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分析分析 5V 升壓到 500V 的高壓電路!!

有人相信否如下的電路圖,可以把 五伏 升壓成 四五百伏的輸出!

不管你信不信。實際情況確實如下,本人實測。

也許你很有好奇,其實我也是。


不過 ,我更好奇的是它的工作原理,下圖的電路如何能夠實現五伏升壓成 四五百伏。

有人說是 一個倍壓電路,可是在我分析看來,卻并不是如此!


所以我不確定自己的分析是否正確,所以發到此處,想,供大家判定!


以下開始我的分析: ---------------------------



從最基本的 Boost電路開始:



上圖為 基本的Boost 電路。

假設 使用上面基本的boost電路來 完成 5V-----》》500V 的升壓。

假設上述器件均是理想器件。則 由伏秒 數規則,可得:

5 V* Ton = 500 * Toff

很明星,Toff 遠遠小于 Ton 。也就是說一個周期的大部分時間內Q1 都處于導通狀態。那 也就是 Q1的關斷時間 非常短。 在這么短的時間內,電感要把能量通過D4傳遞給C4。這樣勢必會產生瞬態的大電流:時間非常短,而電流的峰值非常大。這樣的瞬態電流勢必會對C4產生致命的損壞!

上面分析中,分析瞬態的電流出現的原因,
可知 是因為電感只在Q1關斷的時間內傳通過D4傳給C4。剛好,這個時間又是非常短暫。

猜想:那么現在能否做一個緩沖網絡。在Q1關斷時,先把能量存在一個緩沖網絡中, 在Q1導通時,在把緩沖網絡內的能量 釋放到 C4中(此時的時間比原來長很多了)。

于是就有了 C1 、C2、 C3、 D1、 D2、 D3 組成的網絡!




以上是我的第一直覺,那么現在看來,如果,此處電容跟二極管組成的網絡確實有“緩沖”的作用,那我的猜想就有根據了!



------------------------------------------------------------------------
現在看看此處電容跟二極管組成的網絡如何起到“緩沖”的作用。

初始狀態:
假設 電容兩端 的電壓 都為零 Vout 也為零。Ext無效,Q1關斷。
此時,加入5V輸入電壓。則 電流流向如下圖所示:隨著時間的推移電容兩端出現電壓也如下圖所標:


Ext有效,Q2打開,則此時電流流向如下圖所示,C1、C2原來為 的 + 級由于 開關管Q2打開,被拉到參考地了,即為零。因為電容兩端的電壓不會突變,則C1、C2的另一端,則變負了,如下圖所示:

假設 C1、C2、C3在上圖都放電完畢,則在開關管下一個周期內關斷時,的電流流向就只剩一條了,如下圖所示:
說明:此處因為 C4 容量比較大,所以在下一個周期開始時,還未完全放完,此時 電感經過不D4向C4充電。



Q1 再次導通, 此時電流流向如下圖所示:
注意 的地方如下,則 此時 C3經過D3向C2充電! C2右端的電壓勢必抬高(因為C2左端被Q1拉到參考地了)。

如果控制的好的話,當C2右端的電壓被充到大于 D4 陰極的電壓(也就是C4的電壓,就是輸出的電壓),D4正向導通。
C3就會通過D3、D4對電容C4充電!
也就印證了我原來的說法!

就這樣周而復始下去。

我的以上分析是建立在 :
電容 受得了 時間極短,峰值極大的瞬態電流 嗎?
如果 受不了 則 我以上的分析 才有意義,如果受得了,那我以上的分析就沒什么意義了!

備注: 以上圖片的具體參數僅作參考。

全部回復(7)
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2011-08-31 16:48

MOSFET耐壓多少V?

還有一種可能,FET關斷后,L和幾個電容滿足諧振條件。實際電壓就是5*Q了,會高很多。

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st.you
LV.10
3
2011-08-31 17:13
這就是一個DCM模式的BOOST+倍壓電路,看結構是3倍壓,所以,開關管的耐壓起碼要是輸出電壓的三分之一,500V輸出,也就是150V以上,實際選用200V左右的MOS會比較經濟,這樣的輸入輸出,只適合小功率。
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GNMXD
LV.1
4
2011-09-01 12:13
@st.you
這就是一個DCM模式的BOOST+倍壓電路,看結構是3倍壓,所以,開關管的耐壓起碼要是輸出電壓的三分之一,500V輸出,也就是150V以上,實際選用200V左右的MOS會比較經濟,這樣的輸入輸出,只適合小功率。
三倍壓 ?分析不出來,能細講下不?
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GNMXD
LV.1
5
2011-09-01 12:13
@路過炊煙
MOSFET耐壓多少V?還有一種可能,FET關斷后,L和幾個電容滿足諧振條件。實際電壓就是5*Q了,會高很多。
500V的
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2011-09-01 14:38
@GNMXD
三倍壓?分析不出來,能細講下不?
期待師長講解下,我也沒弄明白這電路。
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2011-09-01 15:29

那個負離子產生的機器。。。都差不多是這種模式的。。。

還有5倍壓。10倍壓的。。。

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2011-09-01 15:29
@dxsmail
那個負離子產生的機器。。。都差不多是這種模式的。。。還有5倍壓。10倍壓的。。。

以前課本上有。。但現在哪里會記得。。。

去搜下就能找到了。。。

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