27 07:04

一般是二点七伏.
在栅极和漏极都加稳压管限压保护,栅极再加电阻放电.......其余就大胆胡乱试好了.....

[此贴子已经被作者于2005-8-26 23:07:03编辑过]

飞长爱你 · 发表于 2005-8-27 07:25

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

老沈 · 发表于 2005-8-27 08:36

23兄好,
咱还没有专门去找M0S,只是用容易得到的锂电保护中随手拿来的.如果低阈值M0S价格也一样好,当然更理想,.谢谢! 现在的注意力重点还是想简单的解决好触发 ,选择面就可宽一点, 咱现在就想完成M0S推挽,只要一片双码.
关于专利与市场:: 专利是为市场而存在,如果放弃市场要专利也就没用了. 再说专利的克星除了非法的仿冒外还会有合法的超越,所以不能因仿冒而止步. 其实,最好的防仿冒的方法是不断的自我超越.
另外.你是用什么方法测效率的,因为对你说的效率,咱在理论上无法平衡,只好瞎问一声了. 也因为咱也测到过自己的电路效率上了100% . (是把电流表串入供电回路中,会使供电功率打七折,如果输入输出分别测试,再计算,就会在效率上出假象,. 而输入输出同时测试则会委曲电路功率. 所以只有在回路中加低阻取样,用电压法测电流才是正确的). 
在1AA上能得到90%效率的技术,如果输入电压高了效率会更好,如果用双管正激又明显会好于单管反激,如果输出电压高的效率会更高,或者省去同步整流......廉价的高效变换器的意义远不止用在LED上,其深远的意义将是划时代的,可以改变现有大部分充电池的使用模式. 比如可以把锂电并起来,或用一节大锂电向笔记本电脑供电.......比如可以从单格或多格并联电池逆变,向电动车供电........ 目前充电池串用的匀均衡问题是业界的老大难问题,串用电池的充放电循环寿命远低于单体循环次数. 以电动车用镍氢电池为例,单体充放电循环可达1200次的,三十只串用后实际使用寿命仅百多次,春兰集团为此大伤脑筋,........镍氢电池的制造技术已很成熟,迟迟不能普及在车辆上的原因就在这里.
.所以,低价高效逆变前途无量!用途无量!

[此贴子已经被作者于2005-8-27 8:27:22编辑过]

老沈 · 发表于 2005-8-28 15:33

<DIV class=quote>以下是引用230000在2005-8-27 10:27:07的发言：
我想你说你的电路用的是4.7的电容，而工作在50KHZ，虽然是推挽，可能也嫌小了点。你的输出电流可以在小电阻上并电容来测，也许会更准确。电压也一样，并个大电容。</DIV>
咱用的是方波推挽,全波整流输出时,理论上几乎可以做到无缝连接,由于实际的方波不可能中规中矩,加个电容填条缝样宽的小缺,4.7U足够有余多多了. 
相反23兄的电路是反激式,通断比优化的选择应在0.75与0.25附近,输出占空比仅0.25,整流管上的电流强度比平均值大了4倍(最大值瞬间达8倍),LED的安全全赖电容的容量和质量了..并上22U的电容是必要的,可能还小了,在示波器上应该还会看到明显的脉动.请留意看看. 
关于串电表测电流,如果用的还是通用数字表(咱就是的),万万不要再串进去了,咱说过读数会至少打七折的,这不是并不并电容能解决的,完全是电表直流电阻对电路的影响,...........现在连23兄都没能理解咱的用意,咱只好再说仔细一点:电表的每条表线电阻值约0.1欧,内部分流器40--75毫欧,总阻值近0.3欧,.......(在低阻档短路表笔能读到数值). 这个阻值在一般的电流测量条件下不会对读数有多大影响,但在象1AA这种总阻抗仅一欧电路中,串入0.3欧的电阻后,其影响可想而知........... 
为引起其他网友重视,这儿再重复说一遍串电表测电流,算效率,引起错误结果的具体原因: 0.3欧的内阻会使输入电流降低约30%, 而0.3欧的内阻会使输出电流只降低约10%,在分别两次测电流后再把结果计算成功率,会造成效率误差约上升20%左右,当然,是积的关系,不是和的关系,不可以简单的直接做做加减法的. 
呼吁测1AA电路电流时串入不大于电路阻值百分之二的小阻值电阻,用电压法测电流..(可用铜线做取样电阻,用电阻率计算出阻值).. 
最后真心希望23兄的高效电路早日面市,咱不怕竞争,中国的市场大着呢,完全可以各显神通, 相反,借鉴了别人的优点,用在其他地方,也是得益多多哈!咱要是再用来优化了推挽电路,说不定就上了基尼斯了.

[此贴子已经被作者于2005-8-28 7:40:21编辑过]

westdog · 发表于 2005-8-29 03:00

先用这个电路图做了下实验，一次成功，虽然焊的不大好，乱七八糟的，不过也乱不到哪里去，总共加上发光二极管才6个件。
三极管用的9013，二极管用的1n5817，电容47uF，变压器自己缠的。
虽然只是个小小的成功而且不是原创，但还是很高兴
下一步改用MOS管，不知道能不能行<img src="attachments/dvbbs/2005-8/20058281913583985.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2005-8/20058281913583985.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

[此贴子已经被作者于2005-8-28 19:02:51编辑过]

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