构建可靠 DC 电压升压电路的分步指南

DC 电压升压装置

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您是否在寻找一种能将低电平电信号提升至显著高电平的装置？考虑获取一个电压升压电路装置。例如，若您计划将直流电压从 1.5V 提升至 3V，或从 60V 提升至 80V，该装置将是完美的选择。

最终，该电压升压器专为基于直流的电子电路设计。因此，它是将直流电压升降至您所需电压水平的理想选择。

本文将详细讨论其工作原理、构建电路所需的组件等。

准备好了吗？让我们开始！

电压升压电路设计

电压升压电路图

来源：Researchgate

该装置是一个简单电路，接收约 3 至 9 伏的低电压输入，并产生 100 至 200 伏的输出。

但必须注意，您不能用此电路为任何设备供电。因为电压跨接在电容器上，负载会导致电压迅速下降，且电路会产生电击。

因此，该电路设计所需的组件包括：

• 电感/扼流线圈 (L1) – 1 个

电感线圈

• 胶带 – 1 卷

胶带

• 实验板 – 1 块

实验板

• 面包板 – 1 块

面包板

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• 2N6292 NPN 功率 BJT (Q1) – 1 个

2N6292 NPN 功率 BJT

来源：Pixabay

• NE555 (U1) – 1 个

NE555

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• 二极管 1N4007 (D1) – 1 个

二极管 1N4007

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电阻

• 1KΩ (R1) – 1 个
• 100Ω (R2) – 1 个
• 1KΩ (R3) – 1 个

电容

• 100µF 电解电容 (C1) – 1 个
• 10µF 电解电容 (C2) – 1 个
• 10µF 电解电容 (C3) – 1 个
• 2.5µF 电解电容 (C4) – 1 个

步骤 1 – 理解理论

有趣的是，该电压升压电路设计包含两个电路。

第一个是升压电路，由二极管、电容、电感和开关组成。因此，当开关导致电感电流快速变化时，会产生跨接在其上的巨大电压。

结果，电压产生大电流，为电容充电。但二极管阻止电容放电。因此，电压不断累积。

第二个电路是开关。您可以使用 2N6292 NPN 功率晶体管配合 555 定时器。555 定时器产生方波，使晶体管导通和截止。

步骤 2 – 测量电路组件

如果您手边有扼流线圈，它们将派上用场。但在使用前，请用万用表测量内部电阻，数值应约为 120 欧姆。

或者，您可以从吊扇获取高压电容。

此外，它是单相感应电机电路的一部分。

因此，电容额定电压 440V，二极管仍为标准 1N4007。

步骤 3 – 获取参数

您可以使用 BC547 晶体管作为开关。但可能得不到良好的开关动作。因此，您可以改用 2N6292 NPN 功率晶体管。结果，您的方波发生器应具有以下参数：

• 频率 – 4.85Hz
• Cb – 10µF
• 占空比 – 66.74%
• Ra – 1K
• Toff – 69.53ms
• Ca – 100µF
• Ton – 69.22ms
• Rb – 1K

如果您使用扼流线圈产生高压，请确保额定频率约为 50Hz。但如果高压无法建立，可尝试手动开关。

通过此方法，您应能建立约 200V 的优异高压。您可以设置 555 定时器以模仿手动开关的速度。

步骤 4 – 在面包板上构建电路

首先在面包板上搭建电路，确保一切正常。如果电路不工作，可进行故障排查。

大多数情况下，故障可能来自开关电路。如果是该问题，先更换晶体管。然后，您也可以调整 555 定时器频率，直到获得所需的高电压。

步骤 5 – 设计并焊接

在焊接时，请确保小心焊接组件。您可以使用 Eagle CAD 固定细节。这样您就知道跳线放在哪里。焊接时可参考图片。

焊接后，将实验板放在扼流线圈上并用胶带固定。然后也将电容放在扼流线圈上。用螺丝将导线连接到扼流线圈。有趣的是，电路的核心形状和重量仅来自扼流线圈。

步骤 6 – 测试电路

您可以通过设置万用表来测试电路。同时，尝试电源以测量其输出电压。然后开启电路。如果听不到任何声音，说明有问题。

但如果听到摆锤般的微弱声音（滴答声），表明扼流线圈工作正常。您可以连接万用表并设为 200V 档。结果，输出电压应超过 190V。

您可能还会注意到剧烈波动，但电压应保持高位。此时，您可以通过短路输出端放电电容。结果，您可能看到火花。

电压升压电路的应用

• 自适应控制应用
• 自调节电源
• 微波炉
• 照明系统
• 混合动力电动汽车
• 太阳能充电器
• 智能手机
• 霓虹灯招牌
• 高端音响系统
• 广播发射机

结束语

构建或设计电压升压电路并非火箭科学。您只需获取所需组件，然后遵循本文展示的工作原理，一切应能正常工作！您可以在以下应用中使用电压升压电路：

此外，我们想指出，DC 转换器等同于 AC 变压器。且具有恒定可调的匝数比。因此，它的工作原理类似于同样能升降电压源的变压器。

而且，DC 升压转换器也可作为开关模式稳压器。

您是否需要帮助构建或获取适合您项目的电压升压器？请随时联系我们。